内容正文:
高二物理试题
(试卷满分:100分,考试时间:75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,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2B铅笔把答题卡上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,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
4.本卷主要命题范围:选择性必修第二册第四、五章,选择性必修第一册第二~四章。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 关于电磁波以及电磁波的应用,下列说法正确的是( )
A. 夜视仪利用的是紫外线的穿透能力
B. 电器的遥控器利用的是红外线的遥控
C. 空间站的建立实现了地空通话,利用的是γ射线
D. 微波炉是利用了红外线的热效应来对食物加热
2. 对于红绿两种单色光,下列说法中正确的是( )
A. 在水中绿光的频率较大 B. 在水中红光的频率较大
C. 在真空中绿光的传播速度较大 D. 在真空中红光的传播速度较大
3. 利用单缝衍射实验装置可以观察金属的热胀冷缩现象。如图所示,挡光片a固定,挡光片b放置在一金属棒上端,让绿色激光通过a、b间的平直狭缝后在光屏上形成衍射图样。关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 激光通过狭缝后在光屏上可以形成明暗相间的等距条纹
B. 其他实验条件不变,使用红色激光,中央亮条纹宽度变大
C. 其他实验条件不变,对金属棒加温,中央亮条纹宽度变小
D. 其他实验条件不变,对金属棒降温,中央亮条纹宽度变大
4. 如图所示,弹簧振子在光滑水平杆上的MN之间做往复振动,振幅为A,周期为T,O为平衡位置,P0为ON的中点,下列说法正确的是( )
A. 弹簧振子受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用
B. 弹簧振子每经过时间,通过的距离均为A
C. 振子由O运动至P0,所用的时间为
D. 振子由N向O运动过程中,回复力和速度逐渐减小
5. 消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题,一“消声器”原理如图所示,置于管口T处的声源发出一列单一频率声波,分成的两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口O处,先调节A、B两管等长,在O处接收到高强度的声波,然后将A管向右拉长一段距离,在O处探测到声波强度显著减小,已知声波的波长为 ,则拉长的距离可能为( )
A. B. C. D.
6. 用平行单色光竖直向下照射一形状如图所示的透明薄膜,形成的干涉图样可能是( )
A. B.
C. D.
7. 如图甲所示为一个自动筛选鸡蛋的装置,可以筛选出两类重量不同的鸡蛋。当不同重量的鸡蛋传送到压力秤上时,压力秤作用在压力传感器电阻R1上,其电阻值随压力秤所受压力的变化图像如图乙所示。R2是可调节电阻,R2两端的电压超过5V时,电磁铁可以吸动衔铁使弹簧下压,鸡蛋就进入B通道。已知电源电动势E=8 V,内阻不计,重力加速度g=10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 压力传感器的电阻值R1随压力的增大而增大
B. 从B通道通过的是重鸡蛋
C. R2调节为20Ω,则选择的鸡蛋质量分界值约为26g
D. 要想将选择鸡蛋的质量分界值减小,需要把电阻R2的阻值调小
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。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. 关于传感器,下列说法中正确的是( )
A. 传感器一般是将非电学量转换成易于传输或测量的电学量
B. 霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
C. 话筒是一种常用的声传感器,其作用是将声信号转换为电信号
D. 在天黑楼道里出现声音时,楼道里的灯才亮,说明它的控制电路中只有声音传感器
9. 如图所示为t=0时刻的LC电路,其中电感的自感系数为L,电容器的电容为C,已知该时刻LC电路中的电流为0,则下列说法正确的是( )
A. 的时间内,线圈产生的磁场正在减弱
B. 时,两极板间的电压为0
C. 时间内,电容器下极板带正电,且电荷正在增加
D. 时,LC电路的磁场能最大
10. 坐标原点O处有一波源在t=0时刻开始振动,产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t1时刻第一次出现如图甲所示的波形图(未画全),M和N是这列简谐横波上的两个质点,波源的振动图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为2m/s
B. 再过2s时质点M距离平衡位置最远,其加速度最大,方向沿y轴负方向
C. t1时刻,该波恰好传播至x=12m处
D. t1=16s
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 如图甲所示,在利用单摆测重力加速度的实验中,某同学利用手机“秒表”功能测量时间,这位同学计划采用倒数的方法测量30次全振动的总时间,将小球拉开一很小的角度,由静止释放,当某次小球经过最低点时数“30”,同时开启手机“秒表”功能,然后按全振动次数依次数29、28、…、2、1、0,当数到“0”的同时停止计时,手机显示的时间是t,则单摆的周期T=________;测得单摆摆长为l,用图像法处理数据时得到的T2-l图像为一条过原点的直线,如图乙所示,测得这条直线的斜率为k,则重力加速度的测量值g=________(用k、π表示);若在某次实验中,以悬挂点到小球底部间距离作为摆长,则根据测量的数据画出的T2-l图像应为丙图中的________(填“A”“B”或“C”)。
12. 如图甲所示是某同学自制的电子秤原理示意图,利用理想电压表的示数指示物体的质量。图中托盘与弹簧相连。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端相连,当托盘中没有放物体时,滑动触头恰好指在滑动变阻器的最上端,此时电压表的示数为零。已知:
A.滑动变阻器总电阻为R,总长度为L
B.电源的电动势为E,内阻为r
C.限流电阻阻值为R0
D.弹簧的劲度系数为k
E.重力加速度为g
F.忽略所有摩擦阻力,开关S闭合
(1)当托盘中物体的质量增加时,滑动触头P的位置________(填“上移”或“下移”)。
(2)图乙为某次实验时量程为0~15 V的电压表指针的位置,其示数为________V。
(3)请写出电压表示数U与物体质量m的关系表达式:U=________(用题中字母表示)。
(4)如果把电压表的示数改为物体质量表,则质量表的刻度________(填“均匀”或“不均匀”)。
(5)如果干电池老化,导致电动势减小,内阻增大,则质量表显示值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
13. 如图甲所示,振荡电路电容器的电容为C,线圈自感系数为L。某时刻起,电路中的电流与时间的关系为如图乙所示余弦函数,图像中i0已知,T未知。求:
(1)图乙中电流变化的周期T;
(2)电容器两端的电压最大的时刻。
14. 如图所示,均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。t=0时刻,波源开始振动产生简谐横波,并以相同波速分别向左、右两侧传播,P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。t1=0.9s和t2=2.7s时矩形区域外部分波形分别如图中实线和虚线所示,求:
(1)质点P的平衡位置到波源平衡位置的距离;
(2)波在介质中的传播速度v。
15. 某广场有一个喷泉,喷泉底部装有五颜六色的彩灯。如图所示,彩灯为一个正方形水平的小光带MNPQ(PQ未标注),其边长为a,离水面的高度差为h,灯带发出绿光时,绿光在水中的折射率为n,真空中的光速为c,水池面积足够大。求:
(1)绿光射出水面的最短时间;
(2)绿光直接射出水面的面积恰好不空心时,h与a的关系;
(3)若h小于(2)中的高度差,绿光直接射出水面的面积。
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高二物理试题
(试卷满分:100分,考试时间:75分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,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2B铅笔把答题卡上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,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
4.本卷主要命题范围:选择性必修第二册第四、五章,选择性必修第一册第二~四章。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 关于电磁波以及电磁波的应用,下列说法正确的是( )
A. 夜视仪利用的是紫外线的穿透能力
B. 电器的遥控器利用的是红外线的遥控
C. 空间站的建立实现了地空通话,利用的是γ射线
D. 微波炉是利用了红外线的热效应来对食物加热
【答案】B
【解析】
【详解】A.不同温度的物体发出的红外线特征不同,夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的,故A错误;
B.电器的遥控器利用的是红外线的遥控,故B正确;
C.空间站的建立实现了地空通话,利用的是波长较长的无线电波,故C错误;
D.微波炉利用微波使食物中的水分子振动产生热,而非红外线的热效应,故D错误。
故选B。
2. 对于红绿两种单色光,下列说法中正确的是( )
A. 在水中绿光的频率较大 B. 在水中红光的频率较大
C. 在真空中绿光的传播速度较大 D. 在真空中红光的传播速度较大
【答案】A
【解析】
【详解】AB.光的频率由光源决定,与传播介质无关,可见光中绿光固有频率大于红光,因此在水中绿光频率仍较大,故A正确,B错误;
CD.所有电磁波在真空中的传播速度均为光速c,和光的频率无关,红光、绿光在真空中传播速度相等,故C、D错误。
故选 A。
3. 利用单缝衍射实验装置可以观察金属的热胀冷缩现象。如图所示,挡光片a固定,挡光片b放置在一金属棒上端,让绿色激光通过a、b间的平直狭缝后在光屏上形成衍射图样。关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 激光通过狭缝后在光屏上可以形成明暗相间的等距条纹
B. 其他实验条件不变,使用红色激光,中央亮条纹宽度变大
C. 其他实验条件不变,对金属棒加温,中央亮条纹宽度变小
D. 其他实验条件不变,对金属棒降温,中央亮条纹宽度变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.激光通过狭缝后在光屏上得到的是中间宽、两侧窄的明暗相间的条纹,故A错误;
B.其他实验条件不变,使用红色激光,则激光的波长更大,衍射现象更明显,中央亮条纹宽度变大,故B正确;
C.其他实验条件不变,对金属棒加温,则单缝宽度变小,中央亮条纹宽度变大,故C错误;
D.其他实验条件不变,对金属棒降温,则单缝宽度变大,中央亮条纹宽度变小,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,弹簧振子在光滑水平杆上的MN之间做往复振动,振幅为A,周期为T,O为平衡位置,P0为ON的中点,下列说法正确的是( )
A. 弹簧振子受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用
B. 弹簧振子每经过时间,通过的距离均为A
C. 振子由O运动至P0,所用的时间为
D. 振子由N向O运动过程中,回复力和速度逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.弹簧振子受重力、支持力、弹簧弹力的作用,回复力是效果力,由其他力提供,故A错误;
B.弹簧振子每经过时间,通过的距离可能等于A,可能大于A,也可能小于A,故B错误;
C.由简谐振动位移关系式有
当时,有,故C正确;
D.振子由N向O运动过程中,回复力逐渐减小,速度逐渐增大,故D错误。
故选C。
5. 消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题,一“消声器”原理如图所示,置于管口T处的声源发出一列单一频率声波,分成的两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口O处,先调节A、B两管等长,在O处接收到高强度的声波,然后将A管向右拉长一段距离,在O处探测到声波强度显著减小,已知声波的波长为 ,则拉长的距离可能为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】将A管拉长d后,声波强度显著减小,说明两列波发生干涉使得声波减弱,所以A管上、下两部分伸长的距离之和为半波长的奇数倍,即,其中
解得
故选C。
6. 用平行单色光竖直向下照射一形状如图所示的透明薄膜,形成的干涉图样可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】薄膜干涉是光照射到薄膜上时,薄膜上下表面反射的两列光相叠加,发生干涉现象,由图可知,从左到右薄膜厚度变化越来越小,相邻亮条纹或暗条纹间的薄膜厚度差相等,可知相邻亮条纹或暗条纹间的距离变大,干涉条纹越来越宽。
故选A。
7. 如图甲所示为一个自动筛选鸡蛋的装置,可以筛选出两类重量不同的鸡蛋。当不同重量的鸡蛋传送到压力秤上时,压力秤作用在压力传感器电阻R1上,其电阻值随压力秤所受压力的变化图像如图乙所示。R2是可调节电阻,R2两端的电压超过5V时,电磁铁可以吸动衔铁使弹簧下压,鸡蛋就进入B通道。已知电源电动势E=8 V,内阻不计,重力加速度g=10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 压力传感器的电阻值R1随压力的增大而增大
B. 从B通道通过的是重鸡蛋
C. R2调节为20Ω,则选择的鸡蛋质量分界值约为26g
D. 要想将选择鸡蛋的质量分界值减小,需要把电阻R2的阻值调小
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,压力传感器的电阻值随压力的增大而减小,故A错误;
B.鸡蛋越重,对的压力越大,的阻值越小,分得的电压越低,分得的电压越高,电磁铁对衔铁向下的吸引力越大,越容易将弹簧压下,鸡蛋进入B通道,因此从B通道通过的是重鸡蛋,故B正确;
C.由于与串联,因此满足
可知
通过图乙可知,此时重鸡蛋对压力秤的压力为0.52N,即52g的鸡蛋为分拣分界值,故C错误;
D.当更轻的鸡蛋压到上时,上的阻值更大,但上的电压不变,回路的电流更小,即流过的电流更小,而的电压也不变,因此应将的阻值调大,故D错误。
故选B。
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。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. 关于传感器,下列说法中正确的是( )
A. 传感器一般是将非电学量转换成易于传输或测量的电学量
B. 霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
C. 话筒是一种常用的声传感器,其作用是将声信号转换为电信号
D. 在天黑楼道里出现声音时,楼道里的灯才亮,说明它的控制电路中只有声音传感器
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.传感器的核心作用就是将非电学量(如温度、压力、声音、光照等)转换成便于传输或测量的电学量(如电压、电流等),故A正确;
B.霍尔元件的工作原理是霍尔效应,它可以把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量,故B正确;
C.话筒是一种常用的声传感器,其作用是将声信号转换为电信号,故C正确;
D.楼道灯在天黑且有声音时才亮,说明控制电路中同时有声音传感器和光传感器,不是只有声音传感器,故D错误。
故选ABC。
9. 如图所示为t=0时刻的LC电路,其中电感的自感系数为L,电容器的电容为C,已知该时刻LC电路中的电流为0,则下列说法正确的是( )
A. 的时间内,线圈产生的磁场正在减弱
B. 时,两极板间的电压为0
C. 时间内,电容器下极板带正电,且电荷正在增加
D. 时,LC电路的磁场能最大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.LC振荡电路的周期为,
时LC电路中的电流为0,电容器所带的电荷量最多
的时间内,电容器放电,电容器所带的电荷量正在减少,电路中电流正在增加,线圈产生的磁场正在增强,故A错误;
B.时LC回路放电结束,电容器所带的电荷量为零,两极板的电压为零,故B正确;
C.时间内,线圈对电容器反向充电,电容器的下极板带正电,且电荷量正在增加,故C正确;
D.时,反向充电结束,LC电路中的电流为0,LC电路中的磁场能为0,故D错误。
故选BC。
10. 坐标原点O处有一波源在t=0时刻开始振动,产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t1时刻第一次出现如图甲所示的波形图(未画全),M和N是这列简谐横波上的两个质点,波源的振动图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为2m/s
B. 再过2s时质点M距离平衡位置最远,其加速度最大,方向沿y轴负方向
C. t1时刻,该波恰好传播至x=12m处
D. t1=16s
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由甲图可知,该简谐波的波长为8 m,质点振动的周期为,故波速为,故A错误;
B.因该简谐波沿x轴正方向传播,故质点M向y轴正方向运动,经2s后,到达波峰位置,加速度最大,方向沿y轴负方向,故B正确;
CD.由于质点起振方向沿y轴负方向,且时刻第一次出现图甲所示波形图,所以波传播了两个周期,该波恰好传播至处,,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. 如图甲所示,在利用单摆测重力加速度的实验中,某同学利用手机“秒表”功能测量时间,这位同学计划采用倒数的方法测量30次全振动的总时间,将小球拉开一很小的角度,由静止释放,当某次小球经过最低点时数“30”,同时开启手机“秒表”功能,然后按全振动次数依次数29、28、…、2、1、0,当数到“0”的同时停止计时,手机显示的时间是t,则单摆的周期T=________;测得单摆摆长为l,用图像法处理数据时得到的T2-l图像为一条过原点的直线,如图乙所示,测得这条直线的斜率为k,则重力加速度的测量值g=________(用k、π表示);若在某次实验中,以悬挂点到小球底部间距离作为摆长,则根据测量的数据画出的T2-l图像应为丙图中的________(填“A”“B”或“C”)。
【答案】 ①. ②. ③. C
【解析】
【详解】[1]单摆完成一次全振动需要的时间是一个周期,所以单摆周期
[2]根据单摆的周期公式
解得
根据图乙可知
解得重力加速度的测量值
[3]若以悬挂点到小球底部距离作为摆长,则
变形得
故选C。
12. 如图甲所示是某同学自制的电子秤原理示意图,利用理想电压表的示数指示物体的质量。图中托盘与弹簧相连。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端相连,当托盘中没有放物体时,滑动触头恰好指在滑动变阻器的最上端,此时电压表的示数为零。已知:
A.滑动变阻器总电阻为R,总长度为L
B.电源的电动势为E,内阻为r
C.限流电阻阻值为R0
D.弹簧的劲度系数为k
E.重力加速度为g
F.忽略所有摩擦阻力,开关S闭合
(1)当托盘中物体的质量增加时,滑动触头P的位置________(填“上移”或“下移”)。
(2)图乙为某次实验时量程为0~15 V的电压表指针的位置,其示数为________V。
(3)请写出电压表示数U与物体质量m的关系表达式:U=________(用题中字母表示)。
(4)如果把电压表的示数改为物体质量表,则质量表的刻度________(填“均匀”或“不均匀”)。
(5)如果干电池老化,导致电动势减小,内阻增大,则质量表显示值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)下移 (2)9.3##9.4##9.5##9.6##9.7
(3)
(4)均匀 (5)小于
【解析】
【小问1详解】
当托盘中物体的质量增加时,弹簧的弹力变大,压缩量增大,滑动触头P的位置下移。
【小问2详解】
电压表的量程为15 V,分度值为0.5 V,因此电压表的示数为9.5 V。
【小问3详解】
待测物体放入托盘后,设滑动触头P上端电阻大小为,则电压表的示数,由闭合电路欧姆定律可得,又,对待测物体分析可得,联立解得。
【小问4详解】
由可知,电压表示数与待测物体的质量成正比,质量表的刻度均匀。
【小问5详解】
如果干电池老化,导致电动势减小,内阻增大,由U的表达式可知,电压表的示数U减小,则显示值小于真实值。
13. 如图甲所示,振荡电路电容器的电容为C,线圈自感系数为L。某时刻起,电路中的电流与时间的关系为如图乙所示余弦函数,图像中i0已知,T未知。求:
(1)图乙中电流变化的周期T;
(2)电容器两端的电压最大的时刻。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
振荡电路的周期
振荡电路中电流变化周期
【小问2详解】
根据题图可得
当电路中的电流为零时,电容器两端的电压最大,即
14. 如图所示,均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。t=0时刻,波源开始振动产生简谐横波,并以相同波速分别向左、右两侧传播,P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。t1=0.9s和t2=2.7s时矩形区域外部分波形分别如图中实线和虚线所示,求:
(1)质点P的平衡位置到波源平衡位置的距离;
(2)波在介质中的传播速度v。
【答案】(1)1.5m
(2)5m/s
【解析】
【小问1详解】
设波源的平衡位置距离P点距离为x0,根据左侧t1=0.9s时的波形可得
根据波形图可知,波长为
根据t1=0.9s和t2=2.7s时矩形区域外波形知(n=0,1,2……)
解得
所以
联立解得
【小问2详解】
波速为
15. 某广场有一个喷泉,喷泉底部装有五颜六色的彩灯。如图所示,彩灯为一个正方形水平的小光带MNPQ(PQ未标注),其边长为a,离水面的高度差为h,灯带发出绿光时,绿光在水中的折射率为n,真空中的光速为c,水池面积足够大。求:
(1)绿光射出水面的最短时间;
(2)绿光直接射出水面的面积恰好不空心时,h与a的关系;
(3)若h小于(2)中的高度差,绿光直接射出水面的面积。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
从灯带发出的竖直向上的光垂直穿出水面,所用路程最短为h,用时最短,则最短时间,
解得
【小问2详解】
如图所示
设N端绿光在水面上的A点发生全反射,则
由几何关系有
解得
当时,水面光恰好无空心,所以得
【小问3详解】
能射出绿光的水面形状如图阴影部分所示
扇形的半径为
总面积为
代入数据解得面积为
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