湖南师范大学附属中学2022-2023学年高二物理上学期第二次大练习试题（Word版附解析）

湖南师大附中2022—2023学年度高二第一学期第二次

大练习物理

命题人：高二物理备课组

时量：75分钟    满分：100分

得分：___________

一、单项选择题（本题共6小题，每小题4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. 磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）

A. a、b两处的磁感应强度的大小不等，

B. a、b两处的磁感应强度的大小不等，

C. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大

D. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小

【答案】A

【解析】

【详解】AB．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a、b两处磁感线的疏密程度可知

故A正确，B错误；

CD．安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小、电流大小、导线长度和导线放置的方向与磁感应强度方向的夹角有关，故同一通电导线放在a处受到的安培力可能大于、等于、小于放在b处受到的安培力，故CD错误。

故选A。

2. 一个单摆在地球表面做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，重力加速度g=10 m/s2，则（　　）

A. 此单摆的固有周期约为0.5 s B. 此单摆的摆长约为1m

C. 若摆球质量增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动

【答案】B

【解析】

【详解】A．由题图共振曲线知此单摆的固有频率为0.5Hz，固有周期为2s，故A错误；

B．由，得此单摆的摆长约为1m，故B正确；

CD．单摆的固有周期与摆球质量无关，摆长增大固有频率减小，则共振曲线的峰将向左移动，故C、D错误。

故选B。

3. 硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常量），图线b是某电阻R的图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为（　　）

A. 5.5Ω B. 7.0Ω C. 12.0Ω D. 12.5Ω

【答案】A

【解析】

【详解】由闭合电路欧姆定律得

当时

由题图可知，电池的电动势为

根据题中两图线交点处的状态可知，电阻的电压为

电流为

则硅光电池的内阻为

故选A。

4. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中相向传播并相遇，在t=0时刻两列波的位置如图所示。若两列波的周期分别为T甲和T乙，则（　　）

A. 这两列波相遇时能产生干涉现象

B. 乙波将先到达坐标原点

C. 在t=2T甲时刻，原点处的质点位移为20cm

D. 在时刻，x=0.1m处质点受到的回复力为零

【答案】C

【解析】

【详解】A．两列简谐横波在同一均匀介质内传播，可知波速相等，由图可知两列波的波长不相等，由

可知，频率不相等，不能产生干涉，故A错误；

B．两列简谐横波在同一均匀介质内传播，可知波速相等，此时两列波到原点的距离相等，根据

可知这两列波将同时到达坐标原点，故B错误；

C．根据图像可知

即

在时刻，甲波x=-0.4m处质点的振动形式刚好传播到原点处，乙波x=0.4m处质点的振动形式传到原点处，所以原点处的质点位移为20cm，故C正确；

D．结合甲、乙的周期和波形图可知在时刻，甲、乙波刚好传播到原点处，则此时x=0.1m处质点位于波峰，受到的回复力不为零，故D错误。

故选C。

5. 如图所示，R0为热敏电阻（温度降低电阻增大），D为理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），C为平行板电容器，M点接地，在开关S闭合后，C中央有一带电液滴刚好静止。下列各项单独操作可能使带电液滴向上运动的是（　　）

A. 将热敏电阻R0降温

B. 滑动变阻器R的滑片P向上移动

C. 开关S断开

D. 电容器C的上极板向上移动

【答案】C

【解析】

【详解】A．要使液滴向上运动，则应增大液滴受到的电场力，即应增大两板间的电势差。热敏电阻降温时，热敏电阻阻值增大，由闭合电路欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压减小，但由于二极管具有单向导电性，电容器两极板所带电荷量不变，故电容器两端的电势差不变，液滴仍静止，A错误；

B．当滑动变阻器的滑片P向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则总电流增大，电源的内电压及R0两端的电压增大，则滑动变阻器两端的电压减小，但由于二极管具有单向导电性，电容器两极板所带电荷量不变，故电容器两端的电势差不变，B错误；

C．开关S断开时，电容器直接接在电源两端，电容器两端电压增大，则液滴向上运动，C正确；

D．电容器C的上极板向上移动，d增大，则电容器的电容C减小，由于二极管具有单向导电性，所以电容器两极板所带电荷量不变，由于

所以

由于极板上的电荷量不变，而场强E与极板之间的距离无关，所以电场强度E不变，液滴仍然静止，D错误。

故选C。

6. 如图所示，光滑的水平面上静止着一辆小车（用绝缘材料制成），小车上固定一对竖直放置的带电金属板，在右金属板的同一条竖直线上有两个小孔a、b。一个质量为、带电量为的小球从小孔a无初速度进入金属板，小球与左金属板相碰时间极短，碰撞时小球的电量不变且系统机械能没有损失，小球恰好从小孔b出金属板，则（　　）

A. 小车（含金属板）和球组成的系统动量守恒但该系统运动过程中机械能不守恒

B. 小车（含金属板）和球组成的系统动量不守恒但该系统运动过程中机械能守恒

C. 当小球运动到小孔b时，小球速度一定竖直向下，且小车刚好回到初始位置

D 以上答案都不正确

【答案】C

【解析】

【详解】AB．在小球与左金属板碰前 ，电场力对小车和小球都做正功，小车（含金属板）和球组成的系统机械能不守恒，小球进入电场后完全失重，小球竖直方向的加速度为重力加速度，而小车在竖直方向没有加速度，故小车（含金属板）和球组成的系统在竖直方向合外力不为零，系统动量不守恒，故AB错误；

CD．小车（含金属板）和球组成的系统在水平方向不受外力，系统在水平方向满足动量守恒，设球的质量为，小车（含金属板）的质量为，由于系统水平初动量为零，则有

可得

小球从小孔a进入到小孔b过程，小球相对于车的位移为零，则有

联立可得

，

可知当小球运动到小孔b时，小车刚好回到初始位置，此过程小球在水平方向先向左做匀加速运动，再向右做匀减速运动，根据对称性可知，小球运动到小孔b时的水平速度刚好为零，则小球的速度方向刚好竖直向下，故C正确，D错误。

故选C。

二、多项选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

7. 一质量m=60kg的运动员从下蹲状态竖直向上跳起，经t=0.2s以大小v=1m/s的速度离开地面，重力加速度g=10。在这0.2s内（   ）

A. 地面对运动员的冲量大小为180N·s

B. 地面对运动员的冲量大小为60N·s

C. 地面对运动员做的功为零

D. 地面对运动员做的功为30J

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】AB．人的速度原来为零，起跳后变化v，以向上为正方向，由动量定理可得

代入数据解得地面对人的冲量为

A正确，B错误；

CD．人在跳起时，地面对人的支持力竖直向上，在跳起过程中，在支持力方向上没有位移，故地面对运动员的支持力不做功，C正确，D错误。

故选AC。

【点睛】本题考查动量定理以及功计算，要注意在应用动量定理时一定要注意冲量应是所有力的冲量，不要把重力漏掉，同时在列式时要注意明确各物理量的正负。

8. 一简谐机械横波沿x轴负方向传播，已知波的波长为，周期为，时刻波形如图甲所示，a、b、d是波上的三个质点。图乙是波上某一点的振动图像。则下列说法正确的是（　　）

A. 图乙可以表示d质点的振动 B. a、b两质点在时速度大小相同

C. 该波传播速度为 D. 时b质点速度沿y轴正方向

【答案】AD

【解析】

【详解】A．a、b、d三质点中在时位于平衡位置的是b和d质点，其中d质点向上振动、b质点向下振动，则图乙可以表示d质点的振动，故A正确；

B．由周期可知，时的波形由图甲向左传播，波形如图a所示，则知此时a质点速度大于b质点速度，故B错误；

C．由图甲可知，则波速

故C错误；

D．时波形由图甲向右移，波形如图b所示，此时b质点速度沿y轴正方向，故D正确。

故选AD。

9. 如图所示，两个等量异种点电荷、固定在同一条水平线上，电荷量分别为和。是水平放置的足够长的光滑绝缘细杆，细杆上套着一个中间穿孔的小球，其质量为，电荷量为（可视为试探电荷，不影响电场的分布）。现将小球从点电荷的正下方点由静止释放，到达点电荷的正下方点时，速度为，为的中点。则（　　）

A. 小球从至先做加速运动，后做减速运动

B. 小球运动至点时速度为

C. 小球最终可能返回至点

D. 小球在整个运动过程中的最终速度为

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．根据等量异种点电荷的电场线分布，可知，两点电荷连线的中垂面是等势面，电势为0，正点电荷附近电势大于0，负点电荷附近电势小于0，根据对称关系可得

其中

，

所以小球从C到D运动过程中，只有电场力做功，且由于电势降低，所以电势能减小，电场力做正功，小球在做加速运动，所以A错误；

B．小球由C到D，由动能定理得

则由C到O，由动能定理可得

所以B正确；

C．小球在运动过程中，只有电场力做功，所以动能和电势能之和为定值，根据等量异种电荷的电场特点知道，O点右边的电势小于零，虽然过了D点，电场力对小球要做负功，但D点与右边无穷远处的电势差小于CD之间的电势差，所以克服电场力做的功小于从C到D电场力做的功，所以小球速度不可能为零，会一直向右运动下去，不会返回，故C错误；

D．小球从O到无穷远处，电场力做功为0，由能量守恒可知，动能变化量也是0，即无穷远处的速度为

所以D正确。

故选：BD。

10. 如图所示，在光滑水平面上，质量为m的小球A和质量为的小球B通过轻弹簧拴接并处于静止状态，弹簧处于原长；质量为m的小球C以初速度v0沿A、B连线向右匀速运动，并与小球A发生弹性碰撞。在小球B的右侧某位置固定一块弹性挡板（图中未画出），当小球B与挡板发生正碰后立刻将挡板撤走，不计所有碰撞过程中的机械能损失，弹簧始终处于弹性限度内，小球B与挡板的碰撞时间极短，碰后小球B的速度大小不变，但方向相反，则B与挡板碰后弹簧弹性势能的最大值Epm可能是（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】BC

【解析】

【详解】C与A质量相等，碰撞后交换速度，即A获得速度v0，假设当A与B动量相等时，B恰好与挡板发生正碰，则碰撞后A、B的合动量为零，当弹簧被压缩至最短时A、B的速度均为零，根据机械能守恒定律可知此时

假设当B的速度为零时恰好与挡板接触，则接触后，当A、B达到共同速度v时弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒定律有

根据机械能守恒定律有

解得

B与挡板碰撞前越接近A的动量，碰撞后弹簧的最大弹性势能越大，B与挡板碰撞前速度越接近于零，碰撞后弹簧的最大弹性势能越小，所以

考虑到B速度为零时不能算是与挡板发生碰撞，所以对不能取等号。

故选BC。

11. 如图，倾角为的固定斜面顶端，放有木板A和小滑块B（B可看成质点），已知A、B质量，木板A与斜面之间的动摩擦因数为0.75，A与B之间的动摩擦因数未知但小于0.75，B与斜面之间的动摩擦因数为0.5，开始用手控制使系统静止。现有一粒质量的钢球，以的速度撞击木板A，方向沿斜面向下，且钢球准备与木板撞击时释放AB，碰撞时间极短。碰撞后，钢球以的速度反弹。木板厚度很小，长度未知，但滑块B不会从木板A的上端掉下，斜面足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以下说法中正确的是（　　）

A. 钢球与木板碰撞结束时，木板速度为

B. 钢球与木板碰撞过程中系统损失的动能为

C. 若某时滑块B的速度为，且此时AB没有分离，则这时A速度一定为

D. 如果A、B分离以后，第一秒内B比A多运动，那么分离时滑块B的速度为

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．钢球与木板撞击时，碰后钢球速度，根据动量守恒定律，有

解得

故A错误；

B．钢球与木板碰撞过程中系统损失的动能为

故B正确；

C．以AB整体为研究对象，沿斜面方向有

则AB受力平衡，系统动量守恒，可得

当时，可得

故C正确；

D．假设分离时木板A的速度刚好减小到零，此时B的速度为，那么分离后木板A保持停止，滑块B继续在斜面做匀加速直线运动，且加速度为

从此系统动量不再守恒，根据且，解得相对位移

说明分离前木板A已经停下。由，将，代入解得

故D正确。

故选BCD。

三、实验题（本大题共2小题，共16分）

12. 某实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”实验。

（1）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的___________ （选填选项前的字母）。

A．长约1m的细线        B．长约1m的橡皮绳

C．直径约1cm的匀质铁球    D．直径约10cm的匀质木球

（2）组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，这样做的目的是___________。

A．保证摆动过程中摆长不变    B．可使周期测量更加准确

C．需要改变摆长时便于调节    D．保证摆球在同一竖直平面内摆动

（3）某同学做实验时，测量摆线长l后，忘记测量摆球直径，画出了图像，该图像对应下列图中的___________图。

A． B． C．    D．

（4）为了减小实验误差，应该从摆球经过___________位置时候开始计时。

【答案】    ①. AC##CA    ②. AC##CA    ③. C    ④. 最低点或平衡位置

【解析】

【详解】（1）[1]AB．为减小实验误差，实验时摆线的长度不能变化，所以需要长约1m的细线，故A正确，B错误；

CD．为减小空气阻力，摆球的密度要大，体积要小，所以需要直径约1cm的匀质铁球，故C正确，D错误。

故选AC。

（2）[2]A．铁架台的铁夹将橡皮夹紧，实验中防止摆线的长度改变，故A正确；

B．周期测量是否更加准确主要取决于计时仪器，B错误；

C．用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，在需要改变摆长的长度时，方便调节摆长，故C正确；

D．摆球在同一竖直平面内摆动，而不是做圆锥摆运动，与实验仪器无关，故D错误。

故选AC

（3）[3]某同学做实验时，测量摆线长l后，忘记测量摆球直径，由单摆的周期公式

可知

由上式可知，图像应是经原点的倾斜直线，因测量摆长比实际摆长偏小，所以图线在纵轴有截距。

故选C。

（4）[4]摆球经过最低点时，摆球速度最大，所以从摆球经过最低点时计时，可以减小实验误差。

13. 某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下：

A．小灯泡L，规格“4.0 V  0.7 A”；

B．电流表A1，量程3 A，内阻约为0.1 Ω；

C．电流表A2，量程0.6 A，内阻r2=0.2 Ω；

D．电压表V，量程3 V，内阻rV=9 kΩ；

E．标准电阻R1，阻值1 Ω；

F．标准电阻R2，阻值3 kΩ；

G．滑动变阻器R，阻值范围0～10 Ω；

H．学生电源E，电源电压6 V，内阻不计；

I．开关S及导线若干。

（1）甲同学设计了如图1甲所示的电路来进行测量，当通过L的电流为0.46 A时，电压表的示数如图乙所示，此时L的电阻为___________Ω。

（2）乙同学又设计了如图2所示电路来进行测量，电压表指针指在最大刻度时，加在L上的电压值是___________V。

（3）学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图3所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号。（        ）

【答案】    ①. 5    ②. 4    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]电压表的示数

U=2.30 V

所以灯泡L的电阻

（2）[2]由题图知电压表V与R2串联，根据串联分压，当电压表V的示数为3 V时，R2两端的电压

所以灯泡两端的电压

U′=UV＋U2=（3＋1）V=4 V

（3）[3]要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，则电压表的量程应变为4.0 V，电流表的量程应变为0.7 A，因此将电压表V与标准电阻R2串联改装成量程为4.0 V的电压表，将电流表A2与标准电阻R1并联改装成量程为

的电流表。故虚线框内实验电路如图所示。

四、计算题（本大题共3小题，共35分）

14. 如图所示，半径为R、球心为O的玻璃半球置于半径为R的上端开口的薄圆筒上，一束单色光a沿竖直方向从B点射入半球表面，OB与竖直方向夹角为60°，经两次折射后，出射光线与BO连线平行，求：

(1)玻璃的折射率；

(2)光射在圆柱体侧面C点到半球下表面的距离CD.

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)作出光经过玻璃半球的光路示意图如图所示.

根据折射定律可知

根据几何关系可知β＝60°

则有α＝θ＝30°，所以n＝

(2)根据以上几何关系可知2cos 30°＝R

tan 60°＝ ，解得

15. 如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为L=0.4 m的绝缘细线把质量为m=0.20 kg、带有电荷量为C的正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为θ=37°。已知A、C两点分别为细线悬挂小球的水平位置和竖直位置，求：（g取10 m/s2，，）

（1）A、B两点间的电势差UAB；

（2）将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，小球通过最低点C时细线对小球的拉力F的大小；

（3）如果要使小球能绕O点做完整的圆周运动，求小球在A点时沿垂直于OA方向运动的初速度v0的大小的最小值。

【答案】（1）-400V；（2）3 N；（3）

【解析】

【详解】（1）带电小球在B点静止受力平衡，根据平衡条件得

解得

由U=Ed有

（2）设小球运动至C点时速度为，则

解得

m/s

在C点，小球所受重力和细线的合力提供向心力

联立解得

F=3 N

（3）分析可知小球做完整圆周运动时必须通过B点关于O点的对称点，设在该点时小球的最小速度为v，则

联立解得

16. 如图所示，质量为M、长为L的小车静止在光滑水平面上，质量为M的滑块（可视为质点）以初始速度滑上小车的左端，恰好可以不从小车上滑下来，已知重力加速度为g，求：

（1）滑块与小车的动摩擦因数多大？从开始到共速的时间t0为多少？

（2）现在一个质量也为M的物体m从距小车上表面高为L的地方自由落下，如果滑块和小车运动了时物体恰好落在滑块上并黏在一起，作用时间很短（作用时间内的作用力远大于他们的重力），那么滑块将停在小车上何处（距左端距离）？一共产生了多少内能？

【答案】（1）；；（2）距左端处；

【解析】

【详解】（1）滑块和小车动量守恒，有

求得共速时，速度为

根据功能关系，有

联立代入数据求得

得经历的时间

（2）根据牛顿第二定律可得，滑动过程中，滑块的加速度（减速），小车的加速度（加速），时，小车的速度为

而物块的速度为

小车的位移

物块的位移

对两物块，竖直方向有

水平方向

由以上两式得

对小车

得

因此车速大于物速是不可能，因此碰撞过程中已达到共速，即

得

物块停在距左端处，产生的内能