内容正文:
淮北市华曜港利高级中学高二年级开学检测
高二物理
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案填在答题卡上。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:人教版必修第一册、必修第三册、必修第三册等九章~第十一章第二节。
一.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,只有一项是符合要求的。
1. 如图所示,绝缘水平面上放有不带电的空易拉罐,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近空易拉罐,在未接触的情况下,可观察到空易拉罐会朝玻璃棒方向滚动,关于这一现象,下列说法正确的是( )
A. 丝绸摩擦过的玻璃棒带电说明摩擦可以创造电荷
B. 空易拉罐靠近玻璃棒的一侧带正电,远离玻璃棒的一侧带负电
C. 空易拉罐两侧感应电荷的代数和不为零
D. 玻璃棒对易拉罐近侧的引力大于对远侧的斥力
2. 如图,一横截面积为的铜导线,通过的电流为1A时,自由电子定向移动的平均速率为,试估算体积内的自由电子数为( )
A. 个 B. 个 C. 个 D. 个
3. 如图所示,在直角三角形的顶点A、分别固定有点电荷、,现将一试探电荷固定于顶点,测得所受电场力与边垂直。已知,则( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,轻弹簧一端固定在倾角为30°的斜面的挡板上,另一端与用细线连接的A、B两球相连,弹簧与细线均平行于斜面。已知小球B的质量为小球A质量的2倍,重力加速度大小为g,不计一切摩擦。斜面固定,初态两小球均静止,如果突然剪断细线,则在剪断细线瞬间,小球A与小球B的加速度大小分别为( )
A. 0.5g,0.25g B. 0.5g,0.5g C. 0.5g,g D. 0.25g,0.5g
5. 假设地球可视为质量分布均匀的球体,地球表面重力加速度在两极的大小为,在赤道的大小为,已知地球自转的周期为,引力常量为,则地球的质量为( )
A. B.
C. D.
6. 2025年,无人机技术将进一步成熟,智能化、自动化水平不断提高,同时,电动垂直起降飞行器等新型航空器技术将取得突破性进展,推动城市空中交通的发展。如图甲是无人机快递运输和配送的测试现场,已知质量为5kg的邮件在被无人机从地面吊起后,在竖直方向上运动的v-t图像如图乙所示(取竖直向上为正方向),重力加速度g取10m/s2,不计邮件所受空气阻力。则( )
A. 在46s时邮件上升到最大高度
B. 邮件在30s~36s的过程中处于超重状态
C. 在0~10s内拉力对邮件所做的功为200J
D. 在30s~36s内拉力对邮件做正功,其功率逐渐减小
7. 如图坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场,坐标原点O处的电势为0V,点A处的电势为24V,点B处的电势为12V,则电场强度的大小为( )
A. 400V/m B. 500V/m C. 600V/m D. 1000V/m
8. 如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可忽略,开关闭合稳定时,一带负电的油滴被固定于电容器中的P点。若将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离,则下列说法正确的是( )
A. 平行板电容器的电容将变小
B. 静电计指针张角变小
C. 带电油滴的电势能减少
D. 若将上极板与电源断开后再将下极板左移一小段距离,则油滴所受电场力不变
二.选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 如图在竖直平面内固定一个半径为的粗糙四分之一圆轨道BC,与足够长粗糙的水平轨道相切于B点。视为质点的滑块质量为,以大小为的初速度从水平轨道上A点沿直线AB运动,恰好能到达C点正上方D点处,而后返回,最终停在水平轨道上。已知,滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数为,重力加速度为g。则( )
A. 滑块第一次通过B点时对轨道BC的压力大小为5.6mg
B. 滑块第一次通过轨道BC所用的时间比第二次的长
C. 滑块第二次通过轨道BC因摩擦产生的热量小于0.3mgR
D. 滑块最终停在B点左侧水平轨道且与B点间的距离小于8.5R
10. 如图所示,在竖直平面内有水平向左的匀强电场,在匀强电场中有一根长为的绝缘细线,细线一端固定在点,另一端系一质量为的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角,此时让小球获得初速度且恰能绕点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 小球带负电
B. 小球动能的最小值为
C. 小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D. 小球从初始位置开始,在竖直平面内运动一周的过程中,其电势能先减小后增大,再减小
三.非选择题:共5题,共58分。
11. 某实验小组用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。重力加速度g大小取9.8m/s2。
(1)关于实验要点,下列说法正确的是________。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 斜槽轨道末端必须水平
C. 挡板高度必须等间距变化
D. 每次应从斜槽上相同的位置无初速度释放小球
(2)在坐标纸上建立坐标轴时,应将小球放在槽口静止时,小球的________在白纸上投影的位置确定为坐标原点,y轴方向根据重锤线确定。
(3)实验所用方格纸的每格边长为4.9cm,A、B、C为小球做平抛运动经过的三个位置,如图乙所示,则该小球做平抛运动的初速度大小v0=________m/s,小球在B点的竖直分速度大小=________m/s(计算结果保留3位有效数字)。
12. 小王同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验中所用重物(含夹子)的总质量为m,当地重力加速度大小为g,在实验中得到一条点迹清晰的纸带,纸带中连续的7个计时点O、A、B、C、D、E、F之间的距离如图乙所示,其中O点是打下的第一个点,相邻两个计时点之间的时间间隔为T。
(1)打点计时器的工作电源是________(选填“直流”或“交流”)电源。
(2)从打下O点到打下D点的过程中,重物的重力势能的减少量为________,动能的增加量为________。(用题中所给字母表示)
(3)在正确操作的情况下,通过计算发现,重物动能的增加量略小于重力势能的减少量,则原因可能是________。
13. 如图所示,一细线上端固定,下端拴一质量为m电量为的带电小球,将它置于一水平向右的匀强电场中,当细线偏角为时,小球处于平衡状态(重力加速度为g),试问:
(1)求出电场强度的大小;
(2)若剪断细绳,求小球运动的加速度大小。
14. 如图所示,光滑曲面AB 与长为 L=1.2m 的粗糙水平面 BC 平滑连接于B点,BC 右端连接内壁光滑、半径r=0.4m的四分之一圆周细管CD,管口 D 端正下方直立一根劲度系数k=100 N/m的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口D 端平齐。质量为m=1kg的小滑块从距BC 的高度h=0.8m处由静止释放,进入管口C端时与圆管恰好无作用力,通过 CD 后,在压缩弹簧过程中小滑块动能最大时,弹簧的弹性势能 取重力加速度 求:
(1)小滑块到达 B 点时的速度大小;
(2)小滑块与 BC 之间的动摩擦因数;
(3)在压缩弹簧过程中小滑块的最大速度。
15. 示波器的主要部件是示波管,示波管可简化为电子枪、偏转电极和荧光屏三部分。如图所示,某示波管的电子枪加速电压为,偏转电极板长和板间距均为,偏转电极右侧到荧光屏的距离为。当偏转电压为零时,电子刚好打到荧光屏的中心O点,现加上偏转电压。已知电子的比荷为。求:
(1)电子从电子枪离开的速率;
(2)电子在偏转电极中的偏转距离;
(3)电子在荧光屏中的偏转距离。
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考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案填在答题卡上。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:人教版必修第一册、必修第三册、必修第三册等九章~第十一章第二节。
一.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,只有一项是符合要求的。
1. 如图所示,绝缘水平面上放有不带电的空易拉罐,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近空易拉罐,在未接触的情况下,可观察到空易拉罐会朝玻璃棒方向滚动,关于这一现象,下列说法正确的是( )
A. 丝绸摩擦过的玻璃棒带电说明摩擦可以创造电荷
B. 空易拉罐靠近玻璃棒的一侧带正电,远离玻璃棒的一侧带负电
C. 空易拉罐两侧感应电荷的代数和不为零
D. 玻璃棒对易拉罐近侧的引力大于对远侧的斥力
【答案】D
【解析】
【详解】A.丝绸摩擦过的玻璃棒带电只是电荷的转移,电荷不可以创造,故A错误;
B.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,根据静电感应原理可知,空易拉罐靠近玻璃棒的一侧带负电,远离玻璃棒的一侧带正电,故B错误;
C.根据电荷守恒定律可知,空易拉罐两侧感应电荷的代数和为零,故C错误;
D.由于空易拉罐靠近玻璃棒的一侧带负电,远离玻璃棒的一侧带正电,所带电荷量大小相等,则玻璃棒对易拉罐近侧的引力大于对远侧的斥力,故D正确。
故选D。
2. 如图,一横截面积为的铜导线,通过的电流为1A时,自由电子定向移动的平均速率为,试估算体积内的自由电子数为( )
A. 个 B. 个 C. 个 D. 个
【答案】D
【解析】
【详解】题意可知铜导线横截面积,电流,自由电子定向移动的平均速率,自由电子电荷量。 电流的微观表达式为(其中I是电流,n是单位体积()内的自由电荷数,q是每个自由电荷的电荷量,S是导体的横截面积,v是自由电荷定向移动的速率)
联立解得个
故选D。
3. 如图所示,在直角三角形的顶点A、分别固定有点电荷、,现将一试探电荷固定于顶点,测得所受电场力与边垂直。已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据电荷受到的电场力方向,可以判断出点电荷、对的电场力分别为和,如图所示
根据库仑定律,有,
根据几何关系
可知,则有
联立可得
故选B。
4. 如图所示,轻弹簧一端固定在倾角为30°的斜面的挡板上,另一端与用细线连接的A、B两球相连,弹簧与细线均平行于斜面。已知小球B的质量为小球A质量的2倍,重力加速度大小为g,不计一切摩擦。斜面固定,初态两小球均静止,如果突然剪断细线,则在剪断细线瞬间,小球A与小球B的加速度大小分别为( )
A. 0.5g,0.25g B. 0.5g,0.5g C. 0.5g,g D. 0.25g,0.5g
【答案】A
【解析】
【详解】设A球的质量为,B球的质量为,剪断细线之前两球间的拉力
突然剪断细线时,A球只受重力和斜面的支持力,加速度为,方向沿斜面向下;B球在平衡时失去了细线的拉力,则合力大小等于细线的拉力,其加速度为,方向沿斜面向上。
故选A。
5. 假设地球可视为质量分布均匀的球体,地球表面重力加速度在两极的大小为,在赤道的大小为,已知地球自转的周期为,引力常量为,则地球的质量为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在两极处,万有引力全部提供重力,则
可得
在赤道处,万有引力减去向心力等于重力,故
可得
则地球半径
代入解得
故选A。
6. 2025年,无人机技术将进一步成熟,智能化、自动化水平不断提高,同时,电动垂直起降飞行器等新型航空器技术将取得突破性进展,推动城市空中交通的发展。如图甲是无人机快递运输和配送的测试现场,已知质量为5kg的邮件在被无人机从地面吊起后,在竖直方向上运动的v-t图像如图乙所示(取竖直向上为正方向),重力加速度g取10m/s2,不计邮件所受空气阻力。则( )
A. 在46s时邮件上升到最大高度
B. 邮件在30s~36s的过程中处于超重状态
C. 在0~10s内拉力对邮件所做的功为200J
D. 在30s~36s内拉力对邮件做正功,其功率逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图像围成的面积表示位移,可知在36s时邮件上升到最大高度,故A错误;
B.根据图像可知邮件在内向上做匀减速运动,加速度方向向下,处于失重状态,故B错误;
C.根据图像的斜率表示加速度,可知邮件在内的加速度大小,根据牛顿第二定律
内邮件的位移为5m,该过程拉力做的功为,故C错误;
D.在内邮件匀减速上升,拉力对邮件做正功,根据可知其功率逐渐减小,故D正确。
故选D。
7. 如图坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场,坐标原点O处的电势为0V,点A处的电势为24V,点B处的电势为12V,则电场强度的大小为( )
A. 400V/m B. 500V/m C. 600V/m D. 1000V/m
【答案】B
【解析】
【详解】坐标原点O处的电势为0V,点A处的电势为24V,则OA中点C的电势为
可知BC为等势线,则场强垂直于BC斜向左下方,场强大小
故选B。
8. 如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可忽略,开关闭合稳定时,一带负电的油滴被固定于电容器中的P点。若将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离,则下列说法正确的是( )
A. 平行板电容器的电容将变小
B. 静电计指针张角变小
C. 带电油滴的电势能减少
D. 若将上极板与电源断开后再将下极板左移一小段距离,则油滴所受电场力不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.将电容器的上极板下移后,极板间距减小,根据电容器的电容变大,故A错误;
B.电容器始终与电源相连,两极板的电势差不变,所以静电计指针张角不变,故B错误;
C.电容器的电势差不变,d减小,则电场强度E变大,点与下极板间的电势差变大,即点的电势增大,因为该油滴带负电,所以其电势能减少,故C正确;
D.若将电容器上极板与电源断开,则电容器的电荷量不变,当正对面积减小时,电容器的电容变小,电势差增大,根据电场强度变大,油滴所受电场力变大,故D错误。
故选C。
二.选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 如图在竖直平面内固定一个半径为的粗糙四分之一圆轨道BC,与足够长粗糙的水平轨道相切于B点。视为质点的滑块质量为,以大小为的初速度从水平轨道上A点沿直线AB运动,恰好能到达C点正上方D点处,而后返回,最终停在水平轨道上。已知,滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数为,重力加速度为g。则( )
A. 滑块第一次通过B点时对轨道BC的压力大小为5.6mg
B. 滑块第一次通过轨道BC所用的时间比第二次的长
C. 滑块第二次通过轨道BC因摩擦产生的热量小于0.3mgR
D. 滑块最终停在B点左侧水平轨道且与B点间的距离小于8.5R
【答案】AC
【解析】
【详解】A.滑块从A到B的过程中有
滑块第一次通过B点时有
解得,A正确;
B.由于轨道粗糙,滑块第一次通过轨道BC所用的时间比第二次的短,B错误;
C.从B点到D点有
解得
滑块第二次通过轨道BC时速度更小,滑块与轨道间的摩擦力更小,故因摩擦产生的热量小于0.3mgR,C正确;
D.滑块从D点返回到停止的过程根据能量守恒定律有
滑块第二次通过轨道BC因摩擦产生的热量小于0.3mgR,可知,D错误。
故选AC。
10. 如图所示,在竖直平面内有水平向左的匀强电场,在匀强电场中有一根长为的绝缘细线,细线一端固定在点,另一端系一质量为的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角,此时让小球获得初速度且恰能绕点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 小球带负电
B. 小球动能的最小值为
C. 小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D. 小球从初始位置开始,在竖直平面内运动一周的过程中,其电势能先减小后增大,再减小
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB.小球静止时悬线与竖直方向成角,受重力、拉力和电场力,三力平衡,如图所示
可知小球带负电,根据平衡条件有
解得
小球恰能绕点在竖直平面内做圆周运动,在等效最高点速度最小,根据牛顿第二定律,有
则最小动能为,故AB正确;
C.小球的机械能和电势能之和守恒,则小球运动至电势能最大的位置机械能最小,小球带负电,则小球运动到圆周轨迹的最左端点时机械能最小,故C错误;
D.小球从初始位置开始,在竖直平面内运动一周的过程中,电场力先做正功,后做负功,再做正功,则其电势能先减小后增大,再减小,故D正确。
故选ABD。
三.非选择题:共5题,共58分。
11. 某实验小组用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。重力加速度g大小取9.8m/s2。
(1)关于实验要点,下列说法正确的是________。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 斜槽轨道末端必须水平
C. 挡板高度必须等间距变化
D. 每次应从斜槽上相同的位置无初速度释放小球
(2)在坐标纸上建立坐标轴时,应将小球放在槽口静止时,小球的________在白纸上投影的位置确定为坐标原点,y轴方向根据重锤线确定。
(3)实验所用方格纸的每格边长为4.9cm,A、B、C为小球做平抛运动经过的三个位置,如图乙所示,则该小球做平抛运动的初速度大小v0=________m/s,小球在B点的竖直分速度大小=________m/s(计算结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)BD (2)球心
(3) ①. 1.47 ②. 1.96
【解析】
【小问1详解】
ABD.该实验要求小球每次抛出的初速度要相同,因此要求小球从斜槽上相同的位置无初速度释放,斜槽轨道是否光滑对该实验没有影响,实验中必须保证小球做平抛运动,而平抛运动要求初速度为水平方向且小球只受重力作用,所以斜槽轨道末端必须要水平,故A错误,BD正确;
C.为了确保描绘小球运动轨迹的准确性,记录小球位置时需要多记录几个位置,但并不需要挡板每次必须严格地等距离下降记录小球位置,故C错误。
故选BD。
【小问2详解】
在坐标纸上建立坐标轴时,应将小球放在槽口静止时,小球的球心在白纸上投影的位置确定为坐标原点,y轴方向根据重锤线确定。
【小问3详解】
[1]竖直方向由逐差法可知
解得
水平方向有
可得该小球做平抛运动的初速度大小为
[2]小球在B点的竖直分速度大小
12. 小王同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验中所用重物(含夹子)的总质量为m,当地重力加速度大小为g,在实验中得到一条点迹清晰的纸带,纸带中连续的7个计时点O、A、B、C、D、E、F之间的距离如图乙所示,其中O点是打下的第一个点,相邻两个计时点之间的时间间隔为T。
(1)打点计时器的工作电源是________(选填“直流”或“交流”)电源。
(2)从打下O点到打下D点的过程中,重物的重力势能的减少量为________,动能的增加量为________。(用题中所给字母表示)
(3)在正确操作的情况下,通过计算发现,重物动能的增加量略小于重力势能的减少量,则原因可能是________。
【答案】(1)交流 (2) ①. ②.
(3)重物下落过程会受到一定的空气阻力和摩擦阻力
【解析】
【小问1详解】
打点计时器的工作电源是交流电源。
【小问2详解】
[1]从打下O点到打下D点的过程中,重物的重力势能的减少量为
[2]动能的增加量为
【小问3详解】
在正确操作的情况下,通过计算发现,重物动能的增加量略小于重力势能的减少量,则原因可能是:重物下落过程会受到一定的空气阻力和摩擦阻力。
13. 如图所示,一细线上端固定,下端拴一质量为m电量为的带电小球,将它置于一水平向右的匀强电场中,当细线偏角为时,小球处于平衡状态(重力加速度为g),试问:
(1)求出电场强度的大小;
(2)若剪断细绳,求小球运动的加速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
对小球受力分析如图
根据平衡条件,有
解得
【小问2详解】
若剪断细绳,小球所受的重力和电场力大小不变,则合力为
根据牛顿第二定律有
解得
14. 如图所示,光滑曲面AB 与长为 L=1.2m 的粗糙水平面 BC 平滑连接于B点,BC 右端连接内壁光滑、半径r=0.4m的四分之一圆周细管CD,管口 D 端正下方直立一根劲度系数k=100 N/m的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口D 端平齐。质量为m=1kg的小滑块从距BC 的高度h=0.8m处由静止释放,进入管口C端时与圆管恰好无作用力,通过 CD 后,在压缩弹簧过程中小滑块动能最大时,弹簧的弹性势能 取重力加速度 求:
(1)小滑块到达 B 点时的速度大小;
(2)小滑块与 BC 之间的动摩擦因数;
(3)在压缩弹簧过程中小滑块的最大速度。
【答案】(1)4m/s;(2)0.5;(3)
【解析】
【详解】(1)根据机械能守恒定律得
解得
(2)在C点根据牛顿第二定律得
解得
根据动能定理得
解得
(3)速度最大时,根据平衡条件得
解得
根据机械能守恒定律得
解得
15. 示波器的主要部件是示波管,示波管可简化为电子枪、偏转电极和荧光屏三部分。如图所示,某示波管的电子枪加速电压为,偏转电极板长和板间距均为,偏转电极右侧到荧光屏的距离为。当偏转电压为零时,电子刚好打到荧光屏的中心O点,现加上偏转电压。已知电子的比荷为。求:
(1)电子从电子枪离开的速率;
(2)电子在偏转电极中的偏转距离;
(3)电子在荧光屏中的偏转距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电子被加速的过程中,由动能定理
解得电子从电子枪离开的速率为
【小问2详解】
电子在偏转电场中做类平抛运动,初速度方向有
沿电场方向有
由牛顿第二定律
联立解得电子在偏转电极中的偏转距离
【小问3详解】
设电子离开偏转电场时的速度方向与水平方向的夹角为,则
离开电场后,电子做匀速直线运动,有
结合小问(2)联立可得电子在荧光屏中的偏转距离
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