亳州市二完中2022-2023学年高二下学期期末考试
物 理 试 题 答案
1、如图是两个单摆的振动图像,以下说法正确的是( D )
A. 甲、乙两个摆的振幅之比为
B. 甲、乙两个摆的频率之比为
C. 甲、乙两个摆的摆长之比为
D. 以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向,从 起,乙第一次到达右方最大位移时,甲振动到了平衡位置,且向左运动
2、一正弦交流电的电压随时间变化规律如图所示,则( C )
A. 交流电的频率为
B. 交流电压的有效值为
C. 交流电压瞬时值表达式为
D. 此交流电可以直接接耐压值为 的电容器
[解析]由题图可知, ,故 ,故A项错误;由图像可知交流电压的最大值为 ,因此其有效值为 ,故B项错误;角速度 ,所以其表达式为 ,故C项正确;交流电压的最大值 大于电容器的耐压值 ,故D项错误。
3、根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( D )
A. 有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间一定存在电场
B. 在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C. 均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D. 周期性变化的磁场周围一定产生周期性变化的电场
4、 某同学为了研究圆周运动过程中力的冲量,设计如图所示装置,竖直平面内固定四分之一光滑圆弧轨道 ,圆弧轨道的圆心为 , 水平, 竖直,半径为 。一质量为 的小物块(可视为质点)从圆弧顶点 由静止运动到 点,历时 ,重力加速度 ,则由 到 过程中光滑圆弧轨道对小物块的冲量大小为( B )
A.
B.
C.
D.
[解析]设小物块运动到 点时速度为 ,可知 ,解得 ,由此可知由 到 过程中合外力冲量 ,而重力的冲量为 ,由矢量关系可得 ,由此可知B项正确。
5、(新人教版选择性必修第二册改编)下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力,其中正确的是( C )
A. B.
C. D.
6、如图所示,在直角三角形 区域(含边界)内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为 , , ,边长 ,一个粒子源在 点将质量为 、电荷量为 的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场,在磁场中运动时间最长的粒子中,速度的最大值是( B )
A.
B.
C.
D.
[解析]粒子沿 边界射入磁场从 边射出磁场时转过的圆心角最大,粒子在磁场中的运动时间最长,粒子速度最大时运动轨迹与 边相切,粒子运动轨迹如图所示,由题意可知 , ,边长 ,则 ,四边形 是正方形,粒子轨道半径 ,粒子做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得 ,解得粒子的最大速度为 ,故A、 、 错误,B正确。
7、[2021广东省实验中学期中]在如图所示的平行板电容器中,电场强度 和磁感应强度 相互垂直,具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同,一质量为 、电荷量为 的粒子,以速度 入射时,恰好沿虚线匀速直线运动,不计粒子重力,仅改变以下条件,下列说法正确的是( D )
A. 增大粒子所带电荷量,则粒子所受电场力增大,粒子向下偏转
B. 若增大磁感应强度,粒子射出平行板间,动能增加
C. 增大粒子入射速度,同时增大磁感应强度,粒子电势能可能减小
D. 增大粒子入射速度,同时增大电场强度,粒子可能仍沿虚线匀速直线运动
[解析]粒子以速度 射入,恰好沿虚线运动,满足 ,改变电荷量,等式依然成立,即粒子仍沿虚线运动,A错误;增大磁感应强度,粒子所受洛伦兹力增大,电场力做负功,动能减小,B错误;增大粒子入射速度,同时增大磁感应强度,粒子所受洛伦兹力增大,电场力做负功,电势能一定增大,C错误;增大粒子入射速度,同时增大电场强度,方程 可能仍然成立,粒子可能仍沿虚线运动,D正确。
8、如图,光滑水平面上足够长的木板,质量为,以初速度向左运动的同时,长木板左端上方的也以同样大小的速度向右运动,最终它们有共同的速度,则( )
A.若,最终共同速度一定为零
B.若,的即时速度可能为零
C.若,当的速度减至零时,木板向左运动
D.若,相对先向右,后向左运动,直至与木板相对静止
【答案】AC
【详解】水平面光滑,系统水平方向动量守恒,取向右为正方向,根据动量守恒得
解得共同速度为
A.若,可知最终共同速度一定为零,故A正确;
B.若,合动量方向向右,先减速,最后以v的速度向右匀速运动,即其速度不可能为零,故B错误;
CD.若,合动量方向向左,先减速,后向左加速,最后以v的速度向左匀速运动,所以当m的速度减至零时,木板向左运动,此过程中m相对M一直向右运动,至与木板相对静止,故C正确,D错误。
故选AC。
9、如图所示,图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在s时刻的波形图,图乙为质点B的振动图像,下列说法正确的是( )
A.从到s,该波沿x轴负方向传播了2m
B.在s时,质点A的速度方向和加速度方向均沿y轴正方向
C.从s到s,质点B沿水平方向平移的路程等于5cm
D.在s时,质点C和质点D的速度大小相等,方向相反。
【答案】BD
【详解】A.由图乙可知,B质点在时在平衡位置向下振动,由同侧法可知,波沿x轴负方向传播,从到s运动了,根据图甲可知,该波沿x轴负方向传播了2cm,故A错误;
B.根据同侧法可知,时刻质点A沿y轴负方向振动,s时即经过半个周期,质点A的位移为负,此时质点A的速度方向沿y轴正方向,根据牛顿第二定律可知质点A的加速度方向沿y轴正方向,故B正确;
C.从s到s,质点B在竖直方向上振动,沿水平方向平移的路程为0,故C错误;
D.将图甲向前推四分之一周期B质点在波峰处,C和D质点在平衡位置,所以质点C和质点D的速度大小相等,方向相反,故D正确;
故选BD
10、磁场中,线框面积 ,线框连接一个阻值 的电阻,其余电阻不计,线框 边位于磁场边界上。取垂直于线框平面向外为磁感应强度 的正方向,磁感应强度 随时间 变化的图像如图乙所示。下列判断正确的是( A C )
A. 内线框中感应电流沿顺时针方向
B. 内线框有扩张的趋势
C. 内线框中的电流为
D. 内 边所受安培力保持不变
[解析]由题图乙所示图线可知, 内磁感应强度垂直于纸面向里且均匀减小,穿过线框的磁通量减少,由楞次定律及安培定则可知,线框中感应电流沿顺时针方向,故A正确; 内磁感应强度垂直于纸面向外且均匀增大,穿过线框的磁通量增加,由楞次定律及安培定则可知,线框有收缩的趋势,故B错误; 内线框的感应电动势为 ,线框中的电流为 ,故C正确;在 内线框中的感应电流 保持不变,磁感应强度 大小不断减小,由 可知, 边所受安培力不断减小,故D错误。
11、[2021山东临沂期末]某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中,每 油酸酒精溶液中有纯油酸 。用注射器测得100滴这样的溶液为 。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里,把玻璃板盖在浅盘上并描出油膜的轮廓,如图所示,图中小正方形方格的边长为 。
1) 在实验中,下列操作错误的是AB。
A. 为了使得油膜边界更清晰,需要在油膜上轻轻撒上一些痱子粉
B. 在水面上滴入油酸酒精溶液后,应该马上数方格
C. 对注射器刻度读数时,视线要平视刻度
D. 数方格时,不足半格的舍去,超过半格的算一个
[解析]为了使得油膜边界更清晰,需要先在浅盘里倒入约 深的水,然后将痱子粉均匀撒在水面上,而不是油膜上,故A错误;在水面上滴入油酸酒精溶液后,待油膜的面积先快速扩张后慢慢趋于稳定后,再数方格数,故B错误; 、 操作正确。
2) 1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 是 。
[解析]1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
。
3) 油酸分子的直径是 。(结果保留1位有效数字)
[解析]由题图可读出超过半格的格数约为115小格,则油膜面积为 ,油酸分子的直径为
。
4) 某同学实验中最终得到的计算结果明显偏大,对出现这种结果的原因,下列说法可能正确的是ACD。
A. 配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精多倒了一点,导致油酸酒精溶液浓度偏低
B. 计算油膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理
C. 计算油膜面积时,只数了完整的方格数
D. 水面上痱子粉撒得较多,油膜没有充分展开
[解析]设油酸酒精溶液体积浓度为 , 滴油酸酒精溶液的总体积为 , 滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为 ,则油酸分子直径为 。配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精多倒了一点,则 比实际浓度偏大, 偏大,故A正确;计算油膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理,则 偏大, 偏小,故B错误;计算油膜面积时,只数了完整的方格数,则 偏小, 偏大,故C正确;水面上痱子粉撒得较多,油膜没有充分展开,则 偏小, 偏大,故D正确。
12、 [2021北京朝阳期末]在“测定玻璃的折射率”实验中:
1) 为了取得较好的实验效果,下列操作正确的是B。
A. 选择的入射角应尽量小些
B. 大头针应垂直地插在纸面上
C. 大头针 和 及 和 之间的距离尽量小些
[解析]为了减小测量的相对误差,选择的入射角应适当大些,A错误;为了准确确定入射光线和折射光线,大头针应垂直地插在纸面上,B正确;大头针 和 及 和 之间的距离适当大些时,角度的测量误差会小些,C错误。
2) 小红同学在测量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,她以 点为圆心、 为半径画圆,交 延长线于 点,过 点和 点作法线的垂线分别与法线交于 点和 点,如图甲所示,她测得 , ,则可求出玻璃的折射率 1.5。
[解析]图中 作为入射光线, 是折射光线,设光线在玻璃砖上表面的入射角为 ,折射角为 ,则由几何知识得到 , , ,则折射率 。
3) 小明在画界面时,不小心将两界面 、 间距画得比玻璃砖的宽度稍大些,如图乙所示,则他测得的折射率偏小(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
[解析]画出光路图如图
实线表示实际的光路图,虚线表示小明画图时的光路图,入射角测量没有误差,而折射角偏大,则根据折射定律 ,测出的折射率 将偏小。
4) 小明又设想用下面的方法测量液体的折射率:取一个半径为 的圆形软木塞,在它的圆心处垂直插上一枚大头针,让软木塞浮在液面上,如图丙所示。调整大头针插入软木塞的深度,使它露在外面的长度为 ,这时从液面上方的各个方向向液体中看,恰好看不到大头针。利用测得的数据可求出液体的折射率 。
[解析]由题意可知,液体中发生全反射时的光路图如图所示
则临界角 满足 , ,则 。
13、如图,水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体棒ab的质量m=0.2kg、电阻R=0.5Ω,匀强磁场的磁感应强度B=0.2T,方向垂直框架向上。现用F=1N的外力由静止开始向右拉ab棒,当ab棒向右运动的距离为d=0.5m时速度达到2m/s,求此时:
(1)ab棒产生的感应电动势的大小;
(2)ab棒的电流;
(3)ab棒所受的安培力;
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)根据导体棒切割磁感线的电动势为
(2)由闭合电路欧姆定律得回路电流为
根据右手定则可知电流方向由a流向b。
(3)ab受安培力为
根据左手定则可知安培力的方向水平向左。
14、 (粤教版选择性必修第一册P33, 改编)如图所示,光滑冰面上固定一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对于冰面 的速度向斜面体推去,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上运动一段时间后返回冰面,小孩接住冰块后再次以速率 将冰块推向斜面体,如此反复。小孩与滑板的总质量为 ,冰块的质量 。求:
(1) 在小孩第一次将冰块推出的过程中,小孩和冰块组成的系统的动能增量 ;
[答案]
[解析]设小孩第一次将冰块推出后的瞬间,小孩的速度大小为 ,对小孩第一次将冰块推出的过程,根据动量守恒定律有
解得
动能的变化量为
解得
(2) 要使小孩不能接住冰块,小孩推冰块的次数。
[答案]
[解析]冰块每次在斜面体上运动的过程中,斜面体对冰块的水平冲量大小
若小孩第 次推冰块后,两者的速率均为 ,则此后小孩不能接住冰块,对小孩与冰块组成的系统,根据动量定理有
解得
故要使小孩不能接住冰块,小孩推冰块的次数为4。
15、 [2021山西太原一模]如图所示,一个质量为 、电荷量为 的正离子,在 处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为 的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。结果离子正好从距 点为 的小孔 沿垂直于电场方向进入匀强电场,此电场方向与 平行且向上,最后离子打在 处,而 处距 点 ,不计离子重力,离子运动轨迹在纸面内。求:
1) 此离子在磁场中做圆周运动的半径 ;( )
[解析]正离子运动的轨迹如图所示。正离子在磁场中做圆周运动的半径 满足
解得
2) 离子从 处运动到 处所需时间;( )
[解析]设离子在磁场中的运动速度为 ,则有
,
由图知离子在磁场中做圆周运动的时间为
离子在电场中做类平抛运动,从 到 的时间为
离子从 处运动到 处所需时间为
3) 离子到达 处时的动能。( )
[解析]设电场强度为 ,则有 ,
由动能定理得
解得亳州市二完中2022-2023学年高二下学期期末考试
物 理 试 题
一、单项选择题(本题共7小题,每题4分,共计28分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1、如图是两个单摆的振动图像,以下说法正确的是( )
A. 甲、乙两个摆的振幅之比为
B. 甲、乙两个摆的频率之比为
C. 甲、乙两个摆的摆长之比为
D. 以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向,从 起,乙第一次到达右方最大位移时,甲振动到了平衡位置,且向左运动
2、一正弦交流电的电压随时间变化规律如图所示,则( )
A. 交流电的频率为
B. 交流电压的有效值为
C. 交流电压瞬时值表达式为
D. 此交流电可以直接接耐压值为 的电容器
3、根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )
A. 有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间一定存在电场
B. 在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C. 均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D. 周期性变化的磁场周围一定产生周期性变化的电场
4、 某同学为了研究圆周运动过程中力的冲量,设计如图所示装置,竖直平面内固定四分之一光滑圆弧轨道 ,圆弧轨道的圆心为 , 水平, 竖直,半径为 。一质量为 的小物块(可视为质点)从圆弧顶点 由静止运动到 点,历时 ,重力加速度 ,则由 到 过程中光滑圆弧轨道对小物块的冲量大小为( )
A. B.
C. D.
5、下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力,其中正确的是( )
A. B. C. D.
6、如图所示,在直角三角形 区域(含边界)内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为 , , ,边长 ,一个粒子源在 点将质量为 、电荷量为 的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场,在磁场中运动时间最长的粒子中,速度的最大值是( )
A.
B.
C.
D.
7、在如图所示的平行板电容器中,电场强度 和磁感应强度 相互垂直,具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同,一质量为 、电荷量为 的粒子,以速度 入射时,恰好沿虚线匀速直线运动,不计粒子重力,仅改变以下条件,下列说法正确的是( )
A. 增大粒子所带电荷量,则粒子所受电场力增大,粒子向下偏转
B. 若增大磁感应强度,粒子射出平行板间,动能增加
C. 增大粒子入射速度,同时增大磁感应强度,粒子电势能可能减小
D. 增大粒子入射速度,同时增大电场强度,粒子可能仍沿虚线匀速直线运动
二、多项选择题(本题共3小题,每题6分,共计18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。)
8、如图,光滑水平面上足够长的木板,质量为,以初速度向左运动的同时,长木板左端上方的也以同样大小的速度向右运动,最终它们有共同的速度,则( )
A.若,最终共同速度一定为零
B.若,的即时速度可能为零
C.若,当的速度减至零时,木板向左运动
D.若,相对先向右,后向左运动,直至与木板相对静止
9、如图所示,图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在s时刻的波形图,图乙为质点B的振动图像,下列说法正确的是( )
A.从到s,该波沿x轴负方向传播了2m
B.在s时,质点A的速度方向和加速度方向均沿y轴正方向
C.从s到s,质点B沿水平方向平移的路程等于5cm
D.在s时,质点C和质点D的速度大小相等,方向相反。
10、磁场中,线框面积 ,线框连接一个阻值 的电阻,其余电阻不计,线框 边位于磁场边界上。取垂直于线框平面向外为磁感应强度 的正方向,磁感应强度 随时间 变化的图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 内线框中感应电流沿顺时针方向
B. 内线框有扩张的趋势
C. 内线框中的电流为
D. 内 边所受安培力保持不变
三、实验题(本题共8空,每空2分,共计16分。)
11、某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中,每 油酸酒精溶液中有纯油酸 。用注射器测得100滴这样的溶液为 。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里,把玻璃板盖在浅盘上并描出油膜的轮廓,如图所示,图中小正方形方格的边长为 。
1) 在实验中,下列操作错误的是 。
A. 为了使得油膜边界更清晰,需要在油膜上轻轻撒上一些痱子粉
B. 在水面上滴入油酸酒精溶液后,应该马上数方格
C. 对注射器刻度读数时,视线要平视刻度
D. 数方格时,不足半格的舍去,超过半格的算一个
2) 1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 是 。
3) 油酸分子的直径是 。(结果保留1位有效数字)
4) 某同学实验中最终得到的计算结果明显偏大,对出现这种结果的原因,下列说法可能正确的是 。
A. 配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精多倒了一点,导致油酸酒精溶液浓度偏低
B. 计算油膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理
C. 计算油膜面积时,只数了完整的方格数
D. 水面上痱子粉撒得较多,油膜没有充分展开
12、在“测定玻璃的折射率”实验中:
1) 为了取得较好的实验效果,下列操作正确的是 。
A. 选择的入射角应尽量小些
B. 大头针应垂直地插在纸面上
C. 大头针 和 及 和 之间的距离尽量小些
2) 小红同学在测量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,她以 点为圆心、 为半径画圆,交 延长线于 点,过 点和 点作法线的垂线分别与法线交于 点和 点,如图甲所示,她测得 , ,则可求出玻璃的折射率 。
3) 小明在画界面时,不小心将两界面 、 间距画得比玻璃砖的宽度稍大些,如图乙所示,则他测得的折射率 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
4) 小明又设想用下面的方法测量液体的折射率:取一个半径为 的圆形软木塞,在它的圆心处垂直插上一枚大头针,让软木塞浮在液面上,如图丙所示。调整大头针插入软木塞的深度,使它露在外面的长度为 ,这时从液面上方的各个方向向液体中看,恰好看不到大头针。利用测得的数据可求出液体的折射率
四、计算题(写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13、(10分)如图,水平U形光滑框架,宽度为1m,电阻忽略不计,导体棒ab的质量m=0.2kg、电阻R=0.5Ω,匀强磁场的磁感应强度B=0.2T,方向垂直框架向上。现用F=1N的外力由静止开始向右拉ab棒,当ab棒向右运动的距离为d=0.5m时速度达到2m/s,求此时:
(1)ab棒产生的感应电动势的大小;
(2)ab棒的电流;
(3)ab棒所受的安培力;
14、(12分)如图所示,光滑冰面上固定一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其前面的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对于冰面 的速度向斜面体推去,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上运动一段时间后返回冰面,小孩接住冰块后再次以速率 将冰块推向斜面体,如此反复。小孩与滑板的总质量为 ,冰块的质量 。求:
(1) 在小孩第一次将冰块推出的过程中,小孩和冰块组成的系统的动能增量 ;
(2) 要使小孩不能接住冰块,小孩推冰块的次数。
15、(16分)如图所示,一个质量为 、电荷量为 的正离子,在 处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为 的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。结果离子正好从距 点为 的小孔 沿垂直于电场方向进入匀强电场,此电场方向与 平行且向上,最后离子打在 处,而 处距 点 ,不计离子重力,离子运动轨迹在纸面内。求:
1) 此离子在磁场中做圆周运动的半径 ;
2) 离子从 处运动到 处所需时间;
3) 离子到达 处时的动能。