内容正文:
2024级高二上学期11月期中联考试题
物理
一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 某人坐在摩天轮吊舱里随摩天轮做匀速圆周运动,不变的物理量是( )
A. 速度 B. 加速度 C. 动能 D. 动量
【答案】C
【解析】
【详解】速度、加速度、动量都是矢量,动能是标量,做匀速圆周运动的速度、加速度和动量的方向一直在变化,动能不变,故选C。
2. 如图甲所示为一共振筛的示意图。该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压,可使偏心轮转速提高,增加筛子质量,可增大筛子的固有周期。现在,在某电压下偏心轮的转速是54r/min,为了使筛子的振幅增大,下列方案可行的是( )
A. 增大电压 B. 增大筛子的质量
C. 增大电压,同时增大筛子的质量 D. 减小电压,同时减小筛子的质量
【答案】D
【解析】
【详解】某电压下偏心轮的转速是,则共振筛现在的振动频率为
由图乙可知,筛子的固有频率为0.8Hz;为了使筛子的振幅增大,应使固有频率和驱动力频率的差值变小;可减小驱动力的频率,即偏心轮转速减小,减小电压,也可以增大筛子的固有频率,即减小固有周期,减小筛子的质量。
故选D。
3. 景德镇陶瓷是古代海上丝绸之路和国内贸易的重要商品,在物流过程中需要安全和便捷地装运陶瓷。图中为清代督陶官唐英的《陶冶图说》中“将茭草置于内,竹篾横缠于外”的古代陶瓷运输保护措施,体现出劳动人民的智慧和创造性。关于这种保护措施正确的是( )
A. 茭草、竹篾包扎可以减小瓷器碰撞时的动量
B. 茭草、竹篾包扎可以减小瓷器碰撞过程中受到的冲量
C. 茭草、竹篾包扎可以减小瓷器碰撞过程中动量的变化量
D. 茭草、竹篾包扎可以减小瓷器碰撞过程中动量的变化率
【答案】D
【解析】
【详解】A.瓷器在运输过程中发生碰撞,其碰撞前的速度和质量基本确定,因此其动量大小基本确定。茭草、竹篾包扎会略微增加总质量,但不会减小碰撞时的动量。故A错误。
B.根据动量定理,瓷器在碰撞过程中受到的冲量等于其动量的变化量,瓷器碰撞过程中动量的变化量由碰撞前后的运动状态决定,因此茭草、竹篾包扎不能改变其受到的冲量,故B错误;
C.瓷器在碰撞过程中,初末状态的速度变化是确定的(例如从某个速度减为零),其质量不变,所以动量的变化量是基本确定的,故C错误;
D.茭草、竹篾等缓冲材料的作用是在碰撞发生时,通过自身的形变来延长碰撞作用的时间Δt。根据动量定理FΔt = Δp,在动量的变化量Δp一定的情况下,作用时间Δt越长,瓷器所受到的平均作用力F就越小,即减小瓷器碰撞过程中动量的变化率,故D正确。
故选D。
4. 如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,、为定值电阻,为光敏电阻(光照强度增大,电阻变小),V为理想电压表,A为理想电流表。现闭合开关,增大光照强度,则( )
A. V的示数减小,A的示数减小
B. 电源的效率可能增大
C. 电源的输出功率一定减小
D. V的示数变化和A的示数变化的比值不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.增大光照强度,光敏电阻的阻值减小,与并联的总电阻减小,电路的总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I增大,电流表示数增大,电压表的示数
则电压表示数减小,故A错误;
B.电源的工作效率
可知电路总电流变大,电源效率减小,故B错误;
C.当外电路总电阻与电源内阻相等时,电源的输出功率最大,由于不知道外电路总电阻与电源内阻的具体大小关系,所以电源的输出功率不一定减小,故C错误;
D.电压表示数的变化与电流表示数的变化的比值
所以电压表示数的变化与电流表示数的变化的比值不变,故D正确。
故选D。
5. 如图,一水平圆环从位置向位置运动的过程中,穿过圆环的磁通量变化情况是:( )
A. 一直增大 B. 一直减小
C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】线圈穿过磁铁的过程中,穿过线圈的磁感线包含了所有的内部磁感线及部分外部磁感线,内外磁感线相互抵消;因越到中间外部磁感线越少,磁通量就越大,故该过程磁通量是先增大后减小的。
故选C。
6. 智能手机中的“近距秒表”功能实时记录运动物体距手机距离和时间的关系。现用手机、小球、铁架台、塑料夹子等实验器材组装成如图甲所示的装置,来测量重力加速度。关于本实验,正确的是( )
A. 为方便测出小球的大小,可以选用稍大一些的空心塑料球
B. 为准确的测出小球的周期,开始记录时小球只能在平衡位置
C. 由图乙可知,摆球完成一次全振动的时间为2s
D. 在实验中只测出了悬线的长度L,根据数据描绘出图线丙,则得到的重力加速度偏大
【答案】C
【解析】
【详解】A.单摆实验为了减小空气阻力的影响,需要选用密度大、体积小的摆球。空心塑料球密度小,空气阻力对运动的影响大,误差大,故A错误;
B.在平衡位置开始计时只是能减小计时误差,并不是说只能从平衡位置开始记录,只要正确统计全振动的次数,就能准确测量周期,故B错误;
C.手机在摆球平衡位置的正下方,摆球摆到左、右两侧最高点时,到手机的距离相等(均为最大值);从图乙可知,相邻两次最大距离的间隔为,分别对应左、右两个最高点,因此摆球完成一次全振动的时间为,故C正确;
D.设摆球半径为,实际摆长为,由单摆周期公式
变形得
图像的斜率,斜率与摆球半径无关,只测悬线长不会改变斜率,因此计算得到的重力加速度是准确的,不会偏大,故D错误。
故选C。
7. 如图为一简易电阻表的原理示意图,其中电流表的满偏电流,内阻,可变电阻的最大阻值为,电池电动势。按正确使用方法测量电阻的阻值时,指针偏转到2mA处,可知该电阻的阻值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】两表笔短接时,欧姆表调零,则
测量电阻的阻值时,指针偏转到2mA,则
解得
故选A。
8. 小明在观看冰壶项目比赛时发现,有时投手投出冰壶击打静止的冰壶时,并未满足高中物理学习的“质量相同,速度交换”规律,静止的冰壶碰后被撞飞,但投出的冰壶碰撞后速度并不为零,还会有位移发生,若每只冰壶质量相同,出现这个情况的原因可能是( )
A. 冰面有摩擦力,碰撞时两冰壶动量不近似守恒
B. 冰壶投出后速度太快
C. 两冰壶在碰撞过程中能量不守恒
D. 投出的冰壶除了滑动还有旋转
【答案】D
【解析】
【详解】A.碰撞过程作用时间极短,冰面摩擦力的冲量可忽略,因此碰撞瞬间两冰壶动量近似守恒,碰撞后冰壶减速是碰撞结束后摩擦力的持续作用导致的,与碰撞过程的动量守恒无关,故A错误;
B.质量相同的两物体发生弹性正碰时速度交换的规律和入射速度大小无关,只要满足正碰、弹性碰撞、质量相等的条件,无论入射速度多大都会发生速度交换,故B错误;
C.能量守恒是普适定律,碰撞过程总能量一定守恒,只是非弹性碰撞中会有部分机械能转化为内能等其他形式的能量,不能说能量不守恒,故C错误;
D.投出的冰壶带有旋转时,碰撞过程除了平动动量的传递,还存在角动量的相互作用,会改变两冰壶碰撞后的平动速度分布,不满足简单的正碰速度交换模型,因此投出的冰壶碰撞后仍有速度,故D正确。
故选D。
9. 如图所示,一水平弹簧振子在、间做简谐运动,振幅为,取平衡位置处为原点,向右为正,以振子向右经过平衡位置时为时刻,下列加速度-时间()图像、动量-时间()图像、速度-位移图像()、动能-位移图像()中可能正确的是( )(已知弹簧弹性势能的表达式为:,默认原长为零势能点,为形变量)
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题可知,其中x=Asinωt
则有,因此a-t图像不是线性关系,故A错误;
B.根据简谐振动位移与时间的关系x=Asinωt,则其速度
结合动量p=mv=mAωcosωt
即p-t图像为一条余弦函数,故B错误;
D.根据机械能守恒定律可知,振子的动能和势能之和为定值,即Ek+Ep=E
则有
其中E为定值,则Ek-x的图像应为开口向下的抛物线,故D错误;
C.设平衡位置O处振子速度为v0,振子运动过程中,振子和弹簧组成的系统机械能守恒,则有
整理可得,则v-x的图像是椭圆,故C正确。
故选C。
10. 如图所示,在水平面上放有一坡形导轨B,现有一质量与导轨相同的小球A向右滑上导轨,并越过导轨最高点向右滑下离开B。不计一切摩擦,则B( )
A. 将会停在原来位置的右侧
B. 将会停在原来位置的左侧
C. 将会停在原来的位置
D. 不会停止,最终将做匀速直线运动
【答案】A
【解析】
【详解】水平方向无外力A和B动量守恒,且不计一切摩擦则有mv = mvA+mvB,
解得vA = v,vB = 0
在任意极短的Δt内均有mv·Δt = mvA·Δt+mvB·Δt
则在整个运动过程中有∑mv·Δt = ∑mvA·Δt+∑mvB·Δt
即vt = xA+xB
设导轨B的水平长度为L。小球A从左侧滑上B,从右侧滑下离开。因此,在整个过程中,A相对于B的位移是L,且方向向右,即xA-xB = L
联立解得
A是先上坡(减速相对B)后下坡(加速相对B),其相对平均速度小于v,所以总时间,因此xB > 0,即B的位移向右,最终停在初始位置的右侧。
故选A。
11. 如图,一木块静止在光滑的水平面上,两小物体A、B从木板的两侧同时水平滑上木板,最终停在木板上(未发生碰撞),这一过程中木板始终保持静止。若A在木板上滑过的距离比B小,则( )
A. A的质量大于B的质量 B. A、B的初速度大小相等
C. A受到的摩擦力大于B受到的摩擦力 D. 摩擦力对A、B做功一样多
【答案】A
【解析】
【详解】C.木板始终静止,受力平衡,说明A对木板的摩擦力与B对木板的摩擦力大小相等。根据牛顿第三定律,A受到的摩擦力等于B受到的摩擦力,故C错误;
D.对A、B分别应用动能定理,摩擦力做功等于动能变化,
已知、,因此,即摩擦力对A做功更小,故D错误;
AB.水平面光滑,整个系统(A、B、木板)水平方向不受外力,总动量守恒。最终三者都静止,总动量为0,因此A、B初动量大小相等
动能和动量关系为
代入可得 ,,故A正确,B错误。
故选A。
二、非选择题:共5题,共56分,其中第13~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写最后答案的不能得分;有效值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 小明用铜片和锌片相隔一定距离平行插入生的土豆内,制成一个简易土豆电池。为了研究该电池的电动势和内阻,他设计了图(a)所示的电路,电路由土豆电池、电阻箱、电键S、电压传感器、微电流传感器、导线组成。
(1)图(a)中B是______传感器;
(2)实验测得的路端电压与相应电流的拟合图线如图(b)所示,由此得到土豆电池的电动势______V,内阻______;
(3)小理保持其他实验条件不变,仅将铜片和锌片插入得更深一些,重复上述实验,则实验得到的图线可能为图(c)中的______(选填“①”、“②”或“③”);
(4)利用6块这样的马铃薯块串联在一起给一个小电珠(,)供电,小电珠能否正常发光并说明理由:________________。
【答案】(1)电压 (2) ①. 0.50 ②. 1333
(3)③ (4)不能,小电珠正常发光电流,电阻
接入电路后的最大电流为,所以小电珠不能正常发光。
【解析】
【小问1详解】
A与电阻箱串联,是电流传感器,B与电阻箱是并联关系,是电压传感器。
【小问2详解】
[1][2]根据可知,图像与纵轴的交点表示电源的电动势,图像斜率的绝对值表示电源的内阻,即
【小问3详解】
根据电阻定律可知,将铜片和锌片插入得更深一些,使正对面积增大,内阻减小,电源的图像中斜率的绝对值表示电源的内阻,所以斜率的绝对值减小,故选图线③。
【小问4详解】
小电珠正常发光电流
电阻
接入电路后的最大电流为
所以小电珠不能正常发光。
13. 如图是某单摆做简谐运动的振动图像。
(1)写出单摆做简谐运动的振动方程,并求出在内,摆球通过的路程为多少?
(2)若该单摆的摆长为1.00m,求出当地的重力加速度(保留三位有效数字);
【答案】(1)振动方程,路程为
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题图可知,周期,振幅,圆频率
可得振动方程
,摆球通过的路程
【小问2详解】
根据单摆周期公式
得
代入数据解得
14. 如图所示,一轻质弹簧竖直固定在水平地面上,上端连接一质量为物块B,静止于P点。一质量为的物块A从高处由静止落下,与B发生撞击后粘在一起运动,此后经第一次返回至P点,空气阻力不计,重力加速度。求:
(1)物块A与B相撞后瞬间速度多大
(2)内弹簧对物块的冲量
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由,可得
代入数据得
A与B发生碰撞时动量守恒,
可得。
【小问2详解】
再次返回至点时,速度大小仍为,方向变为向上。
以向上作为正方向,由动量定理,
可得
代入数据得
15. 如图,光滑水平轨道右侧有竖直墙壁,有两小滑块A、B,质量分别为和,小滑块A的右侧连接有轻弹簧。给A一个向右的初速度,与B发生第一次碰撞,分开后B向右运动,与墙壁碰撞后以原速率反弹,后与A发生第二次碰撞,重力加速度为。求:
(1)A与B第一次碰撞的过程中,弹簧的最大弹性势能;
(2)B与墙壁发生碰撞后其速度大小;
(3)A、B发生第2次碰撞的过程中,弹簧的最大弹性势能;
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
弹簧压缩到最短时,弹性势能最大,由动量守恒得,
解得
弹簧的最大弹性势能
【小问2详解】
当弹簧恢复原长时,由动量守恒和能量关系,
解得,
B与墙壁碰撞后,其速度大小不变,仍为。
【小问3详解】
A、B发生第2次碰撞的过程中,由
可得
弹簧的最大弹性势能
16. 如图所示,一个半径为,质量为的圆弧槽放在光滑水平面上,圆弧槽底端与地面相切,圆弧槽的曲面和底面均光滑。在圆弧槽的左端一定距离处停着一质量也为、长为的小车,小车的上表面与水平面等高。将一质量为的小物块从圆弧槽顶端静止释放,物块与小车间的动摩擦因数为,重力加速度取。求:
(1)小物块滑到圆弧槽的底端时,小物块的速度大小;
(2)在小物块滑到底端的过程中,圆弧槽通过的位移大小;
(3)小物块在小车上滑动过程中产生的热量;
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对小物块和圆弧槽系统,由水平动量守恒,
代入数据得
由能量关系可知
解得
【小问2详解】
由人船模型可得,
得
而
解得
【小问3详解】
若小物块未能滑离小车,由动量守恒,
可得
由
解得,即小物块未滑离小车。
则滑动过程中产生的热量。
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2024级高二上学期11月期中联考试题
物理
一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 某人坐在摩天轮吊舱里随摩天轮做匀速圆周运动,不变的物理量是( )
A. 速度 B. 加速度 C. 动能 D. 动量
2. 如图甲所示为一共振筛的示意图。该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压,可使偏心轮转速提高,增加筛子质量,可增大筛子的固有周期。现在,在某电压下偏心轮的转速是54r/min,为了使筛子的振幅增大,下列方案可行的是( )
A. 增大电压 B. 增大筛子的质量
C. 增大电压,同时增大筛子的质量 D. 减小电压,同时减小筛子的质量
3. 景德镇陶瓷是古代海上丝绸之路和国内贸易的重要商品,在物流过程中需要安全和便捷地装运陶瓷。图中为清代督陶官唐英的《陶冶图说》中“将茭草置于内,竹篾横缠于外”的古代陶瓷运输保护措施,体现出劳动人民的智慧和创造性。关于这种保护措施正确的是( )
A. 茭草、竹篾包扎可以减小瓷器碰撞时的动量
B. 茭草、竹篾包扎可以减小瓷器碰撞过程中受到的冲量
C. 茭草、竹篾包扎可以减小瓷器碰撞过程中动量的变化量
D. 茭草、竹篾包扎可以减小瓷器碰撞过程中动量的变化率
4. 如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,、为定值电阻,为光敏电阻(光照强度增大,电阻变小),V为理想电压表,A为理想电流表。现闭合开关,增大光照强度,则( )
A. V的示数减小,A的示数减小
B. 电源的效率可能增大
C. 电源的输出功率一定减小
D. V的示数变化和A的示数变化的比值不变
5. 如图,一水平圆环从位置向位置运动的过程中,穿过圆环的磁通量变化情况是:( )
A. 一直增大 B. 一直减小
C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
6. 智能手机中的“近距秒表”功能实时记录运动物体距手机距离和时间的关系。现用手机、小球、铁架台、塑料夹子等实验器材组装成如图甲所示的装置,来测量重力加速度。关于本实验,正确的是( )
A. 为方便测出小球的大小,可以选用稍大一些的空心塑料球
B. 为准确的测出小球的周期,开始记录时小球只能在平衡位置
C. 由图乙可知,摆球完成一次全振动的时间为2s
D. 在实验中只测出了悬线的长度L,根据数据描绘出图线丙,则得到的重力加速度偏大
7. 如图为一简易电阻表的原理示意图,其中电流表的满偏电流,内阻,可变电阻的最大阻值为,电池电动势。按正确使用方法测量电阻的阻值时,指针偏转到2mA处,可知该电阻的阻值为( )
A. B. C. D.
8. 小明在观看冰壶项目比赛时发现,有时投手投出冰壶击打静止的冰壶时,并未满足高中物理学习的“质量相同,速度交换”规律,静止的冰壶碰后被撞飞,但投出的冰壶碰撞后速度并不为零,还会有位移发生,若每只冰壶质量相同,出现这个情况的原因可能是( )
A. 冰面有摩擦力,碰撞时两冰壶动量不近似守恒
B. 冰壶投出后速度太快
C. 两冰壶在碰撞过程中能量不守恒
D. 投出的冰壶除了滑动还有旋转
9. 如图所示,一水平弹簧振子在、间做简谐运动,振幅为,取平衡位置处为原点,向右为正,以振子向右经过平衡位置时为时刻,下列加速度-时间()图像、动量-时间()图像、速度-位移图像()、动能-位移图像()中可能正确的是( )(已知弹簧弹性势能的表达式为:,默认原长为零势能点,为形变量)
A. B.
C. D.
10. 如图所示,在水平面上放有一坡形导轨B,现有一质量与导轨相同的小球A向右滑上导轨,并越过导轨最高点向右滑下离开B。不计一切摩擦,则B( )
A. 将会停在原来位置的右侧
B. 将会停在原来位置的左侧
C. 将会停在原来的位置
D. 不会停止,最终将做匀速直线运动
11. 如图,一木块静止在光滑的水平面上,两小物体A、B从木板的两侧同时水平滑上木板,最终停在木板上(未发生碰撞),这一过程中木板始终保持静止。若A在木板上滑过的距离比B小,则( )
A. A的质量大于B的质量 B. A、B的初速度大小相等
C. A受到的摩擦力大于B受到的摩擦力 D. 摩擦力对A、B做功一样多
二、非选择题:共5题,共56分,其中第13~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写最后答案的不能得分;有效值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 小明用铜片和锌片相隔一定距离平行插入生的土豆内,制成一个简易土豆电池。为了研究该电池的电动势和内阻,他设计了图(a)所示的电路,电路由土豆电池、电阻箱、电键S、电压传感器、微电流传感器、导线组成。
(1)图(a)中B是______传感器;
(2)实验测得的路端电压与相应电流的拟合图线如图(b)所示,由此得到土豆电池的电动势______V,内阻______;
(3)小理保持其他实验条件不变,仅将铜片和锌片插入得更深一些,重复上述实验,则实验得到的图线可能为图(c)中的______(选填“①”、“②”或“③”);
(4)利用6块这样的马铃薯块串联在一起给一个小电珠(,)供电,小电珠能否正常发光并说明理由:________________。
13. 如图是某单摆做简谐运动的振动图像。
(1)写出单摆做简谐运动的振动方程,并求出在内,摆球通过的路程为多少?
(2)若该单摆的摆长为1.00m,求出当地的重力加速度(保留三位有效数字);
14. 如图所示,一轻质弹簧竖直固定在水平地面上,上端连接一质量为物块B,静止于P点。一质量为的物块A从高处由静止落下,与B发生撞击后粘在一起运动,此后经第一次返回至P点,空气阻力不计,重力加速度。求:
(1)物块A与B相撞后瞬间速度多大
(2)内弹簧对物块的冲量
15. 如图,光滑水平轨道右侧有竖直墙壁,有两小滑块A、B,质量分别为和,小滑块A的右侧连接有轻弹簧。给A一个向右的初速度,与B发生第一次碰撞,分开后B向右运动,与墙壁碰撞后以原速率反弹,后与A发生第二次碰撞,重力加速度为。求:
(1)A与B第一次碰撞的过程中,弹簧的最大弹性势能;
(2)B与墙壁发生碰撞后其速度大小;
(3)A、B发生第2次碰撞的过程中,弹簧的最大弹性势能;
16. 如图所示,一个半径为,质量为的圆弧槽放在光滑水平面上,圆弧槽底端与地面相切,圆弧槽的曲面和底面均光滑。在圆弧槽的左端一定距离处停着一质量也为、长为的小车,小车的上表面与水平面等高。将一质量为的小物块从圆弧槽顶端静止释放,物块与小车间的动摩擦因数为,重力加速度取。求:
(1)小物块滑到圆弧槽的底端时,小物块的速度大小;
(2)在小物块滑到底端的过程中,圆弧槽通过的位移大小;
(3)小物块在小车上滑动过程中产生的热量;
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