内容正文:
高二物理试卷
(考试时间:75分钟,分值:100分)
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错、多选或不选的得0分。)
1. 下列说法正确的是( )
A. 牛顿力学适用于任何情况下的任何物体
B. 若物体所受合力为零,则其机械能一定守恒
C. 若汽车转弯时速度过大,可能会因离心运动造成交通事故
D. 若一个系统动量守恒,则此系统内每个物体所受的合力一定都为零
【答案】C
【解析】
【详解】A. 牛顿力学适用于宏观、低速的物体,不适用于微观粒子或接近光速的情况,A错误;
B. 合力为零时机械能不一定守恒。例如,物体匀速下落时合力为零,但空气阻力做功导致机械能减少,B错误;
C. 汽车转弯速度过大时,摩擦力不足以提供所需向心力,导致离心运动引发事故,C正确。
D. 系统动量守恒的条件是合外力为零,但系统内各物体的合力可能不为零(如碰撞时相互作用力),D错误。
故选C。
2. 如图所示平面内,在通有图示方向电流I的长直导线右侧,固定一矩形金属线框,边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加,则( )
A. 线框中产生的感应电流方向为
B. 线框中产生的感应电流逐渐增大
C. 线框边所受的安培力大小恒定
D. 线框整体受到的安培力方向水平向右
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据安培定则可知,通电直导线右侧的磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度随时间均匀增加,根据楞次定律可知线框中产生的感应电流方向为,A错误;
B.线框中产生的感应电流为
空间各点的磁感应强度随时间均匀增加,故线框中产生的感应电流不变,B错误;
C.线框边感应电流保持不变,磁感应强度随时间均匀增加,根据安培力表达式,故所受的安培力变大,C错误;
D.线框所处空间的磁场方向垂直纸面向里,线框中产生的感应电流方向为,根据左手定则可知,线框边所受的安培力水平向右,线框边所受的安培力水平向左。通电直导线的磁场分部特点可知边所处的磁场较大,根据安培力表达式可知,线框整体受到的安培力方向水平向右,D正确。
故选D。
3. 使用高压水枪作为切割机床的切刀具有独特优势,得到广泛应用。如图所示,若水柱截面积为S,水流以速度v垂直射到被切割的钢板上,之后水速减为零,已知水的密度为,则水对钢板的冲力为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】取时间内的水研究对象,设时间内有体积为V的水打在钢板上,则这些水的质量为
以这部分水为研究对象,它受到钢板的作用力为F,以水运动的方向为正方向,由动量定理有
即
由牛顿第三定律可以知道,水对钢板的冲击力大小也为
故选B。
4. 质量相等的A、B两球之间压缩一根轻质弹簧,静置于光滑水平桌面上,当用板挡住小球A而只释放B球时,B球被弹出落到距桌边水平距离为s的地面上,如图所示.若再次以相同力压缩该弹簧,取走A左边的挡板,将A、B同时释放,则B球的落地点距桌边( )
A. B. s C. s D. s
【答案】D
【解析】
【详解】挡板挡住A球时,弹簧的弹性势能全部转化为B球的动能,有Ep=,挡板撤走后,弹性势能被两球平分,则有
Ep=2×mvB′2
由以上两式解得
vB′=vB
由于B球抛出后做平抛运动,两次高度相同,运动时间相同可得
故选D
5. 在如图所示电路中,三个灯泡完全相同,电感的直流电阻和灯泡电阻相等。闭合开关S,电路稳定后,将开关S断开,下列对于S断开后各元件说法中正确的是( )。
A. 灯泡突然熄灭
B. 灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭
C. 灯泡逐渐熄灭
D. 灯泡逐渐熄灭
【答案】C
【解析】
【详解】三个灯泡完全相同,线圈直流电阻和灯泡电阻相等,可知闭合S稳定后,流过灯泡A1的电流比灯泡A2流过的电流大。某时刻将开关S断开,灯泡A3立即熄灭,而线圈的自感电动势阻碍电流减小,线圈相当于电源,与灯泡A1、灯泡A2重新形成回路,使得灯泡A1、灯泡A2都慢慢熄灭,但都不会闪亮。
故选C。
6. 如图所示,O处为地心,卫星1环绕地球做匀速圆周运动,卫星2环绕地球运行的轨道为椭圆,两轨道不在同一平面内。已知圆轨道的直径等于椭圆轨道的长轴,且地球位于椭圆轨道的一个焦点上,引力常量为G,地球的质量为M,卫星1的轨道半径为R,卫星1的运转速度为v0,关系为。下列说法正确的是( )
A. 卫星1的运行周期大于卫星2的运行周期
B. 如果卫星1的加速度为a,卫星2在P点的加速度为,则
C. 卫星2在Q点的速度
D. 卫星2在P、Q点的速度大小关系为
【答案】D
【解析】
【详解】A.题意可知卫星2的轨道半长轴为R,根据开普勒第三定律
由于卫星1的半径等于卫星2的半长轴,所以卫星1的运行周期等于卫星2的运行周期,故A错误;
B.设卫星质量为m,则有
解得
由于P点距离中心天体较近,所以
故B错误;
C.若卫星2在OQ为半径的轨道上做匀速圆周运动,万有引力提供向心力
解得
由于卫星在椭圆轨道的Q点要做近心运动,所以
故C错误;
D.若卫星在P点做半径为R的圆周运动,根据
易知卫星在P点做半径为R的圆周运动的速度大于(),由于卫星在圆轨道的P点要做离心运动,则有
同理,若卫星在Q点做半径为1.5R的圆周运动,根据
易知卫星在Q点做半径为1.5R的圆周运动的速度小于(),由于卫星在圆轨道的Q点要做近心运动,则有
综合以上可知
故D正确。
故选D。
7. 如图所示,导线框中电流为I,导线框垂直于磁场放置,磁感应强度为B,AB与CD相距为d,则棒MN所受安培力大小( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】导体棒在磁场中,故安培力为
故选D。
8. 如图所示的圆锥摆中,摆球A在水平面上做匀速圆周运动,关于A的受力情况,下列说法中正确的是( )
A. 摆球A受重力、拉力和向心力的作用
B. 摆球A受拉力和向心力的作用
C. 摆球A受拉力和重力的作用
D. 摆球A受的重力和拉力的合力充当向心力
【答案】CD
【解析】
【详解】摆球A受拉力和重力的作用,这两个力的合力充当向心力。
故选CD。
9. 如图,在平面直角坐标系的第一象限内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。大量质量为m、电量为q的相同粒子从y轴上的点,以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场,设入射速度方向与y轴正方向的夹角为。当时,粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则( )
A. 粒子一定带正电
B. 当时,粒子也垂直x轴离开磁场
C. 粒子入射速率为
D. 粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】A.根据题意可知粒子垂直轴离开磁场,根据左手定则可知粒子带正电,A正确;
BC.当时,粒子垂直轴离开磁场,运动轨迹如图
粒子运动的半径为
洛伦兹力提供向心力
解得粒子入射速率
若,粒子运动轨迹如图
根据几何关系可知粒子离开磁场时与轴不垂直,B错误,C正确;
D.粒子离开磁场距离点距离最远时,粒子在磁场中的轨迹为半圆,如图
根据几何关系可知
解得
D正确。
故选ACD。
10. 光滑水平面有A、B两个物块,质量分别为2m和m,初始时用处于原长状态下的弹簧相连,现在给物块A一个水平向右的初速度。水平面右侧有一墙面,已知经过时间t,物块B第一次达到最大速度,且恰好到达墙壁处,在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 弹簧的最大弹性势能是 B. 物块B的最大速度是
C. 初始时物块B离墙面的距离是 D. 初始时物块B离墙面的距离是
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当两物块共速时,弹簧压缩的最短,弹簧的弹性势能最大,此过程根据动量定理
两物块和弹簧组成的系统机械能守恒,则
解得
故A正确;
B.当弹簧恢复原长时,物块B的速度达到最大,根据动量守恒
两物块的动能守恒
解得,
故B错误;
CD.当弹簧恢复原长时,物块B的速度达到最大,根据动量守恒
两边同时乘以可得
即
初末状态弹簧均处于原长,所以
解得
故C正确,D错误。
故选AC。
二、实验题:本题共2小题,每空2分,共20分
11. 如图所示的装置中,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上.O点到A球球心的距离为L.使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直线的夹角为α,A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点.
(1)图中x应是B球做________(从“平抛”、“自由落体”、“圆周”中三选一)运动的水平位移大小.
(2)为了探究碰撞中的守恒量,在已知重力加速度g的条件下,还需要测得的七个物理量是________________(填写题目中所给物理量符号).
(3)用测得的物理量表示:mAvA=______;mAvA′=______;mBvB′=________.
【答案】 ①. 平抛 ②. mA、mB、α、β、H、L、x ③. ④. ⑤.
【解析】
【详解】解;(1) A球释放后摆动到最低点时恰与球正碰,碰撞后球初速度方向水平,只受重力,所以球做平抛运动,应是球做平抛运动的水平位移大小;
(2)实验过程中需要求出两小球碰撞前后的动量,因此需要知道小球的质量与速度,小球的速度可以由动能定理与平抛运动知识求得,因此该实验需要测量的物理量有:小球的质量、,倾角与,球飞出时的高度,球 B做平抛运动的水平位移大小,绳长,即需要测量的量有:、、、、、,;
(3)小球从处下摆过程只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律得:,解得:,则;
小球与小球碰撞后继续运动,在碰后到达最左端过程中,机械能再次守恒,由机械能守恒定律得:,解得,则
碰撞后球做平抛运动,水平方向:,竖直方向,解得,则碰后球的动量;
12. 实验小组为了测量某电阻的阻值。
(1)先用万用表粗测,将选择开关旋转到电阻挡“×1”的位置,按照正确的操作步骤得到如图所示的示数,则该电阻的阻值为_________Ω。
(2)同学们继续使用学生电源(10V)组装如图电路进行实验,其中电表可以从如下中进行选择:(括号中为电表量程及内阻)
A.电压表V1(0—15V,15kΩ)
B.电压表V2(0—3V,3kΩ)
C.电流表A1(0—3A)
D.电流表A2(0—0.6A)
E.滑动变阻器R1(0—10Ω)
F.滑动变阻器R2(0—100Ω)
(3)要求电压从零开始连续可调,在虚线方框中画出实验电路图_________。
(4)应选择电压表_________,电流表_________,滑动变阻器_________。(填器材前字母)
【答案】 ①. 20 ②. ③. A ④. D ⑤. E
【解析】
【详解】(1)[1]该电阻的阻值为20×1Ω=20Ω。
(2)(3)[2][3][4][5]电源电压为10V,则电压表选择A;电路中最大电流
电流表选择D;滑动变阻器要接成分压电路,则应该选择阻值较小的E;因待测电阻R为小电阻,则采用电流表外接,电路如图:
三、计算题(本题共3小题,共34分。解答时应写出必要的文字说明,方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位。说明:计算题解法不唯一,逻辑关系正确即给相应分数)
13. 某物体以一定初速度从地面竖直向上抛出,经过时间t到达最高点。在最高点该物体炸裂成两部分,质量分别为和m,其中A以速度v沿水平方向飞出。重力加速度为g,不计空气阻力。求:
(1)该物体抛出时的初速度大小;
(2)炸裂后瞬间B的速度大小;
(3)落地点之间的距离d。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物体竖直上抛至最高点时速度为0,由运动学公式
可得
【小问2详解】
爆炸瞬间水平方向动量守恒,爆炸前总动量为0。A速度为v,设B速度为vB,由动量守恒定律得
解得
即大小为2v
【小问3详解】
根据竖直上抛运动的对称性可知下落时间与上升时间相等为t,则A的水平位移
B的水平位移
所以落地点A、B之间的距离
14. 如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L=0.4m,一端连接R=3Ω的电阻,导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T,导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好,导体棒电阻r=1Ω,导轨的电阻可忽略不计,在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度v=5m/s。求:
(1)感应电流I的大小并说明方向;
(2)导体棒两端MN间的电压大小;
(3)导体棒所受安培力的大小并说明方向。
【答案】(1),逆时针;(2);(3),水平向左
【解析】
【详解】(1)由右手定则可以判定感应电流的方向为N指向M(或逆时针);导体棒切割磁感线产生的感应电动势大小为
由闭合电路欧姆定律可得,回路中的感应电流大小为
(2)导体棒两端MN间的电压大小为
(3)由左手定则可知导体棒所受安培力方向水平向左;安培力的大小为
15. 如图所示:质量为2kg的滑块A由半径的光滑四分之一圆弧的端静止开始下滑,A经过圆弧底端与静止的质量为1kg的滑块B发生正碰,碰撞时间极短,碰撞后滑块B在水平轨道上运动,经过停止,已知滑块A、B与水平轨道的动摩擦因数均为,不计空气阻力,重力加速度;求:
(1)两滑块碰撞过程损失的机械能;
(2)两滑块停止运动时的间距。
【答案】(1)5.25J;(2)1.375m
【解析】
【详解】(1)滑块A到达底端的速度为,有
物块B运动后,由牛顿第二定律有
设物体B碰后速度为,A物体碰后速度为,对于物体B来说碰后做匀减速直线运动,有
由于物体A和B碰撞时间极短,所以碰撞过程系统近似动量守恒,有
碰撞过程中能量守恒,有
解得
(2)物体B碰后的运动时间为,有
物体A碰后,由牛顿第二定律有
设物体A碰后的位移为,有
两者停止之间的距离为,有
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高二物理试卷
(考试时间:75分钟,分值:100分)
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错、多选或不选的得0分。)
1. 下列说法正确的是( )
A. 牛顿力学适用于任何情况下的任何物体
B. 若物体所受合力为零,则其机械能一定守恒
C. 若汽车转弯时速度过大,可能会因离心运动造成交通事故
D. 若一个系统动量守恒,则此系统内每个物体所受的合力一定都为零
2. 如图所示平面内,在通有图示方向电流I的长直导线右侧,固定一矩形金属线框,边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加,则( )
A. 线框中产生的感应电流方向为
B. 线框中产生的感应电流逐渐增大
C. 线框边所受的安培力大小恒定
D. 线框整体受到的安培力方向水平向右
3. 使用高压水枪作为切割机床的切刀具有独特优势,得到广泛应用。如图所示,若水柱截面积为S,水流以速度v垂直射到被切割的钢板上,之后水速减为零,已知水的密度为,则水对钢板的冲力为( )
A. B. C. D.
4. 质量相等的A、B两球之间压缩一根轻质弹簧,静置于光滑水平桌面上,当用板挡住小球A而只释放B球时,B球被弹出落到距桌边水平距离为s的地面上,如图所示.若再次以相同力压缩该弹簧,取走A左边的挡板,将A、B同时释放,则B球的落地点距桌边( )
A. B. s C. s D. s
5. 在如图所示电路中,三个灯泡完全相同,电感的直流电阻和灯泡电阻相等。闭合开关S,电路稳定后,将开关S断开,下列对于S断开后各元件说法中正确的是( )。
A. 灯泡突然熄灭
B. 灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭
C. 灯泡逐渐熄灭
D. 灯泡逐渐熄灭
6. 如图所示,O处为地心,卫星1环绕地球做匀速圆周运动,卫星2环绕地球运行的轨道为椭圆,两轨道不在同一平面内。已知圆轨道的直径等于椭圆轨道的长轴,且地球位于椭圆轨道的一个焦点上,引力常量为G,地球的质量为M,卫星1的轨道半径为R,卫星1的运转速度为v0,关系为。下列说法正确的是( )
A. 卫星1的运行周期大于卫星2的运行周期
B. 如果卫星1的加速度为a,卫星2在P点的加速度为,则
C. 卫星2在Q点的速度
D. 卫星2在P、Q点的速度大小关系为
7. 如图所示,导线框中电流为I,导线框垂直于磁场放置,磁感应强度为B,AB与CD相距为d,则棒MN所受安培力大小( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示的圆锥摆中,摆球A在水平面上做匀速圆周运动,关于A的受力情况,下列说法中正确的是( )
A. 摆球A受重力、拉力和向心力的作用
B. 摆球A受拉力和向心力的作用
C. 摆球A受拉力和重力的作用
D. 摆球A受的重力和拉力的合力充当向心力
9. 如图,在平面直角坐标系的第一象限内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。大量质量为m、电量为q的相同粒子从y轴上的点,以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场,设入射速度方向与y轴正方向的夹角为。当时,粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则( )
A. 粒子一定带正电
B. 当时,粒子也垂直x轴离开磁场
C. 粒子入射速率为
D. 粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为
10. 光滑水平面有A、B两个物块,质量分别为2m和m,初始时用处于原长状态下的弹簧相连,现在给物块A一个水平向右的初速度。水平面右侧有一墙面,已知经过时间t,物块B第一次达到最大速度,且恰好到达墙壁处,在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 弹簧的最大弹性势能是 B. 物块B的最大速度是
C. 初始时物块B离墙面的距离是 D. 初始时物块B离墙面的距离是
二、实验题:本题共2小题,每空2分,共20分
11. 如图所示的装置中,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上.O点到A球球心的距离为L.使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直线的夹角为α,A球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D.保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点.
(1)图中x应是B球做________(从“平抛”、“自由落体”、“圆周”中三选一)运动的水平位移大小.
(2)为了探究碰撞中的守恒量,在已知重力加速度g的条件下,还需要测得的七个物理量是________________(填写题目中所给物理量符号).
(3)用测得的物理量表示:mAvA=______;mAvA′=______;mBvB′=________.
12. 实验小组为了测量某电阻的阻值。
(1)先用万用表粗测,将选择开关旋转到电阻挡“×1”的位置,按照正确的操作步骤得到如图所示的示数,则该电阻的阻值为_________Ω。
(2)同学们继续使用学生电源(10V)组装如图电路进行实验,其中电表可以从如下中进行选择:(括号中为电表量程及内阻)
A.电压表V1(0—15V,15kΩ)
B.电压表V2(0—3V,3kΩ)
C.电流表A1(0—3A)
D.电流表A2(0—0.6A)
E.滑动变阻器R1(0—10Ω)
F.滑动变阻器R2(0—100Ω)
(3)要求电压从零开始连续可调,在虚线方框中画出实验电路图_________。
(4)应选择电压表_________,电流表_________,滑动变阻器_________。(填器材前字母)
三、计算题(本题共3小题,共34分。解答时应写出必要的文字说明,方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位。说明:计算题解法不唯一,逻辑关系正确即给相应分数)
13. 某物体以一定初速度从地面竖直向上抛出,经过时间t到达最高点。在最高点该物体炸裂成两部分,质量分别为和m,其中A以速度v沿水平方向飞出。重力加速度为g,不计空气阻力。求:
(1)该物体抛出时的初速度大小;
(2)炸裂后瞬间B的速度大小;
(3)落地点之间的距离d。
14. 如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L=0.4m,一端连接R=3Ω的电阻,导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T,导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好,导体棒电阻r=1Ω,导轨的电阻可忽略不计,在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度v=5m/s。求:
(1)感应电流I的大小并说明方向;
(2)导体棒两端MN间的电压大小;
(3)导体棒所受安培力的大小并说明方向。
15. 如图所示:质量为2kg的滑块A由半径的光滑四分之一圆弧的端静止开始下滑,A经过圆弧底端与静止的质量为1kg的滑块B发生正碰,碰撞时间极短,碰撞后滑块B在水平轨道上运动,经过停止,已知滑块A、B与水平轨道的动摩擦因数均为,不计空气阻力,重力加速度;求:
(1)两滑块碰撞过程损失的机械能;
(2)两滑块停止运动时的间距。
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