内容正文:
高二物理
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示,倾角为α足够长的光滑斜面体固定在水平面上,一质量为m的滑块从斜面底端A点以一定的速度冲上斜面,经时间t减速到0.已知重力加速度为g,滑块可视为质点,则滑块上滑过程( )
A. 重力的冲量大小为
B. 重力的冲量大小为
C. 支持力的冲量大小为
D. 支持力的冲量为0
2. 如图所示,固定斜面体的倾角为θ,斜面上有一长为L的水平通电直导线,电流方向垂直纸面向里,整个空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。当通电直导线中的电流为I时,导线与斜面间刚好无摩擦力,导线的重力不可忽略,则此时斜面对导线的弹力大小为( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,理想变压器的原线圈与交变电源相连,两个副线圈分别与两个定值电阻相连,当变压器原线圈电压为时,原线圈电流为,此时两个副线圈的电压、电流分别为、和、,以下关系正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 某同学在一电梯中测单摆的周期,当电梯匀速上升时,测得单摆的周期为。已知重力加速度为,当电梯以加速度匀加速上升时,测得单摆的周期为( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,一列简谐横波沿x轴传播,经过6.5s,波形由实线变为虚线,处的质点在此时间内运动的路程为9cm,则这列波的传播速度为( )
A. 3m/s B. 4m/s C. D.
6. 如图所示,、两个闭合圆线圈固定在磁场中,磁场方向垂直于两线圈所在平面,两个闭合线圈材料、粗细、匝数均相同,线圈半径为线圈半径的2倍。当磁场的磁感应强度发生变化时,线圈、上的电功率之比为( )
A. B.
C. D.
7. 如图1所示,一列简谐横波沿轴传播,在轴上有两点,,从点起振后一个周期内的某时刻开始计时,平衡位置在处质点的振动图像分别如图2、3所示。由此可知( )
A. 处质点起振的方向沿轴负方向
B. 开始计时时点已振动了
C. 该简谐横波的波速为
D. 该简谐波的波长为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,四个电荷量大小均为的点电荷固定在正方形的四个顶点上,坐标原点为正方形中心,坐标轴、分别与正方形的边平行。规定无穷远处电势为0,在正方形范围内,以下说法正确的是( )
A. 轴与轴上任意一点电势均为零
B. 除点外,轴上任意一点场强方向均与轴垂直
C. 正方形内任意一点电势均为零
D. 轴上任意一点场强大小都相等
9. 如图所示,一根足够长圆柱形玻璃棒的折射率为,一束光线由真空从玻璃棒一端的中心射入,当光线在玻璃棒内向前传播时无光线从玻璃棒侧面射出。为入射光线与玻璃棒中轴线的夹角,以下可能正确的是( )
A. B. C. D.
10. 一个做简谐运动的弹簧振子,当振子位于最大位移处时开始计时,经过时间运动了的距离,在接下来的时间内又运动了的距离,在该时间内速度方向不变。关于该简谐运动,下列说法正确的是( )
A. 振幅是
B. 振幅是
C. 周期是
D. 周期是
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 利用双缝干涉测量光的波长实验装置如图所示。
(1)滤光片的作用是___________。
(2)当使用红色滤光片时,测得相邻亮条纹间距为,当使用蓝色滤光片时,测得相邻亮条纹间距为,则___________(填“>”“=”或“<”),若双缝之间的距离为,屏到双缝的距离为,则被测光的波长与相邻亮条纹间距之间的关系为___________。
12. 一实验小组要测量一只电压表的内阻,过程如下。
(1)用多用电表粗测电压表内阻,主要步骤有
①把多用电表选择开关置于欧姆挡某位置,然后红黑两只表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指向表盘“0Ω”位置;
②已知被测电压表的红色接线柱为“+”、黑色接线柱为“-”,欧姆表与电压表连接时,正确的做法是______;
A.红表笔接红接线柱、黑表笔接黑接线柱
B.红表笔接黑接线柱、黑表笔接红接线柱
③当选用“×10”倍率时,发现指针位置过于靠左,如图1中的虚线所示。同学们认为是倍率选择不合适造成的,于是决定更换倍率,更换倍率后再次测量前重新欧姆调零;
④更换倍率后指针位置如图1中实线所示,这次选用的倍率为______(填“×1”或“×100”),电压表内阻的测量值为______。
(2)同学们利用身边的实验器材,设计了如图2所示的测量电路,图2中电压表甲为被测电压表,电压表乙为标准电压表,定值电阻阻值为。
①请在图3虚线框中把实验电路图补充完整,并在两电压表旁标明甲、乙______;
②电路连接好之后,闭合开关,当滑动变阻器滑片位于某一位置时,电压表甲、乙的读数分别为和,则被测电压表内阻测量值的表达式为______。
13. 如图所示,图中阴影部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面,为一半径为的圆弧,为圆弧的圆心,构成正方形,在处有一光源。从处发射的一束光线照射到边并射出,入射光线与边的夹角为,光线在边的折射角为。不考虑多次反射,真空中光速为,求:
(1)该种材料的折射率;
(2)光从点到边的传播时间。
14. 如图所示,质量为1kg的长木板A放在光滑水平面上,质量为3kg的滑块B静置在长木板上,B与长木板左端的距离为2.25m,质量为2kg的滑块C放在长木板左侧光滑水平台阶边缘处,木板上表面与台阶相平,滑块B、C与长木板上表面之间的动摩擦因数均为0.1,重力加速度取。某时刻给滑块C一个大小为3m/s水平向右的初速度,B、C均可视为质点,求:
(1)经过多长时间滑块C与B发生碰撞;
(2)若滑块C、B碰撞后粘在一起,滑块B未从木板A上滑下,木板A的最小长度是多少。
15. 如图所示,在竖直面内的直角坐标系中,存在沿轴正方向的匀强电场,场强大小为;轴上方和下方均存在方向垂直平面向里的匀强磁场,下方匀强磁场的磁感应强度大小为。虚线与轴平行,一带正电的微粒从轴上的点沿轴正方向射入磁场中,第一次进入轴上方时经过轴上的点,速度与轴正方向的夹角为锐角,,为重力加速度。已知微粒在轴下方、上方均做匀速圆周运动,且微粒在轴下方磁场中所受洛伦兹力等于自身重力。
(1)求微粒的初速度大小;
(2)求点与原点的距离;
(3)在第四象限虚线上有一点(未画出),,求当轴上方磁场的磁感应强度大小为多少时,微粒从到的时间最短。
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高二物理
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示,倾角为α足够长的光滑斜面体固定在水平面上,一质量为m的滑块从斜面底端A点以一定的速度冲上斜面,经时间t减速到0.已知重力加速度为g,滑块可视为质点,则滑块上滑过程( )
A. 重力的冲量大小为
B. 重力的冲量大小为
C. 支持力的冲量大小为
D. 支持力的冲量为0
【答案】C
【解析】
【详解】由冲量的定义可知,重力的冲量大小为
支持力的大小为
其冲量大小
故选C。
2. 如图所示,固定斜面体的倾角为θ,斜面上有一长为L的水平通电直导线,电流方向垂直纸面向里,整个空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。当通电直导线中的电流为I时,导线与斜面间刚好无摩擦力,导线的重力不可忽略,则此时斜面对导线的弹力大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题知,导线所受安培力水平向右,大小为
对导线受力分析,导线受到的支持力在水平方向的分力等于安培力,即
所以
故选A。
3. 如图所示,理想变压器的原线圈与交变电源相连,两个副线圈分别与两个定值电阻相连,当变压器原线圈电压为时,原线圈电流为,此时两个副线圈的电压、电流分别为、和、,以下关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】原线圈输入功率
副线圈功率、
由能量守恒
所以
故选D。
4. 某同学在一电梯中测单摆的周期,当电梯匀速上升时,测得单摆的周期为。已知重力加速度为,当电梯以加速度匀加速上升时,测得单摆的周期为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由单摆周期公式
当电梯以加速度匀加速上升时,处于超重状态,则
联立可得
故选A。
5. 如图所示,一列简谐横波沿x轴传播,经过6.5s,波形由实线变为虚线,处的质点在此时间内运动的路程为9cm,则这列波的传播速度为( )
A. 3m/s B. 4m/s C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题图可知波长
由题意,原点处的质点在6.5s时间内通过的路程为9cm,则有
其所对应的周期为,即
解得周期
则波速
故选C。
6. 如图所示,、两个闭合圆线圈固定在磁场中,磁场方向垂直于两线圈所在平面,两个闭合线圈材料、粗细、匝数均相同,线圈半径为线圈半径的2倍。当磁场的磁感应强度发生变化时,线圈、上的电功率之比为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】线圈半径,两线圈材料、粗细、匝数相同。磁场变化时,感应电动势
故
电阻 ,故
电功率,则
故选C。
7. 如图1所示,一列简谐横波沿轴传播,在轴上有两点,,从点起振后一个周期内的某时刻开始计时,平衡位置在处质点的振动图像分别如图2、3所示。由此可知( )
A. 处质点起振的方向沿轴负方向
B. 开始计时时点已振动了
C. 该简谐横波的波速为
D. 该简谐波的波长为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由2、3两图可知,点起振晚,波的传播方向沿轴正方向,图3可知处质点的起振方向沿轴正方向,因波动是传播的振动形式和能量,故点的起振方向沿轴正方向,故A错误;
B.一个周期内开始计时,说明在计时前点已振动了,故B错误;
CD.由时的振动可知间的距离
因为传播时间为小于一个周期,故
解得
该简谐横波的波速,故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,四个电荷量大小均为的点电荷固定在正方形的四个顶点上,坐标原点为正方形中心,坐标轴、分别与正方形的边平行。规定无穷远处电势为0,在正方形范围内,以下说法正确的是( )
A. 轴与轴上任意一点电势均为零
B. 除点外,轴上任意一点场强方向均与轴垂直
C. 正方形内任意一点电势均为零
D. 轴上任意一点场强大小都相等
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由于x轴是等量异种电荷连线的中垂线,所以x轴是电势为零的一条等势线,同理y轴也是电势为零的一条等势线,A正确;
B.电场强度与等势面垂直,B正确;
C.第二象限的+q与O点连线上的场强方向指向O,电势不为零,C错误;
D.若把一正的检验电荷放在原点O,该检验电荷所受到的四个库仑力的合力为零,但该检验电荷在x轴其他位置上,所受到的四个库仑力的合力不为零,D错误。
故选AB。
9. 如图所示,一根足够长圆柱形玻璃棒的折射率为,一束光线由真空从玻璃棒一端的中心射入,当光线在玻璃棒内向前传播时无光线从玻璃棒侧面射出。为入射光线与玻璃棒中轴线的夹角,以下可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【解析】
【详解】设发生全反射临界角为C,光路如图所示
则有
因为
得到
根据折射定律
得到
如果,就会发生全反射。
故选CD。
10. 一个做简谐运动的弹簧振子,当振子位于最大位移处时开始计时,经过时间运动了的距离,在接下来的时间内又运动了的距离,在该时间内速度方向不变。关于该简谐运动,下列说法正确的是( )
A. 振幅是
B. 振幅是
C. 周期是
D. 周期是
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由于从最大位移开始,简谐运动的振动方程为
根据题意在时间t内有
在t到2t时间,由题意有
解得
又因为
解得,故A错误,B正确;
CD.由上述分析可知
所以
又因为
解得,故C错误,D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 利用双缝干涉测量光的波长实验装置如图所示。
(1)滤光片的作用是___________。
(2)当使用红色滤光片时,测得相邻亮条纹间距为,当使用蓝色滤光片时,测得相邻亮条纹间距为,则___________(填“>”“=”或“<”),若双缝之间的距离为,屏到双缝的距离为,则被测光的波长与相邻亮条纹间距之间的关系为___________。
【答案】(1)获得单色光
(2) ①. > ②.
【解析】
【小问1详解】
光源发出的自然光是多种频率的复合光,通过滤光片可得到单色光。
【小问2详解】
[1][2]双缝干涉图样的相邻两亮条纹间距公式
可得
由于红光波长大于蓝光波长,所以。
12. 一实验小组要测量一只电压表的内阻,过程如下。
(1)用多用电表粗测电压表内阻,主要步骤有
①把多用电表选择开关置于欧姆挡某位置,然后红黑两只表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指向表盘“0Ω”位置;
②已知被测电压表的红色接线柱为“+”、黑色接线柱为“-”,欧姆表与电压表连接时,正确的做法是______;
A.红表笔接红接线柱、黑表笔接黑接线柱
B.红表笔接黑接线柱、黑表笔接红接线柱
③当选用“×10”倍率时,发现指针位置过于靠左,如图1中的虚线所示。同学们认为是倍率选择不合适造成的,于是决定更换倍率,更换倍率后再次测量前重新欧姆调零;
④更换倍率后指针位置如图1中实线所示,这次选用的倍率为______(填“×1”或“×100”),电压表内阻的测量值为______。
(2)同学们利用身边的实验器材,设计了如图2所示的测量电路,图2中电压表甲为被测电压表,电压表乙为标准电压表,定值电阻阻值为。
①请在图3虚线框中把实验电路图补充完整,并在两电压表旁标明甲、乙______;
②电路连接好之后,闭合开关,当滑动变阻器滑片位于某一位置时,电压表甲、乙的读数分别为和,则被测电压表内阻测量值的表达式为______。
【答案】(1) ①. B ②. ×100 ③. 1600
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
②[1]欧姆表红表笔电势低于黑表笔,故红、黑表笔要分别与电压表的负极、正极相连;
故选B。
④[2][3]由题图1中的虚线可知,待测电压表的内阻约为1500,则为使指针指在中央刻度线附近,应将选择开关旋转到欧姆挡“×100”位置,由题图1中实线可知,该电压表内阻为
【小问2详解】
①[1]电压表乙用来测量定值电阻与电压表甲串联电路两端的电压,因此完整的电路图如图所示
②[2]通过待测电压表的电流大小与通过定值电阻的电流大小相同,根据欧姆定律和串联电路分压规律有
得待测电压表的阻值为
13. 如图所示,图中阴影部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面,为一半径为的圆弧,为圆弧的圆心,构成正方形,在处有一光源。从处发射的一束光线照射到边并射出,入射光线与边的夹角为,光线在边的折射角为。不考虑多次反射,真空中光速为,求:
(1)该种材料的折射率;
(2)光从点到边的传播时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
光在面不发生折射,故在边的入射角
由折射定律有
【小问2详解】
光从点到的时间
光从到边的路程
光在该种材料中的传播速度
光从到边的时间
联立可得光从点到边的时间
14. 如图所示,质量为1kg的长木板A放在光滑水平面上,质量为3kg的滑块B静置在长木板上,B与长木板左端的距离为2.25m,质量为2kg的滑块C放在长木板左侧光滑水平台阶边缘处,木板上表面与台阶相平,滑块B、C与长木板上表面之间的动摩擦因数均为0.1,重力加速度取。某时刻给滑块C一个大小为3m/s水平向右的初速度,B、C均可视为质点,求:
(1)经过多长时间滑块C与B发生碰撞;
(2)若滑块C、B碰撞后粘在一起,滑块B未从木板A上滑下,木板A的最小长度是多少。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
滑块C滑上木板后,滑块C的加速度为
滑块B和木板A整体加速度为
根据运动学公式,有
代入数据,并化简
解得
【小问2详解】
B、C碰撞前瞬间的速度,
B、C碰撞过程,由动量守恒定律有
解得
到最终匀速运动过程,由动量守恒定律
解得
从B、C碰撞到最终匀速运动过程,设B相对A运动的位移为,由能量守恒定律得
解得
故木板A的最小长度
15. 如图所示,在竖直面内的直角坐标系中,存在沿轴正方向的匀强电场,场强大小为;轴上方和下方均存在方向垂直平面向里的匀强磁场,下方匀强磁场的磁感应强度大小为。虚线与轴平行,一带正电的微粒从轴上的点沿轴正方向射入磁场中,第一次进入轴上方时经过轴上的点,速度与轴正方向的夹角为锐角,,为重力加速度。已知微粒在轴下方、上方均做匀速圆周运动,且微粒在轴下方磁场中所受洛伦兹力等于自身重力。
(1)求微粒的初速度大小;
(2)求点与原点的距离;
(3)在第四象限虚线上有一点(未画出),,求当轴上方磁场的磁感应强度大小为多少时,微粒从到的时间最短。
【答案】(1)
(2)
(3)B
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,粒子受到重力、洛伦兹力和静电力做匀速圆周运动,可以判断粒子受到的静电力与重力平衡,则
微粒在x轴下方磁场中所受洛伦兹力等于自身重力,即
解得
【小问2详解】
在x轴下方微粒做匀速圆周运动,圆周运动轨迹如图所示
洛伦兹力提供向心力
解得微粒运动的轨道半径
根据圆周运动轨迹,由几何关系得
代入数据解得
【小问3详解】
微粒运动轨迹如图所示
设微粒进入轴上方时速度与轴成角,由几何关系可得
解得
微粒从点出发,经、回到虚线上时,方向移动的距离
因此,微粒每次从虚线再回到虚线,方向移动的距离
根据题意
设,则,当时,从到运动时间最短,设轴上方磁场中运动的轨道半径为,
解得
因为
解得B
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