内容正文:
高二物理
一、选择题(1-7单选,8-10多选;单选每题2分,多选每题3分,共23分)
1. 北京时间2024年8月9日晚9时,在巴黎奥运会跳水项目女子单人3米板决赛中,中国选手陈艺文以总分376.00分,超过亚军32.90分的绝对优势夺得冠军。如图所示为陈艺文入水前的图像,时刻是其竖直向上跳起的瞬间,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A. 陈艺文时间内向上匀加速直线运动
B. 陈艺文在时间内做自由落体运动
C. 与时间内陈艺文的速度方向相同
D. 与时间内陈艺文的加速度方向相反
2. 物理学是一门实验与理论相结合的学科,它的发展离不开科学家们对自然界不断地探索和思考,以下关于物理学史和方法的说法正确的是( )
A. 在研究自由落体运动时,伽利略通过实验和逻辑推理得出结论:物体在做落体运动时,速度v与位移x成正比
B. 牛顿发现了万有引力定律,并测出了万有引力常量
C. 自然界中的电和磁存在着某种神秘的联系,丹麦物理学家奥斯特通过不断地探索发现了电流的磁效应
D. 美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷,并通过油滴实验测得元电荷的数值
3. 比较下列各物理量的大小时,正确的结论是( )
A. 电荷量:+2×10-8库仑>-3×10-8库仑
B. 场强:+500牛顿/库仑>-800牛顿/库仑
C. 功:+60焦>-80焦
D. 电势能:+48焦>-56焦
4. 用单色光做双缝干涉实验,下列说法正确的是( )
A. 相邻干涉条纹之间的距离相等
B. 中央明纹宽度是两边明纹宽度的两倍
C. 屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间的距离增大
D. 在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
5. “神舟七号”飞船的飞行轨道可以看成是近地轨道,一般在地球上空,绕地球飞行一周的时间大约为,这样,航天飞机里的航天员在内可以见到日落日出的次数应为( )
A. 2 B. 4 C. 8 D. 16
6. 把一本质量为的书,从距地面高的书架移到距地面高的书架,这本书的重力势能增加了(重力加速度取)( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,橡皮条的O端固定,用A、B两弹簧秤拉橡皮条的另一端D,使其伸长至E点,A、B两弹簧的弹力大小和方向如图所示,其中α+β>90°。今保持A的读数不变,当角由图示位置逐渐减小时,欲使D端仍在E点保持不动应采用的方法是( )
A. 使B的读数变小,同时角减小 B. 使B的读数变小,同时角增大
C. 使B的读数变小,同时角先增大后减小 D. 使B的读数变大,同时角减小
8. 观察图中的烟和小旗,关于甲(左边的车)、乙两车的相对于房子的运动情况,下列说法中正确的是( )
A. 甲、乙两车一定向右运动
B. 甲、乙两车可能都向左运动
C. 甲车可能静止,乙车向左运动
D. 甲车可能运动,乙车向右运动
9. 甲、乙两车减速过程的图像分别如图中、所示,则( )
A. 在时刻,甲车加速度大于乙车加速度
B. 在时间内,甲车平均速度大于乙车的平均速度
C. 甲车在时间内的平均加速度等于乙车减速过程的加速度
D. 在时间内,甲车位移等于乙车位移
10. 从空中以10m/s的初速度沿着水平方向抛出一个重为10N的物体,已知t=3s时物体未落地,不计空气阻力,取g=10m/s2,以下说法正确的是( )
A. 抛出后(未落地)任意相同时间内物体速度改变量相同
B. t=3s时,物体的速度大小为40m/s
C. t=3s时,重力的功率为300W
D. 抛出后3s内,重力的平均功率为450W
二、非选择题(共77分)
11. 如图所示是研究小车运动图和图的实验装置。信号发射器和信号接收器组成______传感器。若实验测得的图像是______,说明小车在轨道上做匀速直线运动;若继续增大轨道的倾斜角,小车会做______运动。
12. 如图所示,大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程,他成功的核心是把包括数学推演在内的逻辑推理与实验检验有机结合。
(1)关于该过程( )
A.其中甲图是实验现象,丁图是经过合理的外推得出的结论
B.其中丁图是实验现象,甲图是经过合理的外推得出的结论
C.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显
D.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更明显
(2)伽利略探究物体下落规律的过程是( )
A.猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
B.问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
C.问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
D.猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
(3)乙同学为了测量自己的反应时间,进行了如下实验。如图所示,请甲同学用手捏住直尺,自己用一只手在直尺“0刻度”位置处做捏住直尺的准备,但手不碰到直尺,在看到乙同学松开手让直尺下落时,自己立刻捏住直尺,再读出捏住直尺的刻度,即可算出自己的反应时间。后期甲乙同学又合作设计了一种测量反应时间的“反应时间测量尺”。
①由实验原理可知,该同学捏住直尺处的刻度值越小,其反应时间越_________;(选填“长”或“短”);
②经过多次实验,该同学捏住处刻度值的平均值为19.60cm,取重力加速度,则该同学的反应时间约为_________s(计算结果保留2位有效数字);
③图中反应测量尺的标度合理的是_________(选填“A”或“B”)。
13. 如图所示匀强电场电场线与AC平行,把的正电荷从点移至点,电场力做功,AB长8cm,AB与AC的夹角成角,电子电量,求:
(1)AB两点的电势差;
(2)匀强电场场强的大小和方向;
(3)如果处电势为3V,则处电势为多少?
(4)电子在点电势能为多少?
14. 如图所示,在竖直平面内的直角坐标系中,一个质量为的质点在外力的作用下,从坐标原点由静止沿直线斜向下运动,直线与轴负方向成角(),已知重力加速度为g。
(1)至少为多大?
(2)若,试定性分析质点机械能的变化情况。
15. 光滑绝缘的水平面附近存在一个水平方向的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,其电势φ随x轴的关系如图所示,图中虚线为图线在x=0.15m处的切线。质量为m=1×10﹣4kg、带电量为q=﹢1.6×10﹣10C的小物体处于x=0.15m处由静止释放后开始运动。小物体运动过程中能量守恒,取g=10m/s2。
(1)分析判断小物体的运动方向;
(2)已知图线上任意一点切线斜率的大小即为该点处的电场强度大小,求小物体开始运动时的加速度大小;
(3)求物体从x=0.15m处运动到x=0.20m处电场力做的功,及x=0.20m处物体的速度大小;
(4)水平面粗糙,且小滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,试分析说明小物体的运动情况。
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高二物理
一、选择题(1-7单选,8-10多选;单选每题2分,多选每题3分,共23分)
1. 北京时间2024年8月9日晚9时,在巴黎奥运会跳水项目女子单人3米板决赛中,中国选手陈艺文以总分376.00分,超过亚军32.90分的绝对优势夺得冠军。如图所示为陈艺文入水前的图像,时刻是其竖直向上跳起的瞬间,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A. 陈艺文时间内向上匀加速直线运动
B. 陈艺文在时间内做自由落体运动
C. 与时间内陈艺文的速度方向相同
D. 与时间内陈艺文的加速度方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】A.陈艺文时间内离开跳板向上运动,仅受重力作用,加速度为重力加速度,可知,陈艺文时间内向上匀减速直线运动,故A错误;
B.结合上述与图像可知,时刻速度减为0,之后向下做自由落体运动,故B正确;
C.根据图像可知,与时间内陈艺文的速度方向相反,故C错误;
D.结合上述可知,与时间内陈艺文的加速度均为重力加速度,则加速度方向方向相同,均为竖直向下,故D错误。
故选B。
2. 物理学是一门实验与理论相结合的学科,它的发展离不开科学家们对自然界不断地探索和思考,以下关于物理学史和方法的说法正确的是( )
A. 在研究自由落体运动时,伽利略通过实验和逻辑推理得出结论:物体在做落体运动时,速度v与位移x成正比
B. 牛顿发现了万有引力定律,并测出了万有引力常量
C. 自然界中的电和磁存在着某种神秘的联系,丹麦物理学家奥斯特通过不断地探索发现了电流的磁效应
D. 美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷,并通过油滴实验测得元电荷的数值
【答案】C
【解析】
【详解】A.伽利略通过实验和逻辑推理得出结论:物体在做落体运动时,速度v与时间t成正比,A错误;
B.牛顿发现万有引力定律,万有引力常量由卡文迪什测出, B错误;
C.丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,C正确;
D.美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷,密立根通过油滴实验测出元电荷数值,D错误。
故选C 。
3. 比较下列各物理量的大小时,正确的结论是( )
A. 电荷量:+2×10-8库仑>-3×10-8库仑
B. 场强:+500牛顿/库仑>-800牛顿/库仑
C. 功:+60焦>-80焦
D. 电势能:+48焦>-56焦
【答案】D
【解析】
【详解】A.电荷量的正负表示自身电性,即+2×10-8库仑<-3×10-8库仑,故A错误;
B.电场强度是矢量,正、负号表示方向,不表示大小,故B错误;
C.功的正负表示做正功还是负功,故C错误;
D.电势能是标量,电势能正负表示大小,正值表示比零电势能大,负值表示比零电势能小,故D正确。
故选D。
4. 用单色光做双缝干涉实验,下列说法正确的是( )
A. 相邻干涉条纹之间的距离相等
B. 中央明纹宽度是两边明纹宽度的两倍
C. 屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间的距离增大
D. 在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
【答案】A
【解析】
【详解】AB.双缝干涉条纹,相邻干涉条纹之间的距离相等,选项A正确,B错误;
C.由公式
可知屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间的距离减小,选项C错误;
D.红光波长大,在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距大于蓝光的条纹间距,选项D错误。
故选A。
5. “神舟七号”飞船的飞行轨道可以看成是近地轨道,一般在地球上空,绕地球飞行一周的时间大约为,这样,航天飞机里的航天员在内可以见到日落日出的次数应为( )
A. 2 B. 4 C. 8 D. 16
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】飞船每飞行一周看到一次日出日落,飞船飞行总时间,故飞行总周数
故选D。
6. 把一本质量为的书,从距地面高的书架移到距地面高的书架,这本书的重力势能增加了(重力加速度取)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意,重力做功
代入数据可得
重力做的的负功,重力势能增加。
故选B。
7. 如图所示,橡皮条的O端固定,用A、B两弹簧秤拉橡皮条的另一端D,使其伸长至E点,A、B两弹簧的弹力大小和方向如图所示,其中α+β>90°。今保持A的读数不变,当角由图示位置逐渐减小时,欲使D端仍在E点保持不动应采用的方法是( )
A. 使B的读数变小,同时角减小 B. 使B的读数变小,同时角增大
C. 使B的读数变小,同时角先增大后减小 D. 使B的读数变大,同时角减小
【答案】C
【解析】
【详解】保持E点位置不动,即合力大小方向不变,弹簧测力计A的读数不变,因此根据要求作出力的平行四边形定则,画出受力分析图如下
所以由图可知α角逐渐变小时,B的示数减小,且β角先增大后减小。
故选C。
8. 观察图中的烟和小旗,关于甲(左边的车)、乙两车的相对于房子的运动情况,下列说法中正确的是( )
A. 甲、乙两车一定向右运动
B. 甲、乙两车可能都向左运动
C. 甲车可能静止,乙车向左运动
D. 甲车可能运动,乙车向右运动
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】由图中的信息可以判断出:因为房子的烟向左飘,所以风是向左吹,所以甲车运动状态有:向右运动、静止或向左运动但速度小于风速,因为乙车旗向右飘,所以乙车只能向左运动,且速度要大于风的速度。
故选BC。
9. 甲、乙两车减速过程的图像分别如图中、所示,则( )
A. 在时刻,甲车加速度大于乙车加速度
B. 在时间内,甲车平均速度大于乙车的平均速度
C. 甲车在时间内的平均加速度等于乙车减速过程的加速度
D. 在时间内,甲车位移等于乙车位移
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.在时刻两车速度相等,由图线斜率可知,甲车加速度大于乙车加速度,选项A正确;
B.图线与时间轴所夹面积表示位移,可知在时间内,甲车位移大于乙车位移,甲车的平均速度大于乙车的平均速度,选项B正确;
C.在时间内,甲车的速度变化量大于乙车,可知甲车的平均加速度大于乙车减速过程的加速度,选项C错误;
D.在时间内,甲车位移等于乙车位移,D正确。
故选ABD。
10. 从空中以10m/s的初速度沿着水平方向抛出一个重为10N的物体,已知t=3s时物体未落地,不计空气阻力,取g=10m/s2,以下说法正确的是( )
A. 抛出后(未落地)任意相同时间内物体速度改变量相同
B. t=3s时,物体的速度大小为40m/s
C. t=3s时,重力的功率为300W
D. 抛出后3s内,重力的平均功率为450W
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物体做平抛运动,加速度为重力加速度,速度变化量,时间相同,速度变化量相同,故A正确;
B.时,水平方向分速度,竖直方向分速度
根据平行四边形定则得,合速度大小为
故B错误;
C.时,重力的功率为
故C正确;
D.抛出后3s内,物体竖直方向的位移为
重力的平均功率为
故D错误。
故选AC。
二、非选择题(共77分)
11. 如图所示是研究小车运动图和图的实验装置。信号发射器和信号接收器组成______传感器。若实验测得的图像是______,说明小车在轨道上做匀速直线运动;若继续增大轨道的倾斜角,小车会做______运动。
【答案】 ①. 位移 ②. 一条倾斜的直线 ③. 加速
【解析】
【详解】[1][2][3] 根据实验装置可知,信号发射器和信号接收器组成了位移传感器;因为图像斜率代表速度,所以小车在轨道上做匀速直线运动,则图像是一条倾斜的直线。若继续增大轨道的倾斜角,小车会做加速运动。
12. 如图所示,大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程,他成功的核心是把包括数学推演在内的逻辑推理与实验检验有机结合。
(1)关于该过程( )
A.其中甲图是实验现象,丁图是经过合理的外推得出的结论
B.其中丁图是实验现象,甲图是经过合理的外推得出的结论
C.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显
D.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更明显
(2)伽利略探究物体下落规律的过程是( )
A.猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
B.问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
C.问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
D.猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
(3)乙同学为了测量自己的反应时间,进行了如下实验。如图所示,请甲同学用手捏住直尺,自己用一只手在直尺“0刻度”位置处做捏住直尺的准备,但手不碰到直尺,在看到乙同学松开手让直尺下落时,自己立刻捏住直尺,再读出捏住直尺的刻度,即可算出自己的反应时间。后期甲乙同学又合作设计了一种测量反应时间的“反应时间测量尺”。
①由实验原理可知,该同学捏住直尺处的刻度值越小,其反应时间越_________;(选填“长”或“短”);
②经过多次实验,该同学捏住处刻度值的平均值为19.60cm,取重力加速度,则该同学的反应时间约为_________s(计算结果保留2位有效数字);
③图中反应测量尺的标度合理的是_________(选填“A”或“B”)。
【答案】 ①. AC##CA ②. B ③. 短 ④. 0.20 ⑤. B
【解析】
【详解】(1)[1] 因为物体下落得太快,伽利略无法测量物体自由下落的时间,为了使物体运动速度变慢,伽利略转向探究物体在斜面上的运动问题。甲、乙、丙三个图都是实验现象,采用斜面的目的是可以“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显。而之所以采用了不同的倾角的斜面,则是观察其规律性,形成外推的实验基础,而丁图是在此基础上经过合理的外推得到的结论。
故选AC。
(2)[2] 伽利略在研究物体下落规律时,首先是遇到问题即对亚里士多德的观点提出疑问,然后进行了猜想即落体是一种最简单的变速运动,而最简单的变速运动就是速度变化是均匀的,接着进行了实验,伽利略对实验结果进行数学推理,然后进行合理的外推得出结论。
故选B。
(3)①[3] 由实验原理可知,该同学捏住直尺处的刻度值越小,尺子下落距离越小,则
其反应时间越短。
②[4]代入数据到公式
解得
③[5]根据初速度为零匀加速相同时间位移比满足1:3:5可知,相邻相等时间内位移越来越大,故B更合理。
13. 如图所示匀强电场电场线与AC平行,把的正电荷从点移至点,电场力做功,AB长8cm,AB与AC的夹角成角,电子电量,求:
(1)AB两点的电势差;
(2)匀强电场场强的大小和方向;
(3)如果处电势为3V,则处电势为多少?
(4)电子在点电势能为多少?
【答案】(1)
(2),沿AC方向
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
由电场力做功
可得
【小问2详解】
匀强电场中
可得场强大小,方向沿AC方向
【小问3详解】
若,根据
可得
【小问4详解】
电子在点电势能为
14. 如图所示,在竖直平面内的直角坐标系中,一个质量为的质点在外力的作用下,从坐标原点由静止沿直线斜向下运动,直线与轴负方向成角(),已知重力加速度为g。
(1)至少为多大?
(2)若,试定性分析质点机械能的变化情况。
【答案】(1);(2)增大
【解析】
【详解】(1)质点做直线运动,则垂直于运动方向的合力为0,令F与ON夹角为,则有
解得
当时,有
(2)若,对质点分析可知,力F方向沿x轴正方向,可知F对质点做正功,根据
可知质点机械能增大。
15. 光滑绝缘的水平面附近存在一个水平方向的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,其电势φ随x轴的关系如图所示,图中虚线为图线在x=0.15m处的切线。质量为m=1×10﹣4kg、带电量为q=﹢1.6×10﹣10C的小物体处于x=0.15m处由静止释放后开始运动。小物体运动过程中能量守恒,取g=10m/s2。
(1)分析判断小物体的运动方向;
(2)已知图线上任意一点切线斜率的大小即为该点处的电场强度大小,求小物体开始运动时的加速度大小;
(3)求物体从x=0.15m处运动到x=0.20m处电场力做的功,及x=0.20m处物体的速度大小;
(4)水平面粗糙,且小滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,试分析说明小物体的运动情况。
【答案】(1)物体沿x轴正方向运动;(2)2.4m/s2;(3)8×10﹣6J,0.4m/s;(4)见解析
【解析】
【详解】(1)沿电场线方向电势降低,因此电场强度方向沿x轴正方向,即物体受到的电场力方向沿x轴正方向,所以,物体沿x轴正方向运动。
(2)由题意,x=0.15m处电场强度
E=1.5×106V/m
物体所受电场力
F=Eq=2.4×10﹣4N
据牛顿第二定律可得
Eq=ma
解得
a=2.4m/s2
(3)从x=0.15m处运动到x=0.20m处,电场力做的功为
据动能定理可得
解得
v=0.4m/s
(4)由题意可知
f=μmg=2×10﹣4N
电场力F>f,小物体沿x轴正方向加速运动;运动过程中,F逐渐减小,物体加速度减小,当F<f后,物体开始减速运动,最终保持静止。
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