内容正文:
2024-2025学年度第一学期高二年级物理第二次考试
一、单选题
1. 做平抛运动物体,在相等的时间内,物体动量的变化量( )
A. 始终相同 B. 只有大小相同
C 只有方向相同 D. 以上说法均不正确
2. 下列说法中正确的是( )
A. 动量大的物体动能一定大 B. 动能大的物体动量一定大
C. 动能为零的物体动量一定为零 D. 动量为零的物体动能不一定为零
3. 静止在光滑水平面上的物体,受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t的变化如图所示,则( )
A. 4s内物体的位移为零 B. 4s内拉力对物体做功不为零
C. 4s末物体的速度为零 D. 4s内拉力对物体冲量不为零
4. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示,则( )
A. 时物块的速率为2m/s
B. 时物块的动量大小为
C. 时物块的动量大小为
D. 时物块的速度为零
5. 矩形导线恇与长直导线MN放在同一水平面上,边与MN平行,导线MN中通入如图所示的电流,当MN中的电流增大时,下列说法正确的是( )
A. 导线框中没有感应电流
B. 导线框中有顺时针方向的感应电流
C. 导线框所受安培力的合力方向水平向左
D. 导线框所受的安培力的合力方向水平向右
6. 如图甲所示,螺线管匝数,横截面积,螺线管导线电阻,电阻。螺线管内部区域可视为存在水平方向的匀强磁场,以水平向右为正方向,磁感应强度大小随时间变化的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 通过电阻感应电流方向从到
B. 回路中感应电流逐渐增大
C. 电阻两端的电压为
D. 内回路中的电流为
7. 如图所示匀强磁场中有一闭合矩形导线框,则在图示时刻能产生感应电流的是
A. B.
C. D.
二、多选题
8. 如图所示,两颗质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面上质量相同、材料不同的矩形滑块A、B中,射入A中的深度是射入B中深度的两倍。两种射入过程相比较( )
A. 射入滑块A的子弹速度变化量大
B. 整个射入过程中两滑块受到的冲量一样大
C. 射入滑块A中时阻力对子弹做的功是射入滑块B中时阻力对子弹做功的两倍
D. 两个过程中系统产生的热量相同
9. 下列四个选项分别对以下四幅图中的物理量的方向给予了说明,其中正确的有( )
A. 甲图长直导线中通有竖直向下的电流,周围激发出的磁场方向如图中同心圆环的箭头所示
B. 乙图中倾斜导体棒受到的安培力的方向如图所示
C. 丙图中的导体棒在静止的磁场中向右运动,产生的感应电流方向如图中导体棒内箭头所示
D. 丁图中磁感应强度在增大,在金属圆环中产生的感应电流的方向如图中箭头所示
10. 如图所示,水平放置绝缘桌面上有一个金属环,圆心的正上方有一条形磁铁,若条形磁铁水平向右运动,下列说法正确的是( )
A. 穿过环的磁通量变大 B. 环有收缩的趋势
C. 环对桌面压力变小 D. 环所受的摩擦力方向水平向左
三、实验题
11. 用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒.小球a用不可伸长的细线悬挂起来,直径相同的小球b放置在光滑支撑杆上,细线自然下垂时两球恰好相切,球心位于同一水平线上。已知重力加速度为g。实验的主要步骤及需解答的问题如下:
(1)测量出悬点到小球a球心的距离L,小球a、b的质量分别为;
(2)将小球a向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为时并由静止释放,与小球b发生对心碰撞后球a反弹,球b做平抛运动,测得小球a向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为.则:小球a、b的质量大小需满足______(选填“>”、“<”或“=”);
(3)测量出碰撞后小球b做平抛运动的水平位移x,竖直下落高度h,可知碰撞后小球b的速度大小______;
(4)若该碰撞中的总动量守恒,则需满足的表达式为______(用题中所给和测量的物理量表示)。
12. 某小组要测定一节干电池的电动势E和内阻r(已知E约为1.5V,r约为1Ω),采用图所示电路。
(1)为了调节方便且测量精度更高,电流表和电压表应选______(选填选项前的字母)。
A. 电流表(0~0.6A),电压表(0~3V) B. 电流表(0~0.6A),电压表(0~15V)
C. 电流表(0~3A),电压表(0~3V) D. 电流表(0~3A),电压表(0~15V)
(2)经过多次测量,他们记录了多组电流表示数I和电压表示数U,并在图中画出了图像。由图像可以得出,此干电池的电动势的测量值______V(保留三位有效数字),内阻的测量值______(保留两位有效数字)。
四、计算题
13. 两块质量都是的木块和在光滑水平面上均以速度向左匀速运动,中间用一根劲度系数为的轻弹簧连接着,如图所示。现从水平方向迎面射来一颗子弹,质量为,速度为,子弹射入木块并留在其中。求:
(1)在子弹击中木块后的瞬间木块的速度大小;
(2)若子弹击中木块时间是(极小),求子弹击中木块过程中子弹对木块的平均推力;
(3)在子弹击中木块后的运动过程中弹簧的最大弹性势能。
14. 如图所示,线圈平面与水平方向夹角θ=60°,磁感线竖直向下,线圈平面面积S=0.4 m2,匀强磁场磁感应强度B=0.6 T,则:
(1)穿过线圈的磁通量Φ为多少?把线圈以cd为轴顺时针转过120°角,则通过线圈磁通量的变化量为多少?
(2)若θ=90°,穿过线圈的磁通量为多少?当θ为多大时,穿过线圈的磁通量最大?
15. 光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距为L=l.0m,与水平面之间的夹角,匀强磁场的磁感应强度B=2.0T垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值的电阻,其他电阻不计,质量m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置,如图所示,现用恒力F=18N沿导轨平面向上拉金属杆ab,t=0时由静止开始运动。取g=10m/s2,导轨足够长。求:
(1)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小;
(2)金属杆的最大速度;
(3)当t=1.0s时,金属杆移动的距离为x=1.47m,则在这一过程中电阻R产生的热量是多少。
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2024-2025学年度第一学期高二年级物理第二次考试
一、单选题
1. 做平抛运动的物体,在相等的时间内,物体动量的变化量( )
A. 始终相同 B. 只有大小相同
C. 只有方向相同 D. 以上说法均不正确
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】根据动量定理
△P=Ft
动量变化量等于合外力的冲量,自由落体所受的力是恒力,在相等时间内物体合外力冲量相同,动量变化量相同,A正确;BCD错误;
故选A。
2. 下列说法中正确的是( )
A. 动量大的物体动能一定大 B. 动能大的物体动量一定大
C. 动能为零的物体动量一定为零 D. 动量为零的物体动能不一定为零
【答案】C
【解析】
【详解】根据动能和动量关系:
故ABD错误,C正确。
故选C
3. 静止在光滑水平面上的物体,受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t的变化如图所示,则( )
A. 4s内物体的位移为零 B. 4s内拉力对物体做功不为零
C. 4s末物体的速度为零 D. 4s内拉力对物体冲量不为零
【答案】C
【解析】
【详解】AC.F为物体所受合外力,由图像可知,物体先向负方向做匀加速直线运动,后向负方向做匀减速直线运动,4s时速度减为零。所以物体位移为负方向且不为零,故A错误,C正确;
BD.物体的初末速度为零,根据动能定理,合外力的功等于动能的变化量,所以4s内拉力对物体做功为零;根据动量定理,合外力的冲量等于动量的变化量,所以4s内拉力冲量为零。故BD错误。
故选C 。
4. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示,则( )
A. 时物块的速率为2m/s
B. 时物块的动量大小为
C. 时物块的动量大小为
D. 时物块的速度为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.匀加速度的加速度为
时物块的速率为
A错误;
B.时物块的动量大小为
B错误;
C.匀减速的加速度大小为
时物块的动量大小为
C正确;
D.匀减速至零的时间为
则时物块的速度为零,D错误。
故选C。
5. 矩形导线恇与长直导线MN放在同一水平面上,边与MN平行,导线MN中通入如图所示的电流,当MN中的电流增大时,下列说法正确的是( )
A. 导线框中没有感应电流
B. 导线框中有顺时针方向的感应电流
C. 导线框所受的安培力的合力方向水平向左
D. 导线框所受的安培力的合力方向水平向右
【答案】D
【解析】
【详解】AB.导线框所在位置的磁场方向垂直纸面向里,当MN中的电流增大时,磁感应强度变大,导线框的磁通量变大,由楞次定律可知导线框中的感应电流方向为逆时针方向。故AB错误;
CD.由左手定则可知ab边受安培力方向水平向右,cd边受安培力方向水平向左,因为ab边所在位置磁感应强度比cd边所在位置的磁感应强度大,由可知ab边受到安培力比cd边受到的安培力大,故合力方向向右。故C错误,D正确。
故选D。
6. 如图甲所示,螺线管匝数,横截面积,螺线管导线电阻,电阻。螺线管内部区域可视为存在水平方向的匀强磁场,以水平向右为正方向,磁感应强度大小随时间变化的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 通过电阻的感应电流方向从到
B. 回路中感应电流逐渐增大
C. 电阻两端的电压为
D. 内回路中的电流为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,磁感应强度均匀增加,结合螺旋管的导线缠绕方向,可知通过螺线管的磁通量向右增加,由楞次定律和右手螺旋定则,可知通过电阻R的感应电流方向为从C到D,A错误;
B.因为磁通量均匀增加,所以感应电动势恒定,感应电流恒定,B错误;
D.根据法拉第电磁感应定律可知
根据闭合电路欧姆定律,可知内回路中的电流为
D正确;
C.根据欧姆定律,可知电阻两端的电压为
C错误。
故选D。
7. 如图所示的匀强磁场中有一闭合矩形导线框,则在图示时刻能产生感应电流的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.该图保持线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中向右运动,磁通量一直为零,磁通量不变,无感应电流,故A错误;
B.该图保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中向右运动,离开磁场,磁通量减小,有感应电流,故B正确;
C.该图保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中向上运动,磁通量不变,无感应电流,故C错误;
D.该图保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中向右运动,故磁通量不变,无感应电流,故D错误;
故选B.
二、多选题
8. 如图所示,两颗质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面上质量相同、材料不同的矩形滑块A、B中,射入A中的深度是射入B中深度的两倍。两种射入过程相比较( )
A. 射入滑块A的子弹速度变化量大
B. 整个射入过程中两滑块受到的冲量一样大
C. 射入滑块A中时阻力对子弹做的功是射入滑块B中时阻力对子弹做功的两倍
D. 两个过程中系统产生的热量相同
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.子弹射入滑块过程,子弹与滑块组成的系统动量守恒,有
可知,两颗子弹的末速度相等,所以子弹速度的变化量相等,滑块动量变化量相等,滑块受到的冲量相等,故A错误,B正确;
C.对于子弹,根据动能定理,有
由于末速度相等,所以阻力对子弹做功相等,故C错误;
D.对子弹与滑块组成的系统,由能量守恒得系统产生的热量
所以系统产生的热量相同,故D正确。
故选BD。
9. 下列四个选项分别对以下四幅图中的物理量的方向给予了说明,其中正确的有( )
A. 甲图长直导线中通有竖直向下的电流,周围激发出的磁场方向如图中同心圆环的箭头所示
B. 乙图中倾斜导体棒受到的安培力的方向如图所示
C. 丙图中的导体棒在静止的磁场中向右运动,产生的感应电流方向如图中导体棒内箭头所示
D. 丁图中磁感应强度在增大,在金属圆环中产生的感应电流的方向如图中箭头所示
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据右手定则,甲图长直导线中通有竖直向下的电流,周围激发出的磁场方向从上向下看,应该是是顺时针方向的,与甲图相反,故A错误;
B.根据左手定则,乙图中倾斜导体棒受到的安培力的方向应该与导体棒垂直,指向右下角方向。故B错误;
C.根据右手定则,导体棒中电动势方向沿着导体棒竖直向上,故感应电流方向也竖直向上,与图中相同。故C正确;
D.根据电磁感应规律,金属圆环中磁感应强度增大,电流方向应该是逆时针方向。故D正确。
故选CD。
10. 如图所示,水平放置绝缘桌面上有一个金属环,圆心的正上方有一条形磁铁,若条形磁铁水平向右运动,下列说法正确的是( )
A. 穿过环的磁通量变大 B. 环有收缩的趋势
C. 环对桌面压力变小 D. 环所受的摩擦力方向水平向左
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.当条形磁铁沿轴线竖直向右移动时,闭合导体环内的磁通量减小,由“增缩减扩”可知,线圈做出的反应是面积有扩大的趋势,故AB错误;
CD.根据“来去拒留”可知,磁铁、金属圆环间相互吸引,则圆环对桌面的压力变小,且圆环相对桌面有向右的运动趋势,则金属圆环受到水平向左的摩擦力,故CD正确。
故选CD。
三、实验题
11. 用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒.小球a用不可伸长的细线悬挂起来,直径相同的小球b放置在光滑支撑杆上,细线自然下垂时两球恰好相切,球心位于同一水平线上。已知重力加速度为g。实验的主要步骤及需解答的问题如下:
(1)测量出悬点到小球a球心的距离L,小球a、b的质量分别为;
(2)将小球a向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为时并由静止释放,与小球b发生对心碰撞后球a反弹,球b做平抛运动,测得小球a向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为.则:小球a、b的质量大小需满足______(选填“>”、“<”或“=”);
(3)测量出碰撞后小球b做平抛运动的水平位移x,竖直下落高度h,可知碰撞后小球b的速度大小______;
(4)若该碰撞中的总动量守恒,则需满足的表达式为______(用题中所给和测量的物理量表示)。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】(2)[1]实验中需要碰撞后小球a反弹,所以小球a、b的质量大小需满足。
(3)[2]小球b平抛运动,则有
,
联立,解得
(4)[3]碰撞前小球a摆动过程中,由机械能守恒可得
解得
同理,碰撞后小球a摆动过程中,由机械能守恒可得
解得
若该碰撞中的总动量守恒,则有
联立,解得
12. 某小组要测定一节干电池的电动势E和内阻r(已知E约为1.5V,r约为1Ω),采用图所示电路。
(1)为了调节方便且测量精度更高,电流表和电压表应选______(选填选项前的字母)。
A. 电流表(0~0.6A),电压表(0~3V) B. 电流表(0~0.6A),电压表(0~15V)
C. 电流表(0~3A),电压表(0~3V) D. 电流表(0~3A),电压表(0~15V)
(2)经过多次测量,他们记录了多组电流表示数I和电压表示数U,并在图中画出了图像。由图像可以得出,此干电池的电动势的测量值______V(保留三位有效数字),内阻的测量值______(保留两位有效数字)。
【答案】(1)A (2) ①. 1.48 ②. 0.80
【解析】
【小问1详解】
由于一节干电池的电动势约为1.5V,则电压表应选(0~3V);由于r约为1Ω,根据
考虑到外电阻,以及经过电源的电流不能太大,所以电流表应选(0~0.6A)。
故选A。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图像的纵轴截距等于电动势,则有
图像的斜率绝对值等于内阻,则有
四、计算题
13. 两块质量都是木块和在光滑水平面上均以速度向左匀速运动,中间用一根劲度系数为的轻弹簧连接着,如图所示。现从水平方向迎面射来一颗子弹,质量为,速度为,子弹射入木块并留在其中。求:
(1)在子弹击中木块后的瞬间木块的速度大小;
(2)若子弹击中木块时间是(极小),求子弹击中木块过程中子弹对木块的平均推力;
(3)在子弹击中木块后的运动过程中弹簧的最大弹性势能。
【答案】(1)vA=3v0;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)对子弹和A组成的系统,规定向右为正,根据动量守恒定律可得
①
解得
vA=3v0②
(2)规定向右为正,对A根据动量定理有:
Ft=mvA-(-mv0)③
由②③解得
④
(3)弹簧弹性势最大时,弹和A、B共速,设其速度为v共,根据动量守恒定律可得
解得
子弹击中木块后,根据能量守恒可得
解得
14. 如图所示,线圈平面与水平方向夹角θ=60°,磁感线竖直向下,线圈平面面积S=0.4 m2,匀强磁场磁感应强度B=0.6 T,则:
(1)穿过线圈的磁通量Φ为多少?把线圈以cd为轴顺时针转过120°角,则通过线圈磁通量的变化量为多少?
(2)若θ=90°,穿过线圈磁通量为多少?当θ为多大时,穿过线圈的磁通量最大?
【答案】(1)0.12 Wb;0.36 Wb;(2)0;0
【解析】
【分析】
【详解】(1)线圈在垂直磁场方向上的投影面积
穿过线圈的磁通量
线圈以cd为轴顺时针方向转过120°角后变为与磁场垂直,但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反,故此时通过线圈的磁通量
Φ2=-BS=-0.6×0.4 Wb=-0.24 Wb
故磁通量的变化量
ΔΦ=|Φ2-Φ1|=|-0.24-0.12| Wb=0.36 Wb
(2)当θ=90°时,线圈在垂直磁场方向上的投影面积
S⊥′=0
据
Φ=BS⊥
知,此时穿过线圈的磁通量为零。当θ=0时,线圈平面与磁场垂直,此时
S⊥″=S
穿过线圈的磁通量最大。
15. 光滑平行的金属导轨MN和PQ,间距为L=l.0m,与水平面之间的夹角,匀强磁场的磁感应强度B=2.0T垂直于导轨平面向上,MP间接有阻值的电阻,其他电阻不计,质量m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置,如图所示,现用恒力F=18N沿导轨平面向上拉金属杆ab,t=0时由静止开始运动。取g=10m/s2,导轨足够长。求:
(1)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小;
(2)金属杆的最大速度;
(3)当t=1.0s时,金属杆移动的距离为x=1.47m,则在这一过程中电阻R产生的热量是多少。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设金属杆的速度为时,加速度为,电动势为,电路中电流为,则有
根据牛顿第二定律可知
联立各式整理得
代入数据解得当时加速度;
(2)当时有最大速度,所以由(1)的分析可知
代入数据解得;
(3)根据
可得1s时间内通过回路的电量为
当,根据动量定理有
即
代入数据解得;由功能关系得产生的热量为
代入数据得。
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