内容正文:
高二物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 关于电学单位,下列说法正确的是( )
A. 电荷单位是库仑 B. 电场强度单位是欧姆
C. 电压单位是焦耳 D. 电流单位是瓦特
2. 下列有关单摆周期的说法正确的是( )
A. 只改变小球的质量不会改变单摆的周期
B. 单摆的周期只与摆线长度有关
C. 单摆在同步卫星中的周期与在地面时的相同
D. 单摆的周期与摆线长度成正比
3. 关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是( )
A. 任何电场都会产生磁场 B. 任何磁场都会产生电场
C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在 D. 电磁波是横波,不能在真空中传播
4. 如图所示,光滑斜面的倾角为,质量为m的物体从固定斜面顶端滑下,到底端所用时间为t,重力加速度大小为g。对于这一过程,关于物体的情况描述正确的是( )
A. 重力的冲量大小为 B. 支持力的冲量大小为0
C. 合力的冲量大小为0 D. 动量的变化量为
5. 如图所示,小球B以水平速度撞向与墙之间用轻弹簧连接的小球A,水平面光滑,两小球质量均为,碰前小球A静止,两小球发生弹性正碰。则( )
A. 小球A的最大动量为 B. 小球A的最大动量为
C. 弹簧的最大弹性势能为 D. 弹簧的最大弹性势能为
6. 图甲为某一小灯泡的图线,现将两盏这样的小灯泡并联后再与一个的定值电阻串联,接在内阻为、电动势为的电源两端,如图乙所示。则通过每盏小灯泡的电流和每盏小灯泡的电功率分别约为( )
A. 0.2A,0.6W B. 0.3A,0.6W
C. 0.2A,0.2W D. 0.27A,0.5W
7. 在一次训练中,中国的首个单板滑雪奥运冠军(可视为质点)以某一水平速度从点沿着圆轨道出发,至点脱离轨道,最终落在地面上的点,如图所示。其中段为光滑圆轨道(圆心为),不计空气阻力,重力加速度大小为。下列说法错误的是( )
A. 在点时,该运动员所受支持力小于重力
B. 在点,该运动员只受重力,向心加速度小于
C. 从点到点的过程中,该运动员水平方向的加速度先减小后增大
D. 若段圆弧的圆心角为,且已知该运动员的质量和轨道的半径,则可求出该运动员从点到点所花的时间
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. 下列说法正确的是( )
A. 照相机镜头表面的增透膜利用了薄膜干涉原理
B. 光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
C. 在光导纤维内传送图像利用了光的色散
D. 雨后积水路面漂浮的彩色油膜属于光的衍射现象
9. 2023年10月15日8时54分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将云海一号04星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,该卫星属于极地卫星,运行轨道过地球南北极。已知该卫星从图示位置北纬正上空的点逆时针运动至南纬正上空的点的时间为,下列说法正确的是( )
A. 火箭的发射速度小于
B. 该卫星的动能一定比地球同步卫星的动能大
C. 该卫星与地球同步卫星的轨道半径之比为
D. 该卫星的加速度一定小于北极某物体的重力加速度
10. 如图甲所示,一个点电荷产生的电场中,坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为和。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都与轴的正方向相同,电场力与试探电荷所带电荷量的关系图像如图乙所示,放在A点的电荷带正电,放在点的电荷带负电。已知静电力常量,下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度的大小为,方向沿轴正方向
B. 点的电场强度的大小为,方向沿轴负方向
C. 点电荷的位置坐标为
D. 点电荷带负电,其所带电荷量为
三、非选择题:共54分。
11. “祖冲之”实验小组利用图甲所示装置探究小车的加速度与受力的关系。
(1)某次实验中获得的纸带如图乙所示,已知所用电源的频率为,、、、、、、为计数点,相邻两计数点之间还有四个计时点未画出,测得,,,,,,根据以上数据,可求出小车的加速度大小______(结果保留两位有效数字)。
(2)两实验小组分别用质量为和的小车做实验,保持小车质量不变,改变小车所受的拉力,分别得到随变化的规律如图丙中直线、所示,由图丙可知,________(填“大于”或“小于”),直线不过坐标原点的原因是________________________________________________。
12. “吴有训”研究小组利用一块表头改装电流表,表头的满偏电流为,内阻为。现要将它改装成0~1mA,0~10mA的双量程电流表,小组成员设计了甲、乙两种方案(电路如图所示)
(1)若采用方案甲的电路,则________,________;若采用方案乙的电路,则________,________。(结果均保留一位小数)
(2)对于这两种方案,________(填“甲”或“乙”)在实际使用时更安全可靠,原因是________。
13. 一列波沿x轴正方向传播,时刚好传播到a点,时,质点a第一次到达波谷,求:
(1)波速v;
(2)0~内,质点a运动的路程s。
14. 如图所示,电路中电源电动势,内阻不可忽略,电路中两个定值电阻的阻值都为。A、B分别为水平放置的平行板电容器的上、下极板,板间距离,其电容。开关闭合,待电流稳定后,在两板右端正中间位置处,有一带电油滴以某一初速度水平向左射入两板间,恰好在两板间沿直线匀速射出电场。已知油滴的比荷为,取重力加速度大小,求:
(1)平行板电容器所带的电荷量;
(2)电源的内阻。
15. 较大型的超市广泛使用传送带来搬运货物。如图所示,倾角的倾斜传送带以恒定的速率顺时针运动,传送带始终是绷紧的,将可视为质点的质量的货物轻放在传送带上的A端,货物经过到达传送带的B端,货物与传送带之间的动摩擦因数,B端与水平面平滑连接,货物由传送带经B点过渡到水平面速率不变,货物经B点后又用了1.4s停在C点。取重力加速度大小,。
(1)通过计算说明货物从传送带A端到达B端的运动情况,并画出这1.2s内货物的图像;
(2)求货物与BC段水平面间的动摩擦因数;
(3)若货物在传送带上滑动时留下了痕迹,求痕迹的长度。
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高二物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 关于电学单位,下列说法正确的是( )
A. 电荷单位是库仑 B. 电场强度单位是欧姆
C. 电压单位是焦耳 D. 电流单位是瓦特
【答案】A
【解析】
【详解】A.电荷单位是库仑,故A正确;
B.电场强度的单位是牛顿/库仑或者伏特/米,故B错误;
C.电压单位是伏特,故C错误;
D.电流单位是安培,故D错误。
故选A。
2. 下列有关单摆周期的说法正确的是( )
A. 只改变小球的质量不会改变单摆的周期
B. 单摆的周期只与摆线长度有关
C. 单摆在同步卫星中的周期与在地面时的相同
D. 单摆的周期与摆线长度成正比
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据单摆的周期公式可知,单摆的周期与摆球的质量无关,故A正确;
B.根据可知,单摆的周期不仅与摆线长度有关,还与重力加速度有关,故B错误。
C.在同步卫星中,单摆处于完全失重状态,单摆无法摆动(无回复力),周期与地面时不相同,故C错误。
D.根据可知,单摆的周期与摆线长度的平方根成正比,故D错误。
故选A。
3. 关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是( )
A. 任何电场都会产生磁场 B. 任何磁场都会产生电场
C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在 D. 电磁波是横波,不能在真空中传播
【答案】C
【解析】
【详解】A.变化的电场会产生磁场,这是麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点之一,故A错误;
B.变化的磁场会产生电场,这是麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点之一,故B错误;
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹实验验证了电磁波的存在,故C正确;
D.周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生,形成电磁波,电场与磁场相互垂直,所以电磁波是横波,可以在真空中传播,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,光滑斜面的倾角为,质量为m的物体从固定斜面顶端滑下,到底端所用时间为t,重力加速度大小为g。对于这一过程,关于物体的情况描述正确的是( )
A. 重力的冲量大小为 B. 支持力的冲量大小为0
C. 合力的冲量大小为0 D. 动量的变化量为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据冲量定义可知重力的冲量大小为
支持力的冲量大小为
故AB错误;
CD.物体所受合力大小为
则合力的冲量大小为
根据动量定理可知动量的变化量为
故C错误,D正确。
故选D。
5. 如图所示,小球B以水平速度撞向与墙之间用轻弹簧连接的小球A,水平面光滑,两小球质量均为,碰前小球A静止,两小球发生弹性正碰。则( )
A. 小球A的最大动量为 B. 小球A的最大动量为
C. 弹簧的最大弹性势能为 D. 弹簧的最大弹性势能为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.小球A碰撞后,弹簧弹力对其做负功,则小球的速度减小,所以碰撞后瞬间,小球A的动量最大,两个小球发生弹性正碰,根据动量守恒定律和能量守恒定律有,
解得碰撞后瞬间小球A的速度为
则小球A的最大动量为
故AB错误;
CD.当小球A的速度为零时,弹簧的弹性势能最大,根据能量守恒定律可得弹簧的最大弹性势能为
故D正确,C错误。
故选D。
6. 图甲为某一小灯泡的图线,现将两盏这样的小灯泡并联后再与一个的定值电阻串联,接在内阻为、电动势为的电源两端,如图乙所示。则通过每盏小灯泡的电流和每盏小灯泡的电功率分别约为( )
A. 0.2A,0.6W B. 0.3A,0.6W
C. 0.2A,0.2W D. 0.27A,0.5W
【答案】C
【解析】
【详解】设图乙中,每个灯泡的实际电压和实际电流分别为、;根据闭合电路欧姆定律可得
代入数据可得
在图甲中画出上述关系图线,如图所示
由图中交点可知,
则每盏小灯泡的电功率为
故选C。
7. 在一次训练中,中国的首个单板滑雪奥运冠军(可视为质点)以某一水平速度从点沿着圆轨道出发,至点脱离轨道,最终落在地面上的点,如图所示。其中段为光滑圆轨道(圆心为),不计空气阻力,重力加速度大小为。下列说法错误的是( )
A. 在点时,该运动员所受支持力小于重力
B. 在点,该运动员只受重力,向心加速度小于
C. 从点到点的过程中,该运动员水平方向的加速度先减小后增大
D. 若段圆弧的圆心角为,且已知该运动员的质量和轨道的半径,则可求出该运动员从点到点所花的时间
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意,该运动员从M点到N点做圆周运动,在M点由沿半径方向的合力提供向心力,由于在M点没有脱离轨道,则有
可知,在点时,该运动员所受支持力小于重力,故A正确,不符合题意;
B.该运动员在N点刚好脱离轨道,则在该点运动员所受支持力恰好为0,由重力沿半径方向的分力提供向心力,故向心加速度小于g,故B正确,不符合题意;
C.结合上述可知,运动员在M点无水平方向的力提供加速度,在N点也无水平方向的力提供加速度,而在MN段该运动员受到轨道的支持力作用,即在MN段运动过程中水平方向有力的作用,所以该运动员水平方向的加速度应该是先增大后减小,故C错误,符合题意;
D.运动员在N点恰好脱离轨道,则有
解得
进而可求竖直方向的分速度
根据几何关系可知,N、P点间的竖直距离
运动员在竖直方向做匀加速直线运动,加速度为重力加速度,则有
可知,能够求出该运动员从N点到P点所花的时间,故D正确,不符合题意。
故选C。
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. 下列说法正确的是( )
A. 照相机镜头表面的增透膜利用了薄膜干涉原理
B. 光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
C. 在光导纤维内传送图像利用了光的色散
D. 雨后积水路面漂浮的彩色油膜属于光的衍射现象
【答案】AB
【解析】
【详解】A.照相机镜头表面的增透膜利用了薄膜干涉原理,故A正确;
BC.在光导纤维内传送图像利用了全反射原理,光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大,故B正确,C错误;
D.雨后积水路面漂浮的彩色油膜属于光的干涉现象,故D错误。
故选AB。
9. 2023年10月15日8时54分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将云海一号04星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,该卫星属于极地卫星,运行轨道过地球南北极。已知该卫星从图示位置北纬正上空的点逆时针运动至南纬正上空的点的时间为,下列说法正确的是( )
A. 火箭的发射速度小于
B. 该卫星的动能一定比地球同步卫星的动能大
C. 该卫星与地球同步卫星的轨道半径之比为
D. 该卫星的加速度一定小于北极某物体的重力加速度
【答案】CD
【解析】
【详解】A.第一宇宙速度是发射火箭的最小速度,故长征二号丁运载火箭发射速度大于7.9km/s,故A错误;
B.由于不知道该卫星与同步卫星的质量,因此无法比较它们的动能,故B错误;
C.由题知该卫星的周期为
地球同步卫星的周期为24h,由开普勒第三定律得该卫星与地球同步卫星的轨道半径之比为,故C正确;
D.对卫星,根据牛顿第二定律
对北极某物体,根据牛顿第二定律
由于卫星轨道半径大于地球的半径,该卫星的加速度一定小于北极某物体的重力加速度,故D正确。
故选CD。
10. 如图甲所示,一个点电荷产生的电场中,坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为和。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都与轴的正方向相同,电场力与试探电荷所带电荷量的关系图像如图乙所示,放在A点的电荷带正电,放在点的电荷带负电。已知静电力常量,下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度的大小为,方向沿轴正方向
B. 点的电场强度的大小为,方向沿轴负方向
C. 点电荷的位置坐标为
D. 点电荷带负电,其所带电荷量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据图乙可知,A点的电场强度的大小为
由于放在A点的电荷带正电,其所受电场力方向沿轴的正方向,则场强方向沿轴正方向,故A错误;
B.根据图乙可知,B点的电场强度的大小为
由于放在B点的电荷带负电,其所受电场力方向沿轴的正方向,则场强方向沿轴负方向,故B正确;
CD.放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都与轴的正方向相同,放在A点的电荷带正电,放在点的电荷带负电,可知,A点位置的电场强度方向沿轴正方向,B点位置的电场强度方向沿轴负方向,可知,点电荷在A、B两点之间的某一位置,且点电荷带负电,令点电荷的位置坐标为x,结合上述有,
解得,,故C错误,D正确。
故选BD。
三、非选择题:共54分。
11. “祖冲之”实验小组利用图甲所示装置探究小车的加速度与受力的关系。
(1)某次实验中获得的纸带如图乙所示,已知所用电源的频率为,、、、、、、为计数点,相邻两计数点之间还有四个计时点未画出,测得,,,,,,根据以上数据,可求出小车的加速度大小______(结果保留两位有效数字)。
(2)两实验小组分别用质量为和的小车做实验,保持小车质量不变,改变小车所受的拉力,分别得到随变化的规律如图丙中直线、所示,由图丙可知,________(填“大于”或“小于”),直线不过坐标原点的原因是________________________________________________。
【答案】(1)0.81
(2) ①. 小于 ②. 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足
【解析】
【小问1详解】
因相邻两计数点之间还有四个计时点未画出,则相邻两计数点的时间间隔为
根据逐差法有
【小问2详解】
[1]根据牛顿第二定律,对于直线A有
整理得
对于直线B有
整理得
可知图线A、B的斜率均为质量的倒数,故由题图丙可知
可得
[2]由直线A可知,有一定拉力后,才产生加速度,可能是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
12. “吴有训”研究小组利用一块表头改装电流表,表头的满偏电流为,内阻为。现要将它改装成0~1mA,0~10mA的双量程电流表,小组成员设计了甲、乙两种方案(电路如图所示)
(1)若采用方案甲的电路,则________,________;若采用方案乙的电路,则________,________。(结果均保留一位小数)
(2)对于这两种方案,________(填“甲”或“乙”)在实际使用时更安全可靠,原因是________。
【答案】(1) ①. 4.0 ②. 42.1 ③. 4.2 ④. 37.8
(2) ①. 乙 ②. 见解析
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3][4]对甲电路量程为10mA时
量程为1mA时
解得
R1=4.0Ω,R2=42.1Ω
对乙电路,量程为10mA时
量程为1mA时
解得
R1=4.2Ω,R2=37.8Ω
【小问2详解】
[1][2]由图示电路图可知,图甲在更换量程时两个分流电阻都没有并联在表头两端,容易烧坏表头,则电路不合理。而图乙则避免了这个问题,电路合理。
13. 一列波沿x轴正方向传播,时刚好传播到a点,时,质点a第一次到达波谷,求:
(1)波速v;
(2)0~内,质点a运动的路程s。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
时,质点a第一次到达波谷,可知此过程中波沿x轴正向传播,经过的时间
可得
因,根据
解得
【小问2详解】
,可知10s内质点a运动的路程,
解得
14. 如图所示,电路中电源电动势,内阻不可忽略,电路中两个定值电阻的阻值都为。A、B分别为水平放置的平行板电容器的上、下极板,板间距离,其电容。开关闭合,待电流稳定后,在两板右端正中间位置处,有一带电油滴以某一初速度水平向左射入两板间,恰好在两板间沿直线匀速射出电场。已知油滴的比荷为,取重力加速度大小,求:
(1)平行板电容器所带的电荷量;
(2)电源的内阻。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
油滴在板间受力平衡,则
根据,
解得
【小问2详解】
由欧姆定律知
由闭合电路欧姆定律有
解得
15. 较大型的超市广泛使用传送带来搬运货物。如图所示,倾角的倾斜传送带以恒定的速率顺时针运动,传送带始终是绷紧的,将可视为质点的质量的货物轻放在传送带上的A端,货物经过到达传送带的B端,货物与传送带之间的动摩擦因数,B端与水平面平滑连接,货物由传送带经B点过渡到水平面速率不变,货物经B点后又用了1.4s停在C点。取重力加速度大小,。
(1)通过计算说明货物从传送带A端到达B端的运动情况,并画出这1.2s内货物的图像;
(2)求货物与BC段水平面间的动摩擦因数;
(3)若货物在传送带上滑动时留下了痕迹,求痕迹的长度。
【答案】(1)见解析 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
货物刚放在传送带上,由牛顿第二定律有
解得
当货物与传送带共速时
解得
后对货物由牛顿第二定律有
解得
货物到B点时
综上:货物从A点到B点先以加速度做匀加速直线运动,再以加速度做匀加速直线运动,图像如图所示。
【小问2详解】
货物在段运动有
根据牛顿第二定律有
把代入,解得。
【小问3详解】
在内,货物的位移大小
传送带的位移大小
这段过程痕迹的长度
在内,货物的位移大小
传送带的位移大小
这段过程痕迹的长度
,所以痕迹的长度为。
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