内容正文:
上犹中学12月高二物理综合训练
考试时间:75分钟
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(共28分)
1. 关于闭合电路的说法中,错误的是( )
A. 电源短路时,电源内电压等于电动势 B. 电源短路时,路端电压为零
C. 电源断路时,路端电压等于电动势 D. 外电路电阻增大时,路端电压减小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.电源短路时,路端电压为零,内电压等于电源电动势,故AB正确;
C.电源断路时,电流为零,路端电压等于电源电动势,故C正确;
D.因为路端电压
所以外电路电阻增大时,路端电压增大,故D错误。
本题选择错误的,故选D。
2. 沿x轴方向,电场为正,则正电荷从x1运动到x2,电势能的变化是( )
A. 电势能一直增大
B. 电势能先增大再减小
C. 电势能先减小再增大
D. 电势能先减小再增大再减小
【答案】C
【解析】
【详解】沿轴正方向,电场强度为正,依据与图象,可知,从运动到,电场线先向右,再向左,那么其电势是先减小,后增大,因此正电荷从运动到,电势能的变化先减小,后增大,故ABD错误,C正确。
故选C。
3. 质量为M的小孩站在质量为m的滑板上,小孩和滑板均处于静止状态,忽略滑板与地面间的摩擦.小孩沿水平方向跃离滑板,离开滑板时的速度大小为v,此时滑板的速度大小为 .
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设滑板的速度为,小孩和滑板系统动量守恒得:,解得:,故B正确.
4. 对于任何一个质量不变的物体,下列说法中正确的是( )
A. 物体的动量发生变化,其速率一定变化
B. 物体的动量发生变化,其速率不一定变化
C. 物体的动量不变,其动能可能变化
D. 物体的动能不变,其动量一定不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.动量是矢量,动量变化可能是速度方向改变而速率不变(如匀速圆周运动),故A错误;
B.动量变化时,若仅速度方向改变而速率不变,则速率不变,故B正确;
C.动量不变说明速度大小和方向均不变,动能必然不变,故C错误;
D.动能不变说明速率不变,但动量方向可能变化(如匀速圆周运动),故D错误。
故选B。
5. A、B导体的伏安特性曲线如图实线所示,下列判断正确的是( )
A. A导体的电阻随着电流的增大而减小
B. B导体的电阻是
C. 当电流为0.3A时,A导体的电阻是
D. 当电流为0.3A时,A导体的电阻等于图像在该点切线的斜率
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知A导体的图像不是直线,所以其电阻不是定值,电阻随着电流的增大而增大,故A错误;
B.由图可知B导体的电阻为,故B错误;
C.由图可知,当电流为0.3A时,A导体的电阻为,故C正确;
D.在图像中,电阻等于纵横坐标值之比,只有当图像为过原点的直线时,才有
但是导体A的图像是一条曲线,当电流为0.3A时,导体的电阻应该等于该点与坐标原点连线的斜率,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,纸面内固定有四条长直绝缘导线、、、,组成“井”字正方形,O为中心。每条导线中通以图示方向、大小均为的电流。整个系统处于垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场中(磁场未画出),O点磁感应强度为零。现将撤去,其他条件不变,则点的磁感应强度( )
A. 大小为,方向垂直纸面向外
B. 大小为,方向垂直纸面向里
C. 大小为,方向垂直纸面向外
D. 大小为,方向垂直纸面向里
【答案】C
【解析】
【详解】四条导线中电流相同,每条导线在中心产生的磁感应强度大小相同设为,由右手螺旋定则知,每条导线在点产生的磁场均垂直纸面向里,又点的磁感应强度为零,有,得
撤去,其他条件不变,由磁感应强度的叠加原理,知点磁感应强度大小,方向垂直纸面向外。
故选C。
7. 如图(a)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处.若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在A板上.则t0可能属于的时间段是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.若0<t0<,带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离,最终打在B板上,所以A不符合题意;
B.若<t0<,带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离大于向右运动的距离,最终打在A板上,所以B符合题意;
C.若<t0<T,带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向左运动的距离小于向右运动的距离,最终打在B板上,所以C不符合题意;
D.若T<t0<,带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向右运动的距离大于向左运动的距离,最终打在B板上,所以D不符合题意。
故选B。
二、多选题(共18分)
8. 如图所示,地面上方存在水平向右的匀强电场,现将一带电小球从距离地面点高处的点以水平速度抛出,经过一段时间小球恰好垂直于地面击中地面上的点,到的距离也为,当地重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 从到的过程中小球的动能先增大后减小
B. 下落过程中小球机械能一直减小
C. 小球在点的速度刚好为
D. 从点到点小球的电势能增加了
【答案】BD
【解析】
【详解】因为小球垂直击中地面,所以小球所受电场力水平向左,小球在竖直方向和水平方向的位移大小相等,运动时间相同,故竖直方向和水平方向平均速度相同,加速度大小相同,所以电场力和重力大小相等;
A.重力和电场力的合力方向与初速度方向夹角为钝角,所以小球从到的过程中动能先减小后增大,故A错误;
B.由于电场力水平向左,小球克服电场力做功,所以下落过程中小球机械能一直减小,故B正确;
C.由小球竖直方向和水平方向平均速度相同,且两个方向均为匀变速运动,根据平均速度推论可得出小球末速度竖直向下,大小为,故C错误;
D.小球所受电场力和重力大小相等,电场力做功为
所以小球电势能增加,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,竖直向上的匀强电场中,带正电的小球和不带电的小球通过绝缘细线连接在一起,两小球恰好静止。现剪断绝缘细线,不计空气阻力,则在不带电小球落地前,两小球构成的系统( )
A. 动量守恒 B. 动量不守恒
C. 机械能不守恒 D. 电势能和机械能的总和保持不变
【答案】ACD
【解析】
【详解】剪断细线之前系统受向上的电场力等于系统的重力,即合外力为零;剪断细线之后,系统所受的力不变,合外力仍为零,则系统动量守恒;剪断细线后,带正电的小球向上运动,电场力做正功,则系统机械能增加,根据能量守恒定律可知,电势能和机械能的总和保持不变。
故选ACD。
10. 如图所示,线圈abcd共有n匝,线圈平面的面积为S,线圈平面与水平方向的夹角,线圈位于范围足够大、磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,下列说法正确的是( )
A. 通过线圈的磁通量为BS
B. 若线圈以cd为轴逆时针转过60°,则通过线圈的磁通量为BS
C. 若线圈以cd为轴顺时针转过30°,则通过线圈的磁通量为BS
D. 若线圈以cd为轴顺时针转过180°,则通过线圈的磁通量的变化量大小为BS
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.通过线圈的磁通量为,故A正确;
B.若线圈以cd为轴逆时针转过60°,线圈平面与磁场垂直,所以通过线圈的磁通量为,故B正确;
C.若线圈以cd为轴顺时针转过30°,线圈平面与磁场平行,通过线圈的磁通量为0,故 C 错误;
D.若线圈以cd为轴顺时针转过180°,则通过线圈的磁通量
则通过线圈的磁通量的变化量,故D正确。
故选ABD。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共 14 分)
11. 某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次,得到了如图所示的三个落地点。
(1)并在图中读出OP=_____ cm;
(2)关于该实验,下列说法正确是 。
A. 斜轨道一定要光滑 B. 入射小球质量mA应大于被碰小球质量mB
C. 斜轨道末端需要调成水平 D. 必须测出两小球做平抛运动的竖直高度
(3)要验证两小球碰撞过程动量是否守恒,需要验证的表达式为__________。(用mA、mB、、、表示)
【答案】(1)13.0##12.5##12.6##12.7##12.8##12.9##13.1##13.2
(2)BC (3)
【解析】
【小问1详解】
用尽可能小的圆把球的10个落点痕迹圈起来,圆的圆心位置即为落地点的平均位置,由图可知,刻度尺的分度值为,所以OP的长度为
【小问2详解】
A.斜轨道不需要光滑。只要A球每次从同一位置由静止释放,重力与摩擦力的合力做功恒定,小球到达轨道末端的速度就相同,因此轨道是否光滑不影响实验,故A 错误;
B.入射球A质量应大于被碰球B的质量。若,碰撞后入射小球A可能反弹,导致平抛初速度方向改变,无法用水平位移代表速度方向。故B 正确;
C.斜轨道末端必须切线水平。只有末端水平,小球抛出的初速度方向才水平,小球离开轨道后才做平抛运动,才能用水平位移代替速度,否则速度方向不水平,无法用平抛规律分析。故C 正确;
D.不需要测出两小球做平抛运动的竖直高度。只要两球竖直高度相同,运动时间t就相同,就可以得到水平位移与平抛的初速度成正比,所以无需测量小球做平抛运动的竖直高度。故D 错误。
故选BC。
【小问3详解】
设平抛下落高度为,下落时间为,则有
解得
设平抛运动的水平位移为,则平抛运动的初速度为
所以小球A未与小球B碰撞前的平抛初速度为
小球A与小球B碰撞后小球A平抛初速度为
小球A与小球B碰撞后小球B的平抛初速度为
根据动量守恒定律得
分别将、、代入上式化简解得
12. 学习小组要做“测量电源的电动势和内阻”实验,设计了如图所示电路,实验室提供的器材有:
干电池一节(电动势约1.5V,内阻约0.5Ω);
电压表V(量程0~3V,内阻约3kΩ);
电流表A(量程0~0.6A,内阻约1Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值20Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值200Ω);
定值电阻R0(阻值0.5Ω);
开关一个,导线若干。
(1)实验中,滑动变阻器应选择______ (选填“R1”或“R2”)。
(2)若采用图1实验原理图进行实验,正确操作,调节滑动变阻器滑片,记录多组电压表和电流表的示数,并根据实验数据作出U-I图像,如图3所示。根据图线求得电动势E=_____V,内阻r=_____Ω(结果均保留两位小数)。
(3)若采用图2实验原理图进行实验,如果用实线表示由实验数据描点得到的U-I图线,用虚线表示该干电池真实的路端电压和干路电流的关系图像,则下列图像正确的是
A. B.
C. D.
【答案】(1)R1 (2) ①. 1.48 ②. 0.30 (3)C
【解析】
【小问1详解】
若选用滑动变阻器R1,且阻值全部接入电路,则电流表示数约为
结合电流表量程可知,R1能够满足实验需要,R2阻值过大,为了方便操作,滑动变阻器应选择R1;
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律和电路图可知
整理可得
图像的纵截距表示电源电动势,结合图像可知
图像的斜率表示等效内阻,有
可得
【小问3详解】
根据“等效电源法”,可知图2测得的电动势准确,但内阻偏大,即测量电动势等于真实电动势,测量图像的斜率大于真实图线斜率。
故选C。
四、解答题(共40分)
13. 一物体放在水平地面上,如图1所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示.求:
(1)0~8s时间内拉力的冲量;
(2)0~10s时间内,物体克服摩擦力所做的功。
【答案】(1)18 N·s;(2)30J
【解析】
【分析】
【详解】(1)在图像中,直线与坐标轴围成的面积等于力的冲量,则0~8s时间内拉力的冲量
(2)由图3知,6-8s内物体做匀速直线运动,由平衡得
由图3可得0-10s物体通过的位移为
克服摩擦力做功
14. 如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻,电动机两端电压为,电路中的电流为,重物A重。不计摩擦力,求:
(1)电动机线圈电阻上1s内消耗的电能是多少?
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少?
(3)10s内,可以把重物A匀速提升多高?
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据焦耳定律,电动机线圈电阻上1s内消耗的电能为
【小问2详解】
电动机的输入功率为
电动机的热功率为
电动机的输出功率为
【小问3详解】
电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率,则
解得
15. 如图所示,两块平行正对,足够宽的金属板上下水平放置(厚度不计),板长为L,两金属板间距离为d。金属板上下极板与电路如图连接,电源电动势,内阻忽略不计。滑动变阻器的总电阻与电路中各电阻的关系。滑动变阻器的总长度为,初始滑动变阻器的滑片置于ab中点,一带电小球从两金属板左侧中点以初速度水平射入两板间,恰好沿直线运动,已知重力加速度为g。
(1)求带电小球比荷;
(2)若将滑片由中间位置移动距离,求带电小球射出金属板时竖直方向的位移(以向下为正方向)。
【答案】(1)
(2)或
【解析】
小问1详解】
当滑片置于ab中点时,此时滑动变阻器连入电路的阻值为,与并联总电阻
电路中的总电流
则两金属板间的电压
依题意,此时带电小球沿直线运动,即合力为0,则有
场强
由以上可得
【小问2详解】
Ⅰ.当滑片向a端移动,则此时滑动变阻器连入电路的阻值为
则两金属板间的电压,场强
根据牛顿第二定律
得,方向向上。带电小球在金属板间运动时,水平方向
竖直方向位移
即
Ⅱ.当滑片向b端移动,则此时滑动变阻器连入电路的阻值为
则两金属板间的电压,场强
根据牛顿第二定律
得,方向向下,带电小球在金属板间运动时,水平方向
竖直方向位移
即
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上犹中学12月高二物理综合训练
考试时间:75分钟
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(共28分)
1. 关于闭合电路的说法中,错误的是( )
A. 电源短路时,电源内电压等于电动势 B. 电源短路时,路端电压为零
C. 电源断路时,路端电压等于电动势 D. 外电路电阻增大时,路端电压减小
2. 沿x轴方向,电场为正,则正电荷从x1运动到x2,电势能的变化是( )
A. 电势能一直增大
B. 电势能先增大再减小
C. 电势能先减小再增大
D. 电势能先减小再增大再减小
3. 质量为M的小孩站在质量为m的滑板上,小孩和滑板均处于静止状态,忽略滑板与地面间的摩擦.小孩沿水平方向跃离滑板,离开滑板时的速度大小为v,此时滑板的速度大小为 .
A. B. C. D.
4. 对于任何一个质量不变的物体,下列说法中正确的是( )
A. 物体的动量发生变化,其速率一定变化
B. 物体的动量发生变化,其速率不一定变化
C. 物体的动量不变,其动能可能变化
D. 物体的动能不变,其动量一定不变
5. A、B导体的伏安特性曲线如图实线所示,下列判断正确的是( )
A. A导体的电阻随着电流的增大而减小
B. B导体电阻是
C. 当电流为0.3A时,A导体的电阻是
D. 当电流为0.3A时,A导体的电阻等于图像在该点切线的斜率
6. 如图所示,纸面内固定有四条长直绝缘导线、、、,组成“井”字正方形,O为中心。每条导线中通以图示方向、大小均为的电流。整个系统处于垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场中(磁场未画出),O点磁感应强度为零。现将撤去,其他条件不变,则点的磁感应强度( )
A. 大小,方向垂直纸面向外
B. 大小为,方向垂直纸面向里
C. 大小为,方向垂直纸面向外
D. 大小为,方向垂直纸面向里
7. 如图(a)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处.若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A板运动,时而向B板运动,并最终打在A板上.则t0可能属于的时间段是( )
A. B.
C. D.
二、多选题(共18分)
8. 如图所示,地面上方存在水平向右的匀强电场,现将一带电小球从距离地面点高处的点以水平速度抛出,经过一段时间小球恰好垂直于地面击中地面上的点,到的距离也为,当地重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 从到的过程中小球的动能先增大后减小
B. 下落过程中小球机械能一直减小
C. 小球在点的速度刚好为
D. 从点到点小球的电势能增加了
9. 如图所示,竖直向上的匀强电场中,带正电的小球和不带电的小球通过绝缘细线连接在一起,两小球恰好静止。现剪断绝缘细线,不计空气阻力,则在不带电小球落地前,两小球构成的系统( )
A. 动量守恒 B. 动量不守恒
C. 机械能不守恒 D. 电势能和机械能的总和保持不变
10. 如图所示,线圈abcd共有n匝,线圈平面的面积为S,线圈平面与水平方向的夹角,线圈位于范围足够大、磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,下列说法正确的是( )
A. 通过线圈的磁通量为BS
B. 若线圈以cd为轴逆时针转过60°,则通过线圈的磁通量为BS
C. 若线圈以cd为轴顺时针转过30°,则通过线圈的磁通量为BS
D. 若线圈以cd为轴顺时针转过180°,则通过线圈的磁通量的变化量大小为BS
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共 14 分)
11. 某同学用如图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次,得到了如图所示的三个落地点。
(1)并在图中读出OP=_____ cm;
(2)关于该实验,下列说法正确的是 。
A. 斜轨道一定要光滑 B. 入射小球质量mA应大于被碰小球质量mB
C. 斜轨道末端需要调成水平 D. 必须测出两小球做平抛运动竖直高度
(3)要验证两小球碰撞过程动量是否守恒,需要验证的表达式为__________。(用mA、mB、、、表示)
12. 学习小组要做“测量电源的电动势和内阻”实验,设计了如图所示电路,实验室提供的器材有:
干电池一节(电动势约1.5V,内阻约0.5Ω);
电压表V(量程0~3V,内阻约3kΩ);
电流表A(量程0~0.6A,内阻约1Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值20Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值200Ω);
定值电阻R0(阻值0.5Ω);
开关一个,导线若干。
(1)实验中,滑动变阻器应选择______ (选填“R1”或“R2”)。
(2)若采用图1实验原理图进行实验,正确操作,调节滑动变阻器滑片,记录多组电压表和电流表的示数,并根据实验数据作出U-I图像,如图3所示。根据图线求得电动势E=_____V,内阻r=_____Ω(结果均保留两位小数)。
(3)若采用图2实验原理图进行实验,如果用实线表示由实验数据描点得到的U-I图线,用虚线表示该干电池真实的路端电压和干路电流的关系图像,则下列图像正确的是
A. B.
C D.
四、解答题(共40分)
13. 一物体放在水平地面上,如图1所示,已知物体所受水平拉力F随时间t变化情况如图2所示,物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示.求:
(1)0~8s时间内拉力的冲量;
(2)0~10s时间内,物体克服摩擦力所做的功。
14. 如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻,电动机两端电压为,电路中的电流为,重物A重。不计摩擦力,求:
(1)电动机线圈电阻上1s内消耗的电能是多少?
(2)电动机的输入功率和输出功率各是多少?
(3)10s内,可以把重物A匀速提升多高?
15. 如图所示,两块平行正对,足够宽的金属板上下水平放置(厚度不计),板长为L,两金属板间距离为d。金属板上下极板与电路如图连接,电源电动势,内阻忽略不计。滑动变阻器的总电阻与电路中各电阻的关系。滑动变阻器的总长度为,初始滑动变阻器的滑片置于ab中点,一带电小球从两金属板左侧中点以初速度水平射入两板间,恰好沿直线运动,已知重力加速度为g。
(1)求带电小球的比荷;
(2)若将滑片由中间位置移动距离,求带电小球射出金属板时竖直方向的位移(以向下为正方向)。
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