精品解析：浙江省绍兴市诸暨中学暨阳分校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

诸暨中学暨阳分校2023—2024学年第二学期期中考试 高二物理（选考） 试题 一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下面所列物理量与其国际单位制（SI）单位不符的是（ ） A. 力：N B. 速度：m/s C. 质量：kg D. 长度：km 2. 物理学科注重培养学生的物理观念、科学思维和科学方法，下列说法不正确的是（　　） A. 重心的概念体现了等效思想，验证力的平行四边形定则实验也体现了这种思想 B. 在探究加速度、力和质量三者之间的关系时运用了控制变量法，探究影响向心力大小的因素也用了这个方法 C. 用质点来代替物体的方法运用了理想模型法，在推导匀变速直线运动位移公式时也运用了这种方法 D. 电容器的电容C=、电场强度的定义都运用了比值法 3. 物理课上经常出现“高速公路”、“高压输电”、“高频振荡”、“高温物体”等带有“高”字的词语，下列对这些词语的说法正确的是（　　） A. 高速公路上有限速，如限速，即行车的平均速度不得超过 B. 我国远距离输电一般采取高压输电，输送电压越高，相应电流也越大 C. 要有效发射电磁波，需要用高频振荡，频率越高发射电磁波的本领越大 D. 温度高的物体，从微观角度看，分子热运动的平均速率大 4. 如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 B. 小车与木箱组成的系统动量守恒 C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统机械能守恒 D. 小孩推力的冲量小于木箱的动量的变化量 5. 图甲所示为生活中巧妙地利用两根并排竹竿，将长方体砖块从高处运送到低处的场景。将竹竿简化为两根平行放置，粗细均匀的圆柱形直杆，砖块放在两竹竿的正中间，由静止开始从高处下滑，图乙所示为垂直于运动方向的截面图（砖块截面为正方形）。若仅将两竹竿间距增大一些，则砖块（　　） A. 下滑过程中竹竿对砖块的弹力变大 B. 下滑过程中竹竿对砖块摩擦力不变 C. 下滑的加速度变小 D. 下滑到底端的时间变短 6. 按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步是“落月”工程，已在2013年以前完成。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道绕月球做圆周运动。下列判断不正确的是（　　） A. 飞船在轨道上的运行速率 B. 飞船在A点处点火变轨时，动能减小 C. 飞船在轨道绕月球运动一周所需的时间 D. 飞船从A到B运行的过程中机械能变大 7. 如图所示，a、b为电场中同一条水平方向电场线上的两点，若已知这两点的电势大小和两点间的距离，则（ ） A. 一定能求出此电场的电场强度 B. 一定能求出a、b两点间中点的电势 C. 一定能求出已知电荷量的电荷从a点移动到b点电场力所做的功 D. 一定能求出已知电荷量的电荷从a点由静止运动到b点所用的时间 8. 某种光电式火灾报警器的原理如图所示，由红外光源发射的光束经烟尘粒子散射后照射到光敏电阻上，光敏电阻接收的光强与烟雾的浓度成正比，其阻值随光强的增大而减小。闭合开关，当烟雾浓度达到一定值时，干簧管中的两个簧片被磁化而接通，触发蜂鸣器报警。为了能在更低的烟雾浓度下触发报警，下列调节正确的是（ ） A. 增大电阻箱的阻值 B. 增大电阻箱的阻值 C. 增大电源的电动势 D. 增大干簧管上线圈的匝数 9. 如图甲为一波源的共振曲线，图乙表示该波源在共振状态下的振动形式沿x轴正方向传播过程中形成的机械波在时刻的波形曲线，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点，则下列说法正确的是（　　）。 A. 在时，质点Q的加速度方向与y轴正方向相同 B. 在时，质点P的速度方向与y轴负方向相同 C. 从到，质点Q沿x轴正方向运动了6m D. 质点P的振动方程为 10. 如图所示，有三块等腰直角三角形的透明材料（图中的I、II、III）恰好拼成一个长方形。从A点垂直于底边射入的单色光在B处发生全反射，在C、D处连续发生两次折射后射出。若该单色光在三块材料的传播速率依次为v1、v2、v3，下列关系式中正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图甲所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图乙所示的交变电流，下列说法正确的是（ ） A. 时刻两线圈间作用力最大 B. 时刻两线圈间作用力最大 C. 在到时间内，A、B两线圈相互排斥 D. 在到时间内，A、B两线圈相互排斥 12. 高压水流切割器又称“水刀”，它将水以极高的速度垂直喷射到材料表面进行切割作业。假设“水刀”喷嘴中喷出水的速度一定，水打到材料表面后，迅速沿表面散开不反弹，已知“水刀”喷嘴的直径可在0.1mm～0.3mm范围内调节，则该“水刀”在材料表面产生的最小压强与最大压强之比为（　　） A. 1：81 B. 1：3 C. 1：9 D. 1：27 13. 如图，两端开口的圆筒与水平地面成一定角度倾斜放置，OO＇是圆筒的中轴线，M、N是筒壁上的两个点，且。一个可视为质点的小球自M点正上方足够高处自由释放，由M点无碰撞进入圆筒后一直沿筒壁运动，a、b、c是小球运动轨迹与MN的交点。小球从M到a用时，从a到b用时，从b到c用时，小球经过a、b、c时对筒壁压力分别为、、，经过a、b、c时的速度大小分别为、、，、、表示M、a、b、c相邻两点间的距离，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14. 图甲是三颗微粒做布朗运动的位置连线图，图乙是氧气分子速率分布图，图丙是静止在水面上的硬币，图丁是空气压缩仪点燃硝化棉，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，微粒越小，布朗运动越明显 B. 乙图中，温度升高，所有氧分子的速率都增大 C. 丙图中，硬币能浮在水面上，主要是因为水的浮力 D. 丁图中，压缩空气压缩仪内的空气，空气的温度升高，内能增大 15. 用如图所示的装置研究光电效应现象。所用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0，则下列说法正确的是（　　） A. 换波长更长的光照射，可能电流表G没有示数 B. 光电管阴极的逸出功为1.7eV C. 当滑动触头向b端滑动时，电流增大 D. 开关S断开后，没有电流流过电流表G 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 16. （1）在“探究弹簧弹力F与弹簧长度l的关系”的实验中，装置如图甲所示。毫米刻度尺的0刻度线与弹簧上端对齐，实验中通过改变弹簧下端所悬挂钩码的质量，改变弹簧弹力。 ①实验中某次测量弹簧长度如图1所示，则此时弹簧长度l = ______cm； ②多次实验，记录数据后描点连线得到F—l图像，由此可知该弹簧的劲度系数k = ______N/m。（计算结果保留三位有效数字）。 17. 某实验小组测量当地重力加速度。 （1）小明同学利用手机频闪拍摄小球自由下落的过程来测量当地重力加速度。图1是自由下落运动的部分频闪照片。分别是小球到O点的距离，已知手机闪光频率，则可以测得当地重力加速度__________。（计算结果保留三位有效数字）。 （2）小金同学利用图2单摆装置测量当地重力加速度。下列操作正确的是________ A.摆线上端需要夹子夹牢来固定悬点 B.应该从平衡位置（最低点）开始计时，并直接测量一次全振动的时间作为周期 C.为减小误差，摆球应该质量大、体积小 D.为了减小阻力影响，应该让摆球摆角大一些好，摆动得更明显 （3）小金利用单摆周期公式计算重力加速度，在实验前正确测量摆长，实验后回想到实验过程中小球的摆动平面并没有在严格的同一竖直平面内，则他计算的重力加速度值将________（选填“偏大”、“偏小”、“不偏”）。 18. 在“测定干电池的电动势和内阻”实验中 ①如图甲所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连接完整；（ ） ②正确连线后，实验测得6组数据如表所示，在坐标系中描出各对应点，如图乙所示。请在答题纸对应位置的图中作出图像，并将纵坐标轴方框内主要刻度值补全；（ ） 1 2 3 4 5 6 1.23 1.13 0.92 0.96 0.83 0.71 012 0.17 023 0.28 0.35 0.43 ③干电池的电动势_____V，内阻_____Ω。（小数点后保留两位） 19. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，实验装置如图丙所示。 ①下列操作正确且必要的是_____。 A.在实验开始前，查清线圈的绕制方向 B.用干电池与灵敏电流表试触，检测电流流向与指针偏转方向之间的关系 C.为使实验现象更加明显，缓慢地插入或拔出条形磁体的磁极 D.实验结束后，应佩戴绝缘手套拆除与线圈相连接的导线，防止由于自感现象导致的电击 ②某次实验中，灵敏电流表的指针未发生偏转，可能是灵敏电流表内部断路了。某同学设计实验进行验证：保持灵敏电流表与线圈的连接，他用手晃动表壳使指针有较大的摆动幅度，观察指针的摆动情况：断开灵敏电流表与线圈的连接，再次以同样幅度晃动表壳，发现指针的摆动情况与之前基本相同。你认为上述实验能否验证灵敏电流表内部断路？_____。（填写“能”或“不能”） 20. 某物理探究小组设计了一款火警报警装置，原理图如图所示。汽缸通过细线悬挂在天花板下，质量m=300g、横截面积S=15cm2的活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内，起初环境的热力学温度T1=294K时，活塞距汽缸底部的高度h=15cm，当环境温度上升，活塞缓慢下移Δh=5cm时，活塞表面（涂有导电物质）恰与a、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声。不计活塞与汽缸之间的摩擦，外界大气压强p0=1.0×105pa。取重力加速度大小g=10m/s2。 （1）在环境温度上升过程中，气缸内气体分子的平均动能 （填“增大”、“减小”或“不变”）； （2）求蜂鸣器刚报警时密封气体的热力学温度T2； （3）若蜂鸣器刚报警时气体的内能增加了10J，求此过程中密封气体吸收的热量Q。 21. 如图所示，某一游戏装置由轻弹簧发射器、长度的粗糙水平直轨道AB与半径可调的光滑圆弧状细管轨道CD组成。质量的滑块1被轻弹簧弹出后，与静置于AB中点、质量的滑块2发生完全非弹性碰撞并粘合为滑块组。已知轻弹簧贮存的弹性势能，两滑块与AB的动摩擦因数均为，两滑块均可视为质点，各轨道间连接平滑且间隙不计，若滑块组从D飞出落到AB时不反弹且静止。 （1）求碰撞后瞬间滑块组的速度大小； （2）调节CD的半径，求滑块组进入到圆弧轨道后在C点时对轨道的压力大小； （3）改变CD的半径R，求滑块组静止时离B点的最远距离，并写出应满足的条件。 22. 如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为，两导轨及其所构成的平面均与水平面成角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为．现将质量均为的金属棒垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为。 （1）先保持棒静止，将棒由静止释放，求棒匀速运动时的速度大小； （2）在（1）问中，当棒匀速运动时，再将棒由静止释放，求释放瞬间棒的加速度大小； （3）在（2）问中，从棒释放瞬间开始计时，经过时间，两棒恰好达到相同的速度，求速度的大小，以及时间内棒相对于棒运动的距离。 23. 图甲是离子注入系统，它是一种对半导体进行掺杂的方法，可以改变半导体材料的成份和性质。图乙是它的简化示意图，由离子源、加速器、质量分析器、磁偏转室和注入靶组成。初速度近似为0的正离子从离子源飘入加速器，加速后的成为高能离子，离子沿质量分析器的中轴线运动并从F点射出，然后垂直磁偏转室的边界从P点进入，离子在磁偏转室中速度方向偏转90°后垂直边界从Q点射出，最后垂直打到注入靶上。已知质量分析器的C、D两极板电势差为U，板长为L，板间距离为d；磁偏转室的圆心为O，O与P之间的距离为L，内部匀强磁场的磁感应强度为B；正离子的质量为m、电荷量为q，不考虑离子的重力及离子间的相互作用。 （1）求加速器A、B两极板的电势差U1； （2）质量分析器内磁场的磁感应强度B1； （3）若每秒打到注入靶的离子数为n，其中90%的离子进入注入靶中，10%的离子被反向弹回，弹回的速度大小为原来的一半，求注入靶受到的作用力大小； （4）假设质量分析器两极板间电势差发生极小的波动，则离子在质量分析器中不再沿直线运动，但可近似看作是匀变速曲线运动。要使这些离子经磁偏转室后仍能全部会聚到一点，求P点与F点之间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 诸暨中学暨阳分校2023—2024学年第二学期期中考试 高二物理（选考） 试题 一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下面所列物理量与其国际单位制（SI）单位不符的是（ ） A. 力：N B. 速度：m/s C. 质量：kg D. 长度：km 【答案】D 【解析】 【详解】A．在国际单位制中，力的单位是N，故A正确； B．在国际单位制中，速度的单位是m/s，故B正确； C．在国际单位制中，质量的单位是kg，故C正确； D．在国际单位制中，长度的单位是m，km只是长度单位的一个常用单位，故D错误。 本题选与其国际单位制（SI）单位不符的，故选D。 2. 物理学科注重培养学生的物理观念、科学思维和科学方法，下列说法不正确的是（　　） A. 重心的概念体现了等效思想，验证力的平行四边形定则实验也体现了这种思想 B. 在探究加速度、力和质量三者之间的关系时运用了控制变量法，探究影响向心力大小的因素也用了这个方法 C. 用质点来代替物体的方法运用了理想模型法，在推导匀变速直线运动位移公式时也运用了这种方法 D. 电容器的电容C=、电场强度的定义都运用了比值法 【答案】C 【解析】 【详解】A．重心是重力的等效作用作用点，验证力的平行四边形定则实验中分力和合力是作用效果相同，都采用了等效思想。A正确； B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时运用了控制变量法，探究影响向心力大小的因素也用了控制变量法。B正确； C．用质点来代替物体的方法运用了理想模型法，在推导匀变速直线运动位移公式时也运用了微元法。C错误； D．电容器的电容C=、电场强度的定义都运用了比值法。D正确。 选不正确，故选C。 3. 物理课上经常出现“高速公路”、“高压输电”、“高频振荡”、“高温物体”等带有“高”字的词语，下列对这些词语的说法正确的是（　　） A. 高速公路上有限速，如限速，即行车的平均速度不得超过 B. 我国远距离输电一般采取高压输电，输送电压越高，相应电流也越大 C. 要有效发射电磁波，需要用高频振荡，频率越高发射电磁波的本领越大 D. 温度高的物体，从微观角度看，分子热运动的平均速率大 【答案】C 【解析】 【详解】A．限速，即行车的瞬时速率不得超过。故A错误； B．一般情况下输送功率是稳定的，故输送电压越高，相应电流越小。故B错误； C．频率越高发射电磁波的本领越大。故C正确； D．温度高的物体，分子热运动的平均动能大，但是由于各分子量不同，平均速率不一定大。故D错误。 故选C。 4. 如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 B. 小车与木箱组成的系统动量守恒 C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统机械能守恒 D. 小孩推力的冲量小于木箱的动量的变化量 【答案】A 【解析】 【详解】A．系统受合外力为零，系统动量守恒，所以男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒，故A正确； B．小车与木箱组成的系统有小孩施加的外力之和不为零，则系统动量不守恒，故B错误； C．男孩推木箱的过程中，人对木箱、小车和自己做功，消耗人体内的化学能，转化为系统的机械能，所以系统的机械能增加，故C错误； D．由动量定理可知，合外力的冲量等于动量的变化量，所以小孩推力的冲量等于木箱的动量的变化量，故D错误。 故选A。 5. 图甲所示为生活中巧妙地利用两根并排的竹竿，将长方体砖块从高处运送到低处的场景。将竹竿简化为两根平行放置，粗细均匀的圆柱形直杆，砖块放在两竹竿的正中间，由静止开始从高处下滑，图乙所示为垂直于运动方向的截面图（砖块截面为正方形）。若仅将两竹竿间距增大一些，则砖块（　　） A. 下滑过程中竹竿对砖块的弹力变大 B. 下滑过程中竹竿对砖块的摩擦力不变 C. 下滑的加速度变小 D. 下滑到底端的时间变短 【答案】B 【解析】 【详解】A．假定两竹竿与地面倾角为、砖块的质量为m，每一根竹竿对砖块的支持力为N，以砖块为研究对象，只在垂直于竹竿平面内对其受力分析，如图所示，依题意有 则有 若仅将两竹竿间距增大一些，由于支持力垂直于接触面，角保持不变，则N不变，故A错误； B．假定砖块与竹竿的动摩擦因数为，则摩擦力为 据前面分析，由于N不变，则下滑过程中竹竿对砖块的摩擦力不变，故B正确； C．根据牛顿第二定律有 解得 由于角不变，则下滑的加速度不变，故C错误； D．由于下滑加速度不变，根据匀变速直线运动规律，，则下滑时间不变，故D错误。 故选B。 6. 按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步是“落月”工程，已在2013年以前完成。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道绕月球做圆周运动。下列判断不正确的是（　　） A. 飞船在轨道上的运行速率 B. 飞船在A点处点火变轨时，动能减小 C. 飞船在轨道绕月球运动一周所需的时间 D. 飞船从A到B运行的过程中机械能变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．万有引力提供向心力 解得 在月球表面 解得 联立解得 故A正确，不符合题意； B．飞船在点变轨后由圆轨道变为椭圆轨道，做向心运动，要求万有引力大于飞船所需向心力，所以飞船应该减速，动能减小，故B正确，不符合题意； C．万有引力提供向心力 结合 解得 故C正确，不符合题意； D．在椭圆轨道上，飞船由点运动至点，只有万有引力做功，机械能守恒，故D错误，符合题意。 故选D。 7. 如图所示，a、b为电场中同一条水平方向电场线上的两点，若已知这两点的电势大小和两点间的距离，则（ ） A. 一定能求出此电场的电场强度 B. 一定能求出a、b两点间中点的电势 C. 一定能求出已知电荷量的电荷从a点移动到b点电场力所做的功 D. 一定能求出已知电荷量的电荷从a点由静止运动到b点所用的时间 【答案】C 【解析】 【详解】AB．对匀强电场有 因为电场不一定是匀强电场，所以不一定能求出电场强度和电势差及中点电势，AB错误； CD．因已知两点的电势和移动电荷的电荷量，所以能求出电势能的变化也就能求出电场力所做的功；根据已知条件，不知道电荷其它的运动参数求不出已知电荷量的电荷从a点由静止运动到b点所用的时间，C正确，D错误。 故选C。 8. 某种光电式火灾报警器的原理如图所示，由红外光源发射的光束经烟尘粒子散射后照射到光敏电阻上，光敏电阻接收的光强与烟雾的浓度成正比，其阻值随光强的增大而减小。闭合开关，当烟雾浓度达到一定值时，干簧管中的两个簧片被磁化而接通，触发蜂鸣器报警。为了能在更低的烟雾浓度下触发报警，下列调节正确的是（ ） A. 增大电阻箱的阻值 B. 增大电阻箱的阻值 C. 增大电源的电动势 D. 增大干簧管上线圈的匝数 【答案】D 【解析】 【详解】A．增大电阻箱的阻值，则红外光源发出的红外线强度减小，若烟雾浓度降低，则光敏电阻接收的光强降低，阻值变大，则干簧管的电流减小，则干簧管中的两个簧片不能被磁化而接通，触发蜂鸣器不能报警，选项A错误； B. 同理，若烟雾浓度降低，则光敏电阻接收的光强降低，阻值变大，若再增大电阻箱的阻值，则干簧管的电流减小，则干簧管中的两个簧片不能被磁化而接通，触发蜂鸣器不能报警，选项B错误； C．增大电源的电动势，对干簧管的通断无影响，选项C错误； D．增大干簧管上线圈的匝数，可是干簧管在电流减小时增加磁性，可使干簧管中的两个簧片被磁化而接通，触发蜂鸣器报警，选项D正确。 故选D。 9. 如图甲为一波源的共振曲线，图乙表示该波源在共振状态下的振动形式沿x轴正方向传播过程中形成的机械波在时刻的波形曲线，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点，则下列说法正确的是（　　）。 A. 在时，质点Q的加速度方向与y轴正方向相同 B. 在时，质点P的速度方向与y轴负方向相同 C. 从到，质点Q沿x轴正方向运动了6m D. 质点P的振动方程为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图甲可知，共振状态下波源的频率为0.5Hz，故周期为 由乙图可知，时刻Q在平衡位置沿y轴正方向振动，故时Q位于波峰位置，故加速度方向沿y轴负方向，A错误； B．时，质点P在x轴下方并远离平衡位置，故质点P的速度方向与y轴负方向相同，B正确； C．质点Q在平衡位置上下振动，不会沿着x轴方向移动，C错误； D．由乙图可知，振幅为，波长为，故波速为 波源振动形式传到P点需要经历时间为 质点P的振动方程为 ， 故 又因，时，代入振动方程可得 解得 故质点P的振动方程为 D错误。 故选B。 10. 如图所示，有三块等腰直角三角形的透明材料（图中的I、II、III）恰好拼成一个长方形。从A点垂直于底边射入的单色光在B处发生全反射，在C、D处连续发生两次折射后射出。若该单色光在三块材料的传播速率依次为v1、v2、v3，下列关系式中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】设I、II、III三种材料对光的折射率分别为n1，n2，n3。根据全反射条件，光从I射向II时发生了全反射，则有，光从I射向III时发生了折射，由题图知入射角大于折射角，则有，所以，根据光在介质中的传播速度公式 可得 故选A。 11. 如图甲所示，A、B为两个相同环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图乙所示的交变电流，下列说法正确的是（ ） A. 时刻两线圈间作用力最大 B. 时刻两线圈间作用力最大 C. 在到时间内，A、B两线圈相互排斥 D. 在到时间内，A、B两线圈相互排斥 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，在t1时刻线圈A中的电流最大，此时产生的磁通量的变化率是最小的，为零，所以线圈B感应电流为零，因此两线圈间作用力为零，故A错误； B．在t2时刻，线圈A中的电流为零，而磁通量的变化率是最大的，所以线圈B感应电流也是最大，但A、B间的相互作用力为零，故B错误； C．在到时间内，若设顺时针(从右向左看)方向为正，则线圈A电流方向顺时针且大小减小，所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向左的磁通量大小减小，由楞次定律可知，线圈B的电流方向顺时针方向，因此A、B中电流方向相同，出现相互吸引现象，故C错误； D．在到时间内，若设顺时针方向(从右向左看)为正，则线圈A电流方向逆时针且大小增大,所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向右的磁通量大小增大，由楞次定律可知，线圈B的电流方向顺时针方向，因此A、B中电流方向相反，A、B出现互相排斥，故D正确。 故选D。 12. 高压水流切割器又称“水刀”，它将水以极高的速度垂直喷射到材料表面进行切割作业。假设“水刀”喷嘴中喷出水的速度一定，水打到材料表面后，迅速沿表面散开不反弹，已知“水刀”喷嘴的直径可在0.1mm～0.3mm范围内调节，则该“水刀”在材料表面产生的最小压强与最大压强之比为（　　） A. 1：81 B. 1：3 C. 1：9 D. 1：27 【答案】A 【解析】 【详解】选取时间内打到表面为的水为研究对象，以从喷嘴高速喷出时的速度方向为正方向，由动量定理得 其中质量为 解得 根据牛顿第三定律可知，材料表面受到的压力 水对材料垂直于表面方向的压强为 联立解得 而水的流量一定，则 横截面积为 化简解得压强为 喷嘴的最小直径和最大直径之比1:3，则最大压强和最小压强之比为81:1，故最小压强与最大压强之比为1:81；故选A。 13. 如图，两端开口的圆筒与水平地面成一定角度倾斜放置，OO＇是圆筒的中轴线，M、N是筒壁上的两个点，且。一个可视为质点的小球自M点正上方足够高处自由释放，由M点无碰撞进入圆筒后一直沿筒壁运动，a、b、c是小球运动轨迹与MN的交点。小球从M到a用时，从a到b用时，从b到c用时，小球经过a、b、c时对筒壁压力分别为、、，经过a、b、c时的速度大小分别为、、，、、表示M、a、b、c相邻两点间的距离，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题意可知，小球从高处自由下落，由M点无碰撞进入圆筒后一直沿筒壁运动，设小球在M点时的速度为v，可知该速度在MN方向的分速度 在沿垂直MN方向的分速度 小球在垂直轴线的平面内做变速圆周运动，由于在垂直轴线方向的分速度大小不变，因此每运动一周所用时间的情况相同，则有 A错误； B．小球在垂直轴线的平面内做变速圆周运动，在垂直轴线方向的分速度大小不变，则有小球在a、b、c位置时，所需向心力大小均为 可知小球在a、b、c各点筒壁对小球提供的向心力大小相同，由牛顿第三定律可知，小球经过a、b、c时对筒壁压力大小相同，即 B正确； C．小球沿MN方向的初速度不是零，由，可求出小球经a、b、c时在沿MN方向的速度，小球在垂直MN方向的速度大小不变，可知小球经a、b、c时的速度关系 Ｃ错误； D．若小球在沿MN方向的初速度是零，由初速度是零的匀加速直线运动规律可得 由于小球在沿MN方向的初速度不是零，是 因此则有 D错误。 故选B。 二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14. 图甲是三颗微粒做布朗运动的位置连线图，图乙是氧气分子速率分布图，图丙是静止在水面上的硬币，图丁是空气压缩仪点燃硝化棉，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，微粒越小，布朗运动越明显 B. 乙图中，温度升高，所有氧分子的速率都增大 C. 丙图中，硬币能浮在水面上，主要是因为水的浮力 D. 丁图中，压缩空气压缩仪内的空气，空气的温度升高，内能增大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．微粒越小，布朗运动越明显，故A正确； B．温度越高，氧气分子的平均速率增大，不是每一个分子速率都增大，故B错误； C．硬币浮在水面上，主要是因为水表面张力，故C错误； D．压缩空气，外界对气体做功，空气温度升高，内能增大，故D正确。 故选AD。 【点睛】本题考查分子动理论，目的是考查学生的理解能力。 15. 用如图所示的装置研究光电效应现象。所用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0，则下列说法正确的是（　　） A. 换波长更长的光照射，可能电流表G没有示数 B. 光电管阴极的逸出功为1.7eV C. 当滑动触头向b端滑动时，电流增大 D. 开关S断开后，没有电流流过电流表G 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．换波长更长的光照射，一种情况为光的频率偏小，导致不能发生光电效应，从而电流表G没有示数；第二种情况为发生了光电效应，但所加反向电压超过了遏止电压，没有光电子能够导电使得电流表G没有示数，故A正确； B．该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0，知道光电子的最大初动能为1.7eV，根据光电效应方程有 EKm=hv-W0 W0=1.05eV 则光电管阴极的逸出功为1.05eV，故B错误； C．当滑动触头向b端滑动时，反向电压减小，则到达集电极的电子的数目增多，电流增大，故C正确； D．若开关S断开后，即去掉反向电压，而光的照射发生了光电效应，则一定有光电子参与导电，一定有电流流过电流表G，故D错误； 故选AC。 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 16. （1）在“探究弹簧弹力F与弹簧长度l的关系”的实验中，装置如图甲所示。毫米刻度尺的0刻度线与弹簧上端对齐，实验中通过改变弹簧下端所悬挂钩码的质量，改变弹簧弹力。 ①实验中某次测量弹簧长度如图1所示，则此时弹簧长度l = ______cm； ②多次实验，记录数据后描点连线得到F—l图像，由此可知该弹簧的劲度系数k = ______N/m。（计算结果保留三位有效数字）。 【答案】 ①. 8.82 ②. 200 【解析】 【详解】（1）①[1]由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，此时弹簧的实际长度为8.82cm。 ②[2]图像斜率代表弹簧的劲度系数，则 17. 某实验小组测量当地重力加速度。 （1）小明同学利用手机频闪拍摄小球自由下落的过程来测量当地重力加速度。图1是自由下落运动的部分频闪照片。分别是小球到O点的距离，已知手机闪光频率，则可以测得当地重力加速度__________。（计算结果保留三位有效数字）。 （2）小金同学利用图2单摆装置测量当地重力加速度。下列操作正确的是________ A.摆线上端需要夹子夹牢来固定悬点 B.应该从平衡位置（最低点）开始计时，并直接测量一次全振动的时间作为周期 C.为减小误差，摆球应该质量大、体积小 D.为了减小阻力影响，应该让摆球的摆角大一些好，摆动得更明显 （3）小金利用单摆周期公式计算重力加速度，在实验前正确测量摆长，实验后回想到实验过程中小球的摆动平面并没有在严格的同一竖直平面内，则他计算的重力加速度值将________（选填“偏大”、“偏小”、“不偏”）。 【答案】 ①. 9.63 ②. AC##CA ③. 偏大 【解析】 【详解】（1）[1]由逐差法得 （2）[2] A．上端要固定悬点不动，可以用夹子夹住，A正确； B．应该测量30~50个周期的总时间，减小测量时间的相对误差，故B错误； C．质量大，体积小可以减小阻力影响，故C正确； D．摆角不能太大，否则就不是简谐运动，故D错误。 故选AC。 （3）[3]摆动中未在同一竖直面内，则实际等效摆长比实验前测量的要短，根据 则L偏大，测量结果偏大。 18. 在“测定干电池的电动势和内阻”实验中 ①如图甲所示，已经连接了一部分电路，请在答题纸上对应位置将电路连接完整；（ ） ②正确连线后，实验测得6组数据如表所示，在坐标系中描出各对应点，如图乙所示。请在答题纸对应位置的图中作出图像，并将纵坐标轴方框内主要刻度值补全；（ ） 1 2 3 4 5 6 1.23 1.13 0.92 0.96 0.83 0.71 0.12 0.17 0.23 0.28 0.35 0.43 ③干电池的电动势_____V，内阻_____Ω。（小数点后保留两位） 【答案】 ①. 见解析 ②. 见解析 ③. ④. 【解析】 【详解】①[1]“测定干电池的电动势和内阻”实验基本电路图连接即可，根据表中数据可知电压表应该选择小量程，电路图如图所示 ②[2]由表中数据可分析出每一大格表示0.2V，将纵坐标轴方框内主要刻度值补全如图所示；由图中点迹可知，第三组数据错误，应该排除，连接图像所图所示 ③[3][4]根据闭合电路欧姆定律 则图像表达式为 所以图像纵轴截距即为电源电动势 图像斜率绝对值即为电源内阻 19. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，实验装置如图丙所示。 ①下列操作正确且必要的是_____。 A.在实验开始前，查清线圈的绕制方向 B.用干电池与灵敏电流表试触，检测电流流向与指针偏转方向之间的关系 C.为使实验现象更加明显，缓慢地插入或拔出条形磁体的磁极 D.实验结束后，应佩戴绝缘手套拆除与线圈相连接的导线，防止由于自感现象导致的电击 ②某次实验中，灵敏电流表的指针未发生偏转，可能是灵敏电流表内部断路了。某同学设计实验进行验证：保持灵敏电流表与线圈的连接，他用手晃动表壳使指针有较大的摆动幅度，观察指针的摆动情况：断开灵敏电流表与线圈的连接，再次以同样幅度晃动表壳，发现指针的摆动情况与之前基本相同。你认为上述实验能否验证灵敏电流表内部断路？_____。（填写“能”或“不能”） 【答案】 ①. AB##BA ②. 不能 【解析】 【详解】①[1]A．为了弄清感应电流方向与磁通量变化的关系，在实验开始前要查清线圈的绕制方向，选项A正确； B．用干电池与灵敏电流表试触，检测电流流向与指针偏转方向之间的关系，选项B正确； C．为使实验现象更加明显，要快速地插入或拔出条形磁体的磁极，选项C错误； D．实验结束后，已移去磁铁，电路中无电流，手接触断开导线不会产生自感现象，选项D错误。 故选AB。 ②[2]不能，摆动幅度都很大，说明都没有感应电流或感应电流很小，这只能说明电路有断路，但不一定是电表内部。 20. 某物理探究小组设计了一款火警报警装置，原理图如图所示。汽缸通过细线悬挂在天花板下，质量m=300g、横截面积S=15cm2的活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内，起初环境的热力学温度T1=294K时，活塞距汽缸底部的高度h=15cm，当环境温度上升，活塞缓慢下移Δh=5cm时，活塞表面（涂有导电物质）恰与a、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声。不计活塞与汽缸之间的摩擦，外界大气压强p0=1.0×105pa。取重力加速度大小g=10m/s2。 （1）在环境温度上升过程中，气缸内气体分子的平均动能 （填“增大”、“减小”或“不变”）； （2）求蜂鸣器刚报警时密封气体的热力学温度T2； （3）若蜂鸣器刚报警时气体的内能增加了10J，求此过程中密封气体吸收的热量Q。 【答案】（1）增大；（2）392K；（3）17.35J 【解析】 【详解】（1）温度上升时，气缸内气体分子的平均动能增大； （2）此过程为等压变化，则有 解得 （3）对活塞受力分析有 解得 气体等压膨胀，设气体对外界做的功为W，气体的内能增加了10J，根据热力学第一定律有 解得 21. 如图所示，某一游戏装置由轻弹簧发射器、长度的粗糙水平直轨道AB与半径可调的光滑圆弧状细管轨道CD组成。质量的滑块1被轻弹簧弹出后，与静置于AB中点、质量的滑块2发生完全非弹性碰撞并粘合为滑块组。已知轻弹簧贮存的弹性势能，两滑块与AB的动摩擦因数均为，两滑块均可视为质点，各轨道间连接平滑且间隙不计，若滑块组从D飞出落到AB时不反弹且静止。 （1）求碰撞后瞬间滑块组的速度大小； （2）调节CD的半径，求滑块组进入到圆弧轨道后在C点时对轨道的压力大小； （3）改变CD的半径R，求滑块组静止时离B点的最远距离，并写出应满足的条件。 【答案】（1）3m/s；（2）1N；（3）0.8m，R大于等于0.1m 【解析】 【详解】（1）滑块1被弹簧弹出的速度为，有 滑块1与滑块2碰撞前速度为，有 滑块1与滑块2粘在一起后速度为，有 解得 （2）滑块组在碰撞后到C点的过程中有 解得 由牛顿第三定律有 （3）当半径为时，其滑块组恰好能到达D点，因为是细管管道，所以此时在D点速度为零，有 解得 所以当圆弧轨道半径小于0.1m时，滑块组能从D点飞出，之后做平抛运动，继续调节圆弧轨道半径，其从D点飞出的速度不同，其落在水平轨道上距离B点的距离也不同，设半径为R时，有 滑块组在D点之后做平抛运动，有 整理有 根据数学知识有，当时，s取最大值，其值为0.2m。 当圆弧轨道半径大于0.1m时，滑块组不能从D点飞出，沿轨道滑回水平轨道，最终静止在水平轨道上，设在水平轨道上滑动路程为s'，由能量守恒 解得 s'=1.8m 则滑块组静止时离B点的最远距离为 22. 如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为，两导轨及其所构成的平面均与水平面成角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为．现将质量均为的金属棒垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为。 （1）先保持棒静止，将棒由静止释放，求棒匀速运动时的速度大小； （2）在（1）问中，当棒匀速运动时，再将棒由静止释放，求释放瞬间棒的加速度大小； （3）在（2）问中，从棒释放瞬间开始计时，经过时间，两棒恰好达到相同的速度，求速度的大小，以及时间内棒相对于棒运动的距离。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）a导体棒在运动过程中重力沿斜面分力和a棒的安培力相等时做匀速运动，由法拉第电磁感应定律可得 有闭合电路欧姆定律及安培力公式可得 ， a棒受力平衡可得 联立记得 （2）由右手定则可知导体棒b中电流向里，b棒 沿斜面向下的安培力，此时电路中电流不变，则b棒牛顿第二定律可得 解得 （3）释放b棒后a棒受到沿斜面向上的安培力，在到达共速时对a棒动量定理 b棒受到向下的安培力，对b棒动量定理 联立解得 此过程流过b棒的电荷量为q，则有 由法拉第电磁感应定律可得 联立b棒动量定理可得 23. 图甲是离子注入系统，它是一种对半导体进行掺杂的方法，可以改变半导体材料的成份和性质。图乙是它的简化示意图，由离子源、加速器、质量分析器、磁偏转室和注入靶组成。初速度近似为0的正离子从离子源飘入加速器，加速后的成为高能离子，离子沿质量分析器的中轴线运动并从F点射出，然后垂直磁偏转室的边界从P点进入，离子在磁偏转室中速度方向偏转90°后垂直边界从Q点射出，最后垂直打到注入靶上。已知质量分析器的C、D两极板电势差为U，板长为L，板间距离为d；磁偏转室的圆心为O，O与P之间的距离为L，内部匀强磁场的磁感应强度为B；正离子的质量为m、电荷量为q，不考虑离子的重力及离子间的相互作用。 （1）求加速器A、B两极板的电势差U1； （2）质量分析器内磁场的磁感应强度B1； （3）若每秒打到注入靶的离子数为n，其中90%的离子进入注入靶中，10%的离子被反向弹回，弹回的速度大小为原来的一半，求注入靶受到的作用力大小； （4）假设质量分析器两极板间电势差发生极小的波动，则离子在质量分析器中不再沿直线运动，但可近似看作是匀变速曲线运动。要使这些离子经磁偏转室后仍能全部会聚到一点，求P点与F点之间的距离。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）设离子经过加速后的速度为v，离子在磁偏转室的圆周半径为L，则 得 离子在加速器内加速，由动能定理 解得 （2）离子在质量分析器内洛仑兹力等于电场力 解得 （3）设进入半导体材料的离子对靶的作用力为，由动量定理 设被半导体材料反向弹回的离子对靶的作用力为，由动量定理 设注入靶受到的作用力大小为F，则 （4）离子在质量分析器内运动看作匀变速曲线运动，即做类平抛，则所有离子均可视为从极板轴线的中点M射出，会聚点N应与M点关于磁偏转器的角平分线对称，如图所示 设P点到F点的距离为x，当偏角为时，离子的速度 运动的半径 由几何关系 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$