精品解析：浙江省杭州第十四中学2024-2025学年高二下学期物理练习卷

杭州第十四中学高二物理练习卷 一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30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. 功的单位用国际单位制中的基本单位可表示为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】功的国际单位是焦耳，且有 故选C。 2. 请阅读下列材料．“天神”顺利来相会“海冬”惬意入天宫；2016年10月17日，承载着亿万国民的殷切期待的“神舟十一号”载人航天飞船在我国酒泉卫星发射中心成功发射，开始长达33天的太空飞行计划…“神舟十一号”是在经过5次变轨后，到达“天宫二号”后方约52公里左右的位置，两个8吨重的“大家伙”进入自动控制状态，在393公里轨道高度实现交会对接．11月18日13时59分，“神舟十一号”飞船返回舱开始进入大气层，速度不断增加，最终在阻力的作用下，近似做匀速运动，当距地面十公里左右的高度时，降落伞会打开，为“神舟十一号”减速，从伞舱盖打开到着陆的全程，大约12分钟，返回舱的下降速度也从每秒220米慢慢降到着陆前的每秒3米左右，最大程度来保证“神舟十一号”飞船安全着陆下列情形中，地面控制人员能将“神舟十一号”飞船视为质点的是（　　） A. 对飞船姿势进行修正时 B. 飞船与“天宫二号”对接时 C. 调整飞船上太阳帆板面向太阳时 D. 飞船在轨道上做匀速圆周运动时 【答案】D 【解析】 【详解】调整神舟十一号飞船的飞行姿势，飞船的大小与形状必须要计算在内，所以不能看作质点．故A错误；研究神舟十一号飞船与天宫二号对接的过程时，它们的大小和形状不能忽略，不能看成质点，故B错误；调整飞船上太阳帆板面向太阳时，飞船的大小与形状不能忽略，不能看成质点．故C错误．研究神舟十一号飞船在轨道上做匀速圆周运动时，飞船的大小与形状可以忽略，可以看作质点．故D正确．故选D． 3. 如图所示，将一个人字梯置于水平地面上，其顶部用活页连在一起，在两梯中间某相对的位置用两根轻绳系住。当小明先、后站在A、B两位置时，下述说法正确的是（  ） A. 站B位置时梯子受地面的支持力大 B. 站A和B位置时梯子受地面的支持力一样大 C. 绳子不张紧时，站A位置时梯子所受地面的摩擦力大 D. 绳子被张紧时，站B位置时梯子所受地面的摩擦力大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．人无论站哪个位置，对人与梯子整体，处于平衡状态，地面的支持力与整体的重力平衡，地面的支持力不变，故A错误，B正确； CD．无论绳子是否张紧，对人与梯子整体，处于平衡状态，水平方向不受力，摩擦力均为零，故CD错误。 故选B。 4. 如图所示的四条实线是电场线，它们相交于点电荷O，虚线是只在电场力作用下某粒子的运动轨迹，A、B、C、D分别是四条电场线上的点，则下列说法正确的是 A. O点一定有一个正点电荷 B. B点电势一定大于C点电势 C. 该粒子在A点的动能一定大于D点的动能 D. 将该粒子在B点由静止释放，它一定沿电场线运动 【答案】C 【解析】 【详解】没有画出电场线的方向，所以O点可能是正电荷，也可能是负电荷，故A错误；由于不知道电场线的方向，所以无法判断B、C两点电势的高低，故B错误；由于做曲线运动的物体受力的方向指向曲线的内测，可知该粒子在该电场中受到的电场力沿电场线向下，故从A到D电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，则粒子在A点的动能较大，故C正确；电场中的带电粒子受力的方向沿电场线的切线方向，由于B点所在电场线为曲线，所以将该粒子在B点由静止释放，它一定不能沿电场线运动，故D错误．故选C． 【点睛】从图中可以看到，粒子的运动轨迹向下曲，说明粒子受到的电场力大体向下，电场线方向不明，无法判断粒子的电性．根据电场力做功情况，判断动能和电势能的变化．当电场力做正功时，电荷的电势能减小，动能增大；当电场力做负功时，电荷的电势能增大，动能减小． 5. 人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况．若手机质量为，从离人眼约的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为，取重力加速，下列分析正确的是 A. 手机与眼睛作用过程中动量变化约为 B. 手机对眼睛的冲量大小约为 C. 手机对眼睛的冲量大小约为 D. 手机对眼睛的作用力大小约为4.5N 【答案】D 【解析】 【详解】手机做自由落体运动，到达眼睛时的速度大小为砸到眼睛后手机未反弹所以相互作用的末速度为0，则手机动量变化量的大小为： 故A错误；设手机对眼睛的冲量大小为I规定向下方向为正，根据动量定理 ，解得： 故BC错误；设手机对眼睛的作用力大小为F，则解得：故D正确；故选D 6. 北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，如图所示某时该系统中两颗工作卫星a、b均绕地心O顺时针做匀速圆周运动.下列说法正确的是（　　） A. 卫星a、b运行的角速度一定相同 B. 卫星a、b所受的向心力大小一定相等 C. 如果要使卫星b追上卫星a，可以让卫星a在原轨道上减速 D. 如果要使卫星b追上卫星a，可以让卫星b在原轨道上加速 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力，即有 由于卫星a、b运行在同一轨道，故卫星a、b运行的角速度一定相同，A错误； B．根据万有引力提供向心力，即有 由于卫星a、b的质量未知，故卫星a、b所受的向心力大小不一定相等，B错误； CD．由于两卫星在同一轨道上，所以卫星a在原轨道上减速，由于万有引力大于向心力，做近心运动，离开原轨道，故不能追上，卫星b在原轨道上加速，由于万有引力小于向心力，做离心运动，离开原轨道，故不能追上，CD错误。 故选A。 7. 如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其线圈绕垂直于匀强磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。已知线圈匝数为n，电阻为r，转动的角速度为，外接电阻为R，电流表示数为I。下列说法中正确的是（ ） A. 穿过线圈的磁通量随时间周期性变化，周期为 B. 穿过线圈的磁通量的最大值为 C. 线圈从图示位置转过90°开始计时，半个周期内磁通量变化量为0 D. 线圈从图示位置转过90°时，电流表示数为0 【答案】B 【解析】 【详解】A．穿过线圈的磁通量随时间周期性变化，周期为 选项A错误； B．根据 可得穿过线圈的磁通量的最大值为 选项B正确； C．线圈从图示位置转过90°开始计时，此时磁通量为最大，为BS，半个周期后的磁通量为-BS，则磁通量变化量为2BS，选项C错误； D．电流表的示数等于交流电的有效值，则线圈从图示位置转过90°时，电流的瞬时值为零，但是电流表的示数不为0，选项D错误。 故选B。 8. 如图所示，在光滑绝缘水平地面上有两个相同的绝缘小球A、B，质量均为m，带等量正电荷，小球A、B用一轻质绝缘水平弹簧连接，小球B的左侧固定一绝缘挡板C。整个空间存在着水平向左的匀强电场，电场强度大小为E，现用水平向左的力F作用在小球A上，系统处于静止状态。某时刻突然撤去力F，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 撤去力F的瞬间，小球A的加速度大小为 B. 撤去力F后，若小球B恰能与C分离，则B、C分离时小球A的加速度大小为 C. 从撤去力F，到B与C分离前，小球A的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变 D. 若撤去力F的同时，也撤去挡板C，系统在之后的运动过程中动量守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．撤去力F的瞬间，小球A的合力大小为F，加速度大小为，故A错误； B．撤去力F后，若小球B恰能与C分离，则此时弹簧对B的拉力为，此时小球A合力大小为，加速度大小为，故B正确； C．从撤去力F后，到B与C分离前，小球A的动能、电势能与弹簧的弹性势能之和保持不变，故C错误； D．若撤去力F的同时，也撤去挡板，系统所受合外力为向左的2qE，系统动量不守恒，故D错误。 故选B。 9. 电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图甲所示，图的上部分为侧视图，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。甲图的下部分为真空室的俯视图，电子从电子枪右端逸出，当电磁铁线圈电流的大小与方向变化满足相应的要求时，电子在真空室中沿虚线圆轨迹运动，不断地被加速。若某次加速过程中，电子圆周运动轨迹的半径为R，圆形轨迹上的磁场为，圆形轨迹区域内磁场的平均值记为（由于圆形轨迹区域内各处磁场分布可能不均匀，即为穿过圆形轨道区域内的磁通量与圆的面积比值）。电磁铁中通有如图乙所示的电流，设图甲装置中标出的电流方向为正方向。下列说法正确的是（ ） A. 电子在运动时的加速度始终指向圆心 B. 电子在图乙的内能按图甲中逆时针方向做圆周运动且被加速 C. 电子在图乙的内能按图甲中逆时针方向做圆周运动且被加速 D. 为使电子被控制在圆形轨道上不断被加速，与之间应满足 【答案】D 【解析】 【详解】A．电子在运动时受到与任意时刻速度方向相同或相反的电场力和洛伦兹力两个力的合力提供向心力，而洛伦兹力和电场力在任意时刻都是垂直的关系，则根据矢量合成法则可知电子运动时的加速度不指向圆心，故A错误； B．由图甲结合安培定则可知电磁铁线圈产生的磁场方向由下向上，而图乙的内线圈中的电流在减小，产生的感应磁场在减弱，由楞次定律可知，真空室中的感生电场的方向从上往下看为逆时针方向，则可知电子在该时间段内不能按图甲中逆时针方向做圆周运动且被加速，故B错误； C．时间内，电磁铁线圈中的电流方向从上往下看为顺时针方向，产生的感应磁场的方向从上往下，而电流在减小，因此产生的磁场在减弱，故真空室中产生的感生电场的方向从上往下看为顺时针，但此时电子所受洛伦兹力的方向不再指向圆心而是反向，背离圆心，由此可知电子在该时间段内也不能按图甲中逆时针方向做圆周运动且被加速，故C错误； D．根据法拉第电磁感应定律有 由 可知 联立以上两式可得 再由 ，， 联立以上各式可得 而当洛伦兹力提供向心力时有 可得 则此时轨道处的感生电场的场强大小为 给等式两边同除以时间可得 而 代入可得 整理后可得 因为时，，因此有 故D正确。 故选D。 10. 光纤主要由折射率较大的纤芯与折射率较小的外套组成．在光纤中传输的信号是脉冲光信号。当一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，这种情况较严重（脉冲变宽到一定程度）时会导致信号不能被正确传输．引起这一差别的主要原因之一是光通过光纤纤芯时路径长短的不同（如图），沿光纤轴线传输的光纤用时最短，在两种介质界面多次全反射的光线用时最长。为简化起见，我们研究一根长直光纤，设其内芯折射率为n1，外套折射率为n2．在入射端，光脉冲宽度（即光持续时间）为Δt，在接收端光脉冲宽度（即光持续时间）为Δt＇， Δt＇>Δt。下面正确的是（ ） A. 为了保证光脉冲不从外套“漏”出，内芯和包套材料折射率的关系应满足：n1<n2 B. 内芯材料的折射率n1越大，光脉冲将越不容易从外套“漏”出 C. 为了尽可能减小Δt＇和Δt的差值，应该选用波长更短的光 D. 为了尽可能减小Δt＇和Δt的差值，应该减小光纤的直径 【答案】B 【解析】 【详解】A．发生全反射的必要条件是：光必须从光密介质射入光疏介质，即从折射率大的介质射入折射率小的介质，所以当内芯的折射率比外套的大时，光在内芯与外套的界面上才能发生全反射，故，A错误； B．根据,可知内芯材料的折射率n1越大，全反射的临界角C越小，越容易发生全反射，则光脉冲将越不容易从外套“漏”出，B正确； CD．设光纤的长度为L，则光通过光纤轴线传输用时最短，光在光纤中的速度 则最短时间有 设光从左端面以θ1入射，折射角为θ2，在侧面发生全反射时的入射角和反射角为θ3，如图所示： 如果θ3就是光在光导纤维全反射的临界角C，则光在介质中的传播时间为最长 所以光通过光导纤维所用的最长时间为 故 所以选用波长更短的光时，频率越大，折射率越大，越大，而的表达式与光纤的直径无关，CD错误。 故选B。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 一定质量的理想气体由状态a变化到状态b，再由状态b变化到状态c，其压强p与温度t的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 气体由a到b为等容变化 B. 气体由a到b到c体积一直增大 C. 气体由a到b到c体积一直减小 D. 气体由b到c单位时间撞击到容器单位面积的分子个数减少 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．将其转化为图，如图所示 由 可得 即图像中各点与原点连线的斜率表示气体体积的倒数，可判断气体由a到b到c体积一直增大。故AC错误；B正确； D．由图可知，b到c压强不变，温度升高，气体分子的平均动能增大，单位时间撞击到容器单位面积的分子个数减少。故D正确。 故选BD。 12. 如图所示，波源垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播，时刻，质点、位于以为圆心半径的实线波峰圆周上，点位于半径的虚线波谷圆周上；经过，点第二次经过平衡位置，、、、四点位于同一直线上，则（　　） A. 波的周期为 B. 波的波长为 C. 时连线上（包括A、）至少有4个点处于平衡位置 D. 连线上（包括A、）有可能出现5个点处于平衡位置 【答案】AD 【解析】 【详解】A．经过，处于波峰的点第二次经过平衡位置，则有 解得周期为 A正确； B．由题意得 （，，） 解得波长为 （，，） B错误； C．当波长最大为时，之间距离为半个波长，有一个质点在平衡位置；由于 且在波峰，则之间有一个质点在平衡位置；根据对称性可知，之间有一个质点在平衡位置，则时连线上（包括A、）至少有3个点处于平衡位置，C错误； D．时，可知、、均处在平衡位置；当波长最大为时，之间距离为半个波长，由于 且在平衡位置，则之间有一个质点在平衡位置；根据对称性可知，之间有一个质点在平衡位置，则时连线上（包括A、）有5个点处于平衡位置，D正确。 故选AD。 13. 如图所示，AB是铁芯，上面缠有导线，导线置于匀强磁场中，磁场垂直导线平面向里，导体棒与导线接触并向左做匀速直线运动，在A、B间产生匀强磁场，磁感应强度大小为，AB之间是一个用金属导体制成的霍尔元件，单位体积内的电子数是，其四个面分别是、、、，长、宽、高分别为、、，其中、面之间接直流电源，电路中产生恒定电流，、面接电压表，电子带电荷量为，下列有关说法正确的是（ ） A. A端是极，B端是极 B. 面电势高于面电势 C. 电压表的示数为 D. 将滑动变阻器向端滑动，则电压表示数变大 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．向左移动，产生由到的电流，由安培定则可知A端是极，B端是极，选项A正确； B．金属导体导电的是电子，用左手定则，电子向面偏转，故面电势高于面电势，选项B正确； C．电路中产生恒定电流时有 又 解得 选项C正确； D．滑动变阻器向端移动，电路中总电阻变大，电流变小，故电压表示数变小，选项D错误。 故选ABC。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分）实验题（I、Ⅱ两题共14分） 14. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。 （1）组装单摆时，应在下列器材中选用 （选填选项前的字母）。 A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为30cm左右的细线 C. 直径为1.8cm的塑料球 D. 直径为1.8cm的铁球 （2）如图，为某同学用10等分游标卡尺测量小球直径，则直径d＝__________mm，用秒表记录小球摆动时间，则时间t＝__________s （3）实验中测出单摆的摆线长为L、摆球直径为d、单摆完成n次全振动所用的时间为t，则重力加速度g＝____________________（用L、d、n、t表示）。 （4）该同学测得的g值偏大，可能的原因是 （多选） A. 测摆线长时摆线拉得过紧 B. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动使摆线长度增加了 C. 开始计时的时候，秒表过迟按下 D. 实验中误将49次全振动数为50次 E. 摆球的质量偏大 F. 单摆振动的振幅偏小 【答案】（1）AD （2） ①. 18.5 ②. 99.8 （3） （4）ACD 【解析】 【小问1详解】 实验时为了减小小球直径对实验结果的影响，在选取细线的长度时，应该选择细线的长度远远大于小球的直径，同时，为了减小实验过程中球受到空气阻力对实验结果的影响，需要尽量选择体积小、质量大的小球。 故选AD。 【小问2详解】 [1]先读主尺的刻度，再读取游标尺指示的刻度即可 d=18mm+0.1×5mm=18.5mm [2]小表盘的读数为分钟，大表盘指示的为秒，则时间 t＝90s+9.8s=99.8s 【小问3详解】 单摆周期 小球的周期等于单摆完成一次全振动所用的时间，即 摆长等于摆线长再加上小球的半径，即 联立解得 【小问4详解】 A．由单摆的周期公式 可得 测摆线长时摆线拉得过紧，测量的摆长偏大，则重力加速度偏大，A正确； B．振动中出现松动使摆线长度增加了，测量的摆长偏小，则重力加速度偏小，B错误； C．开始计时的时候，秒表过迟按下，测量的周期偏小，则重力加速度偏大，C正确； D．实验中误将49次全振动数为50次，，测量的周期偏小，则重力加速度偏大，D正确； EF．重力加速度值与摆球的质量、单摆振动的振幅无关，EF错误。 故选ACD。 15. 某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势和内阻r（电动势E标称值，允许最大放电电流为）。实验室备有如下器材： 电压传感器（可视为理想电压表）：定值电阻（阻值为）； 电阻箱；开关S一只，导线若干。 （1）为测量锂电池的电动势E和内阻r，该同学设计了如图甲所示的电路图。实验时，团合开关S，发现电压传感器有示数，调节R的阻值，示数不变，则电路故障是______（填“R”或“”）发生断路。 （2）排除故障后，该同学通过改变电阻箱R的阻值，得到多组测量数据，根据测量数据作出图像，如图乙所示。则该锂电池的电动势______V、内阻______。（结果均保留两位有效数字） （3）测得的内电阻______（填“大于”、“等于”或“小于”）真实的内电阻。 【答案】 ①. R ②. 3.3 ③. 12 ④. 等于 【解析】 【详解】（1）[1]电压传感器有示数，说明传感器两端与说与电路接通的，所以说明是与电源相连的，那么调节R的阻值，电压传感器的示数不变，说明R断路。 （2）[2]由闭合电路的欧姆定律可知 对照题图可知，根据图像的截距可得 [3]根据图像的斜率可得 （3）[4]本实验测量电压的传感器没有内阻，所以不会分流，故测量的电源内阻没有误差，即测量值等于真实值。 16. 如图所示，圆柱形汽缸竖直悬挂于天花板，用横截面积为的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为的重物，此时活塞处在距离汽缸上底面为的A处，气体的温度为。汽缸内的电阻丝加热，活塞缓慢移动到距离汽缸上底面为的B处。已知大气压为。 （1）活塞缓慢从A处移动到B处的过程中大气压对活塞做_____（填“正功”或“负功”），该封闭气体的内能_____（填“增大”或“减小”）； （2）求活塞在B处时的气体温度；（ ） （3）求活塞从A处到B处的过程中气体对外界做的功。（ ） 【答案】 ①. 负功 ②. 增大 ③. 360K ④. 128J 【解析】 【详解】（1）活塞缓慢从A处移动到B处的过程中，大气压对活塞做对活塞的作用力向上，活塞的位移方向向下，则气压对活塞做对活塞做负功，对活塞进行分析有 可知，活塞缓慢从A处移动到B处的过程中，气体压强不变，气体体积增大，根据盖吕萨克定律可知，气体温度升高，体积增大，气体对外界做功，温度升高，气体内能增大。 （2）结合上述可知，A到B为等压过程，根据盖—吕萨克定律有 解得 （3）对活塞进行分析，结合上述有 解得 活塞从A处到B处的过程中，气体对外界做功 解得 17. 如图所示，质量的小球A沿光滑水平面以大小为的初速度向右运动，一段时间后与静止于水平传送带左端、质量的物块B发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后物块B滑上长L＝3.5m、以v＝6m/s的恒定速率顺时针转动的传送带（由电动机带动）。传送带右端有一质量M＝4kg的小车（上表面与传送带齐平）静止在光滑的水平面上，车的右端挡板处固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，小车的上表面左端点P与Q之间粗糙，Q点右侧光滑。物块B滑上小车后向右挤压弹簧，向左返回后恰好没有离开小车。左侧水平面、传送带及小车的上表面平滑连接，物块B与传送带及小车PQ段之间的动摩擦因数均为μ＝0.5，取重力加速度，小球A与物块B均可视为质点，求： （1）小球A与物块B碰后瞬间小球A的速度大小； （2）传送带的电动机由于传送物块B多消耗的电能； （3）P，Q之间的距离； （4）弹簧的最大弹性势能。 【答案】（1）；（2）48J；（3）1.2m；（4）12J 【解析】 【详解】（1）A、B发生弹性碰撞，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律可得 由机械能守恒定律可得 解得 则小球A与物块B碰后瞬间小球A速度的大小为1m/s。 （2）设经过时间，物块与传送带速度相等，由匀变速直线运动速度公式可得 根据牛顿第二定理有 代入数据可得 物块B滑行的距离 传送带的位移 则 物块B与传送带之间因摩擦而产生的热量 传送带的电动机由于传送物块B多消耗的电能 （3）物块B最终没有离开小车，物块B与小车具有共同的末速度v共，物块B与小车组成的系统动量守恒 若P与Q之间距离L不是很大，则物块B必然挤压弹簧，由于Q点右侧是光滑的，物块B必然被弹回到P、Q之间，设物块B恰好回到小车的左端P点处时与小车相对静止，由能量守恒定律可得 解得 要使物体B既能挤压弹簧，又最终没有离开小车，则P、Q之间的距离为1.2m。 （4）由能量守恒知 18. 如图所示，同一水平面内间距为的平行粗糙长直金属轨道与相同间距、半径为的四分之一光滑竖直金属圆弧轨道在c、d处由绝缘材料平滑连接，cd两侧分别接有阻值为的电阻，电源电动势为，电源内阻及轨道电阻不计。整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现单刀双掷开关S处于断开状态，有一根电阻不计、长度、质量的金属棒从轨道最高位置ab处在外力作用下以速度沿圆弧轨道向下做匀速圆周运动，到达cd时撤去外力。金属棒与水平轨道间的动摩擦因数，右侧水平轨道足够长。求： （1）金属棒到达圆弧轨道最低点时棒中电流的大小及方向； （2）金属棒在cd右侧圆弧轨道上运动的过程中，通过电阻的电荷量及电阻上产生的热量； （3）若金属棒到达cd时，将开关S接1，金属棒向左运动直到速度减为0，若此过程中通过的电荷量为0.5C，求金属棒向左运动的时间t； （4）若金属棒到达cd时，将开关S接2，求此后运动过程中金属棒的最终速度。 【答案】（1）2A，沿dc方向；（2）0.2C，；（3）0.8s；（4） 【解析】 【详解】（1）金属棒到达圆弧轨道最低点时，产生的感应电动势为 根据欧姆定律可得电流为 联立可得 由右手定则可知金属棒中的电流沿dc方向。 （2）金属棒在cd右侧轨道上运动的过程中，根据电流定义可得通过电阻的电荷量为 根据欧姆定律可得 金属棒在cd右侧轨道上运动的过程中的感应电动势为 联立可得 金属棒在cd右侧轨道上运动的过程中，某时刻瞬时电动势为 其中 联立可得 此为正弦交变电流，则有 金属棒在cd右侧轨道上运动的时间为 则电阻上产生的热量为 （3）金属棒到达cd时，开关接1，金属棒向左运动直到速度为0的过程中，由动量定理可得 又 联立可得 （4）金属棒到达cd时，开关接2，金属棒向左加速，当满足时金属棒速度最大且达到稳定。加速过程中，有 可得 19. 如图所示的xoy平面内，以（0，R）为圆心，R为半径的圆形区域内有垂直于xoy平面向里的匀强磁场（用B1表示，大小未知）；x轴下方有一直线MN，MN与x轴相距为），x轴与直线MN间区域有平行于y轴的匀强电场，电场强度大小为E；在MN的下方有矩形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为B2，磁场方向垂直于xOy平面向外．电子a、b以平行于x轴的速度v0分别正对点、A（0，2R）点射入圆形磁场，偏转后都经过原点O进入x轴下方的电场。已知电子质量为m，电荷量为e，，不计电子重力。 （1）求磁感应强度B1的大小； （2）若电场沿y轴负方向，欲使电子a不能到达MN，求的最小值； （3）若电场沿y轴正方向，，欲使电子b能到达x轴上且距原点O距离最远，求矩形磁场区域的最小面积。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）电子射入圆形区域后做圆周运动，轨道半径大小相等，设为r，电子a、b偏转后都经过O点进入x轴下方，则r＝R 根据 解得 （2）匀强电场沿y轴负方向，电子a从O点沿y轴负方向进入电场做减速运动，由动能定理 可求出 （3）匀强电场沿y轴正方向，电子b从O点进入电场做类平抛运动，设电子b经电场加速后到达MN时速度大小为v，电子b在MN下方磁场做匀速圆周运动轨道半径为r1，电子b离开电场进入磁场时速度方向与水平方向成角，如图所示 由动能定理 解得 在电场中有， 解得 可知 由牛顿第二定律 代入得 同时有 则 由几何关系可知，在下方磁场中运动的圆心O2在y轴上，当粒子从矩形磁场右边界射出，且射出方向与水平向右夹角为时，粒子能够到达x轴，距离原点O距离最远。由几何关系得，最小矩形磁场的水平边长为 竖直边长为 最小面积为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 杭州第十四中学高二物理练习卷 一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30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. 功的单位用国际单位制中的基本单位可表示为（　　） A. B. C. D. 2. 请阅读下列材料．“天神”顺利来相会“海冬”惬意入天宫；2016年10月17日，承载着亿万国民的殷切期待的“神舟十一号”载人航天飞船在我国酒泉卫星发射中心成功发射，开始长达33天的太空飞行计划…“神舟十一号”是在经过5次变轨后，到达“天宫二号”后方约52公里左右的位置，两个8吨重的“大家伙”进入自动控制状态，在393公里轨道高度实现交会对接．11月18日13时59分，“神舟十一号”飞船返回舱开始进入大气层，速度不断增加，最终在阻力的作用下，近似做匀速运动，当距地面十公里左右的高度时，降落伞会打开，为“神舟十一号”减速，从伞舱盖打开到着陆的全程，大约12分钟，返回舱的下降速度也从每秒220米慢慢降到着陆前的每秒3米左右，最大程度来保证“神舟十一号”飞船安全着陆下列情形中，地面控制人员能将“神舟十一号”飞船视为质点的是（　　） A. 对飞船姿势进行修正时 B. 飞船与“天宫二号”对接时 C. 调整飞船上太阳帆板面向太阳时 D. 飞船在轨道上做匀速圆周运动时 3. 如图所示，将一个人字梯置于水平地面上，其顶部用活页连在一起，在两梯中间某相对的位置用两根轻绳系住。当小明先、后站在A、B两位置时，下述说法正确的是（  ） A. 站B位置时梯子受地面的支持力大 B. 站A和B位置时梯子受地面的支持力一样大 C. 绳子不张紧时，站A位置时梯子所受地面的摩擦力大 D. 绳子被张紧时，站B位置时梯子所受地面的摩擦力大 4. 如图所示的四条实线是电场线，它们相交于点电荷O，虚线是只在电场力作用下某粒子的运动轨迹，A、B、C、D分别是四条电场线上的点，则下列说法正确的是 A. O点一定有一个正点电荷 B. B点电势一定大于C点电势 C. 该粒子在A点的动能一定大于D点的动能 D. 将该粒子在B点由静止释放，它一定沿电场线运动 5. 人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况．若手机质量为，从离人眼约的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为，取重力加速，下列分析正确的是 A. 手机与眼睛作用过程中动量变化约为 B. 手机对眼睛的冲量大小约为 C. 手机对眼睛的冲量大小约为 D. 手机对眼睛的作用力大小约为4.5N 6. 北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，如图所示某时该系统中两颗工作卫星a、b均绕地心O顺时针做匀速圆周运动.下列说法正确的是（　　） A. 卫星a、b运行的角速度一定相同 B. 卫星a、b所受的向心力大小一定相等 C. 如果要使卫星b追上卫星a，可以让卫星a在原轨道上减速 D. 如果要使卫星b追上卫星a，可以让卫星b在原轨道上加速 7. 如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其线圈绕垂直于匀强磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。已知线圈匝数为n，电阻为r，转动的角速度为，外接电阻为R，电流表示数为I。下列说法中正确的是（ ） A. 穿过线圈的磁通量随时间周期性变化，周期为 B. 穿过线圈的磁通量的最大值为 C. 线圈从图示位置转过90°开始计时，半个周期内磁通量变化量为0 D. 线圈从图示位置转过90°时，电流表示数为0 8. 如图所示，在光滑绝缘水平地面上有两个相同的绝缘小球A、B，质量均为m，带等量正电荷，小球A、B用一轻质绝缘水平弹簧连接，小球B的左侧固定一绝缘挡板C。整个空间存在着水平向左的匀强电场，电场强度大小为E，现用水平向左的力F作用在小球A上，系统处于静止状态。某时刻突然撤去力F，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 撤去力F的瞬间，小球A的加速度大小为 B. 撤去力F后，若小球B恰能与C分离，则B、C分离时小球A的加速度大小为 C. 从撤去力F，到B与C分离前，小球A的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变 D. 若撤去力F的同时，也撤去挡板C，系统在之后的运动过程中动量守恒 9. 电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图甲所示，图的上部分为侧视图，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。甲图的下部分为真空室的俯视图，电子从电子枪右端逸出，当电磁铁线圈电流的大小与方向变化满足相应的要求时，电子在真空室中沿虚线圆轨迹运动，不断地被加速。若某次加速过程中，电子圆周运动轨迹的半径为R，圆形轨迹上的磁场为，圆形轨迹区域内磁场的平均值记为（由于圆形轨迹区域内各处磁场分布可能不均匀，即为穿过圆形轨道区域内的磁通量与圆的面积比值）。电磁铁中通有如图乙所示的电流，设图甲装置中标出的电流方向为正方向。下列说法正确的是（ ） A. 电子在运动时的加速度始终指向圆心 B. 电子在图乙的内能按图甲中逆时针方向做圆周运动且被加速 C. 电子在图乙的内能按图甲中逆时针方向做圆周运动且被加速 D. 为使电子被控制在圆形轨道上不断被加速，与之间应满足 10. 光纤主要由折射率较大的纤芯与折射率较小的外套组成．在光纤中传输的信号是脉冲光信号。当一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，这种情况较严重（脉冲变宽到一定程度）时会导致信号不能被正确传输．引起这一差别的主要原因之一是光通过光纤纤芯时路径长短的不同（如图），沿光纤轴线传输的光纤用时最短，在两种介质界面多次全反射的光线用时最长。为简化起见，我们研究一根长直光纤，设其内芯折射率为n1，外套折射率为n2．在入射端，光脉冲宽度（即光持续时间）为Δt，在接收端光脉冲宽度（即光持续时间）为Δt＇， Δt＇>Δt。下面正确的是（ ） A. 为了保证光脉冲不从外套“漏”出，内芯和包套材料折射率的关系应满足：n1<n2 B. 内芯材料的折射率n1越大，光脉冲将越不容易从外套“漏”出 C. 为了尽可能减小Δt＇和Δt的差值，应该选用波长更短的光 D. 为了尽可能减小Δt＇和Δt的差值，应该减小光纤的直径 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 一定质量的理想气体由状态a变化到状态b，再由状态b变化到状态c，其压强p与温度t的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 气体由a到b为等容变化 B. 气体由a到b到c体积一直增大 C. 气体由a到b到c体积一直减小 D. 气体由b到c单位时间撞击到容器单位面积的分子个数减少 12. 如图所示，波源垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播，时刻，质点、位于以为圆心半径的实线波峰圆周上，点位于半径的虚线波谷圆周上；经过，点第二次经过平衡位置，、、、四点位于同一直线上，则（　　） A. 波的周期为 B. 波的波长为 C. 时连线上（包括A、）至少有4个点处于平衡位置 D. 连线上（包括A、）有可能出现5个点处于平衡位置 13. 如图所示，AB是铁芯，上面缠有导线，导线置于匀强磁场中，磁场垂直导线平面向里，导体棒与导线接触并向左做匀速直线运动，在A、B间产生匀强磁场，磁感应强度大小为，AB之间是一个用金属导体制成的霍尔元件，单位体积内的电子数是，其四个面分别是、、、，长、宽、高分别为、、，其中、面之间接直流电源，电路中产生恒定电流，、面接电压表，电子带电荷量为，下列有关说法正确的是（ ） A. A端是极，B端是极 B. 面电势高于面电势 C. 电压表的示数为 D. 将滑动变阻器向端滑动，则电压表示数变大 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分）实验题（I、Ⅱ两题共14分） 14. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。 （1）组装单摆时，应在下列器材中选用 （选填选项前的字母）。 A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为30cm左右的细线 C. 直径为1.8cm的塑料球 D. 直径为1.8cm的铁球 （2）如图，为某同学用10等分游标卡尺测量小球直径，则直径d＝__________mm，用秒表记录小球摆动时间，则时间t＝__________s （3）实验中测出单摆的摆线长为L、摆球直径为d、单摆完成n次全振动所用的时间为t，则重力加速度g＝____________________（用L、d、n、t表示）。 （4）该同学测得的g值偏大，可能的原因是 （多选） A. 测摆线长时摆线拉得过紧 B. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动使摆线长度增加了 C. 开始计时的时候，秒表过迟按下 D. 实验中误将49次全振动数为50次 E. 摆球的质量偏大 F. 单摆振动的振幅偏小 15. 某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势和内阻r（电动势E标称值，允许最大放电电流为）。实验室备有如下器材： 电压传感器（可视为理想电压表）：定值电阻（阻值为）； 电阻箱；开关S一只，导线若干。 （1）为测量锂电池的电动势E和内阻r，该同学设计了如图甲所示的电路图。实验时，团合开关S，发现电压传感器有示数，调节R的阻值，示数不变，则电路故障是______（填“R”或“”）发生断路。 （2）排除故障后，该同学通过改变电阻箱R的阻值，得到多组测量数据，根据测量数据作出图像，如图乙所示。则该锂电池的电动势______V、内阻______。（结果均保留两位有效数字） （3）测得的内电阻______（填“大于”、“等于”或“小于”）真实的内电阻。 16. 如图所示，圆柱形汽缸竖直悬挂于天花板，用横截面积为的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为的重物，此时活塞处在距离汽缸上底面为的A处，气体的温度为。汽缸内的电阻丝加热，活塞缓慢移动到距离汽缸上底面为的B处。已知大气压为。 （1）活塞缓慢从A处移动到B处的过程中大气压对活塞做_____（填“正功”或“负功”），该封闭气体的内能_____（填“增大”或“减小”）； （2）求活塞在B处时的气体温度；（ ） （3）求活塞从A处到B处的过程中气体对外界做的功。（ ） 17. 如图所示，质量的小球A沿光滑水平面以大小为的初速度向右运动，一段时间后与静止于水平传送带左端、质量的物块B发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后物块B滑上长L＝3.5m、以v＝6m/s的恒定速率顺时针转动的传送带（由电动机带动）。传送带右端有一质量M＝4kg的小车（上表面与传送带齐平）静止在光滑的水平面上，车的右端挡板处固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，小车的上表面左端点P与Q之间粗糙，Q点右侧光滑。物块B滑上小车后向右挤压弹簧，向左返回后恰好没有离开小车。左侧水平面、传送带及小车的上表面平滑连接，物块B与传送带及小车PQ段之间的动摩擦因数均为μ＝0.5，取重力加速度，小球A与物块B均可视为质点，求： （1）小球A与物块B碰后瞬间小球A的速度大小； （2）传送带的电动机由于传送物块B多消耗的电能； （3）P，Q之间的距离； （4）弹簧的最大弹性势能。 18. 如图所示，同一水平面内间距为的平行粗糙长直金属轨道与相同间距、半径为的四分之一光滑竖直金属圆弧轨道在c、d处由绝缘材料平滑连接，cd两侧分别接有阻值为的电阻，电源电动势为，电源内阻及轨道电阻不计。整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现单刀双掷开关S处于断开状态，有一根电阻不计、长度、质量的金属棒从轨道最高位置ab处在外力作用下以速度沿圆弧轨道向下做匀速圆周运动，到达cd时撤去外力。金属棒与水平轨道间的动摩擦因数，右侧水平轨道足够长。求： （1）金属棒到达圆弧轨道最低点时棒中电流的大小及方向； （2）金属棒在cd右侧圆弧轨道上运动的过程中，通过电阻的电荷量及电阻上产生的热量； （3）若金属棒到达cd时，将开关S接1，金属棒向左运动直到速度减为0，若此过程中通过的电荷量为0.5C，求金属棒向左运动的时间t； （4）若金属棒到达cd时，将开关S接2，求此后运动过程中金属棒的最终速度。 19. 如图所示的xoy平面内，以（0，R）为圆心，R为半径的圆形区域内有垂直于xoy平面向里的匀强磁场（用B1表示，大小未知）；x轴下方有一直线MN，MN与x轴相距为），x轴与直线MN间区域有平行于y轴的匀强电场，电场强度大小为E；在MN的下方有矩形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为B2，磁场方向垂直于xOy平面向外．电子a、b以平行于x轴的速度v0分别正对点、A（0，2R）点射入圆形磁场，偏转后都经过原点O进入x轴下方的电场。已知电子质量为m，电荷量为e，，不计电子重力。 （1）求磁感应强度B1的大小； （2）若电场沿y轴负方向，欲使电子a不能到达MN，求的最小值； （3）若电场沿y轴正方向，，欲使电子b能到达x轴上且距原点O距离最远，求矩形磁场区域的最小面积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $