内容正文:
临高县新盈中学2024-2025学年高二下学期
期末考试物理试题
考试时间:100分钟 满分:100分
一、单项选择题:本大题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态.其中F1=10N、F2=2N.若撤去力F1,则木块在水平方向受到的合力和摩擦力为( )
A. 10N,2N B. 0N,8N
C. 2N,2N D. 0N,2N
2. 同学们学过的测量仪器主要有:刻度尺、天平、秒表、打点计时器、汽车速度计、测力计、量筒等,在下列各组仪器中,都可以用来测量国际单位制规定的三个力学基本物理量的是
A. 刻度尺、天平、秒表 B. 刻度尺、测力计、汽车速度计
C. 刻度尺测力计、打点计时器 D. 量筒、天平、秒表
3. 如图所示,在我国东北寒冷的冬季,狗拉雪橇是上世纪人们出行的常见交通工具,狗拉着雪橇从静止开始运动,下列说法正确的是
A. 当狗拉雪橇加速前进时,狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力
B. 狗对雪橇的拉力先产生,运动后雪橇才对狗产生拉力
C. 当狗拉雪橇减速前进时,狗拉雪橇的力等于雪橇拉狗的力
D. 雪橇能够运动是由于狗对雪橇的拉力大于雪橇对狗的拉力
4. 如图所示,带负电的粒子q(不计重力),水平向左进入匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外。该粒子将( )
A. 向下偏转
B. 向上偏转
C. 垂直纸面向里偏转
D. 垂直纸面向外偏转
5. 一条形磁铁从某一高度处由静止释放,竖直向下穿过导线圈,当磁铁的S端经过A,N端经过B时,下列关于线圈中感应电流的方向和所受安培力的说法中正确的是( )
A. 感应电流方向相同,线圈所受安培力的方向相同
B. 感应电流方向相反,线圈所受安培力的方向相反
C. 感应电流方向相反,线圈所受安培力的方向相同
D. 感应电流方向相同,线圈所受安培力的方向相反
6. 如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中( )
A. 通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥
B. 通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥
C. 通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引
D. 通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互吸引
7. 如图所示,甲分子固定于坐标原点O,乙分子从无穷远a点处由静止释放,在分子力的作用下靠近甲,图中b点合外力表现为引力,且为数值最大处,d点是分子靠得最近处,则下列说法正确的是( )
A. 乙分子在a点势能最小
B. 乙分子在b点动能最大
C. 乙分子在c点动能最大
D. 乙分子在d点加速度为零
8. 如图所示,金属棒ab质量为m,通过电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面夹角为θ,ab静止于宽为L水平导轨上。下列说法正确的是( )
A. 金属棒受到的安培力大小为
B. 金属棒受到摩擦力大小为
C. 若只改变电流方向,金属棒对导轨的压力将增大
D. 若只增大磁感应强度B后,金属棒对导轨的压力将增大
二、多项选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 两辆儿童赛车a、b在两条平行直轨道上从同一起点、同向行驶.它们在0~t0内运动的v-t图像如图所示.则
A. 图像交点说明两车位移相同
B. 两车速度相同时b车前
C. 0~t0内两车平均速度相同
D. 两车的加速度均越来越小
10. 如图所示的四种电场中均有a、b两点,其中a、b两点的电场强度相同的是( )
A. 甲图中,与点电荷等距的a、b两点
B. 乙图中,两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C. 丙图中,两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D. 丁图中,匀强电场中的a、b两点
11. 一个物体以初速度v0水平抛出,落地时速度为v,则( )
A. 物体在空中运动的时间是
B. 物体在空中运动的时间是
C. 物体抛出时的竖直高度是
D. 物体抛出时竖直高度是
12. 如图所示,空间分布着匀强电场,竖直方向的实线为其等势面,一质量为,带电量为的小球从O点由静止开始恰能沿直线OP运动,且到达P点时的速度大小为,重力加速度为(规定O点的电势为零),下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小 B. P点的电势
C. P点的电势能 D. 小球机械能的变化量为
三、实验题:本大题共2小题,每空2分,共16分。
13. 如图所示,在“研究平抛运动”实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:
A.让小球多次从同一位置静止释放,在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置,如图中a、b、c、d所示.
B.安装好器材,注意斜槽末端切线水平,记下平抛初位置O点和过O点的水平线与竖直线.
C.取下方格纸,以O为原点,以水平线为x轴,竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画出小球平抛运动的轨迹.
(1)上述实验步骤的合理顺序是____________.
(2)已知图中小方格的边长为L,则小球从a位置运动到c位置所用的时间为________,小球平抛的初速度为________. (均用L、g表示)
14. 用直流电源(内阻可忽略不计)、电阻箱、定值电阻R0(阻值为2.0kΩ)、开关和若干导线,连接成如图甲所示的电路来测量电压表V(量程3V)的内阻RV.
(1)闭合开关S,适当调节电阻箱阻值R,读出电压表的示数U,获得多组数据.
(2)某次实验时电阻箱的读数如图乙所示,其值为_____Ω.
(3)根据测得的数据画出如图丙所示的关系图线,由此计算得到纵轴截距与图线斜率的比值为_____,进而求得电压表的内阻RV=_____kΩ.(计算结果均保留两位有效数字)
(4)若电源内阻不可忽略,用此法测得的RV偏_____(填“大”或“小”)
(5)定值电阻R0的作用是_____.
四、解答题:本题共小题,共32分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
15. 边长为10cm匝数为10的正方形线圈垂直于磁感应强度B的方向置于0.2T的匀强磁场中试求:
(1)图示位置时穿过线圈的磁通量为多少?
(2)若将线圈以一边为轴转过60°,则穿过线圈的磁通量为多少?
16. 如图所示,光滑斜倾角为37°,A、B两点距离。一质量m=1×10−2kg、带电荷量q=1×10−6C的小物块置于斜面上,当加上水平向右的匀强电场时,该物体恰能静止在斜面上,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求:
(1)该电场的电场强度大小;
(2)求B、A两点间的电势差UBA;
(3)若电场强度变为原来的,当小物块由静止沿斜面从A下滑至B点时,求物块在B处速度的大小。
17. 如图所示,粗糙的水平轨道BC的右端与半径R=0.45m的光滑竖直圆轨道在C点相切,左端与光滑的倾斜轨道AB相连,AB与水平方向的夹角为37°,质量m=0.1kg的小球从倾斜轨道顶端A点由静止滑下,设小球经过轨道衔接处时没有能量损失,已知倾斜轨道AB的长度l=2m,小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.375,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)求小球第一次到达倾斜轨道底端B点时的速度大小(结果可以用根号表示);
(2)若水平轨道BC的长度为2.5m,求小球最终停止的位置与B点的距离;
(3)要使小球能够滑上圆轨道,并且第一次在圆轨道运动时小球不脱离轨道,水平轨道BC的长度L应满足什么条件?
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临高县新盈中学2024-2025学年高二下学期
期末考试物理试题
考试时间:100分钟 满分:100分
一、单项选择题:本大题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态.其中F1=10N、F2=2N.若撤去力F1,则木块在水平方向受到的合力和摩擦力为( )
A. 10N,2N B. 0N,8N
C 2N,2N D. 0N,2N
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意,此刻静摩擦力大小8N,方向向左.当撤掉F1,2N物体是推不动的,所以静摩擦力为2N,方向向右.合力为零。
故选D
2. 同学们学过的测量仪器主要有:刻度尺、天平、秒表、打点计时器、汽车速度计、测力计、量筒等,在下列各组仪器中,都可以用来测量国际单位制规定的三个力学基本物理量的是
A. 刻度尺、天平、秒表 B. 刻度尺、测力计、汽车速度计
C. 刻度尺测力计、打点计时器 D. 量筒、天平、秒表
【答案】A
【解析】
【详解】力学中的基本物理量有三个,它们分别是长度、质量、时间,长度是用刻度尺来测量的,质量是用天平来测量的,时间是用秒表来测量的,故选项A正确,BCD错误.
故选A。
点睛:力学中的基本物理量有三个,它们分别是长度、质量、时间,根据物理量来确定测量的仪器即可.
3. 如图所示,在我国东北寒冷的冬季,狗拉雪橇是上世纪人们出行的常见交通工具,狗拉着雪橇从静止开始运动,下列说法正确的是
A. 当狗拉雪橇加速前进时,狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力
B. 狗对雪橇的拉力先产生,运动后雪橇才对狗产生拉力
C. 当狗拉雪橇减速前进时,狗拉雪橇的力等于雪橇拉狗的力
D. 雪橇能够运动是由于狗对雪橇的拉力大于雪橇对狗的拉力
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.狗拉雪橇的力和雪橇拉狗的力是一对相互作用了,大小相等,方向相反,作用在两个物体上,同时产生、同时消失、同时变化,与所处的运动状态无关,故选项AB错误,选项C正确;
D.雪橇能够运动是由于狗对雪橇的拉力在水平方向的分力大于地面对雪橇的摩擦力,从而导致雪橇运动,故选项D错误.
故选C。
4. 如图所示,带负电的粒子q(不计重力),水平向左进入匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外。该粒子将( )
A. 向下偏转
B. 向上偏转
C. 垂直纸面向里偏转
D. 垂直纸面向外偏转
【答案】A
【解析】
【详解】粒子带负电,向左移动,根据左手定则,洛伦兹力向下,故带电粒子向下偏转且做圆周运动。
故选A。
5. 一条形磁铁从某一高度处由静止释放,竖直向下穿过导线圈,当磁铁的S端经过A,N端经过B时,下列关于线圈中感应电流的方向和所受安培力的说法中正确的是( )
A. 感应电流方向相同,线圈所受安培力的方向相同
B. 感应电流方向相反,线圈所受安培力的方向相反
C. 感应电流方向相反,线圈所受安培力的方向相同
D. 感应电流方向相同,线圈所受安培力的方向相反
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】条形磁铁S端经过A位置时,磁铁靠近线圈,穿过线圈的磁通量向上且增加,根据楞次定律判断,线圈中感应电流产生的磁场方向向下,由安培定则判断可知,线圈中感应电流为顺时针方向(从上向下看),有感应电流的线圈等效为上S下N的条形磁铁,磁铁与线圈是相互排斥的,故线圈所受安培力的方向是向下的;条形磁铁N端经过B位置时,磁铁远离线圈,穿过闭合线圈的磁通量向上且减少,根据楞次定律判断,线圈中感应电流产生的磁场方向向上,由安培定则判断可知,线圈中感应电流为逆时针方向(从上向下看),有感应电流的线圈等效为上N下S的条形磁铁,磁铁与线圈是相互吸引的,线圈所受安培力的方向是向下的。综上所述,当磁铁的S端经过A,N端经过B时,感应电流方向相反,线圈所受安培力的方向相同。
故选C。
6. 如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中( )
A. 通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥
B. 通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥
C. 通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引
D. 通过电阻的感应电流的方向由b到a,线圈与磁铁相互吸引
【答案】A
【解析】
【详解】将磁铁的S极插入线圈的过程中,由楞次定律知,通过电阻的感应电流的方向由a到b,据推论“来拒去留”可知线圈与磁铁相互排斥,A正确。
故选A。
7. 如图所示,甲分子固定于坐标原点O,乙分子从无穷远a点处由静止释放,在分子力的作用下靠近甲,图中b点合外力表现为引力,且为数值最大处,d点是分子靠得最近处,则下列说法正确的是( )
A. 乙分子在a点势能最小
B. 乙分子在b点动能最大
C. 乙分子在c点动能最大
D. 乙分子在d点加速度为零
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.乙分子由a运动到c,分子力表现为引力,分子力做正功,动能增大,分子势能减小,所以乙分子在c点分子势能最小,在c点动能最大,故A、B错误,C正确;
D.由题图可知,乙分子在d点时受到的分子力最大,所以乙分子在d点的加速度最大,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,金属棒ab质量为m,通过电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面夹角为θ,ab静止于宽为L水平导轨上。下列说法正确的是( )
A. 金属棒受到的安培力大小为
B. 金属棒受到摩擦力大小为
C. 若只改变电流方向,金属棒对导轨的压力将增大
D. 若只增大磁感应强度B后,金属棒对导轨的压力将增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.该题中的磁感应强度B虽然与导轨平面的夹角为θ,但是B仍然与电流I的方向是垂直的,故安培力的大小为
故A错误;
B.由于棒是静止的,其剖面受力图如图所示
摩擦力的大小应该与安培力在水平方向上的分力大小相等,则有
故B错误;
C.若只改变电流方向,则安培力的方向会改变,由左手定则可知,安培力变成斜向下作用在金属棒上,故使得金属棒对轨道的压力会增大,故C正确;
D.若只增大磁感应强度B后,安培力的方向仍然是斜左上,大小会增大,故会减小金属棒对轨道的压力,故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 两辆儿童赛车a、b在两条平行直轨道上从同一起点、同向行驶.它们在0~t0内运动的v-t图像如图所示.则
A. 图像交点说明两车位移相同
B. 两车速度相同时b车在前
C. 0~t0内两车平均速度相同
D. 两车的加速度均越来越小
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.图象交点说明两车速度相同;速度图象的“面积”大小等于物体的位移,两车速度相同时车的位移比的大,而两车是从同一起点、同向行驶的,所以两车速度相同时车在前,故A错误,B正确;
C.根据速度图象的“面积”表示位移,知内车的位移比车的大,根据可知车的平均速度比车的平均速度大,故C错误;
D.根据图象切线的斜率表示加速度,知两车的加速度均减小,故D正确。
10. 如图所示的四种电场中均有a、b两点,其中a、b两点的电场强度相同的是( )
A. 甲图中,与点电荷等距的a、b两点
B. 乙图中,两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C. 丙图中,两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D. 丁图中,匀强电场中的a、b两点
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据点电荷的电场的特点可知,图甲中a、b两点的电场强度大小相等,但方向不同,则电场强度不同,故A错误;
B.图乙中等量异种点电荷电场中a、b两点的电场强度大小相等,场强方向都与中垂线垂直向左,则a、b两点的电场强度相同,故B正确;
C.图丙中等量同种点电荷电场中a、b两点电场强度大小相等,方向相反方,则电场强度不同,故C错误;
D.图丁匀强电场中a、b两点电场强度大小相等,方向相同,则a、b两点的电场强度相同,故D正确。
故选BD。
11. 一个物体以初速度v0水平抛出,落地时速度为v,则( )
A. 物体在空中运动的时间是
B. 物体在空中运动的时间是
C. 物体抛出时的竖直高度是
D. 物体抛出时的竖直高度是
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.物体在竖直方向做自由落体运动,因此竖直方向速度
再根据得
故A错误,B正确;
CD.物体在竖直方向做自由落体运动,因此竖直方向速度
再根据得
故C错误,D正确。
故选BD。
12. 如图所示,空间分布着匀强电场,竖直方向的实线为其等势面,一质量为,带电量为的小球从O点由静止开始恰能沿直线OP运动,且到达P点时的速度大小为,重力加速度为(规定O点的电势为零),下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小 B. P点的电势
C. P点的电势能 D. 小球机械能的变化量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球沿直线OP运动,合力沿OP方向,如图所示
则有
解得,故A错误;
BC.设OP=L,根据动能定理得
解得电场力做功
根据
解得
根据
且,解得
则P点的电势能为
故B正确,C错误;
D.小球机械能的变化量等于电场力做的功,为
故D正确。
故选BD。
三、实验题:本大题共2小题,每空2分,共16分。
13. 如图所示,在“研究平抛运动”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:
A.让小球多次从同一位置静止释放,在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置,如图中a、b、c、d所示.
B.安装好器材,注意斜槽末端切线水平,记下平抛初位置O点和过O点的水平线与竖直线.
C.取下方格纸,以O为原点,以水平线为x轴,竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画出小球平抛运动的轨迹.
(1)上述实验步骤的合理顺序是____________.
(2)已知图中小方格的边长为L,则小球从a位置运动到c位置所用的时间为________,小球平抛的初速度为________. (均用L、g表示)
【答案】 ①. BAC ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]实验操作中要先安装仪器,然后进行实验操作,在进行数据处理,故实验顺序为:B,A,C
(2)[2])由图可以知道a、b、c、d之间的时间间隔是相同的,因此根据匀变速直线运动的规律有:
由题可以知道,带入计算得出每相邻两个位置的时间间隔为:
则小球从a位置运动到c位置所用的时间为:
[3] 水平方向匀速直线运动,
小球平抛的初速度为:
14. 用直流电源(内阻可忽略不计)、电阻箱、定值电阻R0(阻值为2.0kΩ)、开关和若干导线,连接成如图甲所示的电路来测量电压表V(量程3V)的内阻RV.
(1)闭合开关S,适当调节电阻箱的阻值R,读出电压表的示数U,获得多组数据.
(2)某次实验时电阻箱的读数如图乙所示,其值为_____Ω.
(3)根据测得的数据画出如图丙所示的关系图线,由此计算得到纵轴截距与图线斜率的比值为_____,进而求得电压表的内阻RV=_____kΩ.(计算结果均保留两位有效数字)
(4)若电源内阻不可忽略,用此法测得的RV偏_____(填“大”或“小”)
(5)定值电阻R0的作用是_____.
【答案】 ①. 6500 ②. 9.0 ③. 7.0 ④. 大 ⑤. 保护电路
【解析】
【详解】(2)由图示电阻箱可知,其示数为:0×100kΩ+0×10kΩ+6×1000Ω+5×100Ω+0×10Ω+0×1Ω=6500Ω;
(3)根据闭合电路欧姆定律可得:,整理可得:
图象的斜率:,图象纵轴截距:b=0.25,则
由图示图象可知:,,解得:RV=7000.0Ω=7.0kΩ;
(4)考虑电源内阻r,由欧姆定律得:,实际测量的相当于是,相对的阻值来说偏大.
(5)由图示电路图可知,定值电阻R0串联在电路中,可以保护电路.
四、解答题:本题共小题,共32分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
15. 边长为10cm匝数为10的正方形线圈垂直于磁感应强度B的方向置于0.2T的匀强磁场中试求:
(1)图示位置时穿过线圈的磁通量为多少?
(2)若将线圈以一边为轴转过60°,则穿过线圈的磁通量为多少?
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)图示位置时穿过线圈的磁通量为
(2)若将线圈以一边为轴转过60°,则穿过线圈的磁通量为
16. 如图所示,光滑斜倾角为37°,A、B两点距离。一质量m=1×10−2kg、带电荷量q=1×10−6C的小物块置于斜面上,当加上水平向右的匀强电场时,该物体恰能静止在斜面上,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求:
(1)该电场的电场强度大小;
(2)求B、A两点间的电势差UBA;
(3)若电场强度变为原来的,当小物块由静止沿斜面从A下滑至B点时,求物块在B处速度的大小。
【答案】(1)7.5×104N/C
(2)4×104V (3)2m/s
【解析】
【小问1详解】
对小球分析可知
解得
【小问2详解】
B、A两点间的电势差
【小问3详解】
小球从A到B由动能定理
解得vB=2m/s
17. 如图所示,粗糙的水平轨道BC的右端与半径R=0.45m的光滑竖直圆轨道在C点相切,左端与光滑的倾斜轨道AB相连,AB与水平方向的夹角为37°,质量m=0.1kg的小球从倾斜轨道顶端A点由静止滑下,设小球经过轨道衔接处时没有能量损失,已知倾斜轨道AB的长度l=2m,小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.375,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)求小球第一次到达倾斜轨道底端B点时的速度大小(结果可以用根号表示);
(2)若水平轨道BC的长度为2.5m,求小球最终停止的位置与B点的距离;
(3)要使小球能够滑上圆轨道,并且第一次在圆轨道运动时小球不脱离轨道,水平轨道BC的长度L应满足什么条件?
【答案】(1);(2)1.8m;(3)L≤0.2m或2m≤L≤3.2m
【解析】
【分析】
【详解】(1)小球在倾斜轨道上运动,由动能定理知
解得
(2)最终小球动能为零,停在轨道上,由动能定理知
解得通过的路程为
L1=3.2m
小球到达C点滑上圆弧后返回,返回路程为
L2=L1-LBC=0.7m
所以返回后距离B点的距离为
L=LB-L2=1.8m
(3)小球恰好从B点到C点,由动能定理知
解得
L=3.2m
要使小球能够滑上圆轨道,应满足
L≤3.2m
在圆轨道运动时小球不脱离轨道,有两种情形
情形一:物体能完成圆周运动
最高点有
对小物块从B点到圆轨道最高点利用动能定理有
解得
L=0.2m
小球不脱离轨道应满足
L≤0.2m
情形二:物体运动到圆轨道圆心等高处速度为零
对小物块从B点到圆轨道圆心等高处利用动能定理有
解得
L=2m
小球不脱离轨道应满足
L≥2m
综合以上可得要使小球能够滑上圆轨道,并且第一次在圆轨道运动时小球不脱离轨道,水平轨道BC的长度L应满足
L≤0.2m或者2m≤L≤3.2m
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