高二物理
注意事项:
1. 答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2. 回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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. 如图所示,某滑雪运动员训练时,从倾斜雪道由静止开始匀加速滑下,随后平滑滑上水平雪道并做匀减速直线运动。则其速度大小和加速度大小随时间的变化图像,可能正确的是
2. 海南三沙某海洋气象观测站地处南海岛屿,常遭遇强雷暴天气和海洋高湿静电环境,站内配备了多种静电防护装置。下列说法正确的是
A. 观测站屋顶的避雷针利用静电屏蔽原理,将雷电的电荷引入地下避免建筑受损
B. 站内气象监测仪器外罩的金属网罩,利用静电屏蔽保护仪器
C. 工作人员穿戴的防静电手环通过尖端放电减少静电在人体的累积
D. 高压设备表面尽量光滑,是为了增强尖端放电效果
3. 海南文昌是我国椰子主产区,成年椰子树高度多在15~25米之间。一颗质量的成熟椰子从高的椰树顶端由静止自由下落,垂直撞击水平水泥地面后竖直反弹,
反弹上升的最大高度为。重力加速度取,不计空气阻力,下列说法正确的是
A. 椰子落地前瞬间的速度大小为
B. 椰子反弹上升过程的初速度大小为
C. 椰子碰撞地面过程的速度变化量大小为
D. 若忽略碰撞地面过程重力的冲量,计算出的地面对椰子的平均作用力会偏大
4. 如图1所示,竖直悬挂的弹簧振子在、两点之间做简谐运动,点为平衡位置,振子到达点开始计时,规定竖直向上为正方向。图2是弹簧振子做简谐运动的图像(部分),则
A. 振子从点单向运动到点的时间为
B. 时刻,弹簧对振子的弹力小于振子的重力
C. 时刻,振子的速度最小
D. 振子在任意内的路程均为
5. 如图所示,家用小石磨的圆盘上放着一堆总质量为的黄豆。转动把手,使圆盘由静止开始绕中心加速转动,黄豆堆与圆盘始终相对静止。转动一周时黄豆堆的速度大小变为,黄豆堆视为质点,圆盘视为水平面,黄豆堆与中心的距离为,关于此过程,下列说法正确的是
A. 黄豆堆所受合力做的功为
B. 黄豆堆所受的摩擦力一定指向中心
C. 黄豆堆的速度大小为时,黄豆堆所受的摩擦力一定小于
D. 黄豆堆的速度大小为时,圆盘的角速度为
6. 如图所示,电源、定值电阻、平行板电容器和理想二极管构成闭合回路,已知电源的电动势不变。闭合开关,电路稳定后进行下列操作,以下说法正确的是
A. 若仅在电容器两极板间插入云母片,则电容器的电容减小
B. 若仅在电容器两极板间插入云母片,则电流方向从流向
C. 若仅增大电容器的板间距,则稳定后电容器两极板间的电场强度不变
D. 若仅增大电容器的板间距,则稳定后电容器两极板间的电场强度减小
7. 如图所示,一电路通过热敏电阻实现自动控制电灯亮度,电源的电动势为,内阻为,为热敏电阻,、和灯泡的电阻均保持不变。查阅资料知:热敏电阻分为正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)两类,PTC热敏电阻的电阻值随温度升高而增大,NTC热敏电阻的电阻值随温度升高而减小。下列说法正确的是
A. 若环境温度升高时,电流表示数减小,则为NTC热敏电阻
B. 若环境温度升高时,电流表示数减小,则两端的电压减小
C. 若环境温度升高时,电流表示数增大,则灯泡的功率增大
D. 若环境温度升高时,电流表示数增大,则流过灯泡的电流减小
8. 在芯片制造的晶圆检测环节,技术人员常利用空气劈尖干涉原理检验硅片表面的平整度。检测时将标准玻璃板放在待测硅片上方,两板之间形成空气薄膜,用单色光竖直照射该空气薄膜以观察干涉条纹,如图所示。基于该检测原理,下列说法正确的是
A. 若干涉条纹向空气薄膜变薄的方向弯曲,说明硅片对应位置的表面向上凸起
B. 若玻璃板与硅片的夹角减小,观察到的干涉条纹间距会增大
C. 若换用频率更高的单色光,观察到的干涉条纹间距会增大
D. 若将两板间的空气替换为折射率更大的透明气体,观察到的干涉条纹间距会增大
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9.2024年3月,我国发射的DRO - A/B双星因入轨异常,初始轨道远地点高度仅13.4万千米,经两次轨道机动后,远地点高度被抬升至38万千米,轨道变迁如图所示。忽略近地点高度,下列关于DRO - A/B卫星的说法正确的是
A. 在轨道Ⅰ稳定运行时,卫星的机械能不守恒
B. 在轨道Ⅱ稳定运行时,卫星在远地点的速率小于在近地点的速率
C. 从轨道Ⅱ转移到轨道Ⅲ时,要在P点对卫星点火加速
D. 在轨道Ⅲ运行时的周期小于其在轨道Ⅰ运行时的周期
10. 如图所示,光滑水平面上静止有一质量为的长木块,一颗质量为的子弹以速度从左侧水平射入木块且没穿出,关于此过程,下列说法正确的是
A.子弹和木块组成的系统机械能守恒
B.子弹和木块组成的系统动量守恒
C.木块所受合力的冲量大小为
D.系统损失的动能为
11. 如图所示,一电荷量大小为2e的带电粒子在电场中运动,虚线描绘出了其运动轨迹,实线表示等势线,A、B、C、D、F是轨迹与等势线的交点。已知带电粒子在经过A点时动能为150 eV,各等势线的电势均标注在图中,不计粒子重力,下列说法正确的是
A. 电场的方向垂直等势线向上
B. 粒子带负电
C. 带电粒子从A运动到F时,其动能先减小后增大
D. 粒子经过C点时的动能为70 eV
12. 如图所示的U - I图像中,直线甲表示电源甲的路端电压U与电流I的关系,直线乙表示电源乙的路端电压U与电流I的关系,直线丙表示电阻R的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是
A. 电源甲和电源乙的电动势均为4 V
B. 电源乙的内阻为2 Ω
C. 电源甲和电阻R组成闭合回路时,电源甲的输出功率取得最大值
D. 电源乙和电阻R组成闭合回路时,电源乙的效率约为66.7%
13. 如图所示,一列简谐横波沿x轴传播,实线是简谐横波在时刻的波形图,虚线是在s时刻的波形图。下列说法正确的是
A. 若波速为105 m/s,则该简谐波沿x轴正方向传播
B. 若波速为35 m/s,则时刻,m处质点沿y轴正方向振动
C. 若波速为25 m/s,则s时刻,m处质点的位移为
D. 若波速为25 m/s,则至s时间内,m处质点的振动路程为84.2 m
三、实验题:本题共两个小题,其中第14题10分,第15题10分,共20分。
14.(10分)
(1)某实验小组利用如图所示装置测量当地的重力加速度,其中光电计时器位于悬点的正下方,部分实验步骤如下:
①先测出小球的直径,再测出小球竖直悬挂静止时悬点到小球上端的距离,则此单摆的摆长为________,然后调整悬点的高度,使小球的球心正好能通过光电计时器;
②保持细线伸直,拉小球使细线与竖直方向成一个小角度(小于),然后由静止释放小球。通过光电计时器记录下小球从第1次经过光电计时器到第次经过光电计时器的总时间为,则当地的重力加速度________(用、、、表示)。
(2)为了验证动量守恒定律,某实验小组的同学设计了如图1所示的实验装置,将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上,光电门1和光电门2相隔适当距离安装好。滑块1上装有撞针,滑块2上装有橡皮泥(如图2所示),它们的上端装有宽度均为的遮光片,测得滑块1、2(包含遮光片、撞针、橡皮泥)的质量分别为和。
①打开气泵,调节气垫导轨,将一个滑块放在气垫导轨左端,向右轻推滑块,滑块通过光电门1、2的时间分别为、,当________(选填“<;”“=”或“>;”)时,可认为气垫导轨水平;
②将滑块1放在光电门1左侧,将滑块2放在光电门2的右侧,轻推两滑块,使它们相向运动并在两光电门之间的某位置发生碰撞,碰前光电门1、2记录的挡光时间分别为、且,碰后光电门1记录了两个挡光时间均为,光电门2无数据输出。可判断出________(选填“<;”“=”或“>;”),在误差允许的范围内,若满足关系式________(用本小题给出的符号表示),则表明两滑块碰撞过程中动量守恒。
15.(10分)
为测量出“水果电池”的电动势和内阻,实验小组设计了如图1所示的电路,所用器材有水果电池、电流表A(量程为,内阻为)、定值电阻、电阻箱、
开关、导线等。实验主要步骤如下:
(1)将电流表A的量程扩大为0~2 mA,则图1中。
(2)按电路图连接电路,闭合开关S,多次改变电阻箱的阻值,并记录下电阻箱的阻值R和图1中电流表A的示数I。
(3)根据记录的数据作出图像,如图2所示,可得电池的电动势,内阻。
(4)以实验原理的角度,本实验水果电池的电动势和内阻测量结果____(选填“有”或“无”)系统误差。
四、计算题:本题共三个小题,其中第16题10分,第17题12分,第18题14分,共36分。把解答写在答题卡中指定答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
16.(10分)实验小组利用三棱镜和水晶球控制光路。如图所示,单色光从AB边的中点M垂直AB边射入三棱镜,在D点恰好发生全反射后从E点射出,接着从F点平行直径NOG射入半径为R的水晶球,最后从G点射出。已知,,水晶球的折射率是三棱镜折射率的倍,光在真空中的传播速度为c,求:
(1)水晶球的折射率;
(2)单色光从M点传播到G点所用的时间。
17.(12分)如图所示,在方向水平向左的匀强电场中,用长为的绝缘细线将带电小球拴在点,小球平衡时,细线与竖直方向的夹角。已知小球可视为质点,质量为,重力加速度为,,。
(1)求小球所受静电力的大小及细线的拉力大小;
(2)若突然将匀强电场的方向变成水平向右,电场强度大小保持不变,求小球运动到最低点时细线的拉力大小;
(3)若突然将匀强电场的方向变成水平向右,电场强度大小保持不变,求小球运动过程中的最大动能。
18.(14分)如图所示,倾斜角为的倾斜传送带与光滑水平面在点平滑连接,传送带两端的距离为,传送带以的速度顺时针转动。水平面上的、、、位置分别静止放置着四个质量均为的滑块、、、。已知、、、、相邻两点间的距离均为。现将质量为的滑块轻放在传送带的顶端,滑块与传送带间的动摩擦因数为,所有滑块间的碰撞均为弹性碰撞(碰撞时间极短),,,重力加速度取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
1).滑块第一次经过点时的速率;
2).滑块与滑块第次碰撞后瞬间,滑块的速率;
3) .滑块与滑块第次碰撞后瞬间到第次碰撞前瞬间所用的时间。
高二物理·答案
1~8题每小题3分,共24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。9~13小题每小题4分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.B 2.B 3.C 4.D 5.A 6.C 7.D 8.B 9.BC 10.BD
11.CD 12.ACD 13.AC
14.(1)①(2分) ②(2分)
(2)①=(2分) ②<;(2分) (2分)
15.(1)10(2分)
(3)0.8(3分)391(3分)
(4)无(2分)
16.(1)光在点恰好发生全反射,有 …………………………………………………………… (2分)
解得 …………………………………………………………………………………… (1分)
水晶球的折射率为 ………………………………………………………… (1分)
(2)光在点发生折射时,有
………………………………………………………………………… (1分)
光在水晶球中的传播速度为 ……………………………………………………………… (1分)
光在水晶球中的传播时间为 ………………………………………………… (1分)
光在三棱镜中的传播速度为 ……………………………………………………………… (1分)
光在三棱镜中的传播时间为 …………………………………………………… (1分)
单色光从点传播到点所用的时间为
……………………………………………………………… (1分)
17.(1)由平衡条件得 ………………………………………………………………… (1分)
…………………………………………………………………………………… (1分)
联立式得, …………………………………………………………………… (2分)
(2)小球从原位置运动到最低点过程中,由动能定理得
(2分)
由牛顿第二定律得
(2分)
联立两式得 (1分)
(3)当小球运动到最低点右侧细线与竖直方向成位置时,小球动能最大,由动能定理得
(2分)
解得 (1分)
18.∴ (1)滑块轻放后速度小于传送带速度,沿传送带向下的滑动摩擦力与重力分力同向
由牛顿第二定律得 (1分)
可得
滑块加速到传送带速度的位移为 (1分)
因为,共速后滑块继续加速,由牛顿第二定律得
(1分)
可得
滑块达到传送带速度后,匀加速运动的位移为 \dotfill(1分)
(1分)
到达点的速度为 (1分)
(2)滑块与滑块第一次发生弹性碰撞时,取水平向右为正方向,由动量守恒定律和机械能守恒定律得
(1分)
(1分)
解得
(1分)
第一次碰撞后,滑块向右运动与滑块发生速度交换,停在点。滑块先向左匀速运动,接着在传送带上做类竖直上抛运动,根据对称性可知,第二次碰撞前瞬间滑块的速度大小与第一次碰撞后瞬间滑块的速度大小相等,则第二次碰撞后瞬间同理可得
, (1分)
同理可得,第三次碰撞后瞬间
有 , (1分)
(3)滑块与滑块第次碰撞后瞬间到第次碰撞前瞬间所用的时间为
(2分)
代入数据得 (1分)