精品解析：天津市2023-2024学年高二下学期综合实践物理练习（二）

高二物理综合实践练习（二） 一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 如图，弹簧振子在M、N之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox坐标系．若振子位于M点时开始计时，则其振动图像为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】取向右为x轴正方向，振子运动到M点时，振子具有负方向最大位移，所以振子运动到M点时开始计时振动图象的负值且位移大小最大开始，形成与余弦图像关于时间轴对称的图像，图象应如B图所示。 故选B。 2. 有两个完全相同的电阻，一个通过10A的恒定电流，热功率为P，另一个通以正弦式交变电流，热功率为2P，那么（　　） A. 交变电流的有效值为10A B. 交变电流的有效值为 C. 交变电流最大值为 D. 交变电流的最大值为10A 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意有 所以 即交变电流的有效值为，最大值为 故选B。 3. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其振幅为A，波长为λ，波源的振动周期为T，某一时刻的波形图如图所示，在该时刻，某质点的坐标为（λ，0），则经后，该质点的坐标为（　　） A. （5λ，0） B. C. （λ，A） D. （λ，-A） 【答案】D 【解析】 【详解】由于波沿x轴正方向传播，根据“上下坡”法可知，坐标为（λ，0）的质点应向下振动，经过后，质点到达波谷，所以质点的坐标为（λ，-A）。 故选D。 4. 如图所示，一束白光沿半径方向从A点射入半圆形玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b为折射光的上下边界，c为反射光。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，可以观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，下列说法正确的为（　　） A. c光逐渐变暗 B. ab光带逐渐变亮 C. a光与b光相比，b光先消失 D. a光与b光相比，a光先消失 【答案】C 【解析】 【详解】AB．入射点由A向B缓慢移动，光线射到直边的入射角增大，反射光增强，折射光减弱，则知c光逐渐变亮，ab光带逐渐变暗，故AB错误； CD．根据偏折程度可知a光的折射率小于b光的折射率，光线从玻璃砖射入空气时，b光先达到全反射临界角，先发生全反射，故a光与b光相比，b光先消失，故C正确，D错误。 故选C。 5. 第五代移动通信技术，简称5G。5G将开启万物互联时代：车联网、物联网、智慧城市、自动驾驶技术等将一一实现。5G应用3300MHz~5000MHz频段的无线电波传送信号，相比于现有的4G（1880MH~2635MHz频段）而言，5G所应用的无线电波（　　） A. 频率更低 B. 在真空中的传播速度更大 C. 在真空中的传播速度更小 D. 在真空中的波长更短 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．5G应用3300MHz~5000MHz频段的无线电波传送信号，4G应用1880MH~2635MHz频段的无线电波传送信号，则5G信号的频率比4G信号高，A错误； BC．根据麦克斯韦电磁场理论，可知任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，BC错误； D．由公式 则5G信号的频率比4G信号高，则波长比4G信号短， D正确。 故选D。 二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 如图所示，在一条直线上有三点S、M、N，S为波源，距M点为12m，距N点为21m，由于波源S的振动在直线上形成一列横波，其波长为8m，波速为4m/s，下列说法中正确的有（　　） A. M点与N点振动时间相差2.25s，但振动周期都为2s B. M点在最高点时，N点在平衡位置以上向下振动 C. M点在最高点时，N点在平衡位置以上向上振动 D. 振动过程中M、N两点的位移有可能在某时刻相同 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据题意可得 由于S为波源，波向右传播，根据 即波由M匀速传到N的时间为2.25s，故A正确； BC．M、N两点间相距9m，则N点的振动与M点右侧相距1m的质点的振动完全相同，当M点在最高点时，M点右侧相距1m的质点已过了平衡位置向最高点运动，则N点也在平衡位置上方向上振动，故B错误，C正确； D．实际振动过程中任意两点的位移都有可能在某时刻相同，因为当这两点的中间点处于最大位移时，这两点的位移就相同，故D正确。 故选ACD。 7. 通过两条输电线从发电厂向某城市输电。发电厂经过变压器升压后的输出电压为U，输电线的电阻为R，输电线中的电流为I，城市端降压变压器原线圈获得的电压为，则输电线上损失的电功率可以表示为（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】根据题意可得 所以 所以输电线上损失的电功率为 故选BD。 8. LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间变化的图像如图所示，由图像可知（　　） A. t1时刻，电路中的磁场能最大 B. t1~t2时间内，电容器不断放电 C. t2~t3时间内，电路中的电流不断变大 D. t3时刻，电路中的电场能最大 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．在t1时刻，电路中的q最大，说明还没放电，所以电路中无电流，则磁场能最小，A错误； B．在t1到t2时刻电路中的q不断减小，说明电容器在不断放电，由于线圈作用，电路中的电流在不断增加，B正确； C．在t2到t3时刻电路中的q不断增加，说明电容器在不断充电，电路中的电流不断减小，C错误； D．t3时刻，电路中的q最大，说明还没放电，所以电路中无电流，则磁场能最小，D正确。 故选BD。 9. （1）在探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验中： ①用学生电源给原线圈供电，用多用电表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是______。 A．原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡 B．原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡 C．原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡 D．原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡 ②实验时，保持学生电源的输出电压一定。首先只改变副线圈的匝数，测量副线圈上的电压；再只改变原线圈的匝数，测量副线圈上的电压。并将相应数据记入表格中。上述探究中采用的实验方法是______（选填“控制变量法”或“理想化实验法”）。 ③一位同学实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为400匝，原线圈所接学生电源为“2V”挡位，测得副线圈的电压为9.0V，则下列叙述中最有可能符合实际情况的一项是______。 A．变压器的铁芯没有闭合 B．原线圈实际匝数与标注“100”不符，应大于100匝 C．副线圈实际匝数与标注“400”不符，应小于400匝 D．学生电源实际输出电压大于标注的“2V” （2）某同学应用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。 器材有：一个绕向未知的线圈，一个条形磁铁，一只多用电表，导线若干。 操作步骤如下： ①为避免指针反向偏转损坏电表，先调整指针定位螺丝使指针尽量偏向零刻线右侧； ②把多用电表和线圈按图甲连接，将选择开关旋转到10mA档； ③将条形磁铁N极向下插入线圈时，发现多用电表的指针向右偏转； ④根据楞次定律判断出线圈中导线的缠绕方向。 请回答下列问题： （1）在步骤①中调整多用电表的指针定位螺丝是______（选填“a”“b”或者“c”）； （2）可判断线圈中导线的缠绕方向如图乙中的______（选填“A”或“B”）所示； （3）若条形磁铁插入越快，多用电表的指针偏角______（选填“越大”或“越小”）。 【答案】（1） ①. D ②. 控制变量法 ③. D （2） ①. A ②. B ③. 越大 【解析】 小问1详解】 ①[1]该实验中原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡。 故选D； ②[2]实验时，保持学生电源的输出电压一定。首先只改变副线圈的匝数，测量副线圈上的电压；再只改变原线圈的匝数，测量副线圈上的电压。上述探究中采用的实验方法是控制变量法； ③若为理想变压器，则副线圈电压应该是 测得副线圈的电压为9.0V，则 A．若变压器的铁芯没有闭合，则次级电压应该小于8V，选项A错误； B．若原线圈实际匝数与标注“100”不符，应大于100匝，则次级电压应该小于8V，选项B错误； C．若副线圈实际匝数与标注“400”不符，应小于400匝，则次级电压应该小于8V，选项C错误； D．学生电源实际输出电压大于标注的“2V”，则次级电压大于8V，选项D正确。 故选D。 【小问2详解】 （1）[1]在步骤①中调整多用电表的指针定位螺丝是a； （2）[2]将条形磁铁N极向下插入线圈时，发现多用电表的指针向右偏转，电流是从红表笔流入的，螺线管中电流从下往上，根据楞次定律可知，线圈中导线的缠绕方向如图乙中的B所示 （3）[3]若条形磁铁插入越快，感应电流越大，则多用电表的指针偏角越大。 10. 有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如图。两带电金属板间有匀强电场，方向竖直向上，其中PQNM矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场．一束比荷均为的带正电颗粒，以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线进入两金属板之间，其中速率为v的颗粒刚好从Q点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板，重力加速度为g，，收集板与NQ的距离为l，不计颗粒间相互作用。求： （1）电场强度E的大小； （2）磁感应强度B的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 详解】（1）颗粒从Q点处离开磁场后做匀速直线运动，有 将 代入可得 （2）颗粒矩形区域内做匀速圆周运动，有 以及 解得 11. 如图所示，将带电量、质量的滑块放在小车的绝缘板的右端，小车的质量，滑块与绝缘板间动摩擦因数，小车的绝缘板足够长，它们所在的空间存在着磁感应强度的水平方向的匀强磁场。开始时小车静止在光滑水平面上，一摆长、摆球质量的摆（O点相对地面位置不变，摆球与小车碰撞前与小车无相互作用）从水平位置由静止释放，摆到最低点时与小车相撞，如图所示，碰撞后摆球恰好静止，，求： （1）与车碰撞前摆球到达最低点时对绳子的拉力； （2）球与小车的碰撞过程中系统损失的机械能； （3）碰撞后小车的最终速度。 【答案】（1）6N，方向竖直向下；（2）1.5J；（3）1.7m/s，方向水平向右 【解析】 【详解】（1）小球向下摆动过程，只有重力做功，其机械能守恒，由机械能守恒定律得 解得 在最低点，由牛顿第二定律得 代入数据解得 F=6N 由牛顿第三定律得拉力大小为6N，方向竖直向下。 （2）摆球与小车碰撞过程中的过程中，两者组成的系统动量守恒定律，以摆球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得 mv=Mv1+0 代入数据解得 v1=2m/s 摆球与小车碰撞过程中系统损失的机械能为 代入数据解得 E=1.5J （3）假设m′最终能与M一起运动，由动量守恒定律得 Mv1=（M+m′）v2 代入数据解得 v2=1.25m/s m′受到的向上洛仑兹力为 f=Qv2B=20×0.3×1.25N=7.5N＞m′g=3N 所以m′在还未到v2=1.25m/s时已与M分开了，分开时对物块有 Qv3B=m′g 代入数据解得 v3=0.5m/s 物块与车组成的系统动量守恒，以物块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律可得 Mv1=Mv2′+m′v3 代入数据解得 v2′=1.7m/s 方向水平向右。 12. 某同学设计了电磁健身器，简化装置如图所示。两根平行金属导轨相距，倾角，导轨上端接一个的电阻。在导轨间长的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度。质量的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与轻的拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距。一位健身者用的恒力沿绳拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置。已知，不计其它电阻、摩擦力，以及拉杆和绳索的质量。求： （1）CD棒进入磁场前的加速度a和进入磁场时速度v的大小； （2）通过数据计算，说明CD棒进入磁场后的运动情况； （3）某健身者的恒定拉力不是80N，若测出CD棒每次到达磁场上边缘时的速度为2m/s，CD棒每次上升过程中，电阻产生的焦耳热。则这位健身者拉力多大？ （4）若某位健身者的力气比较大，使用这套健身器材为了能达到较好的锻炼效果，是否一定要对装置做出改进或调节？给出理由。 【答案】（1）12m/s2，；（2）匀速运动；（3）；（4）不用做出调节，见解析 【解析】 【详解】（1）棒进入磁场前，由牛顿第二定律得 解得 由匀变速公式 解得 （2）棒刚进入磁场时，感应电动势 感应电流 安培力 重力分力 因拉力，合力为零，故棒进入磁场后，应为匀速运动。 （3）上升过程，对棒，由动能定理，有 其中表示克服安培力做的功，有 代入数据可得 （4）可以不用做出调节；因为拉力增大，棒进入磁场时的速度增大，安培力也随之增大，如果维持棒在磁场中匀速运动，仍然需要较大的拉力，可以满足锻炼的要求。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二物理综合实践练习（二） 一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 如图，弹簧振子在M、N之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox坐标系．若振子位于M点时开始计时，则其振动图像为（ ） A. B. C. D. 2. 有两个完全相同的电阻，一个通过10A的恒定电流，热功率为P，另一个通以正弦式交变电流，热功率为2P，那么（　　） A. 交变电流的有效值为10A B. 交变电流的有效值为 C. 交变电流的最大值为 D. 交变电流的最大值为10A 3. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其振幅为A，波长为λ，波源的振动周期为T，某一时刻的波形图如图所示，在该时刻，某质点的坐标为（λ，0），则经后，该质点的坐标为（　　） A. （5λ，0） B. C. （λ，A） D. （λ，-A） 4. 如图所示，一束白光沿半径方向从A点射入半圆形玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b为折射光的上下边界，c为反射光。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，可以观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，下列说法正确的为（　　） A c光逐渐变暗 B. ab光带逐渐变亮 C. a光与b光相比，b光先消失 D. a光与b光相比，a光先消失 5. 第五代移动通信技术，简称5G。5G将开启万物互联时代：车联网、物联网、智慧城市、自动驾驶技术等将一一实现。5G应用3300MHz~5000MHz频段的无线电波传送信号，相比于现有的4G（1880MH~2635MHz频段）而言，5G所应用的无线电波（　　） A 频率更低 B. 在真空中的传播速度更大 C. 在真空中传播速度更小 D. 在真空中的波长更短 二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 如图所示，在一条直线上有三点S、M、N，S为波源，距M点为12m，距N点为21m，由于波源S的振动在直线上形成一列横波，其波长为8m，波速为4m/s，下列说法中正确的有（　　） A. M点与N点振动时间相差2.25s，但振动周期都为2s B. M点在最高点时，N点在平衡位置以上向下振动 C. M点在最高点时，N点在平衡位置以上向上振动 D. 振动过程中M、N两点的位移有可能在某时刻相同 7. 通过两条输电线从发电厂向某城市输电。发电厂经过变压器升压后的输出电压为U，输电线的电阻为R，输电线中的电流为I，城市端降压变压器原线圈获得的电压为，则输电线上损失的电功率可以表示为（　　） A. B. C. D. 8. LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间变化的图像如图所示，由图像可知（　　） A. t1时刻，电路中的磁场能最大 B. t1~t2时间内，电容器不断放电 C. t2~t3时间内，电路中的电流不断变大 D. t3时刻，电路中的电场能最大 9. （1）在探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验中： ①用学生电源给原线圈供电，用多用电表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是______。 A．原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡 B．原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡 C．原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡 D．原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡 ②实验时，保持学生电源的输出电压一定。首先只改变副线圈的匝数，测量副线圈上的电压；再只改变原线圈的匝数，测量副线圈上的电压。并将相应数据记入表格中。上述探究中采用的实验方法是______（选填“控制变量法”或“理想化实验法”）。 ③一位同学实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为400匝，原线圈所接学生电源为“2V”挡位，测得副线圈的电压为9.0V，则下列叙述中最有可能符合实际情况的一项是______。 A．变压器的铁芯没有闭合 B．原线圈实际匝数与标注“100”不符，应大于100匝 C．副线圈实际匝数与标注“400”不符，应小于400匝 D．学生电源实际输出电压大于标注的“2V” （2）某同学应用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。 器材有：一个绕向未知的线圈，一个条形磁铁，一只多用电表，导线若干。 操作步骤如下： ①为避免指针反向偏转损坏电表，先调整指针定位螺丝使指针尽量偏向零刻线右侧； ②把多用电表和线圈按图甲连接，将选择开关旋转到10mA档； ③将条形磁铁N极向下插入线圈时，发现多用电表的指针向右偏转； ④根据楞次定律判断出线圈中导线的缠绕方向。 请回答下列问题： （1）在步骤①中调整多用电表的指针定位螺丝是______（选填“a”“b”或者“c”）； （2）可判断线圈中导线的缠绕方向如图乙中的______（选填“A”或“B”）所示； （3）若条形磁铁插入越快，多用电表的指针偏角______（选填“越大”或“越小”）。 10. 有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如图。两带电金属板间有匀强电场，方向竖直向上，其中PQNM矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场．一束比荷均为的带正电颗粒，以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线进入两金属板之间，其中速率为v的颗粒刚好从Q点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板，重力加速度为g，，收集板与NQ的距离为l，不计颗粒间相互作用。求： （1）电场强度E的大小； （2）磁感应强度B的大小。 11. 如图所示，将带电量、质量的滑块放在小车的绝缘板的右端，小车的质量，滑块与绝缘板间动摩擦因数，小车的绝缘板足够长，它们所在的空间存在着磁感应强度的水平方向的匀强磁场。开始时小车静止在光滑水平面上，一摆长、摆球质量的摆（O点相对地面位置不变，摆球与小车碰撞前与小车无相互作用）从水平位置由静止释放，摆到最低点时与小车相撞，如图所示，碰撞后摆球恰好静止，，求： （1）与车碰撞前摆球到达最低点时对绳子的拉力； （2）球与小车的碰撞过程中系统损失的机械能； （3）碰撞后小车的最终速度。 12. 某同学设计了电磁健身器，简化装置如图所示。两根平行金属导轨相距，倾角，导轨上端接一个的电阻。在导轨间长的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度。质量的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与轻的拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距。一位健身者用的恒力沿绳拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置。已知，不计其它电阻、摩擦力，以及拉杆和绳索的质量。求： （1）CD棒进入磁场前的加速度a和进入磁场时速度v的大小； （2）通过数据计算，说明CD棒进入磁场后的运动情况； （3）某健身者恒定拉力不是80N，若测出CD棒每次到达磁场上边缘时的速度为2m/s，CD棒每次上升过程中，电阻产生的焦耳热。则这位健身者拉力多大？ （4）若某位健身者力气比较大，使用这套健身器材为了能达到较好的锻炼效果，是否一定要对装置做出改进或调节？给出理由。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$