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高二物理试题
本试题共6页,15小题 做题时间:75分钟 满分100分
一、单项选择题: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.关于原子结构和原子核的相关知识,下列说法正确的是
A.光电效应现象说明光具有波动性
B.汤姆孙提出了原子的核式结构模型
C.氢原子可自发地从高能级向低能级跃迁
D.“”为衰变方程
2.基于健康理念设计可调节倾角的书桌,受到消费者的喜爱。如图1所示,某同学将书桌放在水平地面上,书本放在倾斜桌面上。在确保书本相对桌面静止的情况下,缓慢增大倾角过程中,下列说法正确的是
A.书本的机械能守恒
B.书本受到的摩擦力变小
C.桌面对书本的作用力做正功
D.桌面对书本的支持力冲量大小为0
3.某国产新能源汽车在一次刹车性能测试中,汽车从静止开始做匀加速直线运动,4 s末开始刹车,其v-t图像如图2所示。则
A.汽车减速过程中的位移大小等于80 m
B.汽车减速过程中的合外力越来越小
C.汽车加速阶段平均速度小于减速阶段平均速度
D.汽车加速阶段和减速阶段的动量变化量相同
4.图3(a)为风力发电的简易模型,在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的磁铁转动,与线圈相连的电流传感器中产生的正弦式交变电流如图3(b)所示。下列说法正确的是
A.风叶的转速为
B.线圈中电流的有效值为
C.线圈中交变电流方向每秒改变5次
D.线圈中电流的表达式为
5.如图4所示,不计厚度的半圆形玻璃砖平放在水平桌面上,A、B为过圆心O的直径上两端点,一足够长的光屏垂直于AB放置在玻璃砖一侧。现将由a、b单色光构成的复色光从AO方向绕O点顺时针缓慢转动角时,光屏上恰好只出现a光光斑。则
A.a光折射率等于
B.a光频率小于b光频率
C.b光相对于a光更容易发生衍射现象
D.同一双缝干涉实验装置,a光相邻条纹间距一定更小
6.如图5所示,空间有两个电荷量为的正点电荷固定在、两点,为连线的中点,在过点的中垂面内有一带电量为(),质量为的粒子绕点做半径为的匀速圆周运动,连线为粒子运动圆轨迹上的一条直径,连线与连线之间的夹角为,静电力常量为,不计粒子重力,忽略粒子对电场的影响。则
A.在A、B连线之间,O点电势最低
B.粒子做圆周运动的速度大小为
C.从C点运动一周过程中,粒子电势能先增大后减小
D.若从C点静止释放该带粒子,粒子不能到达D点
7.载人飞船登月过程示意图如图6所示,先在环月轨道Ⅰ做匀速圆周运动,选准合适时机从A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ,再从B点变轨进入近月轨道Ⅲ(可认为轨道半径等于月球半径),最后安全落在月球上。通过观测发现载人飞船在椭圆轨道Ⅱ的周期为近月轨道Ⅲ的周期的倍,已知月球半径为,月球表面重力加速度为。下列说法正确的是
A.椭圆轨道Ⅱ的半长轴大小为
B.飞船在轨道Ⅰ上的运行周期为
C.飞船在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅱ上的机械能小
D.在B点变轨时,飞船上发动机喷气方向与飞船运动方向相反
二、多项选择题: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.某节物理课上10位身高相近的同学手挽手站成一排模拟机械波的形成和传播。从1号同学开始依次带动右边的同学周期性地“下蹲、起立”,从第1位同学下蹲开始计时,经时间,所有同学的头顶连线形成如图7(a)所示的波形,此时第9位同学刚好要开始下蹲,已知相邻同学头顶间的水平距离为0.5 m。图7(b)为第1位同学头部上下振动的图像,下列说法正确的是
A.时间 B.这列“波”的波速为
C.时第7位同学正在下蹲 D.第1位同学和9位同学的运动状态始终相反
9.如图8所示,光滑轨道由倾斜轨道、圆心角为的圆弧和水平轨道组成,倾斜轨道和水平轨道与圆弧分别相切于点和点,圆弧的半径为。质量均为的可视为质点的小球和用长度为的轻杆连接,开始时,小球放置在点。由静止释放到两个小球全部进入水平轨道过程中,忽略空气阻力,下列说法正确的是
A.小球a的重力功率一直增大
B.轻杆和两小球组成系统机械能守恒
C.两小球全部在水平轨道上时速度大小为
D.轻杆对小球a做功的大小为
10.某研究小组设计了如图9所示的电磁推动火箭发射装置。竖直固定在绝缘底座上的两根电阻不计的长直光滑导轨,间距为,导轨间加有垂直导轨平面向里的匀强磁场。与导轨接触良好的金属棒EF固定在绝缘火箭上,电阻为,二者总质量为。引燃推进剂,质量为、电阻可忽略的刚性金属棒CD(与火箭不接触)瞬间获得向上的运动速度,EF产生电磁推力加速火箭。一段时间(未知)后,回路CEFDC面积减少量达到最大值,此时火箭速度为。取重力加速度大小为,忽略空气阻力,下列说法正确的是
A.回路CEFDC的电流方向为顺时针
B.大小为
C.时间内通过金属棒的电荷量
D.火箭加速瞬间获得的加速度大小为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。考生根据要求作答。
11.(6分)课本高中物理必修一“科学漫步”介绍了在太空中用天平无法测量质量,可通过动力学方法测量。受此启发,某同学设计了以下两种在太空中测质量的方法。
(1)利用如图10(a)所示装置测量物块的质量。细线一端与可视为质点的物块相连,另一端通过光滑小孔O与弹簧秤的挂钩相连。轻推物块使其在桌面上做匀速圆周运动,测得弹簧秤的示数为F,物块圆周运动的半径为R,周期为T。
①根据上述测量结果,计算得到物块的质量为__________(用、、表示)。
②在地面上也可用该实验装置测量物块的质量,但误差较大,原因是:__________。
(2)利用如图10(b)所示装置测量滑块A的质量。轻推滑块A,使其与静止的滑块B发生碰撞。光电门记录滑块A通过的挡光时间为;滑块B、A先后通过光电门时记录的挡光时间分别为、,已知滑块B(包含挡光片)质量为,挡光片的宽度均为。
①为了使滑块A碰后不返回,则滑块A(包含挡光片)质量应__________m(填“大于”、“等于”或“小于”)。
②滑块A(包含挡光片)质量为__________(用、、、和表示)。
12.(10分)某学习小组计划测量一充电宝的电源电动势和内阻,实验操作如下:
(1)先用多用电表的直流电压10 V挡粗略测量充电宝的电动势,表盘指针如图11(a)所示,其读数为__________V。
(2)由于实验室提供的电压表V(量程0~3 V,内阻)量程较小,需将电阻箱与其串联改装成量程为6 V的电压表,则阻值调为__________。接着设计如图11(b)所示的电路测量充电宝的电动势和内阻,图中定值电阻的作用是__________。
(3)闭合开关前,应先将滑动变阻器调至__________(选填“最大值”或“最小值”)。闭合开关后,调节滑动变阻器的阻值,记录多组电流表和电压表的示数,作出如图12所示的图像,由图像可得充电宝的电动势__________,内阻__________。(结果均保留两位小数)
(4)上述测量方法,存在一定的系统误差,导致充电宝电动势的测量值__________(选填“大于”或“小于”)真实值,该系统误差产生的原因是__________。
13.(9分)图13为一种测定肺活量(标准大气压下,人一次呼出气体的体积)的装置。测试时将透明薄壁圆筒A倒扣于水中并排空气体,然后让某同学尽力吸足空气,通过细软管B一次性用力将自己肺部的空气吹入A中,使圆筒上浮,稳定后测得筒内外水面高度差,简内气柱长度,设整个过程呼出的气体可视为理想气体,温度保持不变。圆筒A的横截面积,外界大气压为标准大气压强,水的密度。软管内气体忽略不计,取重力加速度大小。求:
(1)稳定后筒内气体的压强;
(2)薄壁圆筒的质量;
(3)该同学的肺活量。
14.(13分)某兴趣小组利用转动导体棒、平行板电容器与带电油滴等开展复合场探究实验,实验装置分为电路区与偏转区两部分。简化模型如图14所示,电阻不计、半径为的圆形金属导轨竖直放置,内有方向垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场。长为、电阻为的导体棒可绕圆心匀速转动,外端与导轨接触良好。阻值为的电阻通过导线、开关分别与导轨外侧及圆心相连,其右侧并联长度和间距均为、上下水平相对的平行板电容器。一系列质量为m、带电量为的油滴以的水平速度沿平行板正中央射入。闭合开关,当导体棒以某一角速度顺时针匀速转动时,油滴恰好能从下极板右端飞出;角速度大小不变,仅改变导体棒转动方向,在平行板间加上合适的匀强磁场,油滴恰好能从上极板右端飞出。忽略油滴之间的相互作用力,取重力加速度大小为。求:
(1)油滴从下极板右端飞出过程中的加速度;
(2)导体棒匀速转动过程中的角速度大小;
(3)平行板间所加匀强磁场的磁感应强度大小。
15.(16分)如图15所示,长滑板静止在光滑的水平面上,物块静止在滑板的最左端,在物块的正上方处有一固定点,长为的细线一端系于点,一端系小球,细线水平拉直。滑板右侧水平面上固定一光滑圆弧形滑块,过圆弧底端点的切线与滑板上表面齐平。小球和物块均可视为质点,质量均为,滑板的质量为、长为,其右端距点的水平距离为,且,物块和滑板之间的动摩擦因数。现给小球一竖直向下的初速度,小球运动到最低点后与滑块发生弹性碰撞,当滑板运动到滑块左侧时被牢固粘连,且滑块不会过滑块的最高点。忽略空气阻力,取重力加速度大小为。求:
(1)碰撞过程中小球对物块的冲量大小;
(2)物块在滑块上表面上升的高度与之间的关系。
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