内容正文:
高二物理试题
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。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题(每小题4分,共28分)
1.大量处于能级的氢原子,向低能级跃迁时辐射光子的最短波长为。已知氢原子的能级公式为(未知),普朗克常量为,光速为,则氢原子的基态能量( )
A. B. C. D.
2.一质点做匀加速直线运动时,速度变化时发生位移,紧接着速度变化同样的时发生位移,则该质点的加速度为( )
A. B. C. D.
3.如图,物体P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在物体上,另一端与置于物体上表面的滑块Q相连,如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力。则物体P的受力个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
4.如图所示为桥式整流电路简图,变压器、二极管均为理想器材,变压器原线圈输入电压为的交流电,原副线圈匝数比为10∶1,副线圈两端电压为,负载为,下列说法正确的是( )
A.的有效值为11 V B.上电流的方向由到
C.上电流的变化周期为0.02 s D.若增加的阻值,则原线圈的输入功率增大
5.如图所示,边长为的固定正三角形金属线框由粗细均匀的同种金属棒构成,为正三角形的中心,以为圆心,以为半径的圆形区域内有垂直线框平面的匀强磁场,圆与线框在同一平面内,匀强磁场的磁感应强度大小为,将、两端接入电路,从端流入的电流大小为,则线框受到的安培力大小为( )
A. B. C. D.
6.目前在太空中为我们提供服务的北斗三号系统是由30颗卫星组成的。如图(a),以地球球心为坐标原点,以某一颗北斗卫星所在轨道平面建立平面直角坐标系,将卫星绕地球运动视为逆时针的匀速圆周运动,其运动轨迹与轴正半轴交点为。现从点开始计时,将卫星所受地球的万有引力沿轴、轴两个方向进行正交分解,得到两个分力,,其中随卫星运动时间变化图像如图(b)所示,已知卫星质量为,地球表面重力加速度为,引力常量为,忽略地球自转,则( )
A.当时, B.该卫星距地面高度是地球半径的4倍
C.该卫星的轨道半径为 D.地球的质量为
7.如图(a)所示轻质弹簧下端固定在水池底部,上端固定一个小灯泡,其大小可忽略,点光源在水面上的投影位置为点,点光源静止不动时在点,距离水面深度为,现让点光源在竖直方向做简谐运动,其振动图像如图(b)所示振幅为,周期为2 s,光源向左照射的最远位置记为,当点光源距离水面最近时在点,点光源距离水面最远时在点。已知图(a)中,,水的折射率为,则下列错误的是( )
A.在点时,光斑的移动速度最大 B.从到经过的时间可能为1 s
C.光斑振幅 D.点光源在点时,有光射出水面的面积为
二、多选题(每小题6分,选对部分得3分,共18分)
8.图甲表示一根没有发生形变的弹簧,上面用数字标出一些质点的平衡位置;图乙表示弹簧中产生纵波时,某一时刻各个质点相对于各自的位移;把该时刻各质点的位移画到纵轴的方向上,纵坐标为正表示位移向右,为负表示位移向左,得到了图丙所示的图像。已知1为波源,类比横波相关知识,可知( )
A.此时质点2速度向左 B.此时质点3回复力为零
C.质点2比质点5先回到平衡位置 D.质点4和质点8的振动速度总是等大反向
9.如图所示,球心为、半径为的球面下方有一处于水平面的圆周,该圆周与球面直径垂直,圆心为。在该圆周上等分的三点位置、、以及球面的最高处点均固定一个电荷量为的点电荷。已知、两点连线与球直径的夹角,静电力常量为。下列说法正确的是( )
A.点场强大小为
B.点和点电势相等
C.一带正电的点电荷,沿着球面直径由到,其电势能一直增加
D.若在点放置一个电荷量为的点电荷,则该负点电荷受到的库仑力大小为
10.如图,质量的木板静止在光滑水平地面上,右侧的竖直墙面固定一劲度系数的轻弹簧,处于自然状态。质量的小物块以水平向右的速度滑上木板左端,两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长,物块与木板间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内,弹簧的弹性势能与形变量的关系为()。则下列说法正确的是( )
A.木板刚接触弹簧时速度为1 m/s
B.木板运动前右端距弹簧左端的距离0.125 m
C.木板与弹簧接触后弹簧的最大压缩量为0.5 m
D.木板与弹簧接触到弹簧再次恢复原长的过程中系统机械能守恒
三、实验题(15分)
11.(6分)如图所示,小车通过细绳与钩码相连,遮光片固定在小车的最右端,光电门传感器固定在长木板上,李明研究组利用图中装置完成了“验证牛顿第二定律”的实验,张红研究组将长木板放平,并把小车换成木块,完成了“测定长木板与木块间动摩擦因数”的实验。
(1)关于李明研究组的实验,下列说法正确的是________。
A.需要平衡摩擦力,要求钩码的质量远小于小车质量
B.不需要平衡摩擦力,要求钩码的质量远小于小车质量
C.需要平衡摩擦力,不要求钩码的质量远小于小车质量
(2)在实验操作完全正确的情况下,李明研究组将小车从某一位置由静止释放,测出遮光片的宽度和它通过光电门的挡光时间,小车静止时的位置到光电门的位移,小车的质量,弹簧测力计的示数,则与应满足的关系式为________。(可用、、、等字母表示)
(3)张红研究组测出开始木块静止时遮光片距光电门的位移为,由遮光片宽度和挡光时间求出滑块的速度大小,并算出,然后作出的图像如图所示,根据图像可求得动摩擦因数________。(可用、、、等字母表示)
12.(9分)某实验小组测量电池组的电动势和内阻(约为3 V,约为1 Ω)。除电池组、滑动变阻器(最大阻值20 Ω)、开关、导线外,可供使用的实验器材还有:
A.电压表V1,(量程0-3 V,内阻约3 kΩ)
B.电压表V2,(量程0-15 V,内阻约15 kΩ)
C.电流表A1,(量程0-0.6 A,内阻约1 Ω)
D.电流表A2,(量程0-3 A,内阻约0.2 Ω)
E.定值电阻R1(阻值10 Ω)
F.定值电阻R2(阻值5 Ω)
(1)要求测量结果尽量准确,在实验中,电压表应选用________(填器材前的字母),电流表应选用________(填器材前的字母),定值电阻应选用________(填器材前的字母)。
(2)在虚线框内画出实验电路原理图,图中各元件需用题目中给出的符号________。
(3)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数和相应电流表示数,以为纵坐标,为横坐标,做出图线(、都用国际单位),求出图线斜率的绝对值和横轴上的截距,则电池组的电动势________,________(用、、、表示)。
四、解答题(39分)
13.(10分)如图所示,质量为的柱形汽缸内用质量为的活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞横截面积为,可沿汽缸无摩擦滑动但不漏气。系统静止时活塞底面到汽缸底部的距离为,现用竖直向上的力作用在活塞上,缓慢增大力,直到汽缸刚要离开地面。汽缸导热良好,周围环境温度不变,重力加速度为,大气压强恒为,汽缸壁厚度不计。求:
(1)此时活塞底面距离汽缸底部的高度;
(2)若汽缸刚要离开地面时撤去外力,足够长时间后活塞重新处于静止状态,撤去后到最终活塞静止的过程中,气体放出的热量。
14.(12分)如图所示,一抛物线的方程为(),在抛物线的上方有竖直向下的匀强电场。抛物线上每个位置可连续发射质量为、电荷量为的粒子,粒子均以大小为的初速度水平向右射入电场,所有粒子均能到达原点。第四象限内(含边界)存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小的匀强磁场,为平行于轴且足够大的荧光屏,荧光屏可以上下移动,不计粒子重力及粒子间的相互作用,粒子打到荧光屏上即被吸收。
(1)求电场强度的大小;
(2)求从抛物线上横坐标的点发射的粒子射出磁场时的坐标;
(3)若将荧光屏缓慢上下移动,求从点和点发射的粒子打在荧光屏上的发光点的最大距离。
15.(17分)如图所示,绝缘部分、将左右两侧的光滑导轨平滑连接起来,在导轨的左侧接有电动势为、内阻为的电源和电容为的电容器,质量为、电阻为的金属棒ab与导轨垂直的放在导轨左端靠近电源的位置,金属棒ab在外力作用下保持静止,质量为、电阻为的金属棒cd与导轨垂直的静止在右侧适当位置,整个装置处于垂直纸面的匀强磁场中(图中未画出)。现在释放金属棒ab,金属棒ab在运动之前已经达到最大速度,它滑过后刚好未与金属棒cd碰撞。已,,磁场的磁感应强度为,导轨间的距离为,金属棒cd右侧的导轨足够长,不计导轨电阻。(、、、、、为已知量)
(1)判断磁场的方向,并求被释放瞬间金属棒ab的加速度;
(2)当金属棒ab的速度为最大速度的一半时,求金属棒ab的热功率和此过程中电容器极板所带电荷量的变化量(忽略电容器极板电荷量变化对电流的影响);
(3)金属cd棒距离的距离以及整个过程中cd棒产生的焦耳热。
学科网(北京)股份有限公司
$
高二物理参考答案
1.A 2.D 3.C 4.B 5.B 6.C 7.D 8.BD 9.AD 10.AB
11.(1)C (2) (3)
12.(1)A C F (2) (3)
13.(1)(5分);(2)(5分)
【详解】(1)气体发生等温变化,
据题意可得,
末状态,对汽缸,,
解得
(2)气体温度不变,可得,
对活塞,据动能定理可得
解得
14.(1)(3分),(2)(0,)(5分),(3)(4分)
【详解】(1)粒子在电场中做类平抛运动。
水平方向有,竖直方向有
其中,解得
(2)如图所示,
在电场中,水平方向有,竖直方向有,则,
设粒子进入磁场时速度与竖直方向的夹角为,
则,即,由牛顿第二定律得
由几何关系知,解得,射出磁场时的位置坐标为(0,)。
(3)从点发射进入磁场的粒子,运动半径为,解得
由几何知识可知,从点和点发射的粒子从同一点射出磁场,所以打在荧光屏上的发光点的最大距离为,解得
15.(1)垂直纸面向里(1分),(3分) (2)(3分),(3分)
(3)(4分),(3分)
【详解】(1)由题意可知金属棒ab中的电流方向为由到,所受安培力方向为水平向右,由左手定则可知磁场方向为垂直纸面向里。金属棒ab释放的瞬间,由闭合电路欧姆定律可知此时通过金属棒ab的电流,它受到的安培力
由牛顿第二定律可知此时金属棒ab的加速度
(2)当金属棒ab中的电流为0时它的速度达到最大,
由法拉第电磁感应定律有,
当金属棒ab的速度为最大速度一半时
由闭合电路欧姆定律可知此时通过金属棒ab的电流
此时它的热功率,
金属棒ab刚释放时电容器两端的电压
当金属棒ab的速度为最大速度一半时电容器两端的电压
所以此过程中电容器极板所带电荷量的变化量
(3)由题意可知最终两个金属棒速度相同,且即将相互接触,金属棒ab滑过后与金属cd组成的系统动量守恒,有,此过程中对金属棒cd分析由动量定理有
而
解得金属cd棒距离的距离,
系统损失的机械能
由电阻串联关系可知金属棒cd上产生的焦耳热
学科网(北京)股份有限公司
$