2024扬州中学高二上学期11月期中物理试题含解析
展开1、 作答前,请考生务必将自己的姓名、准考证号等写在答题卡上并贴上条形码。
2、 使用2B铅笔将选择题答案填涂在答题卡指定位置上,非选择题一律在答题卡上作答,在试卷上答题无效。
3、 考试结束后,请将答题卡交给监考人员。
第I卷(选择题 共40分)
一、单项选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分.每小题只有一个选项符合题意
1. “中国天眼”位于贵州的大山深处,它通过接收来自宇宙深处的电磁波,探索宇宙。关于电磁波下列说法正确的是( )
A. 电磁波不能在水中传播B. 红外线的波长比紫外线的长
C. 用手机通话时没有利用电磁波D. 不同电磁波在真空中传播速度不同
【答案】B
【解析】
【详解】A.电磁波可以在介质与真空中传播,A错误;
B.红外线为非可见光,频率比红光低;紫外线也是非可见光,但频率比紫光高,因此红外线的频率低于紫外线的频率,所以红外线的波长比紫外线长,B正确;
C.手机通话就是信息的传输,信息需要通过电磁波来传输,因此手机通话利用电磁波来把信息传送的,C错误;
D.任何电磁波在真空中传播速度均为,D错误。
故选B。
2. 如图所示,圆形线框在匀强磁场中所做的各种运动,能够产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.线圈绕转动时,磁通量不断变化,会产生感应电流,故A正确;
B.线圈向右匀速平动时,穿过线圈的磁通量不变,不会产生感应电流,故B错误;
C.线圈绕点转动时,磁通量不变,不会产生感应电流,故C错误;
D.线圈绕转动时,磁通量始终为零,不会产生感应电流,故D错误。
故选A。
3. 运动员持球竖直起跳后,如图在空中某位置将球推出,此过程中,下列相关说法正确是( )
A. 运动员与篮球组成的系统动量守恒
B. 运动员与篮球组成的系统机械能守恒
C. 运动员对球作用力的冲量等于球的动量变化量
D. 运动员与篮球组成的系统机械能增加
【答案】D
【解析】
【详解】A.在空中将球推出的过程中,运动员与篮球组成的系统所受外力之合,等于运动员和篮球的重力,系统所受外力之合不为零,故运动员与篮球组成的系统动量不守恒,故A错误;
BD.系统机械能守恒条件为只有重力(弹力)做功,在空中将球推出的过程中,有运动员消耗自身能量,产生推力,对球做功,故运动员与篮球组成的系统机械能增加,故B错误,D正确;
C.在空中将球推出的过程中,根据动量定理球的动量变化量等于合力的冲量,即等于运动员对球作用力和球重力合力冲量,故C错误;
故选D。
4. 如图甲所示为某款服务型机器人,它的直流电动机的额定电流为I,线圈电阻为r0,由电动势为E、内阻为r的直流电源供电,内部电路可简化如图乙所示,定值电阻的阻值为R,电动机恰好能正常工作,则此时( )
A. 电动机两端电压为
B. 电动机的总功率为
C. 电动机的输出功率为
D. 电源的输出功率为IE
【答案】B
【解析】
【详解】A.电动机的额定电压为
故A错误;
B.电动机的额定功率为
故B正确;
CD.电动机的输出功率为
电源的输出功率为
故CD错误。
故选B。
5. 如图所示,线框面积为S,匝数为N,线框平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则下列说法正确的是( )
A. 如图所示位置时磁通量等于0
B. 若线框从初始位置绕转过60°角时,磁通量为
C. 若从初始位置绕转过60°角时,磁通量为
D. 若从初始位置绕转过60°角时,磁通量为NBS
【答案】B
【解析】
【详解】A.如图所示位置时磁通量等于
故A错误;
BCD.若使线框绕转过角,则磁通量为
故B正确,CD错误。
故选B。
6. 钓鱼可以修身养性,颇受人们喜爱。如图为某鱼漂的示意图,鱼漂上部可视为圆柱体。当鱼漂受到微小扰动而上下振动,某钓友发现鱼漂向下运动时圆柱体上的M点恰好可以到达水面,向上运动时圆柱体上的N点恰好可以露出水面。忽略水的阻力和水面波动影响,则( )
A. 鱼漂的振动不是简谐运动
B. 鱼漂振动过程中受到重力、浮力、回复力的作用
C. M点到达水面时,鱼漂的动能为零
D. N点到达水面时,鱼漂的加速度最小
【答案】C
【解析】
【详解】A.设鱼漂静止时水下部分的长度为,根据平衡条件得
取向下为正方向,鱼漂从平衡位置再向下位移为x时,鱼漂的合力为
解得
设,则
鱼漂振动为简谐运动,故A错误;
B.鱼漂受到重力,浮力的作用,重力和浮力的合力为回复力,故B错误;
C.M点到达水面时,鱼漂位于最低点,鱼漂的动能最小等于零,故C正确;
D.N点到达水面时,鱼漂位于最高点,相对于平衡位置的位移最大,合力最大,根据牛顿第二定律可知鱼漂的加速度最大,故D错误。
故选C。
7. 某学习小组用如图所示的装置来验证碰撞中的动量守恒,实验中先从某一高度处单独释放质量为的小球a,标记下小球a撞击在挡板上的位置M,再在水平轨道上放上质量为的小球b,从同一高度释放小球a,标记两球撞击挡板的位置P、N,关于本实验下列说法正确的是( )
A. 两小球的质量需满足
B. 实验中可以用 这个表达式验证动量守恒定律。
C. 位置N为小球b撞击挡板的位置
D. 小球a在轨道上受到的摩擦力越小,对实验结果的误差影响就越小
【答案】B
【解析】
【详解】A.为了防止碰撞后入射球反弹,入射球的质量要大于被碰球的质量,即,故A错误;
C.小球离开水平轨道后均做平抛运动,从图中可以看出每个小球每次平抛运动的水平位移相同,a小球不与b小球相碰时落点为M,a小球与b小球相碰后,a小球平抛初速度比第一次小,且,根据平抛运动学公式。水平方向则有
竖直方向则有
因为,b小球平抛初速度大,下落高度小,所以P点应为b小球撞击挡板位置,N位置应为小球a击挡板位置,故C错误;
D.需要保持小球每一次到达轨道末端的速度相等,小球每一次从同一位置静止释放即可,轨道的光滑程度对实验无影响,故D错误;
B.由
,
小球的水平速度为
根据动量守恒可知
化简得
故B正确。
故选B
8. 在半导体工艺里经常需要测定金属薄膜厚度,目前采用的方式是通过测定电阻而间接测得薄膜厚度,查询资料获知构成该薄膜金属材料的电阻率,取一块厚度均匀、边长为L的正方形该金属薄膜,在薄膜两端施加恒定电压。通过薄膜的电流方向如图所示,测定出流过薄膜的电流I,即可推导出薄膜厚度d,则( )
A. 电流I越大,则薄膜厚度d越小
B. 电流I越大,则薄膜厚度d越大
C. 正方形边长L越大,所测定的电阻值越大
D. 正方形边长L越小,所测定的电阻值越小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】CD.根电阻定律,薄膜电阻为
可知所测定的电阻值R与正方形边长L无关,故CD错误;
AB.根据欧姆定律
联立解得
根据厚度d公式,d与I成正比,与边长L无关,故A错误,B正确;
故选B。
9. 如图所示,光滑的水平面上有一个半径为R、质量为2m的大空心球B处于静止状态,一质量为m的小球A(可视为质点)从与大球球心等高处开始无初速度下滑,滚到大球最低点时,大球相对地面移动的距离为( )
A. B. C. D. R
【答案】B
【解析】
【详解】设小球滑到最低点所用的时间为t,大球的位移大小为x,小球相对于地面的水平位移大小为R-x,取水平向左为正方向。根据系统水平方向平均动量守恒得
解得
故选B。
10. 质量为的翼装飞行爱好者乘飞机到达空中某处后,以速度水平跳出,由于风力的影响,经时间,爱好者下落至跳出点的正下方时,其速度大小仍为,但方向与初速度相反,其运动轨迹如图所示,重力加速度为,在此段时间内( )
A. 风力一定沿水平方向
B. 飞行爱好者机械能减少
C. 风力对爱好者的冲量大小为
D. 风力对爱好者的冲量大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.在风力作用下,飞行爱好者做曲线运动,风力在水平方向提供与初速度方向相反的力,使飞行爱好者在水平方向先减速在反向加速;同时风力对飞行爱好者还有向上的分作用力,故风对飞行爱好者作用力方向大致沿初速度的后上方,故A错误;
B.假设物体在竖直方向做自由落体运动,时间内下落的高度为
物体的重力势能减小量为
但物体在下落高度后竖直方向速度为零,故竖直方向不可能做自由落体运动,故B错误;
CD.取物体开始时的速度方向为正方向,根据动量定理,水平方形合力(即风力的水平分力)对物体的冲量
设风力竖直方向的冲量为,竖直方向取向上为正,则竖直方向根据动量定理得
则风力的冲量为风力对对爱好者的冲量大小为
故C错误,D正确。
故选D。
第II卷(非选择题 共60分)
二、实验题:本题共1小题,共计15分,请将解答填写在答题卡相应的位置
11. 某同学在实验室探究二极管的伏安特性曲线。
(1)为了粗测二极管的正向电阻,该同学将多用电表的选择开关旋到电阻“”档,当指针偏转角度较大时,红表笔连接的是二极管的____(选填“正”或“负”);此时,多用电表的指针如图所示,二极管的正向电阻为______。
(2)用伏安法描绘二极管在范围内的正向伏安特性曲线,器材如下
电压表V(量程为,内阻约为)
电流表A(量程,内阻约为)
滑动变阻器(总电阻为,额定电流为)
滑动变阻器(总电阻为,额定电流为)
电源E(电动势,内阻不计)
开关S,导线若干
其中,滑动变阻器应该选___________(选填“”或“”)利用图所示的器材符号,画出实验电路原理图。____
(3)按所画的实验电路图进行实验,二极管的正向电压伏安特性曲线如图所示,当电压为1V时,二极管的电阻测量值__________真实值。(填“大于”、“小于”、“等于”)
【答案】 ①. 负 ②. 600 ③. ④. ⑤. 大于
【解析】
【详解】(1)[1]根据多用电表中两表笔电流流向为“红进黑出”,欧姆表指针偏转过大,可知红表笔与二极管的负极相连;
[2]此时,多用电表的指针位于6刻度处,二极管的正向电阻为;
(2)[3]电源电动势为6V,最大电阻为,则电流为
超过其额定电流,故滑动变阻器选择;
[4]设计电路如图:
(3)[5]因采用电流表内接法,根据
可知,由于电压表的分压作用,代入计算的电压偏大,因此正向电阻的测量值大于真实值。
三、计算题:本题共4小题,共计45分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,必须明确写出数值和单位.
12. 蹦床是一项运动员利用蹦床的反弹在空中表现杂技技巧的竞技运动,属于体操运动的一种,有“空中芭蕾”之称。一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到水平网面上方5.0m高处,已知运动员与网接触的时间为1s,取g=10m/s2。求:
(1)在1s这段时间内重力的冲量大小;
(2)1s内网对运动员的平均作用力的大小;
【答案】(1)600N·s;(2)1680N
【解析】
【详解】(1)在1s这段时间内重力的冲量大小
(2)运动员与网接触前后的速度大小分别为
,
根据动量定理
得
13. 如图所示,电源电动势,内阻,电阻、与的阻值均为,电容器电容,求:
(1)通过的电流I;
(2)电容器的电荷量Q。()
【答案】(1)1A;(2)
【解析】
【详解】(1)由于电容不通直流,与并联再与串联,依据串并联电阻的特点可得
由闭合电路欧姆定律得
通过的电流I为
(2)根据闭合回路欧姆定律可得
故电容器的电荷量为
14. 轻弹簧上端固定,下端系一质量为的小球,小球静止时弹簧伸长量为10cm。现使小球在竖直方向上做简谐运动,从小球在最高点释放时开始计时,小球相对平衡位置的位移随时间t变化的规律如图乙所示,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)小球运动到最高点时加速度的大小;
(3)写出小球相对平衡位置的位移随时间变化的关系式。
【答案】(1)20N/m;(2)5m/s2;(3)
【解析】
【详解】(1)小球在平衡位置时弹簧伸长量10cm,则
(2)由图乙可知,小球在最高点时,相对于平衡位置的位移大小为5cm,故此时弹簧伸长量为5cm,则
解得
(3)由振动图像可知
则
小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式为
15. 某娱乐活动的部分闯关环节可简化抽象为下面的情景。如图所示,长、质量的木板静止在光滑水平面上,左右平台无限长且与木板等高,木板左端与左平台接触,质量的小滑块在恒力F作用下从静止开始运动,力F与水平方向的夹角为,F作用2s后撤去,小滑块又滑行1s后以的速度离开平台后滑上木板,小滑块与所有接触面间的动摩擦因数均为,小滑块可视为质点,重力加速度取。已知,。求:
(1)撤去力F时小滑块的速度大小;
(2)力F的大小;
(3)要使小滑块与木板共速后,木板才与右侧平台相碰,s的取值范围。
【答案】(1)15m/s ;(2)13.75N ;(3)
【解析】
【详解】(1)撤去力F后,小滑块在滑行1s过程中由动量定理有
解得撤去力F时滑块的速度
(2)小滑块在滑行2s过程中由动量定理有
解得
(3)小滑块与木板作用,根据动量守恒定律有
解得小滑块与木板共速为
设木板在小滑块的摩擦力作用下位移大小为,由动能定理有
解得木板位移
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