绝密★考试结束前
高二物理练习
考生须知:
1. 本试题卷共 7 页, 满分 100 分, 考试时间 90 分钟。
2. 答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号。
3. 所有答案必须写在答题卷上, 写在试卷上无效。
4. 考试结束后, 只需上交答题卷。
5. 可能用到的相关参数: 重力加速度 取 。
选择题部分
一、选择题 I (本题共 10 小题,每小题 3 分,共 30 分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合 题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物理量为矢量且单位正确的是
A. 电流 (A) B. 电容 (C) C. 磁感应强度 (T) D. 磁通量 (Wb)
2. 下列关于电磁波的说法正确的是
A. 电磁波能在真空中传播 B. 红外线的波长比紫外线短
C. 射线的穿透能力比 射线强 D. 温度越低的物体辐射的红外线越强
3. 如图 1 所示, 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动, 线圈的输出电压按正弦规律变化的图像如图 2 所示, 则
第 3 题图 1
第 3 题图 2
A. 在 时,线圈平面与磁场平行
B. 在 时,穿过线圈的磁通量为 0
C. 输出电压表达式为
D. 将线圈转速增大 2 倍,输出电压的最大值增大 4 倍
4. 图为洛伦兹力演示仪的示意图。当励磁线圈电流为 0 时, 电子枪发出的电子束的径迹是一条直线。 通励磁电流后, 电子束的径迹是一个圆。下列说法正确的是
第 4 题图
A. 若增大励磁电流, 径迹圆的半径将增大
B. 若增大电子枪电压, 径迹圆的半径将增大
C. 若电子束沿顺时针运动, 则励磁电流为逆时针
D. 沿行进方向电子束径迹变暗,表明电子速度减小
第 5 题图
5. 如图, 固定在水平面上的平行金属导轨左端用导线连接, 导轨上静置一垂直于导轨的铜棒,构成回路。当一条形磁铁的 极向下靠近回路时,铜棒仍静止
A. 铜棒有向右运动的趋势
B. 回路中有顺时针方向电流 (俯视)
C. 铜棒对导轨的压力大于铜棒所受重力
D. 磁铁受到的感应电流产生的磁场的作用力方向向下
6. 如图所示为电容式加速度传感器原理图, 质量块左、右侧分别连接电介质和轻质弹簧, 弹簧的另一端及电容器均固定在同一框架上, 质量块套在光滑且平行于弹簧轴线的连接着框架的直杆上, 电容器两极板与一电源相连, 并接入计算机, 则当传感器向右加速时
第 6 题图
A. 电容器电容变小
B. 电容器处于放电状态
C. 计算机中有向右的电流
D. 电容器储存的电能增多
7. 力传感器是一种将力信号转变为电信号的电子元件。如图 (a) 所示,电阻丝 为四个完全相同的应变片,初始电阻均为 。当弹性梁右端受力向下弯曲时, 受拉伸电阻变大, 受压缩电阻变小。四根电阻丝的连接方式如图 (b) 所示,已知电源电动势为 ,内阻不计。弹性梁右端受到外力作用时四个应变片的电阻变化量的绝对值均为 ,则 等于
第 7 题图
A. B. C. D.
8. 一质量为 、电荷量为 的带电小球静置于光滑绝缘水平面上, 时刻开始在水平面上施加一水平方向的匀强电场,其电场强度 随时间 变化的关系如图所示。小球在电场力的作用下由静止开始运动, 不考虑变化的电场产生的磁场对小球运动的影响, 则
第 8 题图
A. 内小球做匀加速直线运动
B. 内电场力的冲量大小为
C. 末小球的动能为
D. 末电场力对小球做功的功率为
9. 如图所示,某型号霍尔元件的主要部分由一块边长为 、厚度为 的正方形 型半导体薄片构成,载流子为电子,电子的移动方向从 边进入薄片朝 边运动,移动的速度为 。当垂直上表面 施加一磁感强度为 ,方向向下的匀强磁场时
第 9 题图
A. 前后表面将产生电势差, 且前表面电势低
B. 上下表面将产生电势差, 且上表面电势低
C. 稳定后前后表面的电势差大小为
D. 稳定时后上下表面的电势差大小为
10. 如图所示,由电感线圈 、电容器 、理想二极管 、电动势为 的电源组成“电荷泵”电路。通过反复地闭合、断开开关 ,就可以持续给电容器 充电,则
第 10 题图
A. 开关第一次闭合时,电容器开始充电
B. 开关第一次断开后, 电容器下极板带负电
C. 开关多次通、断后,电容器两端的电压可能大于
D. 开关第二次断开瞬间线圈上产生的自感电动势比第一次断开瞬间小
二、选择题 II (本题共 3 小题,每小题 4 分,共 12 分,每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合 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)
11. 如图所示, 某一小型发电站向远处用户输电, 发电站的输出电压 。升压变压器原、副线圈的匝数比为 ,降压变压器原、副线圈的匝数比为 ,用户端电压为 ,用户的用电总功率为 , 两个变压器均可视为理想变压器, 则
第11题图
A. 升压变压器的输出电流为 B. 发电站的输出功率为
C. 输电线上的电压损失为 D. 输电线的总电阻约
12. 图 1 为某烟雾报警装置的工作原理电路图,电源电动势为 ,内阻可忽略不计,烟雾传感器 的阻值与空气中烟雾浓度的关系如图 2 所示,定值电阻 的阻值为 ,当电流表示数达到或超过 时,电路发出警报,则
第 12 题图
A. 烟雾浓度越高电流表示数越小
B. 电路发出警报时, 烟雾浓度大于等于 10%
C. 当烟雾浓度为 15%时, 两端电压为
D. 增大 阻值,将降低烟雾报警浓度
13. 如图所示,在绝缘光滑水平桌面上有一质量为 、边长为 、总电阻为 的正方形导体线框,线框右侧有两个磁感应强度大小均为 、磁场宽度均为 有界匀强磁场,磁场方向分别竖直向上和竖直向下。线框右边与磁场边界平行,以初速度 水平向右进入磁场,当线框右边刚到达第二个磁场的左边界时速度为 ,已知线框的四边电阻相等,不计空气阻力,则
第 13 题图
A. 线框右边刚进入磁场时,右边两端电压为
B. 线框右边刚进入第二个磁场时,右边两端电压为
C. 线框右边刚到达第二个磁场的右边界时速度为
D. 线框左边无法到达第二个磁场的右边界
非选择题部分
三、非选择题(本题共 7 小题,共 58 分)
14. (5分)小张同学设计了如图 1 所示的电路测量电池的电动势和内阻,选用的器材如下:
图 1
图 2
第 14 题图
A. 毫安表 mA(量程为 ,内阻为
B. 电压表 V (量程为 ,内阻很大)
C. 电阻箱
D. 滑动变阻器
E. 待测电池 (电动势约为 )
F. 开关一个, 导线若干
(1)由于毫安表的量程太小,因此实验前需要将其改装成量程为0.6A的电流表,图 1 中电阻箱 应调整为_____ (精确到小数点后两位);
(2)根据原理图,在图 2 的实物连线中导线 应接到_____(选填“D”、“电池+”或“电池-”) 接线柱,导线 应接到_____(选填 “A”、“B” 或 “C”)接线柱;
(3)改变滑动变阻器 滑片的位置,记录两电表的示数,电压表 V 的示数为 ,毫安表 mA 的示数为 。描点得到如图 3 所示的 图像,则电源的电动势 _____ ,电源的内阻 (均保留两位有效数字)。
15. (6 分)某兴趣小组在 “验证动量守恒定律” 的实验中,采用如图 1 所示的装置。先将竖直挡板靠着轨道末端放置, 入射小球 A 从倾斜轨道卡槽位置静止释放, 当小球撞击竖直板时得到撞击点 。然后将竖直挡板向右平移一段距离,入射小球 从同一位置静止释放,从水平轨道抛出后撞击竖直挡板,在竖直挡板上得到撞击点 ;再把被撞小球 静置于水平轨道末端,将入射小球 仍从原位置由静止释放,两球发生正碰后各自飞出撞击竖直挡板,分别得到撞击点 、 ,各撞击点间对应的竖直高度如图所示。
第 15 题图 1
第 15 题图 2
(1)关于实验,下列说法正确的是_____。
A. 轨道必须光滑且末端水平
B. 小球 A 的质量可以小于小球 B 的质量
C. 小球 A 每次必须从同一位置由静止释放
D. 小球 球的直径应等于小球 的直径
(2)实验测得小球 的质量为 ,被碰撞小球 的质量为 ,图中 、 、 的距离 、 、 ,若 、 两球在碰撞中动量守恒,其满足的表达式是_____(用测得量表示)
(3)如图所示,小姜同学利用“冲击摆”测子弹的速度,子弹以水平方向的初速度 射入静止的摆锤,射入后两者一起摆动,测得摆锤上升的最大高度为 ,已知木块的质量为 ,子弹的质量 ,可得子弹的初速度 _____。(用题给的字母表示)
16. (3 分)如图 1 所示,小范同学用可拆变压器进行 “探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系” 实验,在某次测副线圈的输出电压时,选用了交流 的量程,指针如图 2 所示,其电压读数为_____V;小范同学想要测量原线圈的匝数,为此他用漆包线绕制了一个 30 匝的线圈,替代原线圈, 低压交流电源接原来的副线圈 “ 0 ”、 “ 4 ” 两接线柱, 测得绕制的线圈的两端电压为 1.2V; 再把原线圈换下绕制的线圈,测得 “ 0 ”、 “ 2 ” 两接线柱之间的电压为 ,根据测得数据可求得原线圈的总匝数 _____.
第 15 题图 1
第 16 题图 2
17. (8 分) 如图所示,金属棒 置于水平放置的光滑平行导轨上,导轨左端接有 的电阻, 置于磁感应强度 的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下。导轨间距为 ,金属棒 质量为 ,导轨间电阻为 ,导轨足够长且电阻不计。
第 17 题图
(1)若金属棒向右匀速运动, ,求
①金属棒 两端的电压 ;
②金属棒 所受的安培力 。
(2)若金属棒从静止开始,在 的水平恒定外力作用下向右运动,求
① 金属棒 可以达到的最大速度 ;
②若金属棒 运动 后已达最大速度,则在这个过程中电阻 上产生的电热为多少?
18.(11 分)如图所示,在光滑水平地面上有一物块 A、木板 B 并排放置,A 与左边的水平弹簧接触但不连接,弹簧的另一端固定在墙面上。在 的正中间放有一可视为质点的小滑块 间的动摩擦因数为 。现对 施加一个水平向左的推力,使 向左缓缓移动一段距离,此过程水平外力对 做功 ,然后撤去推力, 由静止开始运动,随后与 发生碰撞。已知 和 的质量分别为 ,重力加速度 取 ,求
第 18 题图
(1)若A、B 碰撞后立刻一起运动,求
①A 与 B 碰撞后的速度;
②碰撞过程中损失的动能;
(2)若A和B发生弹性碰撞,碰后A与弹簧相互作用后,恰能不再与B发生碰撞,且C刚好没有从木板 B 上掉下,求
①滑块 的质量;
②木板 B 的长度。
19. (12 分) 如图所示,在 平面内的第一、四象限存在磁感应强度大小为 的匀强磁场,方向垂直纸面向外; 在第三象限存在沿 轴正方向的匀强电场,场强为 。一质量为 、带电量为 的带电粒子从电场中的 点以沿 轴正方向的速度 射出,恰能从 点进入磁场。经磁场偏转后从 点离开磁场,不计电荷所受重力,求:
(1)带电粒子到 点时的速度大小与方向;
(2)带电粒子从 运动到 所经历的时间;
(3)若大量带电粒子从 点沿 轴正方向的以速度 射出,求带电粒子离开磁场时的坐标范围。
第 19 题图
20. (13 分) 福建号航母装载了我国自主研发的电磁弹射系统, 这标志着我国在这一领域取得了重大突破。电磁弹射系统的简化模型如图所示: 两根足够长的光滑平行导轨水平放置, 空间存在着与导轨平面垂直的磁场(图中未画出),磁感应强度 。质量 的导体杆垂直导轨放置在 处,把弹射的物体与杆固定。开关与 1 接通,电源输出恒定电流 ,杆由静止开始向右运动。当杆运动到 的位置时,速度刚好达到 ,此时物体与杆脱离。立即把开关与 2 接通,同时对杆施加一个水平向左的恒力 。已知弹射物的质量 ,导轨的宽度为 ,定值电阻 ,导轨与杆的电阻不计,则:
(1) 到 位置的距离;
(2)若杆回到 位置时的速度大小为 ,求从施加外力 到杆回到 位置过程中电阻 产生的焦耳热;
(3)若在 的恒力作用下,杆回到 时已匀速,在某刻撤去 ,杆恰能回到 ,求 作用的时间及 对棒做的功。
第 20 题图
高二练习
物理学科参考答案及解析
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A B B C D A D C C
题号 11 12 13
答案 BD BC BD
4. 由 ,磁场越强,电子运动半径就越小,电子速度越大,半径就越大,所以 错 对;若电子束沿顺时针运动,由左手定则可得磁场方向垂直纸面向里,所以励磁电流应为顺时针, 错。因为电子束径迹是圆,说明电子束行进时,运动半径不变,即速率不变,电子束径迹变暗是电子束中电子的数量不断减少的缘故,故 D 错。
8. ,带电小球受变化的电场力作用,所以做变加速运动,A 错;0 ~2 s内电场力的冲量可由 图像下的面积求得,其大小为 ,B 错;同理可得 内电场力的冲量 , 可得小球的速度为 ,从而求得动能为 错;电场力对小球做功的功率为 , D 正确。
10. 解析:开关第一次闭合时,由于二极管的单向导体性,电容器所在支路电流无法流过,所以无法充电, A 错; 开关第一次断开瞬间, 二极管导通, 线圈两端电压等于电容器两端电压等于 0 , 此后线圈产生自感电动势, 给电容器充电, 电容器下极板带正电, B 错; 当线圈中电流减为零时, 电容器第一次充电结束, 但不会放电。再次接通开关时, 线圈中又有了电流, 再次断开瞬间,二极管再次导通,线圈产生的自感电动势等于电容器两端电压,线圈再次给电容器充电, 经多次通、断后, 电容器获得多次充电, 线圈产生的自感电动势也越来越大 (电流减小得越来越快, 所以每次充的电量都比上一次要少), 此时电容器两端的电压可能大于电源电动势 ,故 C 正确, D 错误。
12. 解析:烟雾浓度越高 电阻就越小,所以电流表示数就越大, 错;电路发出警报时,电流表示数达到 时,此时回路电阻为 ,对应 ,所以烟雾浓度为 正确; 烟雾浓度为 15%时, ,所以 两端电压为 正确; 增大 阻值,电路电动势和警报电流不变,则对应发出警报时的 的电阻将减小, 的电阻减小,对应的烟雾报警浓度升高,D错。
13. 线框右边刚进入磁场时,产电电动势为 ,右边两端电压为 , 故 错;线框右边刚进入第二个磁场时,两条边都切磁感线,回路电动势为 ,右边产生的电动势为 ,两端电压为 , B 正确; 线框右边进入第一个磁场时,安培力的冲量为 ,线框右边进入第二个磁场时,安培力的冲量为 ,线框右边刚到达第二个磁场的右边界时,线框的速度已经减为 0 , 所以 C 错误, D 正确。
14. (1)1.00 ; (2)电池-,C; (3) 3.2, 1.5 (每空各 1 分)
15.(1)CD;(2) ;(3) (每空各 2 分)
16. 4.8(1分),1260(2分)
17. (1)① (1 分),
(1 分);
② (1 分),
(1 分);
(2)① ,得 ;(1 分)
② 由动能定理得 (1 分),
得 (1 分),
所以 (1 分)
18. ( 1 ) (1 分),
A、B 碰撞 (1 分),
得 (1 分),
(1 分),
(2)A、B 发生弹性碰撞,
动量守恒 (1 分),
机械能守恒 (1 分),
解得 (1 分)
A 弹簧相互作用用,速度大小不变,得 ,所以 ,(1 分) ,得 (1 分)
(1 分),
得 (1 分)。
19. (1) (1 分),
(1 分),
,可得 (1 分),
(1 分)。
(2)电荷在电场中运动的时间为 (1 分),电荷在磁场中的轨迹如图所示
第 19(2)题解图
(1 分),
电荷从 运动到 所经历的时间为 (1 分)
(3)当带电粒子的速度为 时,由洛伦兹力提供向心力得 ,得 (1 分) 则电荷第一次穿过 轴的位置 到 点的距离 (1 分) 当带电粒子的速度为 时,在电场中运动 (1 分), 设进入磁场时与 轴方向的夹角为 ,则粒子的速度为 ,进出磁场的两点的距离为 (1 分), 所以带电粒子离开磁场时的坐标范围为 (1 分)。
20. ( 1 ) (1 分),
(1 分),
得 (1 分);
(2) (1 分),
所以 (1 分),
得 (1 分);
(3)杆从 回到 的过程中,撤去 前, ,得 (1 分)
撤去 后由动量定理 (1 分),
可得 ,解得 (1 分),
杆从 回到 的过程中,安培力冲量为 0,所以 ,得 (1 分), (1 分),
所以 (1 分),
(1 分)。