2023-2024学年广东省梅州市大埔县虎山中学高二（下）开学考试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年广东省梅州市大埔县虎山中学高二（下）开学考试物理试卷（含解析），共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.我们把从最左侧摆至最右侧的时间为1s的单摆叫做秒摆。则(g取10m/s2，π2取10)( )
A. 秒摆周期为1sB. 秒摆周期为2s
C. 秒摆周期为4sD. 秒摆的摆长为0.5m
2.一物体做简谐振动，其振幅为24cm，周期为2s。当t=0时，位移为24cm。物体做简谐振动的振动方程为
( )
A. x=24csπ2tB. x=24sinπ2tC. x=24csπtD. x=24sinπt
3.湖面上停着A、B两只小船，相距s=16m，从水波传播到小船A开始计时，在20s内A完成10次全振动，B完成8次全振动，两只小船都视为质点。则水波的传播速度为( )
A. v=4m/sB. v=8m/sC. v=16m/sD. v=20m/s
4.波速相等的两列简谐波在x轴上相遇，一列波(虚线)沿x轴正向传播，另一列波(实线)沿x轴负向传播。某一时刻两列波的波形如图所示，两列波引起的振动在x=14m处质点的振幅为
( )
A. 1cmB. 2cmC. 3cmD. 4cm
5.如图，一对相距为0.05m的带等量异种电荷的平行板，右极板接地。在平行板之间，沿x轴的电势φ与坐标位置x的关系为：φ=500−10000x，φ的单位为V，x的单位为m。则下列说法错误的是
( )
A. 在x=0.01m位置的电势为400V
B. 在x=0.03m位置的电势为200V
C. φ与x为线性方程，故图线为线性递减图线
D. φ与x为线性方程，故图线过原点的一条直线
6.高压采煤枪出水口的截面积为S，水的射速为v，水柱水平地射到竖直的煤层后，速度变为零，若水的密度为ρ，假定水柱截面不变，则水对煤层冲击力大小为
( )
A. 12ρsvB. ρSvC. 12ρSv2D. ρSv2
7.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计一吨左右)，一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量。他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头后停下来，而后轻轻下船。用卷尺测出船后退的距离为d，然后用卷尺测出船长L，已知他自身的质量为m，则渔船的质量M为
( )
A. mLdB. mL−ddC. mL+ddD. mdL−d
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.若把周期为1s的单摆从g=10m/s2处搬到g′=7.5m/s2的地方，则( )
A. 单摆的周期变大
B. 单摆的周期变小
C. 为了使其仍按1s的周期走，则摆长应变长
D. 为了使其仍按1s的周期走，则摆长应变短
9.如图所示的装置中，平行板电场中有一质量为m、带电量为q的小球，用长L的细线拴住后在电场中处于平衡位置，此时线与竖直方向的夹角为θ，两板间的距离为d。则
( )
A. 小球带负电B. 小球带正电
C. 两板间的电势差为U=mgtanθqdD. 两板间的电势差为U=mgtanθqdL
10.一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则( )
A. t=1 s时物块的速率为1 m/sB. t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s
C. t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/sD. t=4 s时物块的速度为1 m/s
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在“用斜槽轨道验证碰撞中动量守恒”实验中。
(1)某同学采用撤掉支球柱的装置，实验得到如图所示的落点，他用毫米刻度尺测量，记录下sOP、sOM、sON三段读数，其中：sOP=15.51cm，sOM=25.50cm，sON=40.0cm，根据刻度尺的精确度，这些读数中不科学的是_____段，正确读数为_____cm。
(2)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式为_____(用m1、m2、sOP、sOM、sON表示)。
12.为测定海水的电阻率ρ。
(1)某同学选取了一根塑料管，用游标卡尺测出其内径d，示数如图甲所示，读得直径d=_____mm。
(2)他用这根塑料管装满海水，安装在有刻度尺的木板上，由刻度尺读得其长度为L=31.40cm。
(2)用多用电表欧姆挡测量海水的电阻，实验步骤如下：
①将选择旋钮打到“×1”挡，再进行_____(填“机械调零”或“欧姆调零”)。
②将红、黑表笔分别接触待测海水两端的接线柱，选择旋钮及表头指针所指位置如图乙所示，可读得海水电阻值R=_____Ω。
(3)可计算出实验海水的电阻率ρ=_____Ω⋅m(保留三位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图，一束电子流在经U1=5000V的加速电压后，沿两板中央垂直进入板长L=5.0cm、两板间距d=1.0cm的匀强电场。若要使电子能在平行板间飞出，请写出电子在偏转电场中偏转位移y的表达式并分析偏转电压U2能否达到400V。
14.如图，高度为l的玻璃圆柱体的中轴线为MN，一束光以入射角45°从M点射入，在侧面恰好发生全反射。已知光在真空中传播速度为c，求
(i)该玻璃的折射率；
(ii)这束光通过玻璃圆柱体的时间。
15.如图，质量m=20kg的货物(可视为质点)，以初速度v0=10m/s滑上静止在光滑轨道的质量M=30kg、高h=0.8m的小车的左端，当车向右运动了距离d时(即A处)双方达到共速。现在A处固定一高h=0.8m、宽度不计的障碍物，当车撞到障碍物时被粘住不动，而货物被抛出，恰好与倾角为53∘的光滑斜面相切而沿斜面向下滑动，已知货物与车间的动摩擦因数μ=0.5,g=10m/s2,sin53∘=0.8,cs53∘=0.6。求：
(1)车与货物达到的共同速度v1；
(2)货物平抛时的速度vx；
(3)车的长度L与车向右运动的距离d。
1.B
【详解】最左侧摆至最右侧的时间为半周期，则秒摆的周期为2s。根据
T=2π lg
秒摆的摆长为
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
单摆做简谐运动，完成一次全振动的时间为一个周期，由振动次数与所需的时间，从而求出单摆的周期，秒摆的周期为2s，与此单摆的周期进行比较，由单摆周期公式的变形公式可以求出摆长及其改变量．
【解答】
解：最左侧摆至最右侧的时间为半周期，则秒摆的周期为2s。根据T=2π lg
秒摆的摆长为l=1m，故ACD错误，B正确。
故选B。
2.【答案】C
【解析】【分析】
本题关键记住简谐运动的一般表达式，然后代入已知数据求解，基础题．
简谐运动振动方程的振动方程x=Asin(ωt+φ)，将在t=0时，位移是24cm代入即可求解．
【解答】
解：简谐运动的振动方程x=Asin(ωt+φ)
由题意可知振幅为24cm，周期为2s，则有A=24cm，ω=2πT=π
则有x=24sin(πt+φ)
当 t=0 时，位移为24cm带入得φ=π2
故物体做简谐振动的振动方程为x=24csπt，故ABD错误，C正确。
3.【答案】A
【解析】从计时开始20s内A完成10次全振动，则振动周期T=20s10=2s
A比B多两次全振动，即超前两个周期，说明A、B间有2个波长，即：2λ=16m，得λ=8m
故波的传播速度v=λT=82m/s=4m/s，故A正确。
波从先振动质点传到后振动的质点，在相同时间内，A全振动次数多，先振动，根据20s内A完成10次全振动，求出周期；A比B多两次全振动，即超前两个周期，说明A、B间有2个波长，从而求得波长，再求水波的传播速度；
4.【答案】D
【解析】AB.由
φ=500−10000x
可得在 x=0.01m 位置的电势为
φ1=400V
在 x=0.03m 位置的电势为
φ2=200V
故AB正确；
CD. φ=500−10000x 为线性方程，故图线为线性递减图线，故C正确，D错误。
故选D。
5.【答案】D
【解析】AB.由
φ=500−10000x
可得在 x=0.01m 位置的电势为
φ1=400V
在 x=0.03m 位置的电势为
φ2=200V
故AB正确；
CD. φ=500−10000x 为线性方程，故图线为线性递减图线，故C正确，D错误。
故选D。
6.【答案】D
【解析】设在极短时间 Δt 内射出水的质量为
m=ρV=ρSv⋅Δt
设在极短时间 Δt 内煤层对水的平均作用力为 F ，取作用力的方向为正方向，则由动量定理有
F⋅Δt=0−(−mv)
联立解得
F=ρSv2
根据牛顿第三定律可知，水对煤层冲击力大小为
F′=F=ρSv2
故选D。
7.【答案】B
【解析】人从船尾走到船头过程动量守恒，则
Mv=mv
即
Mdt=mL−dt
解得渔船的质量M为
M=mL−dd
故选B。
8.【答案】AD
【解析】AB.单摆的周期公式为
T=2π lg
由题意可知，其重力加速度变小，所以单摆的周期变大，故A正确，B错误；
CD.由公式可知
T=2π lg
由于重力加速变小，为了使其周期不变，所以其摆长应该变短，故C错误，D正确。
故选AD。
9.【答案】AC
【解析】AB.根据平衡条件可知，小球所受电场力方向水平向左，由于M极板与电源正极连接，M极板带正电，极板间电场方向水平向右，电场力方向与电场方向相反，可知，小球带负电，故A正确，B错误；
CD.对小球进行分析，根据平衡条件可知，小球所受电场力为
F=mgtanθ
根据电势差与电场强度的关系有
E=Ud
又由于
F=qE
解得
U=mgtanθqd
故C正确，D错误。
故选AC。
10.【答案】ABD
【解析】解：A、前两秒，根据牛顿第二定律，a=Fm=22=1m/s2，则0−2s的速度规律为：v=at；t=1s时，速率为1m/s，故A正确；
B、t=2s时，速率为2m/s，则动量为P=mv=4kg⋅m/s，故B正确；
CD、2−4s，力开始反向，物体减速，根据牛顿第二定律，a′=−0.5m/s2，所以3s时的速度为v3=v2−a′t=1.5m/s，动量为3kg⋅m/s，同理4s时速度为1m/s，故C错误，D正确；
故选：ABD。
首先根据牛顿第二定律得出加速度，进而计算速度，根据动量的定义求出动量的大小。
本题考查了牛顿第二定律的简单运用，熟悉公式即可，并能运用牛顿第二定律求解加速度。另外要学会看图，从图象中得出一些物理量之间的关系
11.【答案】(1) sON 40.00
(2) m1sOM=m1sOP+m2sON

【解析】(1)[1][2]毫米刻度尺的分度值为1mm，故读数不科学的是 sON 段，正确读数为40.00cm。
(2)若两球相碰前后的动量守恒，设碰撞前 m1 的速度大小为 v0 ，碰撞后 m1 的速度大小是 v1 ，碰撞后 m2 的速度大小是 v2 ，以向右为正方向，由动量守恒定律得
m1v0=m1v1+m2v2
两球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间t相等，则
sOM=v0t ， sOP=v1t ， sON=v2t
整理得
m1sOM=m1sOP+m2sON
12.【答案】(1) 11.1
(2) 欧姆调零 10.0
(3) 3.08×10−3

【解析】(1)[1]由图可知，游标卡尺的最小分度值为0.1mm，游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以
d=11mm+1×0.1mm=11.1mm
(2)[1]使用前先进行机械调零，将选择旋钮打到“×1”挡，再进行或欧姆调零。
[2]用“×1”挡测量电阻，由图示可知，欧姆表示数为R=10.0Ω．
(3)]根据电阻定律可得
R=ρLS=ρLπ(d2)2
解得
ρ=πd2R4L≈3.08×10−3Ω⋅m
13.【答案】 y=U2L24dU1
【解析】加速过程，由动能定理
eU1=12mv02
电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向有
L=v0t
竖直方向有
y=12at2
加速度为
a=eEm=eU2md
联立解得
y=U2L24dU1
若要使电子能在平行板间飞出，则要求
y≤d2
联立解得
U2≤2U1d2L2
代入数据解得
U2≤400V
得偏转电压 U2 能达到400V。
14.【答案】解：(i)如图，
光线从M 入射时，在P 点刚好发生全反射，
设玻璃的折射率为n，全反射临界角为C，
由n=sin45°sin(90∘−C)，又sinC=1n
代入数据可得：n= 62
(ii)设光在玻璃中传播速度为v，时间为t
由t=lvsinC，又v=cn
可得t=3l2c
答：(i)该玻璃的折射率为 62；
(ii)这束光通过玻璃圆柱体的时间为3l2c
【解析】(i)作出光路图，根据折射定律以及临界角公式即可求出折射率；
(ii)根据v=cn求出光在玻璃中传播速度，由几何关系求出光传播的路程，根据Δt=sv求出时间。
本题是几何光学问题，要能熟练运用光的折射定律、反射定律，还要利用光的几何特性，来寻找角与角的关系，从而算出结果。
15.【答案】(1)4m/s；(2)3m/s；(3)6.7m； 2.4 m
【解析】(1)车与货物已经到达共同速度，根据动量守恒定律有
mv0=(m+M)v1
解得
v1=4 m/s
(2)货物从小车上滑出之后，做平抛运动，根据平抛运动规律可得
h=12gt2
在竖直方向上
vy=gt
在斜面顶点分解速度如图
由
vyvx=tan53∘
解得
vx=3 m/s
(3)对于车，由动能定理有
μmgd=12Mv12
对于货物，全程由动能定理有
−μmg(L+d)=12mvx2−12mv02
解得
L=6.7 m， d=2.4 m