内容正文:
高二上学期12月考试物理试题
考试范围:必修三,选择性必修一
一、单选题(21分)
1. 关于静电场,下列结论普遍成立的是( )
A. 电场强度为零的地方,电势也为零
B. 电场强度的方向与等势面处处垂直
C. 随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低
D. 任一点的电场强度总是指向该点电势升高的方向
【答案】B
【解析】
【详解】A.电场强度处处为零的地方,电势不一定为零,电场强度与电势无关,电势的零点是人为选取的,故A错误;
B.在等势面上移动电荷不做功,电场强度的方向与等电势面处处垂直,故B正确;
C.电场强度的大小逐渐减小,说明电场线逐渐变疏,但电场线的方向不能确定,所以电势不一定降低,故C错误;
D.沿电场强度的方向,电势一定降低,电场强度总是指向该点电势降落最快的方向,故D错误。
故选B。
2. 正检验电荷q在电场中以初速度v0由P点向Q点做减速运动,且运动的加速度值越来越小(重力不计),则可以确定它所处的电场可能是如图中的( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】正检验电荷q在电场中以初速度v0由P点向Q点做减速运动,且运动的加速度值越来越小,即可以知道正电荷受力方向与运动方向相反,所以受到了Q指向P的力,由于加速度越来越小,所以电场强度越来越小,所以由P点向Q点电场线变得越来越稀疏,故C正确;ABD错误;故选C
3. 关于教科书中出现的以下四张图片,下列说法正确的是( )
A. 图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化,是由于共振引起的
B. 图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹,是由于光的衍射产生的
C. 图3所示泊松亮斑现象是由于光的偏振产生的
D. 图4所示水中的气泡看上去特别明亮,是由于光的全反射引起的
【答案】D
【解析】
【详解】A.图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化,是由于多普勒效应引起的,故A错误;
B.图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹,是由于光的干涉产生的,故B错误;
C.图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的,故C错误;
D.图4所示水中的气泡看上去特别明亮,是由于光的全反射引起的,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,在水平光滑地面放置两质量相等的物块A、B,之间用轻质弹簧栓接,初始时弹簧处于原长,物块B静止,现使物块A获得向右速度v,此后AB开始运动,不计一切阻力,则在运动过程中表述不正确的是( )
A. A、B和弹簧组成的系统机械能守恒
B. A、B组成的系统动量守恒
C. 经过足够长时间后,AB均以0.5v的速度向前匀速运动
D. 运动过程中B的最大速度为v
【答案】C
【解析】
【详解】A.A、B和弹簧组成的系统内只有弹力做功,所以机械能守恒,故A正确;
B.A、B组成的系统所受合外力为零,所以动量守恒,故B正确;
CD.A获得初速度v后开始压缩弹簧并做减速运动,B由静止开始加速运动,当A、B达到共同速度v1时,弹簧最短,根据动量守恒定律有
解得
此时由于弹簧对B的弹力水平向右,对A的弹力水平向左,所以B将继续加速,而A将继续减速,当弹簧恢复原长时,B达到最大速度,根据动量守恒和能量守恒可推知此时B的速度为v,而A的速度为零(即二者交换了速度),此后弹簧开始被拉伸,B将做减速运动,而A做加速运动,同理可知当A、B达到共同速度0.5v时,弹簧最长,此后B继续做减速运动,A继续做加速运动,直至弹簧恢复原长时,A的速度到达v,而B的速度减为零,即又回到了题干描述的初始状态,之后系统继续周期性地重复上述运动过程,故C错误,故D正确。
本题选不正确的,故选C。
5. 一束粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方,如图所示,此时小磁针S极向纸内偏转,这一束粒子可能是( )
A. 向右飞行的正离子束 B. 向左飞行的正离子束
C. 向右飞行的氢离子束 D. 向左飞行的电子束
【答案】B
【解析】
【详解】AC.向右飞行的正离子束和氢离子束形成的电流方向向右,根据安培定则可知,正离子在下方产生的磁场方向向里,则N极转向里,S极转向外,不符合题意。故A错误。
B.向左飞行的正离子束形成的电流方向向左,根据安培定则可知,离子在下方产生的磁场方向向外,则N极转向外,S极转向里,符合题意。故B正确。
D.向左飞行的电离子束形成的电流方向向右,根据安培定则可知,离子在下方产生的磁场方向向里,则N极转向里,S极转向外,不符合题意。故D错误。
故选B。
6. 电路如图所示,电源内阻为r,L1、L2、L3为相同规格小灯泡,阻值都大于r,当可变电阻R的滑片向右滑动时( )
A. 小灯泡L1比L2亮,L2比L3亮
B. 灯泡L1、L2都变亮
C. 灯泡L3变亮
D. 电源的输出功率和效率都变大
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.当可变电阻R的滑片向右滑动时,R阻值变大,则总电阻变大,总电流减小,L1灯泡变暗,并联支路的电压变大,则L3灯泡变亮,则L3灯泡电流变大,则L2灯泡电流变小,即L2灯泡变暗;通过L1小灯泡的电流大于L2的电流,则L1小灯泡比L2亮,L3两端电压大于L2,因此L2比L3暗,故AB错误,C正确;
D.由题,灯泡电阻大于电源内阻,当变阻器R的滑片P向右移动时,外电路总电阻变大,则知电源输出功率减小。电源的效率
外电阻变大,η变大,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,光滑圆弧曲面固定在支架上,水平,B为切点,圆弧半径为R,且圆弧所对的圆心角为60°,空间存在水平方向匀强电场E(图中未画出,大小未知)。点电荷固定在圆心处,一个质量为m带电量为的小球可以静止在圆弧的中点D,现在将小球从A点静止释放,能沿圆弧轨道运动,则( )
A. 电场方向水平向右,
B. 电场方向水平向左,
C. 小球运动到D点速度最大,
D. 小球运动到B点速度最大,
【答案】C
【解析】
【详解】AB.因为带负电的小球可以静止在圆弧AB的中点D,可知小球受匀强电场的电场力水平向右,则匀强电场水平向左,由平衡知识可知
解得
故AB错误;
CD. 因小球在D点时受合力为零,加速度为零,则小球运动到D点速度最大,由动能定理
解得:
选项C正确,D错误。
故选C。
二、多选题(15分)
8. 如图,在竖直向上的匀强电场中,A球位于B球的正上方,质量相等的两个小球以相同初速度水平抛出,它们最后落在水平面上同一点,其中只有一个小球带电,不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A. 如果A球带电,则A球一定带正电
B. 如果A球带电,则A球的电势能一定增加
C. 如果B球带电,则B球一定带正电
D. 如果B球带电,则B球的电势能一定增加
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】两个小球以相同初速度水平抛出,它们最后落在水平面上同一点,根据公式有
可知两球下落时间相同,两小球下落高度不同,根据公式
可知A球的加速度大于B球加速度,故若A球带电,必定带负电,受到向下的电场力作用,电场力做正功,电势能减小。若B球带电,必定带正电,受到向上的电场力作用,电场力做负功,电势能增加。
故选CD。
9. 如图甲所示是个单摆振动的情形,是它的平衡位置,是摆球所能到达的最远位置。设摆球向右方向为正方向,如图乙所示是这个单摆的振动图像。已知当地的重力加速度大小,取,下列说法中正确的是( )
A. 单摆的振幅是,振动的频率是
B. 振动的表达式为
C. 时摆球在点
D. 单摆的摆长为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据图乙所示单摆得振动图像可知,该单摆的振幅、频率分别为
,
故A错误;
B.根据单摆的振动表达式
其中
代入可得
故B错误;
C.根据题意,摆球向右方向为正方向,而为,因此可知,时摆球在点,故C正确;
D.设该单摆的摆长为,根据单摆的周期公式
代入数据可得
故D正确。
故选CD。
10. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为和的同心金属半球面A和B构成,分别是电势为的等势面,其过球心的截面如图所示。一束电荷量为、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板N。其中动能为的电子沿电势为的等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间,到达N板左、右边缘处的电子,经过偏转电场前、后的动能改变量分别为和。若电场的边缘效应,电子之间的相互影响,均可忽略。下列判断正确的是( )
A. 偏转器内的电场是匀强电场
B. 等势面C处的电场强度大小为
C. 到达N板左、右边缘处的电子,其中左边缘处的电势能大
D.
【答案】BD
【解析】
【详解】A.匀强电场的特点是大小处处相等,方向相同。故A错误;
B.电子做匀速圆周运动的向心力由电场力提供,由题意可知
解得
故B正确;
C.从左侧边缘出来的电子,电场力做正功,从右侧边缘出来的电子,电场力做负功。故C错误;
D.从左侧边缘出来的电子所处区域的电场线密集,平均电场强度大,平均电场力做功多。故D正确。
故选BD。
三、实验题(20分)
11. 某同学用如图所示装置验证动量守恒定律。在上方沿斜面向下推一下滑块A,滑块A匀速通过光电门甲,与静止在两光电门间的滑块B相碰,碰后滑块AB先后通过光电门乙,采集相关数据进行验证。(最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力)
(1)下列所列物理量哪些是必须测量的_________
A.滑块A的质量,滑块B的质量
B.遮光片的宽度d(滑块A与滑块B上遮光片遮光片宽度相等)
C.本地的重力加速度g
D.滑块AB与长木板间的摩擦因数
E.滑块A、B上遮光片通过光电门的时间
(2)滑块A、B与斜面间的摩擦因数、,质量、,要完成本实验,它们需要满足的条件是_______。
A.,B.,C.,D.,
(3)实验时,要先调节斜面的倾角,应该如何调节_______________。
(4)若光电门甲的读数为,光电门乙先后的读数为,,用题目中给定的物理量符号写出动量守恒的表达式____________。
【答案】 ①. AE ②. C ③. 滑块下滑通过两光电门所用时间相等 ④. (或)
【解析】
【详解】(1)[1]本实验中要验证两滑块碰撞前后动量是否守恒,需要验证
故选项AE正确。
(2)由于滑块A匀速通过光电门甲,则有
要通过光电门验证两滑块碰撞前后动量是否守恒,需要滑块B也满足
即
所以有
又因为碰撞后两滑块先后通过光电门乙,所以A的质量大于B的质量,故C正确。
(3)[3]实验过程要求两滑块匀速运动,所以调整斜面的倾角,当滑块下滑通过两光电门所用时间相等时,表示滑块在斜面上做匀速运动。
(4)[4]由第(1)问解析可得两滑块碰撞前后动量守恒的表达式为
12. 某实验小组同学想测量一个约几欧姆电阻的阻值,实验室提供的器材:
A.电池组 (电动势为3V)
B.电压表 V1(量程为0~3V,内阻约3kΩ)
C.电压表 V2(量程为0~15V,内阻约15kΩ)
D.电流表 A1(量程为0~0.6A,内阻约0.1Ω)
E.电流表 A2(量程为0~0.1A,内阻约3Ω)
F.滑动变阻器 R (0~1Ω,额定电流2A)
G.开关、导线若干
(1)为了减小实验误差,电压表应选___________ ,电流表应选___________ (填写所选器材
前的序号)。
(2)要使得测量误差最小,他们测量是采用下列哪种接法______。
A. B.
C. D.
(3)请根据所选的电路图,以笔画线代替导线将实物图补充完整。 ( )
(4)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,根据测得的多组数据在坐标纸上建立U、I坐标系,描绘出U-I图线,则待测电阻的阻值为 ___________Ω (结果保留2位有效数 字),测量结果与真实结果相比___________ (填 “偏大”、“偏小”或 “无误差”)。
【答案】 ①. B ②. D ③. C ④. ⑤. 5.4##5.5##5.6 ⑥. 偏小
【解析】
【详解】(1)[1]电池电动势是3V,为了减小实验误差,测量精确电压表选电压表 V1,故选B。
[2]通过被测电阻的电流约为
电流表A2量程为0~0.1A,量程太小,故选电流表 A1量程为0~0.6A,故选D。
(2)[3] 滑动变阻器最大阻值为,比较小,所以为了减小误差应该选择分压式接法;由
所以应该将电流表外接。
故选C。
(3)[4]根据所选的电路图,实物图如图
(4)[5]根据U-I图线,则待测电阻的阻值为
[6]由于电压表的分流,电流表所测电流偏大,所以待测电阻的测量值偏小。
四、解答题(4分)
13. 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为60 kg的运动员,从离水平网面3.2 m高处自由落下,触网后沿竖直方向蹦回到离水平网面1.8 m高处.已知运动员与网接触的时间为1.4 s. (取g=10 m/s2)试求(1)运动员第一次接触网时的瞬时速度大小.(2)网对运动员的平均冲击力.
【答案】(1)8m/s(2) F=1200N方向:向上
【解析】
【详解】(1)
(2)离网时的速度
由动量定理,取向上为正方向
F=1200N方向:向上
14. 如图所示,由某种透明物质制成的直角三棱镜,,长为,且在外表面镀有水银,一束与面成角的光线从边的中点D射入棱镜,已知棱镜对该光的折射率,求光线从面射出棱镜的位置与C点的距离。
【答案】
【解析】
【详解】光路图如图
光线在D点发生折射时,由折射定律可知
可得
r=30°
由几何关系可知,光线在AB面的入射角等于30°,所以光线在AB面发生反射后,垂直AC面射出棱镜,射出点到C点的距离
15. 如图所示,水平直轨道AC的长度为L=8m,AC中点B正上方有一探测器,C处有一竖直挡板D.现使物块Pl沿轨道向右以速度Vl与静止在A处的物块P2正碰,碰撞后,P1与P2粘成组合体P.以Pl、P2碰撞时刻为计时零点,探测器只在t1=2s至t2=4s内工作.已知物块Pl、P2的质量均力m=1kg,Pl、P2和P均视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2.
(1)若v1=8m/s,P恰好不与挡板发生碰撞,求P与轨道AC间的动摩擦因数;
(2)若P与挡板发生弹性碰撞后,并能在探测器工作时间内通过B点,求V1的取值范围;
(3)在满足(2)的条件下,求P向左经过A点时的最大动能.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【详解】(1)设Pl、P2碰撞后,P的速度为v,根据动量守恒:mv1=2mv
解得:v=4 m/s
P恰好不与挡板发生碰撞,即P到达C点速度恰好减为零
根据动能定理:
代入解得:
(2)由于P与挡板的碰撞为弹性碰撞,P在AC间等效为匀减速运动,设P的加速度大小为a.
根据牛顿第二定律:μ2mg=2ma
P返回经B点,根据匀变速直线运动的规律:
由题意知,物块P在2~4s内经过B点,代入数据解得
再结合mv1=2mv
得
(3)设P向左经过A点时的速度为v2,由速度位移公式:
联立解得P向左经过A点的最大动能为:J
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高二上学期12月考试物理试题
考试范围:必修三,选择性必修一
一、单选题(21分)
1. 关于静电场,下列结论普遍成立的是( )
A. 电场强度为零的地方,电势也为零
B. 电场强度的方向与等势面处处垂直
C. 随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低
D. 任一点的电场强度总是指向该点电势升高的方向
2. 正检验电荷q在电场中以初速度v0由P点向Q点做减速运动,且运动的加速度值越来越小(重力不计),则可以确定它所处的电场可能是如图中的( )
A. B. C. D.
3. 关于教科书中出现的以下四张图片,下列说法正确的是( )
A. 图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化,是由于共振引起的
B. 图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹,是由于光的衍射产生的
C. 图3所示泊松亮斑现象是由于光的偏振产生的
D. 图4所示水中的气泡看上去特别明亮,是由于光的全反射引起的
4. 如图所示,在水平光滑地面放置两质量相等的物块A、B,之间用轻质弹簧栓接,初始时弹簧处于原长,物块B静止,现使物块A获得向右速度v,此后AB开始运动,不计一切阻力,则在运动过程中表述不正确的是( )
A. A、B和弹簧组成的系统机械能守恒
B. A、B组成的系统动量守恒
C. 经过足够长时间后,AB均以0.5v的速度向前匀速运动
D. 运动过程中B的最大速度为v
5. 一束粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方,如图所示,此时小磁针S极向纸内偏转,这一束粒子可能是( )
A. 向右飞行的正离子束 B. 向左飞行的正离子束
C. 向右飞行的氢离子束 D. 向左飞行的电子束
6. 电路如图所示,电源内阻为r,L1、L2、L3为相同规格小灯泡,阻值都大于r,当可变电阻R的滑片向右滑动时( )
A. 小灯泡L1比L2亮,L2比L3亮
B. 灯泡L1、L2都变亮
C. 灯泡L3变亮
D. 电源的输出功率和效率都变大
7. 如图所示,光滑圆弧曲面固定在支架上,水平,B为切点,圆弧半径为R,且圆弧所对的圆心角为60°,空间存在水平方向匀强电场E(图中未画出,大小未知)。点电荷固定在圆心处,一个质量为m带电量为的小球可以静止在圆弧的中点D,现在将小球从A点静止释放,能沿圆弧轨道运动,则( )
A. 电场方向水平向右,
B. 电场方向水平向左,
C. 小球运动到D点速度最大,
D. 小球运动到B点速度最大,
二、多选题(15分)
8. 如图,在竖直向上的匀强电场中,A球位于B球的正上方,质量相等的两个小球以相同初速度水平抛出,它们最后落在水平面上同一点,其中只有一个小球带电,不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A. 如果A球带电,则A球一定带正电
B. 如果A球带电,则A球的电势能一定增加
C. 如果B球带电,则B球一定带正电
D. 如果B球带电,则B球的电势能一定增加
9. 如图甲所示是个单摆振动的情形,是它的平衡位置,是摆球所能到达的最远位置。设摆球向右方向为正方向,如图乙所示是这个单摆的振动图像。已知当地的重力加速度大小,取,下列说法中正确的是( )
A. 单摆的振幅是,振动的频率是
B. 振动的表达式为
C. 时摆球在点
D. 单摆的摆长为
10. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为和的同心金属半球面A和B构成,分别是电势为的等势面,其过球心的截面如图所示。一束电荷量为、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板N。其中动能为的电子沿电势为的等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间,到达N板左、右边缘处的电子,经过偏转电场前、后的动能改变量分别为和。若电场的边缘效应,电子之间的相互影响,均可忽略。下列判断正确的是( )
A. 偏转器内的电场是匀强电场
B. 等势面C处的电场强度大小为
C. 到达N板左、右边缘处的电子,其中左边缘处的电势能大
D.
三、实验题(20分)
11. 某同学用如图所示装置验证动量守恒定律。在上方沿斜面向下推一下滑块A,滑块A匀速通过光电门甲,与静止在两光电门间的滑块B相碰,碰后滑块AB先后通过光电门乙,采集相关数据进行验证。(最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力)
(1)下列所列物理量哪些是必须测量的_________
A.滑块A的质量,滑块B的质量
B.遮光片的宽度d(滑块A与滑块B上遮光片遮光片宽度相等)
C.本地的重力加速度g
D.滑块AB与长木板间的摩擦因数
E.滑块A、B上遮光片通过光电门的时间
(2)滑块A、B与斜面间的摩擦因数、,质量、,要完成本实验,它们需要满足的条件是_______。
A.,B.,C.,D.,
(3)实验时,要先调节斜面的倾角,应该如何调节_______________。
(4)若光电门甲的读数为,光电门乙先后的读数为,,用题目中给定的物理量符号写出动量守恒的表达式____________。
12. 某实验小组同学想测量一个约几欧姆电阻的阻值,实验室提供的器材:
A.电池组 (电动势为3V)
B.电压表 V1(量程为0~3V,内阻约3kΩ)
C.电压表 V2(量程为0~15V,内阻约15kΩ)
D.电流表 A1(量程为0~0.6A,内阻约0.1Ω)
E.电流表 A2(量程为0~0.1A,内阻约3Ω)
F.滑动变阻器 R (0~1Ω,额定电流2A)
G.开关、导线若干
(1)为了减小实验误差,电压表应选___________ ,电流表应选___________ (填写所选器材
前的序号)。
(2)要使得测量误差最小,他们测量是采用下列哪种接法______。
A. B.
C. D.
(3)请根据所选的电路图,以笔画线代替导线将实物图补充完整。 ( )
(4)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,根据测得的多组数据在坐标纸上建立U、I坐标系,描绘出U-I图线,则待测电阻的阻值为 ___________Ω (结果保留2位有效数 字),测量结果与真实结果相比___________ (填 “偏大”、“偏小”或 “无误差”)。
四、解答题(4分)
13. 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为60 kg的运动员,从离水平网面3.2 m高处自由落下,触网后沿竖直方向蹦回到离水平网面1.8 m高处.已知运动员与网接触的时间为1.4 s. (取g=10 m/s2)试求(1)运动员第一次接触网时的瞬时速度大小.(2)网对运动员的平均冲击力.
14. 如图所示,由某种透明物质制成的直角三棱镜,,长为,且在外表面镀有水银,一束与面成角的光线从边的中点D射入棱镜,已知棱镜对该光的折射率,求光线从面射出棱镜的位置与C点的距离。
15. 如图所示,水平直轨道AC的长度为L=8m,AC中点B正上方有一探测器,C处有一竖直挡板D.现使物块Pl沿轨道向右以速度Vl与静止在A处的物块P2正碰,碰撞后,P1与P2粘成组合体P.以Pl、P2碰撞时刻为计时零点,探测器只在t1=2s至t2=4s内工作.已知物块Pl、P2的质量均力m=1kg,Pl、P2和P均视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2.
(1)若v1=8m/s,P恰好不与挡板发生碰撞,求P与轨道AC间的动摩擦因数;
(2)若P与挡板发生弹性碰撞后,并能在探测器工作时间内通过B点,求V1的取值范围;
(3)在满足(2)的条件下,求P向左经过A点时的最大动能.
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