高 二 物 理
一、单选题
1.安全问题是货车司机首要关注的问题,如图所示是货车司机在某一平直模拟公路上进行的“货车和挂车
脱钩实验”。一货车后面连接着一挂车,在平直模拟公路上匀速直线行驶。已知平直模拟公路上各处粗糙
程度相同。在某一瞬间货车和挂车突然脱钩,货车在脱钩前、后牵引力不变,则在挂车停止运动前,下列
说法正确的是( )
A.货车和挂车组成的系统动量守恒
B.货车和挂车组成的系统机械能守恒
C.脱钩后货车做匀速直线运动
D.脱钩后,货车加速的加速度与挂车减速的加速度等大反向
2.如图所示,a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点,c为 ab的中点,a、b电势分别为 a 5V、
b 3V。下列叙述正确的是( )
A.该电场在 c点处的电势一定为 4V
B. a点处的场强 Ea一定大于b点处的场强 Eb
C.一正电荷从 c点运动到b点电势能一定减少
D.一正电荷运动到 c点时受到的静电力由 c指向 a
3.下列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法,正确的是( )
A.图甲中,当两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动时,导体棒中能产生感应电流
B.图乙中,当导体棒ab在匀强磁场中以恒定的角速度转动时,导体棒中能产生感应电流
C.图丙中,当闭合圆环导体(水平放置)某一直径正上方的直导线中通有逐渐增大的电流时,闭合圆
环导体中能产生感应电流
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D.图丁中,当滑动变阻器的滑片 P向右滑动时,不闭合的导体环中能产生感应电流
4.太阳不断向外辐射能量,太阳的质量在不断的减小,已知地球所处位置每平方米每秒接收到的太阳能
约为1.56 103J,日地间距离约为 r 1.5 1011m,设太阳辐射的能量均匀分布在以太阳为球心、日地距离
为半径的球面上,则太阳每秒减少的质量约为( )
A. 4 106kg B.4 109 kg C.1 1012kg D.1 1013kg
5.某伞具制造企业研发了一种新型材料制作伞面,为了测评新材料承受暴雨的能力,测试小组将横截面
直径为 d的水流以速度 v垂直射到要检测的材料上,碰到材料后水的速度减为零,已知水的密度为ρ,若
水的重力影响不计,则此新材料受到水的冲力大小为( )
2 2 2
A. d 2v B d v d v. C. d 2v2 D.
4 4
6.交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示,其工作原理如图乙所示,传感器电阻 R的阻值随气体中酒
精浓度的增大而减小,电源的电动势为 E,内阻为 r,电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对
着测试仪吹气时,下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数变大,电流表的示数变小
B.电压表的示数变小,电流表的示数变小
C.酒精气体浓度越大, R0 的功率越小
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
7.如图甲所示,小车 B紧靠平台边缘静止在光滑水平面上,物体 A(可视为质点)以初速度 v0从光滑的
平台水平滑到与平台等高的小车上,物体和小车的 v﹣t图像如图乙所示,取重力加速度 g=10m/s2,则以下
说法正确的是( )
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A.小车 B的最小长度为 2.5m
B.物体 A与小车 B的质量之比为 1:2
C.物体 A与小车 B间的动摩擦因数为 0.3
D.如果仅增大物体 A的质量,物体 A有可能冲出去
二、多选题(新)
8.利用如图所示的电路分析平行板电容器的动态变化,已知电源的内阻可忽略不计,R为电阻箱,一带负
电的小球固定在电容器之间的 O位置。则下列说法正确的是( )
A.保持电键闭合,M板向下平移少许,小球的电势能增大
B.保持电键闭合,将电阻箱的阻值增大,静电计的指针偏角减小
C.断开电键,M板向下平移少许,静电计的指针偏角减小
D.断开电键,M板向左平移少许,小球的电势能减少
三、多选题(新)
9.甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速
度—时间图像如图(a)所示,乙车所受合外力—时间图像如图(b)所示。则( )
A.0 ~ 2s内,甲车的加速度大小逐渐增大
B.乙车在 t = 2s和 t = 6s时的速度相同
C.2 ~ 6s内,甲、乙两车的位移不同
D.t = 8s时,甲、乙两车的动能不同
10.如图所示,质量分别为m、3m的两个小球 A、B用长为 L的轻质细绳连接,B球穿在光滑水平细杆上,
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初始时刻,细绳处于水平状态,将 A、B由静止释放,空气阻力不计,A、B可视为质点。从释放到 A球
运动到最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A.A、B组成的系统水平方向动量守恒
3
B.A球运动到最低点时,B球向右运动距离为 L
4
C gL.A球运动到最低点时,B球的速度为
6
mgL
D.A球运动到最低点的过程中,绳对 B做的功为
4
四、实验题
11.甲乙两同学用光电门和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。
(1)实验时,他们先接通气源,然后在导轨上放一个装有遮光条的滑块,如图甲所示。将滑块向左弹出,
使滑块向左运动,调节 P或 Q,直至滑块通过光电门 1的时间 (填“>”“=”或“<”)通过光电
门 2的时间,则说明轨道已水平。
(2)轨道调平后,将滑块 A、B放置在图乙所示的位置,A、B均静止。给滑块 A一瞬时冲量,滑块 A
经过光电门 1后与滑块 B发生碰撞且被弹回,再次经过光电门 1。光电门 1先后记录滑块 A上遮光条的挡
光时间为 t0 、t1,光电门 2记录滑块 B向左运动时遮光条的挡光时间为 t2 。实验中为确保碰撞后滑块 A被
反弹,则mA、mB应满足的关系是mA mB(填“>”“=”或“<”)。
(3)甲同学的实验方案中要用天平分别测出滑块 A、B的质量mA、mB含遮光条),两遮光条宽度 d(很
窄)。他用游标卡尺测量遮光条的宽度,示数如图丙所示读出宽度 d mm。
(4)乙同学认为,若有关系式 成立(用字母mA、mB、 t0 、 t1、 t2 表示),则两滑块碰撞过程
总动量守恒;若有关系式 成立,则两滑块碰撞可视为弹性碰撞。(只用字母 t0、 t1、 t2 表示)
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五、实验题
12.多用电表是实验室中常用的测量仪器,如图甲所示为多量程多用电表示意图,其中电流有 1.0A、2.5A
两个档位,电压有 2.5V、10V两个档位,欧姆表有两个档位。
(1)通过一个单刀多掷开关 S,B可以分别与触点 1、2、3、4、5、6接通,从而实现用多用电表测量不
同物理量的功能。
①图甲中 B是 (选填“红”或“黑”表笔);
②当 S接触点 (选填“1、2”)时对应多用电表 2.5A档;
(2)实验小组用该多用电表测量电源的电动势和内阻。器材还有:待测电源(电动势约为 9V),定值电
阻 R0 8.0 ,电阻箱一只。连接实物如图乙所示,测量时应将图甲中 S接触点 (选填“5、6”);
1 1
改变电阻箱阻值 R,测得并记录多组数据后,得到对应的 图像如图丙所示,则电源电动势 E=
U R
V,内阻 r= Ω。(结果保留两位有效数字)
六、解答题
13.如图所示,带有小孔的平行极板 A、B间存在匀强电场,电场强度为 E0,极板间距离为 L。其右侧有
与 A、B垂直的平行极板 C、D,极板长度为 L,C、D板间加恒定的电压。现有一质量为 m、带电荷量为
e的电子(重力不计),从 A板处由静止释放,经电场加速后通过 B板的小孔飞出;经过 C、D板间的电场
偏转后从电场的右侧边界 M点飞出电场区域,速度方向与边界夹角为 60°,求:
(1)电子在 A、B间的运动时间;
(2)C、D间匀强电场的电场强度。
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七、解答题
14.如图所示,A、B两物块用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上,A紧靠竖直墙壁,弹簧处于原长。现
用水平向左的力 F缓慢推动物块 B,到达某一位置后静止,此过程中力 F做功 9J。已知 A、B两物块的质
量分别为mA 4kg和 mB 2kg,现突然撤去推力 F,求:
(1)弹簧第一次恢复到原长时,物块 B的动量;
(2)两物块的速度相同时,弹簧的弹性势能;
(3)撤去推力 F后,物块 A能达到的最大速度。
15.如图,由薄壁圆管构成的圆形轨道竖直固定在水平地面上,轨道半径 R=0.125m,远大于圆管内径,
轨道底端分别与两侧的水平直轨道相切。质量 m=1kg,直径略小于圆管内径的光滑小球 A以速度 v0 5m / s
向右运动,与静止在直轨道 P处的小滑块 B发生弹性碰撞,碰后球 A的速度反向,且经过圆轨道最高点 Q
时恰好对轨道无作用力。P点右侧由多段粗糙轨道、光滑轨道交替排列组成,每段轨道长度均为 L=0.1m,
紧邻 P点的第一段轨道为粗糙轨道,滑块 B与各粗糙轨道间的动摩擦因数均为μ=0.1,重力加速度 g取
10m / s 2 。求:
(1)碰撞后瞬间小球 A速度的大小;
(2)滑块 B的质量和碰撞后瞬间滑块 B速度的大小;
(3)碰撞后滑块 B运动的路程。
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{#{QQABAQKQggiAAgAAABhCAQG4CgCQkBCCACoORAAIsAIAwQNABAA=}#}参考答案:
1.A
【详解】A.由于脱钩前货车连接着挂车,在平直模拟公路上匀速直线行驶,货车和挂车组
成的系统所受的合外力为零,货车牵引力大小与货车和挂车受到的摩擦力大小之和相等,方
向相反。货车和挂车突然脱钩后到挂车停止运动前,由于货车牵引力大小不变,且脱钩后货
车和挂车受到的摩擦力大小不变,因此脱钩后到挂车停止运动前货车和挂车组成的系统所受
合外力依然为零,系统动量守恒,故 A正确;
CD.设货车的质量为 M,挂车的质量为 m,与公路的动摩擦因数为 ,设货车的牵引力为
F,未脱钩之前,根据受力平衡可得
F (M m)g
脱钩后对货车,根据牛顿第二定律可得
a F Mg mg
货 M M
货车做匀加速直线运动,对于挂车根据牛顿第二定律可得
a mg g
挂 m
货车做匀减速直线运动,由于货车与挂车的质量大小位置,因此两车的加速度大小关系未知,
故 CD错误;
B.由 CD选项分析可知,脱钩后货车和挂车所受合外力大小相同,都为 mg,货车所受合
外力做正功,挂车所受合外力做负功。而货车做匀加速直线运动,挂车做匀减速直线运动,
脱钩时二者速度大小相同,因此脱钩后相同时间内货车的位移大,货车所受合外力做的正功
大于挂车所受合外力做的负功,根据动能定理可知货车和挂车组成的系统动能增加,机械能
增加,故 B错误。
故选 A。
2.C
【详解】AB.该电场的电场线分布情况不明,所以在 c点处的电势不一定为 4 V,a点处的
场强 Ea不一定大于 b点处的场强 Eb。故 AB错误;
CD.因 c点的电势一定高于 b点,由公式
Ep q
易知,一正电荷从 c点运动到 b点,电势能一定减少。根据“沿电场线方向电势逐渐降低”
可得 c点的场强方向由 a指向 c。所以正电荷运动到 c点时受到的电场力由 a指向 c。故 C
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{#{QQABAQKQggiAAgAAABhCAQG4CgCQkBCCACoORAAIsAIAwQNABAA=}#}
正确,D错误。
故选 C。
3.B
【详解】A.图甲中,两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动时,闭合回路的面积不
变,穿过回路的磁通量不变,因此导体棒中不会产生感应电流,故 A错误;
B.图乙中,当导体棒 ab转动时,切割磁感线,导体棒ab中有感应电流产生,故 B正确;
C.图丙中,因为通电直导线在闭合圆环导体直径的正上方,所以穿过圆环导体的磁通量等
于 0,电流增大,穿过圆环导体的磁通量仍然是 0,不能产生感应电流,故 C错误;
D.图丁中,由于导体环不闭合,故导体环中不能产生感应电流,故 D错误。
故选 B。
4.B
【详解】由题可知太阳每秒辐射的能量为
E 4 r 2 1.56 103 J 4 3.14 (1.5 1011)2 1.56 103 J 4.41 1026 J
根据质能方程
E mc2
解得太阳每秒减少的质量为
m 4.89 109kg
约为 4 109 kg;
故选 B。
5.D
【详解】在 t时间内,射到材料上的水质量为
m V (d )2 vt
2
对这些水,根据动量定理
Ft = mv
解得
F d
2v2
4
故选 D。
6.D
答案第 2页,共 10页
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【详解】AB.当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,传感器的电阻 R减小,电路的总电阻
减小,根据闭合电路欧姆定律
I E
R R0 r
可知总电流变大,电流表的示数变大,电阻 R0以及内阻 r上的电压变大,则 R上的电压减
小,可知电压表示数变小,故 AB错误;
C. R0 的功率为
P I 2R0
酒精气体浓度越大,电阻 R越小,电流总电流 I越大, R0 的功率越大,故 C错误;
D.根据闭合回路欧姆定律可知电压表示数为
U E I (R0 r)
电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为
U
R0 r I
即电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变,故 D正确。
故选 D。
7.C
【详解】C.由 v﹣t图可知,A在小车上做减速运动,加速度的大小
a v 4 1 m/s2 3m/s2
t 1
对 A根据牛顿第二定律可得
mAa mAg
代入数据可得
μ=0.3
故 C正确;
B.设二者速度相等时速度为 v1,根据图象可得
v0=4m/s,v1=1m/s
A、B组成的系统动量守恒,以 A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得
mAv0 mA mB v1
解得物体 A与小车 B的质量之比为
答案第 3页,共 10页
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mA :mB 1:3
故 B错误;
A.设小车的最小长度为 L,根据 v﹣t图象可知,小车的最小长度恰好等于 A与 B速度相
等前二者的位移差,即
L v0 v 1 t v 1 t v 0 t 2m
2 2 2
故 A错误;
D.如果仅增大物体 A的质量,A在小车上滑动时的加速度大小不变,而 A对小车的摩擦
v
力增大,小车的加速度增大,达到共速的时间减小,根据 C选项可知相对位移 x 0 t减小,
2
物体 A不可能冲出去,故 D错误。
故选 C。
8.CD
【详解】A.保持电键闭合,则电容器两极板间的电压保持不变,M板向下平移少许由
E U
d
可知电容器两极板之间的电场强度增大,由于 N板接地,则 N板的电势为零,点 O与 N板
之间的电势差为
UON O N O EdON
可知 O点的电势升高,则带负电的小球在 O点的电势能减少,故 A错误;
B.由电路可知,静电计两端的电压等于电容器两极板之间的电压,保持电键闭合,调节电
阻箱的阻值,电容器两极板之间的电压不变,则静电计的指针保持不变,故 B错误;
C.断开电键,电容器所带的电荷量保持不变,M板向下移动,由
C S
4 kd
可知电容器的电容变大,又因为
C Q
U
可知电容器两极板间的电压减小,则静电计的指针偏角减小,故 C正确;
D.断开电键,电容器所带的电荷量保持不变,M板向左移动,则电容器的电容减小,则两
极板间的电压增大,由于两极板之间的距离保持不变,电场强度增大,O点的电势升高,带
电小球的电势能减少,故 D正确。
答案第 4页,共 10页
{#{QQABAQKQggiAAgAAABhCAQG4CgCQkBCCACoORAAIsAIAwQNABAA=}#}
故选 CD。
9.BC
【详解】A.由题知甲车的速度一时间图像如图(a)所示,则根据图(a)可知 0 ~ 2s内,
甲车做匀加速直线运动,加速度大小不变,故 A错误;
B.由题知乙车所受合外力一时间图像如图(b)所示,则乙车在 0 ~ 2s内根据动量定理有
I2 = mv2,I2 = S0 ~ 2 = 2N·s
乙车在 0 ~ 6s内根据动量定理有
I6 = mv6,I6 = S0 ~ 6 = 2N·s
则可知乙车在 t = 2s和 t = 6s时的速度相同,故 B正确;
C.根据图(a)可知,2 ~ 6s内甲车的位移为 0;根据图(b)可知,2 ~ 6s内乙车一直向正
方向运动,则 2 ~ 6s内,甲、乙两车的位移不同,故 C正确;
D.根据图(a)可知,t = 8s时甲车的速度为 0,则 t = 8s时,甲车的动能为 0;乙车在 0 ~
8s内根据动量定理有
I8 = mv8,I8 = S0 ~ 8 = 0
可知 t = 8s时乙车的速度为 0,则 t = 8s时,乙车的动能为 0,故 D错误。
故选 BC。
10.ACD
【详解】A.从释放到 A球运动到最低点的过程中,A、B组成的系统在水平方向不受力,
所以水平方向动量守恒,故 A正确;
B.A球运动到最低点时,取水平向左为正方向,水平方向由动量守恒定律得
mAvA mBvB 0
两边同时乘以 t,则有
mAxA mBxB
其中
xA xB L
mB 3mA
解得
x 1B L4
答案第 5页,共 10页
{#{QQABAQKQggiAAgAAABhCAQG4CgCQkBCCACoORAAIsAIAwQNABAA=}#}
故 B错误;
C.A球运动到最低点时,取水平向左为正方向,水平方向由动量守恒定律得
mAvA mBvB 0
由机械能守恒得
m gL 1A m v
2 1 m v2
2 A A 2 B B
其中
mB 3mA
联立可得
v gLB 6
故 C正确;
D.对 B球由动能定理,A球运动到最低点的过程中,绳对 B做的功为为
W 1 3mv 2 1
2 B
mgL
4
故 D正确。
故选 ACD。
1 1 1 1 1 1
11. = < 2.6 mA mB
t0 t1 t2 t0 t1 t2
d
【详解】(1)[1]滑块匀速运动时,说明导轨水平,根据 v 可知当滑块通过光电门 1的时
t
间等于滑块通过光电门 2的时间时说明轨道已水平;
(2)[2]滑块 A向左滑动与滑块 B碰撞,且被弹回,由碰撞规律可知,实验中两滑块的质量
应满足mA<mB;
(3)[3]由题图丙可知,游标卡尺的主尺读数为 2mm,游标尺的第 6个刻线与主尺的某刻线
对齐,游标尺的读数为
2mm 6 0.1mm 2.6mm
(4)[4]取向左为正方向,实验需要验证的动量守恒表达式为
m dA m
d d
A mt B0 t1 t 2
化简整理得
答案第 6页,共 10页
{#{QQABAQKQggiAAgAAABhCAQG4CgCQkBCCACoORAAIsAIAwQNABAA=}#}
1 1 mA m
1
t0 t
B
1 t2
[5]设滑块 A向左运动的速度为 v1,与滑块 B碰撞后返回速度为 v2,滑块 B碰撞后速度为 v3,
滑块 A与滑块 B碰撞的运动中,系统的动量守恒,机械能守恒,则有
mAv1 mAv2 mBv3
1 m 2 1 2 1 2
2 A
v1 m v m v2 A 2 2 B 3
联立解得
v1 v2 v3
即
1 1 1
t0 t1 t2
12. 黑 1 6 9.1 2.0
【详解】(1)①[1]根据“红进黑出”的原则,电流从欧姆表内部电源正极流出,所以 B应该
是黑表笔。
②[2]电流表是通过表头并联电阻改装而成的,并联电阻越小,量程越大,所以 2.5A挡对应
1。
(2)[3]多用表与变阻箱并联做电压表适用,电源电压 9.0V,所以应该选用 10V的量程,S
接 6;
[4][5]由乙图可知
E U (R R0 r)R
变换得
1 R
0
+r 1 + 1
U E R E
由图可知
k R0 r 0.66 0.11 1 1.1,b 0.11
E 0.50 0 E
解得
E 9.1V, r 2.0Ω
2ml
13 1 2 3.( ) ;(2)
eE E0 3 0
答案第 7页,共 10页
{#{QQABAQKQggiAAgAAABhCAQG4CgCQkBCCACoORAAIsAIAwQNABAA=}#}
【详解】(1)电子在 A、B间做匀加速直线运动,设电子在 A、B间的运动时间为 t,则
L 1 at2
2
a eE 0
m
所以
t 2mL
eE0
(2)设电子从 B板的小孔飞出时的速度为 v0,则由动能定理得
eE L 1 mv20 2 0
电子从平行极板 C、D间射出时沿电场方向的速度为
vy v0 tan 30
根据速度时间关系
v eE Ly m v0
所以 C、D间匀强电场的电场强度为
E 2 3 E
3 0
14.(1)6kg m/ s,方向水平向右;(2)6J;(3)2m / s
【详解】(1)弹簧第一次恢复到原长时,根据能量守恒可得
W 1 m v 2F 2 B 0
解得物块 B的速度为
v 2W 2 90 F m / s 3m / smB 2
则物块 B的动量大小为
pB mBv0 6kg m / s
方向水平向右。
(2)两物块的速度相同时,根据系统动量守恒可得
mBv0 (mA mB)v
解得共同速度为
答案第 8页,共 10页
{#{QQABAQKQggiAAgAAABhCAQG4CgCQkBCCACoORAAIsAIAwQNABAA=}#}
v m Bv0 1m / s
mA mB
根据系统机械能守恒可得,此时的弹簧的弹性势能为
E 1 m v2 1p B 0 (mA mB)v
2 6J
2 2
(3)撤去推力 F后,当第一次到达共速后,弹簧伸长量最大,之后当弹簧再次恢复原长时,
物块 A的速度达到最大,则根据系统动量守恒可得
mBv0 mAvA mBvB
根据系统机械能守恒可得
1 m v2 1B 0 m
2 1 2
2 2 A
vA mBv2 B
联立解得物块 A能达到的最大速度为
v 2m BA v0 2m / smA mB
15.(1) vA 2.5m / s;(2)vB 2.5m / s,M 3kg;(3) s 6.225m
【详解】(1)设碰撞后瞬间小球 A速度的大小为 vA,碰后小球 A经过圆轨道最高点 Q时恰
好对轨道无作用力,根据牛顿第二定律有
v '2mg m
R
根据能量守恒定律有
1mv 2 1A mv '
2 mg 2R
2 2
解得
vA 2.5m / s
(2)小球 A与小滑块 B发生弹性碰撞,规定向右为正方形,根据动量守恒定律及能量守恒
定律有
mv0 mvA MvB
1mv 2 1mv 2 1 Mv 2
2 0 2 A 2 B
解得
vB 2.5m / s,M 3kg
(3)碰后对小滑块 B根据功能关系可知
答案第 9页,共 10页
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1Mv 2B Mgs '2
解得
s ' 3.125m
每段轨道长度均为 L=0.1m,则
s ' 31L 0.025m
可知共经历了 31段粗糙轨道和光滑轨道,最终停在第 32段粗糙轨道上,运动的总位移为
s 2 31L 0.025m=6.225m
答案第 10页,共 10页
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