内容正文:
高二物理
考生注意:
1.满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围:人教版必修三、选择性必修一~选择性必修三第四章。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32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. 下列不属于理想模型的是( )
A. 质点 B. 点电荷 C. 重心 D. 理想气体
【答案】C
【解析】
【详解】A.质点是忽略物体形状、大小等次要因素,仅保留质量属性的理想化力学模型,属于理想模型,故A不符合题意;
B.点电荷是忽略带电体形状、大小、电荷分布等次要因素,仅保留电荷量属性的理想化电磁学模型,属于理想模型,故B不符合题意;
C.重心是物体各部分所受重力的等效作用点,属于等效替代的物理概念,并非对实际研究对象进行理想化抽象得到的理想模型,故C符合题意;
D.理想气体是忽略气体分子自身大小、分子间相互作用力等次要因素,突出分子热运动、碰撞特征的理想化热学模型,属于理想模型,故D不符合题意。
故选C。
2. 将某种液体滴在玻璃板表面,形成扁平球形的液滴,如图所示。现将玻璃板竖直插入该液体中,稳定后玻璃板左右两侧的液面形状可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题干中液滴的形态可知,此种液体与玻璃是不浸润的。所以玻璃板插入液体时的图像应如图A所示。
故选A。
3. 质量为的物体做直线运动,其速度图像如图所示。则物体在前内和后内所受外力的冲量分别是( )
A. , B. , C. D. 0,
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】在前10s内,物体的初速度为5m/s,末速度为5m/s,根据动量定理得
知合外力的冲量为0
在后10s内,物体的初速度为5m/s,末速度为-5m/s,根据动量定理得
故选D。
4. 如图所示,真空中有一等边三角形,、两点分别固定一个点电荷,点的电场强度方向如图所示,取无穷远处电势为0,下列说法正确的是( )
A. 处点电荷带负电,处点电荷带正电
B. 处点电荷可带正电
C. 处的点电荷电荷量大于处的点电荷电荷量
D. 点电势为0
【答案】A
【解析】
【详解】AB.结合题意,将A点的电场强度EA进行分解,可得下图:
其中E1指向B点,说明B处的点电荷带负电、E2背离C点,说明C处点电荷带正电,故A正确,B错误;
C.结合前面分析及题意可知,AB=AC、E1<E2,则由点电荷的电场强度公式可知,B处点电荷的电荷量小于C处点电荷的电荷量,故C错误;
D.取无穷远处电势为0,因B、C处点电荷的电性相反,但电荷量的大小不相等,可知点电势不可能为零,D错误。
故选A。
5. 图甲为测量储罐中不导电液体高度的电路,将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中,电容C可通过开关S与电感L或电源相连,当开关从a拨到b时,由电感L与电容C构成的回路中产生的电流i随时间t变化如图乙所示。在平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下,下列说法正确的是( )
A. t1~t2内LC回路中电场能逐渐转化为磁场能
B. t2~t3内LC回路中磁场能逐渐转化为电场能
C. 在t2时刻电路中的磁场能最大
D. 储罐内的液面高度升高时,LC回路振荡电流的频率将变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图乙可知,t1~t2内电流减小,磁场能减小,电场能增大,LC回路中磁场能逐渐转化为电场能,A错误;
B.根据图乙可知,t2~t3内电流增大,磁场能增大,电场能减小,LC回路中电场能逐渐转化为磁场能,B错误;
C.t2时刻电流等于0,磁场能最小,C错误;
D.根据平行板电容器电容的决定式有
储罐内的液面高度升高时,介电常数增大,电容增大;LC回路振荡电流的频率为
电容增大,LC回路振荡电流的频率将变小,D正确。
故选D。
6. 在均匀介质中有直角坐标系,坐标、处有两个振动情况完全相同的波源、,其振动方向垂直于平面,振动频率均为2Hz,波源产生的简谐横波波速为1m/s,则( )
A. 波源产生的波波长为1m
B. 波源产生的波周期为1s
C. 轴上的点都是振动减弱点
D. 轴上的点都是振动加强点
【答案】D
【解析】
【详解】AB.已知波的频率,波速,根据周期和频率的关系
根据波长公式,故AB错误;
CD. 轴是两个波源、的中垂线,轴上任意一点到两个波源的路程差。
两个波源振动情况完全相同,当路程差(为整数)时,该点为振动加强点。
此处,满足振动加强条件,因此轴上所有点都是振动加强点,故C错误,D正确。
故选 D。
7. 某正弦交流电,周期为,电压随时间变化关系如图甲所示,该正弦交流电现经过半波整流器后,电压传感器的示数如图乙所示,则整流后一个周期内电压的有效值( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设整流后电压有效值为,电阻为,周期为,根据热效应列方程 , 为整流后电压一个周期内产生的热量。由图乙可知一个周期内,只有前有正弦电压(最大值为),后电压为0,不产生热量。
对于半段正弦电压,其有效值为,因此这半个周期产生的热量为
根据有效值的定义
解得,即
故选B。
8. 一束光射向均匀中空厚壁圆筒,在外表面发生折射,入射角为,传播到内表面恰好发生全反射,已知圆筒外表面半径为,则圆筒内表面半径为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】设圆筒的折射率为n,全反射临界角为C,作出光路图如下图所示
全反射临界角C满足
由折射定律可得
在△OAB中,由正弦定理得
联立解得
故选B。
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。
9. 光电效应现象的若干实验规律中,不能用经典电磁理论解释的是( )
A. 光电效应具有瞬时性
B. 遏止电压和频率有关
C. 存在着截止频率
D. 存在着饱和电流
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.经典电磁理论认为,电子吸收光子能量是需要时间积累的,但实验中发现,光子激发电子是瞬时的,所以A不能用经典电磁理论解释,故A正确;
B.按照经典的电磁理论,遏止电压和光的强度有关,所以B不能用经典电磁理论解释,故B正确;
C.经典的电磁理论认为光的能量大小是由光强决定的,只要光强足够大,理论上应该能够激发光电子,并且入射光强度越大,光电子获得的动能越大,但实际实验中,必须入射光的频率大于被照射的金属的极限频率才能产生光电效应,所以C不能用经典电磁理论解释,故C正确;
D.对于光电效应现象,入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多,但存在着饱和电流,饱和光电流强度与入射光强度成正比,D能用经典电磁理论解释,故D错误。
故选ABC。
10. 如图所示,两平行板水平放置,板间存在匀强电场。质量相等的P、M、N三个小球一个带正电,一个带负电,一个不带电,分别从O点以相同速度水平射入电场,落点如图,则这三个小球( )
A. P带正电,M不带电,N带负电 B. 到达正极板时速度大小相等
C. 在电场中运动时间相等 D. 在电场中的加速度大小
【答案】AD
【解析】
【详解】C.小球在平行板内做类平抛运动,水平方向有
由于
则
故C错误;
D.竖直方向有
可得
则在电场中的加速度大小
故D正确;
A.小球带正电,加速度为
小球不带电,加速度为
小球带负电,加速度为
可得
故P带正电,M不带电,N带负电,故A正确;
B.根据动能定理
可得到达正极板时速度大小
故B错误。
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
(1)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精的作用是( )(填标号);
A. 有助于识别油酸的颜色
B. 对油酸溶液起到稀释作用
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
(2)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中,计算结果明显偏小,可能是由于( )(填标号);
A. 油酸未完全散开
B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C. 油酸酒精溶液久置,溶液的浓度发生了变化
D. 计算每滴体积时,1mL的溶液的滴数少记了5滴
(3)在实验中,将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液,用注射器测得1mL溶液为80滴,再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中,描出的油膜轮廓如图所示,方格纸每格边长是0.5cm,根据以上信息估测油酸分子的大小______m(结果保留一位有效数字)。
【答案】(1)B (2)C
(3)
【解析】
【小问1详解】
实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精的作用是对油酸起到稀释作用,酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度,使油酸分子尽可能的少在竖直方向上重叠,更能保证其形成单层分子油膜,同时酒精快速溶于水,不影响油膜的大小。
故选B。
【小问2详解】
AB.根据油膜法测量的基本原理,油膜未完全散开或是舍去所有不足一格的,都会使得油膜面积减小,求出的直径大小偏大,故AB错误;
C.若溶液放置时间过久,一部分酒精会挥发使得混合溶液的油酸浓度变大,一滴混合溶液滴在水面上形成的油膜会变大,根据公式,求出的直径偏小,故C错误;
D.计算每滴体积时,1mL的溶液的滴数少记了5滴,那么测量出的一滴混合溶液的体积V会偏大,由公式,求出的直径偏大,故D错误。
故选C。
【小问3详解】
根据题目信息,稀释后的油酸混合溶液,一滴的体积为
油膜轮廓数出的坐标格数为153个,油膜的面积为
利用公式,可解得
12. 某实验小组的同学在测量一段粗细均匀的电阻丝的电阻率时,设计了如图甲所示的电路图,已知电源的电动势为(内阻未知),电流表的量程为、内阻,定值电阻。利用螺旋测微器多次测量电阻丝的直径,实验时移动滑动变阻器的滑片P,测量出间的距离L,并记录相对应的电流表的读数I,改变滑动变阻器的滑片P,多次测量,并记录多组L与I的数值。
(1)某次测量电阻丝直径时,螺旋测微器的示数如图乙所示,则该电阻丝的直径______;
(2)电键S闭合前,滑片P应置于_____(选填“M”或“N”)位置;
(3)小组的同学利用测得的多组I、L数值,作出如图丙所示的图像,纵轴为,为了使图像拟合成一条直线,横轴为______(选填“”“L”或“”),若横轴上标出的数据单位为国际制单位,则电阻丝的电阻率应为______(结果保留三位有效数字),该小组的同学还利用图丙求出电源的内阻______。
【答案】(1)
(2)M (3) ①. L ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
根据螺旋测微器的读法可知,金属丝的直径
【小问2详解】
电键S闭合前,滑片P应置于最大阻值处,即位于M位置处;
【小问3详解】
[1]根据闭合电路的欧姆定律可得
结合电阻定律可知
联立整理可得
故为了使图像拟合成一条直线,应绘制图像;
[2]根据上述分析可知,在图像中,图线的斜率为
解得
代入数据可得
[3]根据图像的纵截距
结合上述结论可得
代入数据解得电源的内阻
13. 一定质量的理想气体,从初始状态a经状态b、c、d再回到a,外界对该气体做功,其体积V随热力学温度T的变化关系如图所示。气体在状态d下的压强为,图中标出量已知。
(1)求该气体在状态b下的压强;
(2)从状态a经状态b、c、d再回到a过程,该气体是放热还是吸收?对应的热量是多少?
【答案】(1)
(2)气体放热,放出的热量大小为
【解析】
【小问1详解】
的延长线过原点,因此等压变化,得
体积不变,是等容变化,由图得,,根据查理定律
代入得
【小问2详解】
理想气体的内能仅由温度决定,整个过程初末状态均为,温度不变,因此内能变化
根据热力学第一定律 ,其中外界对气体做功
代入得: , 为负,说明气体放热,放出的热量大小为。
14. 如图所示,半径为的圆形区域中有垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为,、是左半圆的三等分点。一比荷为的带正电粒子,先从圆形磁场边界上的点以的速度垂直直径射入磁场,粒子射出后另一与粒子相同的带电粒子,再从圆形磁场边界上的点同样以的速度垂直直径射入磁场。不计粒子的重力,求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)粒子、在磁场中运动位移大小之比;
(3)粒子在磁场中运动的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力
代入速度 ,解得
【小问2详解】
左半圆被A、C三等分,故,,磁场半径。
由几何关系可知:粒子轨迹半径,粒子a从A入射、从N点射出,由余弦定理得位移大小
粒子b从C入射、从N点射出,同理位移大小
因此位移之比
【小问3详解】
粒子做圆周运动的周期 。 对粒子b,轨迹弦长,轨迹半径,设轨迹圆心角为,由几何关系可得
运动时间
联立解得
15. 如图所示,在水平方向上建立直角坐标系。足够长的金属导轨、关于轴对称且在点有共同的平滑结点。、固定在绝缘水平面上,,轴右侧区域有方向竖直向上,磁感应强度的匀强磁场。两完全相同、足够长的金属细棒、,质量均为,开始时静止在轴。金属棒以的速度沿轴向右运动,与棒发生弹性正碰,碰撞时间极短。碰后在轨道上沿轴向右做减速运动直至静止。棒、与导轨始终接触良好且始终与轴垂直,不计摩擦及空气阻力。金属棒与导轨单位长度电阻值均为,求:
(1)棒、碰后瞬间,棒速度大小;
(2)整个回路产生的总焦耳热;
(3)棒运动的总路程。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
碰撞时间极短,碰撞过程中两棒组成的系统动量守恒,设碰后金属棒、的速度分别为、,则
弹性碰撞过程中机械能守恒,有=
两棒质量相同,联立解得
由关系式
【小问2详解】
碰后金属棒静止在点,设金属棒距点的水平距离为,速度为,由几何关系,金属棒接入回路的长度为
每段导轨的长度为=
回路总电阻为
金属棒切割磁感线产生的感应电动势为
回路电流为=
金属棒从碰后到停止的过程中,减少的动能全部转化为回路焦耳热,因此==
【小问3详解】
金属棒通过一小段位移时,通过回路的电荷量为=
设金属棒运动的总路程为,则全过程通过回路的电荷量为
金属棒接入回路的长度由随位移均匀增大到,且相等位移内通过的电荷量相等,故计算安培力冲量时的等效平均长度为=
全过程安培力的冲量大小为
对金属棒应用动量定理,有
代入数据解得
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考生注意:
1.满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围:人教版必修三、选择性必修一~选择性必修三第四章。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32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. 下列不属于理想模型的是( )
A. 质点 B. 点电荷 C. 重心 D. 理想气体
2. 将某种液体滴在玻璃板表面,形成扁平球形的液滴,如图所示。现将玻璃板竖直插入该液体中,稳定后玻璃板左右两侧的液面形状可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 质量为的物体做直线运动,其速度图像如图所示。则物体在前内和后内所受外力的冲量分别是( )
A. , B. , C. D. 0,
4. 如图所示,真空中有一等边三角形,、两点分别固定一个点电荷,点的电场强度方向如图所示,取无穷远处电势为0,下列说法正确的是( )
A. 处点电荷带负电,处点电荷带正电
B. 处点电荷可带正电
C. 处的点电荷电荷量大于处的点电荷电荷量
D. 点电势为0
5. 图甲为测量储罐中不导电液体高度的电路,将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中,电容C可通过开关S与电感L或电源相连,当开关从a拨到b时,由电感L与电容C构成的回路中产生的电流i随时间t变化如图乙所示。在平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下,下列说法正确的是( )
A. t1~t2内LC回路中电场能逐渐转化为磁场能
B. t2~t3内LC回路中磁场能逐渐转化为电场能
C. 在t2时刻电路中的磁场能最大
D. 储罐内的液面高度升高时,LC回路振荡电流的频率将变小
6. 在均匀介质中有直角坐标系,坐标、处有两个振动情况完全相同的波源、,其振动方向垂直于平面,振动频率均为2Hz,波源产生的简谐横波波速为1m/s,则( )
A. 波源产生的波波长为1m
B. 波源产生的波周期为1s
C. 轴上的点都是振动减弱点
D. 轴上的点都是振动加强点
7. 某正弦交流电,周期为,电压随时间变化关系如图甲所示,该正弦交流电现经过半波整流器后,电压传感器的示数如图乙所示,则整流后一个周期内电压的有效值( )
A. B. C. D.
8. 一束光射向均匀中空厚壁圆筒,在外表面发生折射,入射角为,传播到内表面恰好发生全反射,已知圆筒外表面半径为,则圆筒内表面半径为( )
A.
B.
C.
D.
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。
9. 光电效应现象的若干实验规律中,不能用经典电磁理论解释的是( )
A. 光电效应具有瞬时性
B. 遏止电压和频率有关
C. 存在着截止频率
D. 存在着饱和电流
10. 如图所示,两平行板水平放置,板间存在匀强电场。质量相等的P、M、N三个小球一个带正电,一个带负电,一个不带电,分别从O点以相同速度水平射入电场,落点如图,则这三个小球( )
A. P带正电,M不带电,N带负电 B. 到达正极板时速度大小相等
C. 在电场中运动时间相等 D. 在电场中的加速度大小
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
(1)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精的作用是( )(填标号);
A. 有助于识别油酸的颜色
B. 对油酸溶液起到稀释作用
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
(2)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中,计算结果明显偏小,可能是由于( )(填标号);
A. 油酸未完全散开
B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C. 油酸酒精溶液久置,溶液的浓度发生了变化
D. 计算每滴体积时,1mL的溶液的滴数少记了5滴
(3)在实验中,将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液,用注射器测得1mL溶液为80滴,再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中,描出的油膜轮廓如图所示,方格纸每格边长是0.5cm,根据以上信息估测油酸分子的大小______m(结果保留一位有效数字)。
12. 某实验小组的同学在测量一段粗细均匀的电阻丝的电阻率时,设计了如图甲所示的电路图,已知电源的电动势为(内阻未知),电流表的量程为、内阻,定值电阻。利用螺旋测微器多次测量电阻丝的直径,实验时移动滑动变阻器的滑片P,测量出间的距离L,并记录相对应的电流表的读数I,改变滑动变阻器的滑片P,多次测量,并记录多组L与I的数值。
(1)某次测量电阻丝直径时,螺旋测微器的示数如图乙所示,则该电阻丝的直径______;
(2)电键S闭合前,滑片P应置于_____(选填“M”或“N”)位置;
(3)小组的同学利用测得的多组I、L数值,作出如图丙所示的图像,纵轴为,为了使图像拟合成一条直线,横轴为______(选填“”“L”或“”),若横轴上标出的数据单位为国际制单位,则电阻丝的电阻率应为______(结果保留三位有效数字),该小组的同学还利用图丙求出电源的内阻______。
13. 一定质量的理想气体,从初始状态a经状态b、c、d再回到a,外界对该气体做功,其体积V随热力学温度T的变化关系如图所示。气体在状态d下的压强为,图中标出量已知。
(1)求该气体在状态b下的压强;
(2)从状态a经状态b、c、d再回到a过程,该气体是放热还是吸收?对应的热量是多少?
14. 如图所示,半径为的圆形区域中有垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为,、是左半圆的三等分点。一比荷为的带正电粒子,先从圆形磁场边界上的点以的速度垂直直径射入磁场,粒子射出后另一与粒子相同的带电粒子,再从圆形磁场边界上的点同样以的速度垂直直径射入磁场。不计粒子的重力,求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)粒子、在磁场中运动位移大小之比;
(3)粒子在磁场中运动的时间。
15. 如图所示,在水平方向上建立直角坐标系。足够长的金属导轨、关于轴对称且在点有共同的平滑结点。、固定在绝缘水平面上,,轴右侧区域有方向竖直向上,磁感应强度的匀强磁场。两完全相同、足够长的金属细棒、,质量均为,开始时静止在轴。金属棒以的速度沿轴向右运动,与棒发生弹性正碰,碰撞时间极短。碰后在轨道上沿轴向右做减速运动直至静止。棒、与导轨始终接触良好且始终与轴垂直,不计摩擦及空气阻力。金属棒与导轨单位长度电阻值均为,求:
(1)棒、碰后瞬间,棒速度大小;
(2)整个回路产生的总焦耳热;
(3)棒运动的总路程。
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