高二物理上学期期末模拟卷(鲁科版)高二物理上学期鲁科版
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内容正文:
2025-2026学年高二物理上学期期末模拟卷
全解全析
(考试时间:75分钟,分值:100分。)
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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.在M、N两点放置等量的异种点电荷如图所示,MN是两电荷的连线,HG是两电荷连线的中垂线,O是垂足。下列说法正确的是( )
A.OM中点的电场比ON中点的电场强
B.O点的电场与MN上各点相比是最弱的
C.O点的电场与HG上各点相比是最弱的
D.将试探电荷沿HG由H移动到G,试探电荷所受静电力先减小后增大
【答案】B
【详解】ABC.等量的异种点电荷电场线分布如图所示
电场线的疏密表示电场的强弱,由对称性可知OM中点的电场强度等于ON中点的电场强度;O点的电场强度大小与MN上各点相比是最小的;O点的电场强度大小与HG上各点相比是最大的,故AC错误,B正确;
D.因电场线的疏密表示电场的强弱,沿HG由H到G电场强度先变大再减小,由可知,将试探电荷沿HG由H移动到G,试探电荷所受电场力先增大后减小,故D错误。
故选B。
2.如图所示为一位同学正在荡秋千的简图,当秋千荡至最高点时绳与竖直方向的夹角为。忽略运动中空气对人的阻力,人可视为质点,人在秋千上摆动时可以简化为单摆。下列说法正确的是( )
A.当秋千荡至最高点时,绳中的张力为0
B.当秋千经过最低点时,人处于平衡状态
C.增大,秋千摆动的周期也将增大
D.换另一位质量更大的同学荡秋千时,秋千摆动的周期不变
【答案】D
【详解】A.当秋千荡至最高点时,人的速度为零,在沿绳方向上
即 ,A错误;
B.当秋千经过最低点时,人具有最大的速度,合力指向圆心,加速度也不为零,B错误;
C.简化为单摆,,周期与振幅θ无关,C错误;
D.单摆周期,周期与质量无关,D正确。
故选D。
3.扫地机器人如图所示,利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,并能根据红外感应绕开障碍物。某扫地机器人正常工作时电动机两端的电压为、电流为、电动机线圈电阻为。则下列有关电动机的说法正确的是( )
A.正常工作时,电动机的发热功率为
B.正常工作时,电动机的输出功率为
C.正常工作时,电动机的效率为70%
D.电动机被杂物卡住无法运转(不考虑保护电路的作用)时,电动机的发热功率为9W)
【答案】C
【详解】A.正常工作时,电动机的发热功率为,故A错误;
B.正常工作时,电动机消耗的电功率
则输出功率为,故B错误;
C.正常工作时,电动机的效率为,故C正确;
D.电动机被杂物卡住无法运转时,电动机相当于纯电阻,发热功率为,故D错误。
故选C。
4.水平冰面上有一固定的竖直挡板,一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,若运动员的质量是物块质量的4049倍。运动员把物块以相对于地面为v的速度推出,物块与挡板碰后仍以原速率返回,运动员把物块接住后,又把它以相对于地面为v的速度推出。运动员每次推出物块,物块相对于地面的速度都是v,方向向左,则运动员把物块至少推出几次后,物块返回时运动员不能再接到物块( )
A.2023 B.2024 C.2025 D.2026
【答案】C
【详解】设物块质量为,运动员质量为。每次推出物块时,系统动量守恒,第1次推出后,由动量守恒可得
解得
方向向右,物块反弹后速度为向右,接住时动量守恒则有
解得
再次推出时动量守恒则有
第次推出后,运动员速度为
当时,运动员无法接住物块,即
解得
故选C。
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5.污水中的污泥絮体经处理后带负电,可利用电泳技术对其进行沉淀去污,基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒连接电源,金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中,形成如图所示的电场分布(方向未标出),某污泥絮体的运动轨迹如图中虚线所示,M、N是轨迹上两点,下列说法正确的是( )
A.金属棒应连接电源负极
B.污泥絮体在M点的加速度比其在N点的大
C.污泥絮体在M点的速度比其在N点的大
D.污泥絮体在M点的电势能比其在N点的大
【答案】AC
【详解】A.做曲线运动的物体受到的合外力指向运动轨迹的凹侧,污泥絮体带负电,根据运动轨迹可知电场线方向向上,故金属棒接电源负极,故A正确;
B.根据电场线的疏密程度可知M点的电场强度比N点的小,污泥絮体在M点所受的电场力比在N点的小,故污泥絮体在M点的加速度比在N点的小,故B错误;
CD.根据沿着电场线方向电势降低可知M点的电势比N点的高,污泥絮体带负电,根据可知污泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能小。污泥絮体从N点到M点,电势能减小,电场力对其做正功,动能变大,速度变大,故污泥絮体在M点的速度比其在N点的大,C正确,D错误。
故选AC。
6.在如图所示电路中,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中( )
A.电压表的示数增大,电流表的示数减小
B.电容器C所带电荷量减小
C.R1的电功率增大
D.电源的输出功率可能先增大后减小
【答案】AD
【详解】A.在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中,R2阻值变大,总电阻变大,总电流减小,电流表的示数减小,R1两端的电压和电源内电压均变小,可知电压表读数变大,故A正确;
B.电容器C两端的电压变大,根据Q=CU可知,电容器所带电荷量变大,故B错误;
C.R1的电流变小,根据P=I2R1可知,其电功率减小,故C错误;
D.当外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大,则当R2阻值变大时,外电阻可能先小于电源内阻,后大于电源内阻,则此时电源的输出功率先增大后减小,故D正确。
故选AD。
7.一简谐横波沿x轴方向传播,已知时的波形图如图甲所示,图乙是处的质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A.该简谐横波沿x轴正方向传播
B.该简谐横波的波速为20m/s
C.波的振幅是10cm
D.处的质点,在时到达平衡位置,且沿y轴负方向运动
【答案】AD
【详解】A.由乙图知,该波的周期为
时处的质点与时相同,沿y轴正方向振动,则由甲图知,该简谐横波沿x轴正方向传播,故A正确;
B.由甲图知该波的波长
该简谐横波的波速为,故B错误;
C.波的振幅是5cm,故C错误;
D.时,相比图甲经过,则波形图向前移动,可知处的质点,在时到达平衡位置,且沿y轴负方向运动,波形图如下
故D正确。
故选AD。
8.如图所示,质量为3m、半径为R的四分之一光滑圆弧曲面体静止在光滑的水平面上。一质量为m的小物块从曲面体顶端由静止开始下滑到曲面最底端,此过程中( )
A.物块、曲面体组成的系统动量守恒 B.曲面体对物块做功
C.物块水平方向运动的位移为 D.物块刚好滑离曲面体时,物块速度大小
【答案】BC
【详解】A.物块、曲面体组成的系统,物块下滑过程具有竖直方向的加速度,所以系统竖直方向所受合外力不为0,则系统竖直方向动量不守恒,所以物块、曲面体组成的系统动量不守恒,故A错误;
BD.物块、曲面体组成的系统,水平方向所受合外力为0,系统满足水平方向动量守恒,物块刚好滑离曲面体时,有
根据系统机械能守恒可得
联立解得,
对物块根据动能定理可得
解得曲面体对物块做功,故B正确,D错误;
C.物块、曲面体组成的系统满足水平方向动量守恒,则有
又
联立解得物块水平方向运动的位移为,故C正确。
故选BC。
第Ⅱ卷
三、非选择题:共60分,其中9、10、11题为填空题,12、13题为实验题,14、15、16题为计算题。考生根据要求作答。
9.(3分)附有肥皂液膜的铁丝圈竖直放置,从上到下液膜厚度增加得越来越快,如图所示为液膜侧视图,用某单色光从左侧照射液膜,在左侧观察到明暗相间的干涉条纹,则干涉条纹的分布是 (选填“上疏下密”“上密下疏”或“上下均匀”),已知该单色光在液膜中的波长为,则相邻两亮条纹处对应的液膜厚度之差是 (用表示)。
【答案】 上疏下密
【详解】[1]由题意可知,液膜自上而下厚度增长速度越来越快,因此对应相邻干涉级数所需的厚度增量在下部会在更短的垂直距离内实现,故观察到的干涉条纹呈“上疏下密”的分布。
[2]在反射光的干涉条件下(考虑到上表面反射有π相位变化,下表面无相位变化),相邻亮纹满足
λ的相邻m值变化一次,则厚度d每改变就会出现相邻两条亮纹。因此相邻两亮纹对应的厚度差为。
10.(3分)如图,半圆柱形玻璃砖圆心为O,半径为R。一光线从P点以入射角入射后,恰好经过A点,半径OA垂直OP,O、P间的距离为,取,则玻璃的折射率为 ;真空中的光速为c,光从P点到A点的传播时间为 ;若,则光射到玻璃砖圆弧面时 (选填“会”或“不会”)发生全反射。
【答案】 会
【详解】[1]设光线的折射角为,如图所示
根据几何关系可知
则有
根据折射定律有
[2]根据几何关系可得AP的距离为
光在玻璃砖中的速度为
故光从P点到A点的传播时间为
解得
[3] 当时,光射到玻璃砖圆弧面的D点,作出光路图,如图所示
设入射角为,根据几何关系可得
根据全反射条件可得
可知
故光射到玻璃砖圆弧面时会发生全反射。
11.(3分)竖直面内悬吊的光滑绝缘水平杆上有A、O、B三点,以O点为坐标原点、向右为正方向建立x轴,A点坐标为,B点坐标为d,如图甲所示。A、B两点间沿x轴的电势变化如图乙所示,左侧图线为一条倾斜线段,右侧为抛物线,现将套在杆上的带电量大小为q的圆环从A点由静止释放(忽略带电圆环形成电场的影响)后,圆环向右运动,已知圆环的质量为m,可视为点电荷。圆环从A到B向右运动过程中最大速度为 ;在AO段的运动时间 (选填“”、“”或“”)在OB段的运动时间。
【答案】
【详解】[1]由图乙可知,之间电场线方向是O指向A,之间的电场线方向是O指向B;圆环由A点向右运动,所以圆环带负电;
圆环从A到B的运动过程中,运动到O点时的速度最大(过了O点,电场反向,圆环将减速),根据动能定理
解得
[2]根据图像的斜率表示场强的大小,根据图乙可知,从O到B电场逐渐变大,圆环受到的合力即电场力逐渐变大,所以圆环的加速度变大。圆环向右运动的过程中,在段做匀加速直线运动,段做加速度逐渐增大的减速运动,速度-时间图像如图所示;由速度-时间图像可得段的平均速度小于段,两段的距离相等,所以在段的运动时间大于在段的运动时间。
12.(6分)如图,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
(1)上图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP。然后把被碰小球静止于轨道的水平部分,再将入射小球从斜轨上S位置静止释放,与小球相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是______(填选项的符号)。
A.用天平测量两个小球的质量、
B.测量小球开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM、ON
(2)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为 (用②中测量的量表示);
(3)经测定,,,小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示。有同学认为在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请你用已知的数据,分析计算出被撞小球平抛运动射程ON的最大值为 cm。
【答案】(1)ADE
(2)
(3)
【详解】(1)若碰撞过程动量守恒,应有
v0是m1单独下落时离开轨道时的速度,v1、v2是两球碰后m1、m2离开轨道时的速度
则有
即
因此要测量两个小球的质量m1和m2以及它们的水平射程OM和ON,而要确定水平射程,应先分别确定两个小球落地的平均落点,没有必要测量小球m1开始释放的高度h和抛出点距地面的高度H。
故选ADE。
(2)由第一问知:
两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为
(3)发生弹性碰撞时,被碰小球获得速度最大,根据动量守恒可得
根据能量守恒可得
解得
对应的水平位移为
13.(7分)某同学从实验室找到一些器材自己动手制作了一个多用电表,他设计的电表电路如图甲所示。该同学设计初衷是①单刀双掷开关接时,、端接入回路中作为量程分别为和的电流表使用;②单刀双掷开关接时,可作为“”和“”双量程的欧姆表使用。已知电流表G满偏电流,内阻;电源电动势为,内阻为。
请帮助该同学解决以下问题。
(1)电路中定值电阻 , 。
(2)某次测电流时,单刀双掷开关接,接1,表头示数如图乙所示,此时回路电流值 。
(3)若想保证欧姆表正常使用,调零电阻可选下面两个滑动变阻器中的________。
A.电阻范围 B.电阻范围
(4)当单刀双掷开关接,再将开关接1时,欧姆表的挡位为 (选填“”或“”),某次测量欧姆调零后将待测电阻接在、间,发现挡位不合适,断开电路将开关接2欧姆调零后重新测量发现挡位合适,是因为开关接1时电流表指针偏转角 (选填“太大”或“太小”)。开关接2后再次欧姆调零时滑动变阻器接入回路的阻值为 。
【答案】(1) 8 72
(2)5.2mA/5.20mA
(3)B
(4) ×100 太小 1427Ω
【详解】(1)由电路图可知,接1时为电流表,接2时为电流表,于是可得,
代入数据可得,
解得,
(2)接,接1时,多用电表为量程为10mA的电流表,由图乙可知,每个小格为0.2mA,所以读数为5.2mA
(3)欧姆表需要进行欧姆调零,所以单刀双掷开关接,接1时,欧姆表的内阻
单刀双掷开关接,接2时,欧姆表的内阻,
为改装后电流表的内阻。
故选B。
(4)单刀双掷开关接1时为大量程电流表,所以接、接1时即为小倍率欧姆表,对应的挡位是。接2为大倍率欧姆表,因为需要调换挡位说明现在测量的是一个大电阻,此时量程太小,所以出现的情况应该是指针偏角太小。调整好倍率进行欧姆调零,开关接2时,电流表内阻
滑动变阻器的阻值
14.(10分)如图所示,质量分别为和的木块A、B静置在光滑水平地面上,两木块间夹一轻质弹簧,一颗质量为m=10g的子弹以的速度打入木块A中,求:
(1)当子弹在木块A中相对静止的瞬间,木块A速度的大小;
(2)弹簧被压缩到最短瞬间木块B的速度大小;
(3)弹簧获得的最大弹性势能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)子弹打入木块A的瞬间,内力远大于弹簧对A的作用力,子弹和木块A系统动量守恒,以的方向为正方向,则
代入数据,解得
(2)在弹簧被压缩到最短的过程中,子弹和两个木块组成的系统在水平方向上没有受到其他外力作用,三物及弹簧系统动量守恒,以的方向为正方向,则
代入数据解得
(3)弹簧被压缩到最短时弹簧有最大的弹性势能,设弹簧最大弹性势能为,根据能量守恒
代入数据解得
15.(12分)如图所示,空间存在水平向右的匀强电场,由水平粗糙轨道AB与光滑圆弧轨道BC组成的绝缘轨道固定在竖直面内,圆弧轨道与水平轨道在B点相切,AB部分轨道足够长,圆弧轨道的半径为R,OC与水平方向的夹角为45°。将一个质量为m、电荷量为的带电小物块在水平轨道上某处由静止释放,物块沿轨道由C点滑出,当物块的速度为零时位置刚好在O点正上方。已知重力加速度为g,匀强电场的电场强度,物块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,物块可视为质点,求:
(1)物块开始释放的位置离B点的距离为多少;
(2)物块在BC轨道上运动时,对轨道的最大压力为多少;
(3)物块在AB轨道上运动的总路程为多少。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由于OC与水平方向夹角为45°,且
重力与电场力的合力方向与OB的夹角为45°,因此物块从C点滑出后,在电场中做类竖直上抛运动,根据几何关系,C点到最高点运动的距离
最高点离水平轨道的高度
设开始释放位置到点距离为,从释放到最高点,根据动能定理有
解得
(2)设物块第一次运动到圆弧轨道上D点时物块对轨道的压力最大。由(1)分析可知,OD与竖直方向的夹角为,设在D点时速度为v,根据动能定理
解得
在D点,根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律,物块对圆弧轨道的最大压力
(3)当物块运动到B点速度为零时,物块最终在BC轨道上做往复运动,设物块在AB轨道上运动的总路程为,根据动能定理
解得
16.(16分)如图甲,整个空间存在水平向左的匀强电场,场强大小。不带电的绝缘长木板A静止在粗糙水平地面上,其左端固定一劲度系数的轻弹簧,A与地面间的动摩擦因数。带正电的小物块B从A的右端与弹簧距离处由静止释放,从B释放开始计时,其速度随时间变化的关系图像如图乙,图中时间内图线为直线,时刻速度最大,时刻曲线的斜率绝对值最大,时刻速度恰为0。已知A和B的质量均为,A与B之间接触面光滑,B的电荷量大小,弹簧始终在弹性限度内,弹性势能与形变量的关系为,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小。
(1)求B从释放到刚与弹簧接触的时间;
(2)求时刻B的速度大小及时刻A的速度大小;
(3)求时刻弹簧的压缩量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)对B,根据牛顿第二定律有
又根据位移-时间公式得
解得
(2)t2时刻B的速度最大,其合力为零,即
根据能量守恒定律得
解得,
可得
最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A受到地面的最大静摩擦力大小
由于弹簧弹力和A受到地面的最大静摩擦力大小相等,故时刻A恰好开始运动。
由于B受到的电场力和A受到地面的最大静摩擦力大小相等,在时间内,A、B组成的系统受到的合外力为零,系统动量守恒得
时刻B速度恰为0,即
解得
(3)时刻弹簧的压缩量最大,A、B的速度相同为,在时间内,根据动量守恒定律得
解得
又有时间内,A位移为,B位移为,时刻弹簧的压缩量为,则
根据能量守恒定律得
解得
1 / 2
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2025-2026学年高二物理上学期期末模拟卷
评分标准
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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。
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1
2
3
4
5
6
7
8
B
D
C
C
AC
AD
AD
BC
三、非选择题:共60分,其中9、10、11题为填空题,12、13题为实验题,14、15、16题为计算题。考生根据要求作答。
9.(3分) 上疏下密(1分) (2分)
10.(3分) (1分) (1分) 会(1分)
11.(3分) (2分) (1分)
12.(6分) (1)ADE(2分) (2) (2分) (3) 67.20(2分)
13.(7分)(1) 8 (1分) 72 (1分)
(2)5.2mA/5.20mA (1分)
(3)B (1分)
(4) ×100 (1分) 太小 (1分) 1427Ω (1分)
14.(10分)(1)子弹打入木块A的瞬间,内力远大于弹簧对A的作用力,子弹和木块A系统动量守恒,以的方向为正方向,则(2分)
代入数据,解得(2分)
(2)在弹簧被压缩到最短的过程中,子弹和两个木块组成的系统在水平方向上没有受到其他外力作用,三物及弹簧系统动量守恒,以的方向为正方向,则(2分)
代入数据解得(1分)
(3)弹簧被压缩到最短时弹簧有最大的弹性势能,设弹簧最大弹性势能为,根据能量守恒(1分)
代入数据解得(2分)
15.(12分)(1)由于OC与水平方向夹角为45°,且(1分)
重力与电场力的合力方向与OB的夹角为45°,因此物块从C点滑出后,在电场中做类竖直上抛运动,根据几何关系,C点到最高点运动的距离(1分)
最高点离水平轨道的高度(1分)
设开始释放位置到点距离为,从释放到最高点,根据动能定理有(1分)
解得(1分)
(2)设物块第一次运动到圆弧轨道上D点时物块对轨道的压力最大。由(1)分析可知,OD与竖直方向的夹角为,设在D点时速度为v,根据动能定理(1分)
解得(1分)
在D点,根据牛顿第二定律(1分)
解得
根据牛顿第三定律,物块对圆弧轨道的最大压力(1分)
(3)当物块运动到B点速度为零时,物块最终在BC轨道上做往复运动,设物块在AB轨道上运动的总路程为,根据动能定理(2分)
解得(1分)
16.(16分)(1)对B,根据牛顿第二定律有(1分)
又根据位移-时间公式得(1分)
解得(1分)
(2)t2时刻B的速度最大,其合力为零,即(1分)
根据能量守恒定律得(1分)
解得,(1分)
可得(1分)
最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A受到地面的最大静摩擦力大小(1分)
由于弹簧弹力和A受到地面的最大静摩擦力大小相等,故时刻A恰好开始运动。
由于B受到的电场力和A受到地面的最大静摩擦力大小相等,在时间内,A、B组成的系统受到的合外力为零,系统动量守恒得(1分)
时刻B速度恰为0,即
解得(1分)
(3)时刻弹簧的压缩量最大,A、B的速度相同为,在时间内,根据动量守恒定律得(1分)
解得(1分)
又有时间内,A位移为,B位移为,时刻弹簧的压缩量为,则(1分)
根据能量守恒定律得(2分)
解得(1分)
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2025-2026学年高二物理上学期期末模拟卷
(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。
3.测试范围:电场、电路、动量、机械振动、机械波、光学(鲁科版必修第三册,选择性必修第一册)
第Ⅰ卷
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16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.在M、N两点放置等量的异种点电荷如图所示,MN是两电荷的连线,HG是两电荷连线的中垂线,O是垂足。下列说法正确的是( )
A.OM中点的电场比ON中点的电场强
B.O点的电场与MN上各点相比是最弱的
C.O点的电场与HG上各点相比是最弱的
D.将试探电荷沿HG由H移动到G,试探电荷所受静电力先减小后增大
2.如图所示为一位同学正在荡秋千的简图,当秋千荡至最高点时绳与竖直方向的夹角为。忽略运动中空气对人的阻力,人可视为质点,人在秋千上摆动时可以简化为单摆。下列说法正确的是( )
A.当秋千荡至最高点时,绳中的张力为0
B.当秋千经过最低点时,人处于平衡状态
C.增大,秋千摆动的周期也将增大
D.换另一位质量更大的同学荡秋千时,秋千摆动的周期不变
3.扫地机器人如图所示,利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,并能根据红外感应绕开障碍物。某扫地机器人正常工作时电动机两端的电压为、电流为、电动机线圈电阻为。则下列有关电动机的说法正确的是( )
A.正常工作时,电动机的发热功率为
B.正常工作时,电动机的输出功率为
C.正常工作时,电动机的效率为70%
D.电动机被杂物卡住无法运转(不考虑保护电路的作用)时,电动机的发热功率为9W)
4.水平冰面上有一固定的竖直挡板,一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,若运动员的质量是物块质量的4049倍。运动员把物块以相对于地面为v的速度推出,物块与挡板碰后仍以原速率返回,运动员把物块接住后,又把它以相对于地面为v的速度推出。运动员每次推出物块,物块相对于地面的速度都是v,方向向左,则运动员把物块至少推出几次后,物块返回时运动员不能再接到物块( )
A.2023 B.2024 C.2025 D.2026
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5.污水中的污泥絮体经处理后带负电,可利用电泳技术对其进行沉淀去污,基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒连接电源,金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中,形成如图所示的电场分布(方向未标出),某污泥絮体的运动轨迹如图中虚线所示,M、N是轨迹上两点,下列说法正确的是( )
A.金属棒应连接电源负极
B.污泥絮体在M点的加速度比其在N点的大
C.污泥絮体在M点的速度比其在N点的大
D.污泥絮体在M点的电势能比其在N点的大
6.在如图所示电路中,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中( )
A.电压表的示数增大,电流表的示数减小
B.电容器C所带电荷量减小
C.R1的电功率增大
D.电源的输出功率可能先增大后减小
7.一简谐横波沿x轴方向传播,已知时的波形图如图甲所示,图乙是处的质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A.该简谐横波沿x轴正方向传播
B.该简谐横波的波速为20m/s
C.波的振幅是10cm
D.处的质点,在时到达平衡位置,且沿y轴负方向运动
8.如图所示,质量为3m、半径为R的四分之一光滑圆弧曲面体静止在光滑的水平面上。一质量为m的小物块从曲面体顶端由静止开始下滑到曲面最底端,此过程中( )
A.物块、曲面体组成的系统动量守恒 B.曲面体对物块做功
C.物块水平方向运动的位移为 D.物块刚好滑离曲面体时,物块速度大小
第Ⅱ卷
三、非选择题:共60分,其中9、10、11题为填空题,12、13题为实验题,14、15、16题为计算题。考生根据要求作答。
9.(3分)附有肥皂液膜的铁丝圈竖直放置,从上到下液膜厚度增加得越来越快,如图所示为液膜侧视图,用某单色光从左侧照射液膜,在左侧观察到明暗相间的干涉条纹,则干涉条纹的分布是 (选填“上疏下密”“上密下疏”或“上下均匀”),已知该单色光在液膜中的波长为,则相邻两亮条纹处对应的液膜厚度之差是 (用表示)。
10.(3分)如图,半圆柱形玻璃砖圆心为O,半径为R。一光线从P点以入射角入射后,恰好经过A点,半径OA垂直OP,O、P间的距离为,取,则玻璃的折射率为 ;真空中的光速为c,光从P点到A点的传播时间为 ;若,则光射到玻璃砖圆弧面时 (选填“会”或“不会”)发生全反射。
11.(3分)竖直面内悬吊的光滑绝缘水平杆上有A、O、B三点,以O点为坐标原点、向右为正方向建立x轴,A点坐标为,B点坐标为d,如图甲所示。A、B两点间沿x轴的电势变化如图乙所示,左侧图线为一条倾斜线段,右侧为抛物线,现将套在杆上的带电量大小为q的圆环从A点由静止释放(忽略带电圆环形成电场的影响)后,圆环向右运动,已知圆环的质量为m,可视为点电荷。圆环从A到B向右运动过程中最大速度为 ;在AO段的运动时间 (选填“”、“”或“”)在OB段的运动时间。
12.(6分)如图,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
(1)上图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP。然后把被碰小球静止于轨道的水平部分,再将入射小球从斜轨上S位置静止释放,与小球相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是______(填选项的符号)。
A.用天平测量两个小球的质量、
B.测量小球开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM、ON
(2)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为 (用②中测量的量表示);
(3)经测定,,,小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示。有同学认为在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请你用已知的数据,分析计算出被撞小球平抛运动射程ON的最大值为 cm。
13.(7分)某同学从实验室找到一些器材自己动手制作了一个多用电表,他设计的电表电路如图甲所示。该同学设计初衷是①单刀双掷开关接时,、端接入回路中作为量程分别为和的电流表使用;②单刀双掷开关接时,可作为“”和“”双量程的欧姆表使用。已知电流表G满偏电流,内阻;电源电动势为,内阻为。
请帮助该同学解决以下问题。
(1)电路中定值电阻 , 。
(2)某次测电流时,单刀双掷开关接,接1,表头示数如图乙所示,此时回路电流值 。
(3)若想保证欧姆表正常使用,调零电阻可选下面两个滑动变阻器中的________。
A.电阻范围 B.电阻范围
(4)当单刀双掷开关接,再将开关接1时,欧姆表的挡位为 (选填“”或“”),某次测量欧姆调零后将待测电阻接在、间,发现挡位不合适,断开电路将开关接2欧姆调零后重新测量发现挡位合适,是因为开关接1时电流表指针偏转角 (选填“太大”或“太小”)。开关接2后再次欧姆调零时滑动变阻器接入回路的阻值为 。
14.(10分)如图所示,质量分别为和的木块A、B静置在光滑水平地面上,两木块间夹一轻质弹簧,一颗质量为m=10g的子弹以的速度打入木块A中,求:
(1)当子弹在木块A中相对静止的瞬间,木块A速度的大小;
(2)弹簧被压缩到最短瞬间木块B的速度大小;
(3)弹簧获得的最大弹性势能。
15.(12分)如图所示,空间存在水平向右的匀强电场,由水平粗糙轨道AB与光滑圆弧轨道BC组成的绝缘轨道固定在竖直面内,圆弧轨道与水平轨道在B点相切,AB部分轨道足够长,圆弧轨道的半径为R,OC与水平方向的夹角为45°。将一个质量为m、电荷量为的带电小物块在水平轨道上某处由静止释放,物块沿轨道由C点滑出,当物块的速度为零时位置刚好在O点正上方。已知重力加速度为g,匀强电场的电场强度,物块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,物块可视为质点,求:
(1)物块开始释放的位置离B点的距离为多少;
(2)物块在BC轨道上运动时,对轨道的最大压力为多少;
(3)物块在AB轨道上运动的总路程为多少。
16.(16分)如图甲,整个空间存在水平向左的匀强电场,场强大小。不带电的绝缘长木板A静止在粗糙水平地面上,其左端固定一劲度系数的轻弹簧,A与地面间的动摩擦因数。带正电的小物块B从A的右端与弹簧距离处由静止释放,从B释放开始计时,其速度随时间变化的关系图像如图乙,图中时间内图线为直线,时刻速度最大,时刻曲线的斜率绝对值最大,时刻速度恰为0。已知A和B的质量均为,A与B之间接触面光滑,B的电荷量大小,弹簧始终在弹性限度内,弹性势能与形变量的关系为,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小。
(1)求B从释放到刚与弹簧接触的时间;
(2)求时刻B的速度大小及时刻A的速度大小;
(3)求时刻弹簧的压缩量。
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