内容正文:
2025年秋学期高二年级期中考试
高二物理试卷
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. 2022年3月23日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,航天员太空授课的画面(如图)通过电磁波传输到地面接收站。下列有关电磁波的说法正确的是( )
A. 电磁波是一种理想化的模型 B. 电磁波是电场或者磁场的传播
C. 可见光和无线电波都是电磁波 D. 电磁波不能独立于场源而存在
2. 如图所示,轻绳下悬挂一静止沙袋,一子弹水平射入并留在沙袋中,随沙袋一起摆动,不计空气阻力,在以上整个过程中,子弹和沙袋组成的系统( )
A. 动量不守恒,机械能守恒
B. 动量守恒,机械能不守恒
C. 动量和机械能均不守恒
D. 动量和机械能均守恒
3. 如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B.L形导线通以恒定电流I,放置在磁场中.已知ab边长为2l,与磁场方向垂直,bc边长为l,与磁场方向平行.该导线受到的安培力为( )
A. 0 B. BIl C. 2BIl D.
4. 如图是三根平行直导线的截面图,若它们的电流大小都相同,B、D中电流垂直纸面向里,C中电流垂直纸面向外.如果,则A点的磁感应强度的方向( )
A. 垂直纸面向外 B. 垂直纸面向里
C. 由A指向B D. 由A指向D
5. 如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁体的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,且ad边、bc边一直在同一水平面上,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,这个过程中线圈中的感应电流( )
A. 沿abcda流动
B. 沿dcbad流动
C. 先沿abcda流动,后沿dcbad流动
D. 先沿dcbad流动,后沿abcda流动
6. 如图甲所示为以O点为平衡位置,在A、B两点间运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图像,由图可知下列说法中正确的是( )
A. 在t=0.2s时,弹簧振子的加速度为正向最大
B. 在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的速度相同
C. 从t=0到t=0.2s时间内,弹簧振子做加速度增大的减速运动
D. 在t=0.6s时,弹簧振子有最小的位移
7. 电动机M的内阻和电阻R的阻值相等,将它们串联接入电路,闭合开关,电动机正常工作。则电路中的电压U、消耗的电功率P关系表达正确的是( )
A. UM>UR B. UM=UR
C. PM=PR D. PM<PR
8. 某激光器能发射波长为的激光,发射功率为,表示光速,为普朗克常量,则激光器时间内发射的光子数为( )
A. B. C. D.
9. 在用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验时,入射小球a的质量为m1,被碰小球b的质量为m2,小球的半径为r,各小球的落地点如图所示,下列关于这个实验的说法正确的是( )
A. 入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相同的小球
B. 让入射球与被碰球连续10次相碰,每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下
C. 要验证的表达式是
D. 要验证的表达式是
10. 如图所示为杂技表演“胸口碎大石”。当大石获得的速度较小时,下面的人感受到的震动就会较小,人的安全性就较强。若大石块的质量是铁锤的100倍,则撞击后大石块的速度可能为铁锤碰撞前速度的( )
A. B. C. D.
11. 太阳能电池在空间探测器上广泛应用。某太阳能电池在特定光照强度下工作电流I随路端电压U变化的图线如图中曲线①,输出功率P随路端电压U的变化图线如图中曲线②。图中给出了该电池断路电压U0和短路电流I0。当路端电压为U1时,工作电流为I1,且恰达到最大输出功率P1,则此时电池的内阻为( )
A. B.
C. D.
二、非选择题:本题共5小题,共56分.其中第12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,答案中必须写出数值和单位。
12. 在测量某电源电动势和内阻时,为了消除电表内阻造成的系统误差,某实验兴趣小组进行如下实验,可用器材有:电压表(量程,内阻约为电流表(量程滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。
(1)电表内阻的测量
测量电路如图甲所示,则闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至__________(填“A”或“B”)端,从电压表读数和电流表读数可得出__________(填“电压表”或“电流表”)内阻,如图乙所示,则电表内阻R=__________Ω(保留2位有效数字)。
(2)电动势和内阻的测量
测量电路如图丙所示,调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图丁所示的图像,由图可知待测干电池电动势和内阻,则__________Ω(保留1位小数)。考虑电表内阻影响,电动势的测量值__________(填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
13. 如图所示为电流天平,可用来测量匀强磁场的磁感应强度,天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,线圈匝数匝,水平边长为,线圈的下部处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面,当线圈中通有电流(方向如图)时,调节砝码使两臂达到平衡,然后使电流反向,大小不变,这时需要在左盘中增加质量为的砝码后,才能使两臂再达到新的平衡.试求:
(1)磁场的方向?
(2)磁感应强度是多少?
14. 人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着玩手机,若手机的质量为150g,从离人脸约20cm的高度无初速度掉落,砸到人脸后手机未反弹,人脸受到手机的冲击时间为0.1s,重力加速度,忽略空气阻力,求:
(1)手机砸到人脸前的瞬间动量大小;
(2)手机对人脸的平均冲力大小。
15. 如图所示电路中,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,定值电阻R1=3Ω,R2=6Ω,R3=6Ω,开关S闭合。
(1)若将A、B短接,则流过R3的电流是多少?
(2)若在A、B间连一个电容为的电容器,待电路稳定后,电容器的电荷量为多少?
(3)在第(2)问的情景下,断开开关S,则流过R3的电荷量为多少?
16. 如图所示,质量的小车静止在光滑水平面上,小车AB段是半径R=1m的光滑四分之一圆弧轨道,BC段是长L=2m的粗糙水平轨道,两段轨道相切于B点。一个质量可视为质点的滑块从小车上的A点由静止开始沿圆弧轨道下滑,然后滑入BC轨道,最后恰好停在C点。重力加速度求:
(1)滑块滑到圆弧轨道最低点B时,滑块的速度v₁的大小;
(2)滑块与BC轨道间的滑动摩擦因数μ;
(3)整个过程小车的位移x的大小。
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2025年秋学期高二年级期中考试
高二物理试卷
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. 2022年3月23日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,航天员太空授课的画面(如图)通过电磁波传输到地面接收站。下列有关电磁波的说法正确的是( )
A. 电磁波是一种理想化的模型 B. 电磁波是电场或者磁场的传播
C. 可见光和无线电波都是电磁波 D. 电磁波不能独立于场源而存在
【答案】C
【解析】
【详解】A.电磁波是客观存在的,不是一种理想化模型,A错误;
BD.电磁波是由于电场和磁场相互激发而产生的,所以电磁波可以短暂脱离场源而独立存在,当电磁场能量耗尽之后,电磁波才会消失,BD错误;
C.可见光和无线电波都是电磁波,C正确。
故选C。
2. 如图所示,轻绳下悬挂一静止沙袋,一子弹水平射入并留在沙袋中,随沙袋一起摆动,不计空气阻力,在以上整个过程中,子弹和沙袋组成的系统( )
A. 动量不守恒,机械能守恒
B. 动量守恒,机械能不守恒
C. 动量和机械能均不守恒
D. 动量和机械能均守恒
【答案】C
【解析】
【详解】子弹射入沙袋的过程,动量守恒,子弹与沙袋一起向右摆动过程中,系统的合外力不为零,动量不守恒,由于子弹射入沙袋过程中有阻力做功,所以机械能不守恒。
故选C。
3. 如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B.L形导线通以恒定电流I,放置在磁场中.已知ab边长为2l,与磁场方向垂直,bc边长为l,与磁场方向平行.该导线受到的安培力为( )
A. 0 B. BIl C. 2BIl D.
【答案】C
【解析】
【详解】因bc段与磁场方向平行,则不受安培力;ab段与磁场方向垂直,则受安培力为
Fab=BI∙2l=2BIl
则该导线受到的安培力为2BIl。
故选C。
4. 如图是三根平行直导线的截面图,若它们的电流大小都相同,B、D中电流垂直纸面向里,C中电流垂直纸面向外.如果,则A点的磁感应强度的方向( )
A. 垂直纸面向外 B. 垂直纸面向里
C. 由A指向B D. 由A指向D
【答案】C
【解析】
【详解】用右手螺旋定则判断通电直导线在A点上所产生的磁场方向,如图所示:
直导线B在A点产生磁场与直导线D在A点产生磁场方向相反,大小相等。则合磁场为零;而直导线C在A点产生磁场,方向从D指向B,即为沿纸面由A指向B,即A点磁感应强度的方向由A指向B。
故选C。
5. 如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁体的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,且ad边、bc边一直在同一水平面上,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,这个过程中线圈中的感应电流( )
A. 沿abcda流动
B. 沿dcbad流动
C. 先沿abcda流动,后沿dcbad流动
D. 先沿dcbad流动,后沿abcda流动
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,由条形磁铁的磁场分布情况可知,线圈在Ⅱ位置时穿过线圈的磁通量最少,线圈从Ⅰ位置到Ⅱ位置,穿过线圈自下而上的磁通量减少,由楞次定律可知,感应电流的磁场阻碍其减少,则在线圈中产生的感应电流的方向为abcda,线圈从Ⅱ位置到Ⅲ位置,穿过线圈自上而下的磁通量在增加,感应电流的磁场阻碍其增加,由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcda。
故选A。
6. 如图甲所示为以O点为平衡位置,在A、B两点间运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图像,由图可知下列说法中正确的是( )
A. 在t=0.2s时,弹簧振子的加速度为正向最大
B. 在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的速度相同
C. 从t=0到t=0.2s时间内,弹簧振子做加速度增大的减速运动
D. 在t=0.6s时,弹簧振子有最小的位移
【答案】C
【解析】
【详解】A.在t=0.2s时,弹簧振子的位移为正向最大,加速度为负向最大,故A错误;
B.在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的位移相同,说明弹簧振子在同一位置,速度大小相同,但是方向相反,故B错误;
C.从t=0到t=0.2s时间内,弹簧振子的位移增大,加速度增大,速度减小,所以弹簧振子做加速度增大的减速运动,故C正确;
D.在t=0.6s时,弹簧振子的位移为负方向最大,故D错误。
故选C。
7. 电动机M的内阻和电阻R的阻值相等,将它们串联接入电路,闭合开关,电动机正常工作。则电路中的电压U、消耗的电功率P关系表达正确的是( )
A. UM>UR B. UM=UR
C. PM=PR D. PM<PR
【答案】A
【解析】
【详解】AB.根据串联电路特点
因为电动机为非纯电阻电路,所以
对于电阻R,有
则
故A正确,B错误;
CD.电动机电功率
对于电阻R的功率
因为
所以
故CD错误。
故选A。
8. 某激光器能发射波长为的激光,发射功率为,表示光速,为普朗克常量,则激光器时间内发射的光子数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】每个光子的能量
t时间内发光的总能量为,则
故选A。
9. 在用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验时,入射小球a的质量为m1,被碰小球b的质量为m2,小球的半径为r,各小球的落地点如图所示,下列关于这个实验的说法正确的是( )
A. 入射球与被碰球最好采用大小相同、质量相同的小球
B. 让入射球与被碰球连续10次相碰,每次都要使入射小球从斜槽上不同的位置滚下
C. 要验证的表达式是
D. 要验证的表达式是
【答案】D
【解析】
【详解】A.入射球与被碰球最好采用半径大小相同、入射球的质量大于被碰球的质量,以防止入射球碰后反弹,选项A错误;
B.让入射球与被碰球连续10次相碰,每次都要使入射小球从斜槽上相同的位置滚下,以保证每次碰撞的初速度相同,选项B错误;
CD.要验证的表达式是
由于小球做平抛运动,下落的高度相同,时间相同,则水平位移与水平速度成正比,则表达式可写成
故选项C错误,D正确。
故选D。
10. 如图所示为杂技表演“胸口碎大石”。当大石获得的速度较小时,下面的人感受到的震动就会较小,人的安全性就较强。若大石块的质量是铁锤的100倍,则撞击后大石块的速度可能为铁锤碰撞前速度的( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】如果发生的是完全非弹性碰撞
解得
如果发生弹性碰撞,根据动量守恒与机械能守恒
,
解得
碰后速度介于两者之间。
故选B。
11. 太阳能电池在空间探测器上广泛应用。某太阳能电池在特定光照强度下工作电流I随路端电压U变化的图线如图中曲线①,输出功率P随路端电压U的变化图线如图中曲线②。图中给出了该电池断路电压U0和短路电流I0。当路端电压为U1时,工作电流为I1,且恰达到最大输出功率P1,则此时电池的内阻为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知,太阳能电池的电动势为,路端电压为U1时,太阳能电池的总功率为
太阳能电池内阻的功率为
根据
联立可得
故选C。
二、非选择题:本题共5小题,共56分.其中第12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,答案中必须写出数值和单位。
12. 在测量某电源电动势和内阻时,为了消除电表内阻造成的系统误差,某实验兴趣小组进行如下实验,可用器材有:电压表(量程,内阻约为电流表(量程滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。
(1)电表内阻的测量
测量电路如图甲所示,则闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至__________(填“A”或“B”)端,从电压表读数和电流表读数可得出__________(填“电压表”或“电流表”)内阻,如图乙所示,则电表内阻R=__________Ω(保留2位有效数字)。
(2)电动势和内阻的测量
测量电路如图丙所示,调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图丁所示的图像,由图可知待测干电池电动势和内阻,则__________Ω(保留1位小数)。考虑电表内阻影响,电动势的测量值__________(填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1) ①. A ②. 电流表 ③. 1.0
(2) ①. 1.0 ②. 等于
【解析】
【小问1详解】
[1] 由甲图可知,滑动变阻器采用限流式接法,所以为了保护电路,闭合开关前,应把滑动变阻器的滑片放在阻值最大处,即A端;
[2] 由甲图可知,电压表测的是电流表两端的电压,再根据电流表的读数,即可求出电流表的内阻;
[3]由图乙,可知电压表的读数为0.60V,电流表的读数为0.58A,则电流表的内阻为
【小问2详解】
[1]根据闭合电路欧姆定律,可得
变形得
由丁图,可知斜率为
解得
[2] 根据闭合电路欧姆定律,可得
此时U和I都为准确值,故测出的电源电动势E也为准确值,故电动势的测量值等于真实值。
13. 如图所示为电流天平,可用来测量匀强磁场的磁感应强度,天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,线圈匝数匝,水平边长为,线圈的下部处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面,当线圈中通有电流(方向如图)时,调节砝码使两臂达到平衡,然后使电流反向,大小不变,这时需要在左盘中增加质量为的砝码后,才能使两臂再达到新的平衡.试求:
(1)磁场的方向?
(2)磁感应强度是多少?
【答案】(1)垂直纸面向外;(2)0.2T
【解析】
【分析】
【详解】(1)由题意可知,电流方向未改变时,线圈受到的安培力向上,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向外。
(2)设电流方向未改变时,等臂天平的左盘内砝码质量为m1,右盘的质量为m2,则由等臂天平的平衡条件,有
m1g=m2g−nBIL
电流方向改变之后,可得
(m+m1)g=m2g+nBIL
联立解得
。
14. 人们对手机的依赖性越来越强,有些人喜欢躺着玩手机,若手机的质量为150g,从离人脸约20cm的高度无初速度掉落,砸到人脸后手机未反弹,人脸受到手机的冲击时间为0.1s,重力加速度,忽略空气阻力,求:
(1)手机砸到人脸前的瞬间动量大小;
(2)手机对人脸的平均冲力大小。
【答案】(1)
(2)4.5N
【解析】
【小问1详解】
由位移—时间公式
解得
由速度—时间公式
解得
手机砸到人脸前的瞬间动量大小
【小问2详解】
设人脸对手机的平均冲力为F,全过程由动量定理得
解得
根据牛顿第三定律,手机对人脸的平均冲力大小等于4.5N。
15. 如图所示电路中,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,定值电阻R1=3Ω,R2=6Ω,R3=6Ω,开关S闭合。
(1)若将A、B短接,则流过R3的电流是多少?
(2)若在A、B间连一个电容为的电容器,待电路稳定后,电容器的电荷量为多少?
(3)在第(2)问的情景下,断开开关S,则流过R3的电荷量为多少?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)若A、B短接,电路中的总电阻
电路中的电流
根据电流分配可知流过的电流为
(2)若在A、B间连一个电容为的电容器,则电容器两端的电压
则电容器的带电量
(3)断开S后,电容器两端的电压
这时电容器的带电量
则流过R3的电量为
16. 如图所示,质量的小车静止在光滑水平面上,小车AB段是半径R=1m的光滑四分之一圆弧轨道,BC段是长L=2m的粗糙水平轨道,两段轨道相切于B点。一个质量可视为质点的滑块从小车上的A点由静止开始沿圆弧轨道下滑,然后滑入BC轨道,最后恰好停在C点。重力加速度求:
(1)滑块滑到圆弧轨道最低点B时,滑块的速度v₁的大小;
(2)滑块与BC轨道间的滑动摩擦因数μ;
(3)整个过程小车的位移x的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设滑块的速度大小为,小车的速度大小为,对系统水平方向动量守恒
根据能量守恒
解得
【小问2详解】
对系统,水平方向动量守恒,则当滑块相对木板停止时,木板和滑块均停止运动,则由能量守恒定律有
解得
【小问3详解】
全过程水平动量守恒
又因为时间相等,故水平方向
且
代入数据得
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