内容正文:
高二物理试卷
注意事项:
学生在答题前请认真阅读本注意事项
1、本卷包含选择题和非选择题两部分,学生答题全部答在答题卡上,答在本卷上无效,全卷共16题,本次答题时间为75分钟,满分100分。
2、答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置,在其它位置答题一律无效。
3、如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗。
一、单项选择题:共11小题,每小题4分,共44分,每小题只有一个选项最符合题意。
1. 下列说法正确的是( )
A. 奥斯特发现了电流的磁效应
B. 赫兹提出电磁场理论
C. 麦克斯韦发现了“磁生电”现象
D. 爱因斯坦认为光的能量是连续的
2. 某同学测出电路中a、b、c、d四个圆柱形定值电阻的电压和电流,并描点在如图所示坐标系中,已知各电阻材料相同且横截面积相等,则长度最长的电阻应是( )
A. a B. b C. c D. d
3. 如图所示,垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内,闭合线圈由位置1穿过虚线框运动到位置4的过程中,不能产生感应电流的是( )
A. 从位置1匀速到位置2
B. 从位置2匀速到位置3
C. 从位置3加速到位置4
D. 从位置3减速到位置4
4. 如图所示,可视为质点的小球在半径为R的光滑圆弧面上A、B之间来回运动(),不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球在A点加速度为0
B. 小球经过同一位置速度一定相同
C. 小球在A点的回复力等于重力与支持力的合力
D. 增大半径R,小球运动的周期不变
5. 如图所示,一个竖直圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动,T形支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球浸没在水中。当圆盘静止时,让小球在水中振动,其阻尼振动的频率为4 Hz。现使圆盘以120r/min的转速匀速转动,经过一段时间后,小球振动达到稳定,它振动的频率为( )
A. Hz B. 2Hz C. 4Hz D. 120 Hz
6. 如图甲为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置,调节完毕后,在屏上观察到图乙所示的竖直条纹。下列说法正确的是( )
A. 装置中的双缝沿水平方向放置
B. 换用间距更大的双缝,干涉条纹间距将变大
C. 去掉滤光片,干涉现象消失
D. 将红色滤光片换为绿色滤光片,干涉条纹间距将变小
7. 如图所示为某时刻波源S1、S2在水槽中形成的水波,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知两列波的频率相同,振幅不相同,下列说法正确的是( )
A. a点的位移始终最大,等于两列波的振幅之和
B. b点始终处在平衡位置
C. c点振动减弱,d点振动加强
D. 从该时刻起,再经过四分之一周期,b、c两点的位移均为零
8. 如图所示,半径为R的半圆形导线静置在粗糙的水平桌面上,空间内存在平行于桌面向左、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现在导线中通以恒定电流I,下列说法正确的是( )
A. 导线所受安培力方向沿纸面且垂直于ab
B. 导线所受安培力大小为πBIR
C. 减小电流I,导线受到桌面的支持力变小
D. 减小电流I,导线受到桌面的摩擦力变小
9. 一列沿x轴传播的简谐横波在t=2s时的波形如图甲,平衡位置在x=8m的质点a的振动图像如图乙,下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的传播速度为8m/s
C. 2s到8s内x=16m的质点b通过的路程为24m
D. 2s到2.5s内x=16m的质点b速度在减小
10. 如图甲所示电路中,电源内阻为1Ω,电表均为理想电表。调节R1读出两电表的读数,作出U-I图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 电源电动势E=3V
B. 定值电阻R2=5Ω
C. 当R1=5Ω时,R1消耗的功率最大
D. 当R1=1Ω时,电源的输出功率最大
11. 如图所示,有一段截面积为S的弯曲水管被固定在水平地面上,转弯处偏离原方向θ角。若管内水流速度大小为v,水的密度为ρ,管内壁光滑,则水流对转弯处冲击力的大小为( )
A. B. C. D.
二、非选择题:共5小题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某同学利用传感器描绘电动机伏安特性曲线,如图1所示,实验电路图如图2所示。请回答以下问题:
(1)用欧姆表粗测电动机线圈电阻,电表指针如下图所示,读数应为__________Ω。
(2)实验室有两种规格的滑动变阻器,分别是R1(0~50Ω,1.5A)和R2(0~5Ω,1.5A),为了更精确地描绘电动机伏安特性曲线,应该选_________(选填“R1”或“R2”)。
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑动触头应滑在_________(选填“最左端”或“最右端”)。
(4)实验中得到的伏安特性曲线如下图所示,由图示信息可知,电压为2.00V时,电动机的输出功率为
_________W(保留2位有效数字)。
13. 如图所示,折射率的玻璃圆柱水平放置,平行于其横截面的一束光线从顶点入射,与竖直方向的夹角α=45°。已知圆柱横截面半径为R,光速为c。求:
(1)光线射入圆柱时的折射角θ;
(2)光线从射入圆柱至射出时的时间t(不考虑光线在圆柱内的反射)。
14. 如图所示,一根足够长的光滑绝缘杆MN,与水平面的夹角为37°,固定在竖直平面内。足够大的匀强磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为q的小环从静止开始沿杆下滑。重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求小环下滑距离d时的速度大小v1;
(2)小环下滑到P处时,杆对环的支持力垂直杆向上,大小为0.4mg,判断小环的电性并求出小环滑到P处时的速度大小v2。
15. 如图所示,倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上,劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在斜面底端挡板上,另一端连接质量为m的物体A,系统初始处于静止状态。现将质量也为m的物体B从斜面上某处由静止释放,B与A碰撞后以共同速度向下运动(不粘连)。此后,A、B一起运动的周期为T,且在最高点恰好不分离。弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,求:
(1)A、B一起运动到最高点时加速度的大小a;
(2)A、B一起运动的速度最大位置到最低点的距离x;
(3)从碰撞时刻起,第一次运动到最低点的时间t。
16. 如图甲所示,弹簧发射装置固定于小车上,其发射角度可调。小车与发射装置总质量为5m,置于光滑水平面上。内壁光滑的发射筒水平放置,内置轻质弹簧被压缩并锁定,在弹簧末端静止放置一质量为m的小球,小球离筒口的距离为l。解除锁定,小球由静止弹出,小球运动至筒口时速度为v,弹簧原长小于发射筒长度。重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求小球运动至筒口过程中,小车的位移大小x;
(2)求弹簧初始的弹性势能Ep1;
(3)如图乙所示,发射筒与水平方向成45°角,用外力将小球压至某一位置并锁定,此时小球距筒口距离为l0,解除锁定,小球弹出后离筒口的最大高度为h,求弹簧初始的弹性势能Ep2。
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高二物理试卷
注意事项:
学生在答题前请认真阅读本注意事项
1、本卷包含选择题和非选择题两部分,学生答题全部答在答题卡上,答在本卷上无效,全卷共16题,本次答题时间为75分钟,满分100分。
2、答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置,在其它位置答题一律无效。
3、如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗。
一、单项选择题:共11小题,每小题4分,共44分,每小题只有一个选项最符合题意。
1. 下列说法正确的是( )
A. 奥斯特发现了电流的磁效应
B. 赫兹提出电磁场理论
C. 麦克斯韦发现了“磁生电”现象
D. 爱因斯坦认为光的能量是连续的
【答案】A
【解析】
【详解】A.奥斯特通过实验首次发现电流周围存在磁场(电流的磁效应),故A正确;
B.麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波,赫兹通过实验证实电磁波的存在,故B错误;
C.法拉第发现电磁感应现象(“磁生电”),麦克斯韦建立电磁理论体系,故C错误;
D.爱因斯坦提出光子说,认为光的能量由不连续的“光子”组成,而非连续分布,故D错误。
故选A。
2. 某同学测出电路中a、b、c、d四个圆柱形定值电阻的电压和电流,并描点在如图所示坐标系中,已知各电阻材料相同且横截面积相等,则长度最长的电阻应是( )
A. a B. b C. c D. d
【答案】A
【解析】
【详解】根据欧姆定律
可得图像的斜率表示电阻,则a的电阻最大,又根据电阻定律
在材料和横截面积相同的情况下。
故选A。
3. 如图所示,垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内,闭合线圈由位置1穿过虚线框运动到位置4的过程中,不能产生感应电流的是( )
A. 从位置1匀速到位置2
B. 从位置2匀速到位置3
C. 从位置3加速到位置4
D. 从位置3减速到位置4
【答案】B
【解析】
【详解】当线圈向右移动,从位置1匀速到位置2,穿过线圈的磁通量增大,会产生感应电流。当完全进入磁场后,如从位置2匀速到位置3,穿过线圈的磁通量不变,则不产生感应电流.当从位置3到位置4离开磁场时,不管是加速还是减速,磁通量都减小,会产生感应电流。
故选B。
4. 如图所示,可视为质点的小球在半径为R的光滑圆弧面上A、B之间来回运动(),不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球在A点加速度为0
B. 小球经过同一位置速度一定相同
C. 小球在A点的回复力等于重力与支持力的合力
D. 增大半径R,小球运动的周期不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球的振动类似单摆,在A点合外力方向指向平衡位置,则加速度不为0,A错误;
B.小球经过同一位置速度大小一定相同,但方向不一定相同,B错误;
C.小球在A点的回复力等于重力与支持力的合力,C正确;
D.小球的运动类似单摆,根据,可知增大半径R,小球运动的周期变大,D错误。
故选C。
5. 如图所示,一个竖直圆盘转动时,固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动,T形支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球浸没在水中。当圆盘静止时,让小球在水中振动,其阻尼振动的频率为4 Hz。现使圆盘以120r/min的转速匀速转动,经过一段时间后,小球振动达到稳定,它振动的频率为( )
A. Hz B. 2Hz C. 4Hz D. 120 Hz
【答案】B
【解析】
【详解】受迫振动的频率等于驱动力的频率
故选B。
6. 如图甲为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置,调节完毕后,在屏上观察到图乙所示的竖直条纹。下列说法正确的是( )
A. 装置中的双缝沿水平方向放置
B. 换用间距更大的双缝,干涉条纹间距将变大
C. 去掉滤光片,干涉现象消失
D. 将红色滤光片换为绿色滤光片,干涉条纹间距将变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图乙可知,装置中的双缝沿竖直方向放置,A错误;
B.由可知,换用双缝间距更大的双缝,d变大,干涉条纹间距将变小,B错误;
C.滤光片的作用是获得单色光,去掉滤光片后,入射光为白光,会出现彩色的干涉条纹,干涉现象不会消失,只是变成彩色条纹,C错误;
D.将红色滤光片换为绿色滤光片,波长变小,干涉条纹间距将变小,D正确。
故选D。
7. 如图所示为某时刻波源S1、S2在水槽中形成的水波,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知两列波的频率相同,振幅不相同,下列说法正确的是( )
A. a点的位移始终最大,等于两列波的振幅之和
B. b点始终处在平衡位置
C. c点振动减弱,d点振动加强
D. 从该时刻起,再经过四分之一周期,b、c两点的位移均为零
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,a点为波谷和波谷相遇处,为振动加强点,其以两列波的振幅之和做简谐运动,位移呈周期性变化,故A错误;
B.由图可知,b点是波峰与波谷的相遇点,是振动的减弱点,由于两列波的振幅不同,所以b点的位移不是始终为零,因此b点不会始终处于平衡位置,故B错误;
C.由图可知,d点是两列波波峰和波峰相遇点,两列波引起的振动总是相互加强的,c点是两列波波谷和波谷相遇点,两列波引起的振动也总是相互加强的,故C错误;
D.从该时刻起,再经过四分之一周期,b点(振动的减弱点)和c点(振动的加强点)都回到平衡位置,位移都为零,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,半径为R的半圆形导线静置在粗糙的水平桌面上,空间内存在平行于桌面向左、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现在导线中通以恒定电流I,下列说法正确的是( )
A. 导线所受安培力方向沿纸面且垂直于ab
B. 导线所受安培力大小为πBIR
C. 减小电流I,导线受到桌面的支持力变小
D. 减小电流I,导线受到桌面的摩擦力变小
【答案】C
【解析】
【详解】A B.半径为R的半圆形导线的等效长度为ab的直线距离,导线所受安培力大小为(为磁场和直线ab的夹角),方向垂直于桌面向下。故AB错误;
C.减小电流I,导线受到的安培力减小,所以导线受到桌面的支持力变小。故C正确;
D.导线受到桌面的摩擦力始终为0,故D错误。
故选C。
9. 一列沿x轴传播的简谐横波在t=2s时的波形如图甲,平衡位置在x=8m的质点a的振动图像如图乙,下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的传播速度为8m/s
C. 2s到8s内x=16m的质点b通过的路程为24m
D. 2s到2.5s内x=16m的质点b速度在减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙t=2s时,质点在向轴负方向振动,由“同侧法”可得波沿x轴负方向传播,故A错误;
B.由,得,故B错误;
C.2s到8s为,则质点b通过的路程为,故C错误;
D.2s到2.5s内,质点b从平衡位置向最高点运动,而在平衡位置速度最大,所以速度在减小,故D正确。
故选D。
10. 如图甲所示电路中,电源内阻为1Ω,电表均为理想电表。调节R1读出两电表的读数,作出U-I图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 电源电动势E=3V
B. 定值电阻R2=5Ω
C. 当R1=5Ω时,R1消耗的功率最大
D. 当R1=1Ω时,电源的输出功率最大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据闭合电路欧姆定律
把题图中A、B两点的坐标值代入可得,,AB错误;
D.设电路的外电阻为R,电源的输出功率
当外电阻等于电源内电阻时,输出功率有最大值,因,所以当外电阻越接近电源内阻,输出功率就越大
当时,输出功率有最大值,D错误;
C.把看作电源内阻的一部分,则消耗的功率为输出功率,当时,消耗的功率有最大值,C正确。
故选C。
11. 如图所示,有一段截面积为S的弯曲水管被固定在水平地面上,转弯处偏离原方向θ角。若管内水流速度大小为v,水的密度为ρ,管内壁光滑,则水流对转弯处冲击力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】弯水管出口、入口处时间内水的质量,动量变化如图所示:
则
故弯管对水的作用力大小为
根据牛顿第三定律,水流对弯管的作用力大小也为
故选D。
二、非选择题:共5小题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某同学利用传感器描绘电动机伏安特性曲线,如图1所示,实验电路图如图2所示。请回答以下问题:
(1)用欧姆表粗测电动机线圈电阻,电表指针如下图所示,读数应为__________Ω。
(2)实验室有两种规格的滑动变阻器,分别是R1(0~50Ω,1.5A)和R2(0~5Ω,1.5A),为了更精确地描绘电动机伏安特性曲线,应该选_________(选填“R1”或“R2”)。
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑动触头应滑在_________(选填“最左端”或“最右端”)。
(4)实验中得到的伏安特性曲线如下图所示,由图示信息可知,电压为2.00V时,电动机的输出功率为
_________W(保留2位有效数字)。
【答案】(1)4 (2)R2
(3)最左端 (4)0.18
【解析】
【小问1详解】
由图可知,欧姆表使用挡位,则欧姆表的读数为
【小问2详解】
由于电动机线圈电阻约为,为方便调节,滑动变阻器应选择。
【小问3详解】
为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑动触头应滑在最左端。
【小问4详解】
由图可知,当电流和电压发生突变时,电动机线圈开始转动,则电动机线圈电阻为
电压为2.00V时,电动机消耗的电功率为
热功率为
所以,电动机的输出功率为
13. 如图所示,折射率的玻璃圆柱水平放置,平行于其横截面的一束光线从顶点入射,与竖直方向的夹角α=45°。已知圆柱横截面半径为R,光速为c。求:
(1)光线射入圆柱时的折射角θ;
(2)光线从射入圆柱至射出时的时间t(不考虑光线在圆柱内的反射)。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据光的折射定律有
解得光线射入圆柱时的折射角为
【小问2详解】
光在玻璃圆柱内的光路图如图所示:
由几何关系可得光线在圆柱内的长度为
则由可得光在圆柱内的传播速度为
所以解得光线从射入圆柱至射出时的时间为
14. 如图所示,一根足够长的光滑绝缘杆MN,与水平面的夹角为37°,固定在竖直平面内。足够大的匀强磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为q的小环从静止开始沿杆下滑。重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求小环下滑距离d时的速度大小v1;
(2)小环下滑到P处时,杆对环的支持力垂直杆向上,大小为0.4mg,判断小环的电性并求出小环滑到P处时的速度大小v2。
【答案】(1)
(2)带负电,
【解析】
【小问1详解】
因绝缘杆光滑,小环沿杆向下做匀加速直线运动,加速度为
根据
解得
【小问2详解】
在P点时,杆对环的支持力垂直杆向上,大小为0.4mg,因
可知洛伦兹力垂直杆向上,由左手定则,小环带负电。
对小环
根据
解得
15. 如图所示,倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上,劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在斜面底端挡板上,另一端连接质量为m的物体A,系统初始处于静止状态。现将质量也为m的物体B从斜面上某处由静止释放,B与A碰撞后以共同速度向下运动(不粘连)。此后,A、B一起运动的周期为T,且在最高点恰好不分离。弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,求:
(1)A、B一起运动到最高点时加速度的大小a;
(2)A、B一起运动的速度最大位置到最低点的距离x;
(3)从碰撞时刻起,第一次运动到最低点的时间t。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A、B在最高点恰好不发生分离,
对物体B,有
解得
【小问2详解】
解法一:
由于振动过程的对称性,AB在最低点的加速度为
设此时弹簧的形变量为x1
由牛顿第二定律可知
解得
则速度最大位置到最低点的距离为
解法二:当A、B在振动过程的平衡位置时速度最大,设此时弹簧的形变量为x0,则有
解得
由于振动过程的对称性,则有
【小问3详解】
A、B碰撞时,设此时弹簧的形变量为x2,则有
解得:
以第一次向上经过平衡位置为0时刻,取向上为正方向,则振动方程为
,
从平衡位置到碰撞位置所用的时间为
解得
A、B第一次到最低点,
16. 如图甲所示,弹簧发射装置固定于小车上,其发射角度可调。小车与发射装置总质量为5m,置于光滑水平面上。内壁光滑的发射筒水平放置,内置轻质弹簧被压缩并锁定,在弹簧末端静止放置一质量为m的小球,小球离筒口的距离为l。解除锁定,小球由静止弹出,小球运动至筒口时速度为v,弹簧原长小于发射筒长度。重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求小球运动至筒口过程中,小车的位移大小x;
(2)求弹簧初始的弹性势能Ep1;
(3)如图乙所示,发射筒与水平方向成45°角,用外力将小球压至某一位置并锁定,此时小球距筒口距离为l0,解除锁定,小球弹出后离筒口的最大高度为h,求弹簧初始的弹性势能Ep2。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设小球运动至筒口速度为v,小车速度为v1,小球位移为x',小车位移为x,
系统动量守恒
可得,又
联立解得
【小问2详解】
以小球的运动方向为正方向,对小车与发射装置、小球组成的系统,
由动量守恒得
由机械能守恒得
解得
【小问3详解】
小球弹出离开筒口时,水平方向的速度为vx,竖直方向速度为vy
小球竖直方向竖直上抛运动
对小车与发射器、小球组成的系统水平方向动量守恒得
由机械能守恒得
小球相对发射筒与水平方向成45°角射出,
联立解得
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