内容正文:
高二物理
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2025年6月6日,无人驾驶快递车“炫酷”来袭,开启长沙物流配送新生态。若无人驾驶快递车车头离正前方停车线时,立即做匀减速直线运动,该车减速时的最大加速度为,要使车头刚好停在停车线上,行驶速度不能超过( )
A. B. C. D.
2. 绝缘水平面上固定着两个完全相同的金属小球A、B(可视为质点),两小球带电荷量分别为、,两小球相距为,此时A球所受库仑力大小为。现用与A、B球相同但不带电的金属球C先后与A、B接触后将C球拿走,则此时A球所受库仑力大小为( )
A. B. C. D.
3. 将一小球以速度水平抛出,小球落地时速度与水平方向的夹角为,不计空气阻力,重力加速度为。小球在空中运动的时间为( )
A. B. C. D.
4. 如图1所示为佩戴的防晒口罩,图2为一侧口罩佩戴的示意图。假如口罩带可认为是劲度系数为的弹性轻绳,弹性绳由直线段和曲线段组成,和两段弹性绳与水平方向的夹角分别为和。在佩戴好口罩后弹性绳被拉长了,弹性绳涉及的受力均在同一平面内,忽略一切摩擦,则耳朵受到口罩带的作用力( )
A. 与水平方向夹角为,大小为 B. 与水平方向夹角为,大小为
C. 与水平方向夹角为,大小为 D. 与水平方向夹角为,大小为
5. 实验室有一块小量程电流表,满偏电流为,内阻为。现某同学想把它改装为的电压表使用,则应( )
A. 并联一个阻值为的定值电阻 B. 并联一个阻值为的定值电阻
C. 串联一个阻值为的定值电阻 D. 串联一个阻值为的定值电阻
6. 用导线将粗细均匀的铅笔芯接入如图所示的电路,鳄鱼夹左右两侧铅笔芯的长度之比为2:1。闭合开关后,鳄鱼夹左右两侧铅笔芯内自由电子定向移动的速率之比为( )
A. 1 B. 2 C. D.
二、多项选择题:本题共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。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7. 某卫星的发射过程如图所示,先将卫星发射至近地圆轨道1,后经点变轨至椭圆轨道2运行,最后在点变轨将卫星送入预定圆轨道3。关于该卫星的发射过程,下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道1上的线速度小于在轨道3上的线速度
B. 卫星由轨道1变轨到轨道2需在点加速
C. 卫星在轨道2上从点运动到点,速度逐渐增大
D. 卫星在轨道3的周期大于在轨道2的周期
8. 如图所示,一个内径很小的光滑圆管竖直固定,一轻质弹性绳置于管内,一端固定在管底,另一端穿过光滑管口,与小球相连。已知小球的质量为,弹性绳的弹力大小满足胡克定律,劲度系数为,圆管内的弹性绳长度恰好为其原长,当小球在水平面内做匀速圆周运动时,管外弹性绳与竖直方向的夹角为,重力加速度取,则( )
A. 若,则管外弹性绳的长度为 B. 越大,小球到管口的竖直距离越小
C. 越大,弹性绳的弹力越小 D. 越大,系统的机械能越大
9. 如图所示的电路,电源电动势为、内阻为为定值电阻,、为滑动变阻器。闭合开关,水平放置的平行板电容器中间一质量为、电荷量为的微粒恰好静止,下列说法正确的是( )
A. 微粒带正电
B. 滑动变阻器滑片向右移动,微粒向上运动
C. 滑动变阻器滑片向右移动,微粒向下运动
D. 滑动变阻器滑片向左移动,微粒仍静止
10. 一匀强电场平行于平面,平面内、两点的坐标如图所示。已知、、三点的电势分别为,则( )
A. 电场方向与轴正方向成夹角 B. 电场方向与轴正方向成夹角
C. 电场强度大小为 D. 电场强度大小为
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11. 某同学用图1所示电路观察电容器的放电过程。图中是两个完全相同的电容器,是数字电压表(内阻可视为无穷大)。主要实验步骤如下:
①断开,先接,之后再接,读出此时电压表的读数
②断开,闭合,电容器对电阻放电,从计算机上得到图2所示图像,并数得图像与轴所围阴影部分单元格数量为38个
③断开接,再次读出电压表的读数
④断开,闭合,从计算机上得到与图2相似的图像(未画出),并数出图像与轴所围部分单元格的数量
(1)由图2所示的图像可知,本次放电过程,流过电阻的电荷量为_____,若电源的电压为,则电容器的电容为_____。
(2)理论上分析,电压表两次读数之比_____,步骤④的图像与轴所围部分单元格数量应为_____个。
12. 某实验小组用如图所示的装置来验证系统的机械能守恒定律。把带有遮光条(宽度为)的滑块放置在水平放置的气垫导轨上,轻质细线一端固定在竖直墙壁上,另一端跨过轻质动滑轮系在滑块的左端。另一条轻质细线跨过气垫导轨左端的定滑轮,一端连接动滑轮,另一端连接质量为的钩码,滑块与遮光条的总质量为,气垫导轨上固定一光电门,打开气源,让滑块由静止释放,当钩码下落的高度为时,遮光条刚好运动到光电门处,测得遮光条通过光电门时的挡光时间为,不计滑轮的摩擦,重力加速度为,回答下列问题:
(1)桌面上方细线与气垫导轨_____(选填“可以不平行”或“必须平行”),遮光条通过光电门时滑块的速度大小为_____,钩码的速度大小为_____。
(2)遮光条运动到光电门处时,系统动能的增加量为_____。
(3)若等式_____成立,则可验证系统的机械能守恒定律。
13. 两点位于同一电场中,将电荷量为的负点电荷从点移动到点,电场力做功,求:
(1)、两点间的电势差;
(2)若规定点的电势为0,点电荷在点的电势能。
14. 如图所示的电路,电源的电动势为,内阻未知,阻值为的定值电阻与电容为的电容器并联,电动机的内阻也为,合上开关S,电容器的带电量为,电源的效率为50%。求:
(1)通过定值电阻的电流大小;
(2)电动机的热功率;
(3)电源的内阻。
15. 如图所示为俯视图,在光滑绝缘水平桌面内建立直角坐标系,在第二象限有沿轴负方向的匀强电场,电场强度大小为,且第二象限内有半径为的半圆形光滑绝缘轨道。一质量为、带电量为的小球以某一速度从点沿轴负方向射入半圆轨道,小球恰能不脱离半圆轨道,并从点进入第一象限。轴上点的坐标为(3L,0),在点左侧有宽度为的匀强电场,电场方向沿轴负方向,电场边界与轴的交点分别为和,小球最终经过点离开第一象限,求:
(1)小球刚进入半圆轨道时的速度大小;
(2)若点和点重合,第一象限内的电场强度多大;
(3)设点到点的距离为,第一象限内的电场强度大小为,则与之间应满足什么关系。
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高二物理
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 2025年6月6日,无人驾驶快递车“炫酷”来袭,开启长沙物流配送新生态。若无人驾驶快递车车头离正前方停车线时,立即做匀减速直线运动,该车减速时的最大加速度为,要使车头刚好停在停车线上,行驶速度不能超过( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】快递车做匀减速直线运动至停止,末速度,位移,加速度。根据匀变速直线运动公式
代入已知条件
解得
故选A。
2. 绝缘水平面上固定着两个完全相同的金属小球A、B(可视为质点),两小球带电荷量分别为、,两小球相距为,此时A球所受库仑力大小为。现用与A、B球相同但不带电的金属球C先后与A、B接触后将C球拿走,则此时A球所受库仑力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据库仑定律,初始时A球电荷为,B球电荷为,相距,库仑力大小为
金属球C与A接触后,电荷平均分配,A球电荷变为,C球电荷变为。
C球再与B接触,B球原电荷为,C球电荷为,总电荷为,平均分配后B球电荷变为,C球电荷变为。
拿走C球后,A球电荷为,B球电荷为,距离不变。
此时库仑力
联立可得,故选A。
3. 将一小球以速度水平抛出,小球落地时速度与水平方向的夹角为,不计空气阻力,重力加速度为。小球在空中运动的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球做平抛运动,水平速度保持为,竖直速度
落地时速度与水平方向的夹角为,由速度矢量关系得
解得
故选B。
4. 如图1所示为佩戴的防晒口罩,图2为一侧口罩佩戴的示意图。假如口罩带可认为是劲度系数为的弹性轻绳,弹性绳由直线段和曲线段组成,和两段弹性绳与水平方向的夹角分别为和。在佩戴好口罩后弹性绳被拉长了,弹性绳涉及的受力均在同一平面内,忽略一切摩擦,则耳朵受到口罩带的作用力( )
A. 与水平方向夹角为,大小为 B. 与水平方向夹角为,大小为
C. 与水平方向夹角为,大小为 D. 与水平方向夹角为,大小为
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示,耳朵分别受到AB、CD段口罩带的拉力、,由于口罩带为弹性轻绳,弹力处处相等,所以
由于与的夹角为,根据几何关系可得合力
合力与水平方向向左成
故选D。
5. 实验室有一块小量程电流表,满偏电流为,内阻为。现某同学想把它改装为的电压表使用,则应( )
A. 并联一个阻值为的定值电阻 B. 并联一个阻值为的定值电阻
C. 串联一个阻值为的定值电阻 D. 串联一个阻值为的定值电阻
【答案】C
【解析】
【详解】现某同学想把它改装为的电压表使用,需串联电阻,满足
代入数据解得
故选C。
6. 用导线将粗细均匀的铅笔芯接入如图所示的电路,鳄鱼夹左右两侧铅笔芯的长度之比为2:1。闭合开关后,鳄鱼夹左右两侧铅笔芯内自由电子定向移动的速率之比为( )
A. 1 B. 2 C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】鳄鱼夹左右两侧铅笔芯属于并联关系,电压相等,根据
可知鳄鱼夹左右两侧铅笔芯电阻之比为2:1,因为
解得
可知自由电子定向移动的速率与R成反比,故鳄鱼夹左右两侧铅笔芯内自由电子定向移动的速率之比为1:2。
故选D。
二、多项选择题:本题共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。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7. 某卫星的发射过程如图所示,先将卫星发射至近地圆轨道1,后经点变轨至椭圆轨道2运行,最后在点变轨将卫星送入预定圆轨道3。关于该卫星的发射过程,下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道1上的线速度小于在轨道3上的线速度
B. 卫星由轨道1变轨到轨道2需在点加速
C. 卫星在轨道2上从点运动到点,速度逐渐增大
D. 卫星在轨道3的周期大于在轨道2的周期
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据
轨道半径越小,线速度越大,卫星在轨道1上的线速度大于卫星在轨道3上的线速度,选项A错误;
B.卫星在轨道1上运动,在点加速,做离心运动,变轨到轨道2,选项B正确;
C.根据开普勒第二定律,卫星在轨道2上从点到点,速度逐渐减小,选项C错误;
D.根据开普勒第三定律,卫星在轨道3的周期大于卫星在轨道2的周期,选项D正确。
故选BD。
8. 如图所示,一个内径很小的光滑圆管竖直固定,一轻质弹性绳置于管内,一端固定在管底,另一端穿过光滑管口,与小球相连。已知小球的质量为,弹性绳的弹力大小满足胡克定律,劲度系数为,圆管内的弹性绳长度恰好为其原长,当小球在水平面内做匀速圆周运动时,管外弹性绳与竖直方向的夹角为,重力加速度取,则( )
A. 若,则管外弹性绳的长度为 B. 越大,小球到管口的竖直距离越小
C. 越大,弹性绳的弹力越小 D. 越大,系统的机械能越大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设管外的绳子长度为,则有
若,则,选项A正确;
BC.小球在竖直方向平衡,根据
小球的竖直高度为定值,越大,弹性绳的形变量越大,弹性绳的弹力越大,选项BC错误;
D.根据
可得,可得小球角速度为定值与无关,越大,小球的转动半径越大,小球的线速度越大,小球的动能越大,越大,弹性绳的弹性势能越大,小球的重力势能不变,则系统的机械能越大,选项D正确。
故选AD。
9. 如图所示的电路,电源电动势为、内阻为为定值电阻,、为滑动变阻器。闭合开关,水平放置的平行板电容器中间一质量为、电荷量为的微粒恰好静止,下列说法正确的是( )
A. 微粒带正电
B. 滑动变阻器滑片向右移动,微粒向上运动
C. 滑动变阻器滑片向右移动,微粒向下运动
D. 滑动变阻器滑片向左移动,微粒仍静止
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据图像可知,下极板带正电,电场力向上,所以微粒带正电,故A正确;
B.滑动变阻器滑片向右移动,电阻减小,分压减小,电容器两端电压减小,电场力减小,初始电场力等于重力,所以微粒向下运动,故B错误;
CD.滑动变阻器与电容器串联,滑片向右移动或向左移动不改变电容器电压,微粒仍静止,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 一匀强电场平行于平面,平面内、两点的坐标如图所示。已知、、三点的电势分别为,则( )
A. 电场方向与轴正方向成夹角 B. 电场方向与轴正方向成夹角
C. 电场强度大小为 D. 电场强度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由题可知中点与点等电势,场强方向与等势面垂直指向电势较低的点,如图所示,作出电场线,由几何关系可知电场方向与轴正方向成夹角,与轴正方向成夹角,A正确,B错误;
CD.场强大小,C正确,D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
11. 某同学用图1所示电路观察电容器的放电过程。图中是两个完全相同的电容器,是数字电压表(内阻可视为无穷大)。主要实验步骤如下:
①断开,先接,之后再接,读出此时电压表的读数
②断开,闭合,电容器对电阻放电,从计算机上得到图2所示图像,并数得图像与轴所围阴影部分单元格数量为38个
③断开接,再次读出电压表的读数
④断开,闭合,从计算机上得到与图2相似的图像(未画出),并数出图像与轴所围部分单元格的数量
(1)由图2所示的图像可知,本次放电过程,流过电阻的电荷量为_____,若电源的电压为,则电容器的电容为_____。
(2)理论上分析,电压表两次读数之比_____,步骤④的图像与轴所围部分单元格数量应为_____个。
【答案】(1) ①. ②. 950
(2) ①. 2 ②. 19
【解析】
【小问1详解】
[1][2]电容器储存的电荷量
开关由拨至时,电容器平均分配电荷,由可得,极板间电压均为,电容器的电容为
【小问2详解】
[1][2]由实验步骤可知,电容器两次放电电荷量之比为2,故单元格数量之比也为2,则步骤④的图像与轴所围部分单元格数量个
由可知,。
12. 某实验小组用如图所示的装置来验证系统的机械能守恒定律。把带有遮光条(宽度为)的滑块放置在水平放置的气垫导轨上,轻质细线一端固定在竖直墙壁上,另一端跨过轻质动滑轮系在滑块的左端。另一条轻质细线跨过气垫导轨左端的定滑轮,一端连接动滑轮,另一端连接质量为的钩码,滑块与遮光条的总质量为,气垫导轨上固定一光电门,打开气源,让滑块由静止释放,当钩码下落的高度为时,遮光条刚好运动到光电门处,测得遮光条通过光电门时的挡光时间为,不计滑轮的摩擦,重力加速度为,回答下列问题:
(1)桌面上方细线与气垫导轨_____(选填“可以不平行”或“必须平行”),遮光条通过光电门时滑块的速度大小为_____,钩码的速度大小为_____。
(2)遮光条运动到光电门处时,系统动能的增加量为_____。
(3)若等式_____成立,则可验证系统的机械能守恒定律。
【答案】(1) ①. 必须平行 ②. ③.
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]桌面上方细线与气垫导轨必须平行才能验证系统的机械能守恒定律,短时间内的平均速度可替代瞬时速度,则遮光条通过光电门的速度为
根据动滑轮的特点,钩码的速度为
【小问2详解】
系统动能的增加量为
【小问3详解】
钩码下落的高度为,系统重力势能的减小量为
若
则可验证系统的机械能守恒定律,整理可得
13. 两点位于同一电场中,将电荷量为的负点电荷从点移动到点,电场力做功,求:
(1)、两点间的电势差;
(2)若规定点的电势为0,点电荷在点的电势能。
【答案】(1)20V (2)
【解析】
【小问1详解】
根据静电力做功公式有
解得
【小问2详解】
点的电势为0,根据
解得点的电势
点电荷在点的电势能
解得
14. 如图所示的电路,电源的电动势为,内阻未知,阻值为的定值电阻与电容为的电容器并联,电动机的内阻也为,合上开关S,电容器的带电量为,电源的效率为50%。求:
(1)通过定值电阻的电流大小;
(2)电动机的热功率;
(3)电源的内阻。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由
可得
由欧姆定律可得的电流
【小问2详解】
电动机的热功率
计算可得
【小问3详解】
电源的效率为
解得
15. 如图所示为俯视图,在光滑绝缘水平桌面内建立直角坐标系,在第二象限有沿轴负方向的匀强电场,电场强度大小为,且第二象限内有半径为的半圆形光滑绝缘轨道。一质量为、带电量为的小球以某一速度从点沿轴负方向射入半圆轨道,小球恰能不脱离半圆轨道,并从点进入第一象限。轴上点的坐标为(3L,0),在点左侧有宽度为的匀强电场,电场方向沿轴负方向,电场边界与轴的交点分别为和,小球最终经过点离开第一象限,求:
(1)小球刚进入半圆轨道时的速度大小;
(2)若点和点重合,第一象限内的电场强度多大;
(3)设点到点的距离为,第一象限内的电场强度大小为,则与之间应满足什么关系。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设小球进入圆弧轨道的速度大小为,在点速度为,则有,
解得
【小问2详解】
若点和重合,则小球在第一象限电场内的运动时间为
在轴方向,
解得
【小问3详解】
小球进入第一象限,先做匀速直线运动,后做类平抛运动,最后做匀速直线运动到达点,设粒子射出第一象限电场时,沿轴方向的位移为,速度为速度偏向角
位移偏向角
故速度反向延长线交水平位移的中点,故根据几何关系有,,
且
解得
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