搜索
    上传资料 赚现金
    英语朗读宝

    2023-2024学年上海市浦东新区洋泾中学高二(下)期末物理试卷(等级考)

    2023-2024学年上海市浦东新区洋泾中学高二(下)期末物理试卷(等级考)第1页
    2023-2024学年上海市浦东新区洋泾中学高二(下)期末物理试卷(等级考)第2页
    2023-2024学年上海市浦东新区洋泾中学高二(下)期末物理试卷(等级考)第3页
    还剩12页未读, 继续阅读
    下载需要20学贝 1学贝=0.1元
    使用下载券免费下载
    加入资料篮
    立即下载

    2023-2024学年上海市浦东新区洋泾中学高二(下)期末物理试卷(等级考)

    展开

    这是一份2023-2024学年上海市浦东新区洋泾中学高二(下)期末物理试卷(等级考),共15页。试卷主要包含了折射率的测定,波动现象,电磁炮,无人机,离子发动机等内容,欢迎下载使用。
    1.(11分)利用插针法,可以测定亚克力砖的折射率。
    (1)如图1所示,光线ab从空气入射到亚克力砖表面,经过砖块后出射。
    ①请画出经过c点以后的光路。
    ②由此得到玻璃砖对该光束的折射率n= 。
    (2)若空气中光速为c,该砖的折射率为n,光在该砖中的传播速度为v,则满足 。
    A.v
    B.v
    C.c
    D.c
    (3)(多选)如图2,在“题1”的条件下,若光线要在亚力克砖中发生全反射,则α可以为 。
    A.37°
    B.45°
    C.53°
    D.60°
    二、波动现象(共16分)
    2.(16分)波动现象是物理学中一个重要且广泛的研究领域。
    (1)如图1所示,在水槽中产生一列持续的水波后,将一支活动铅芯垂直水面插入水中,发现对水波的传播几乎没有影响。该现象称为波的 。
    A.反射
    B.折射
    C.干涉
    D.衍射
    (2)利用弹簧振子在竖直平面内上下振动拍打水面可以激起水波。
    ①若振子的振动图像如图2所示,则5s内,振子速度方向始终沿+y方向的时间段为 。
    A.0~2s
    B.1~3s
    C.2~4s
    D.3~5s
    ②当弹簧振子振动加快时,水波传播的速度将 。
    A.增大
    B.减小
    C.不变
    (3)如图3所示,甲、乙两人正以10m/s的速度相向跑动。在两人的连线上,有一发声装置一边发出频率为f0的声音,一边以10m/s的速度向乙运动,甲、乙两人听到的声音频率分别为f甲、f乙,那么 。
    A.f甲>f0>f乙
    B.f甲<f0<f乙
    C.f甲=f0>f乙
    D.f甲=f0<f乙
    (4)如图4所示,平静的湖面上漂浮着两个小球A、B,湖面上O点处有一波源,从t=0时刻起做简谐运动,形成向远处A传播的简谐横波。已知OA=18m,AB=24m,从波刚传至A球后的1s内,A比B多做了10次全振动,且在这1s末,波刚好传至B球。则简谐波的波长为 m,A球的第一次起振的时刻为t= s。
    三、电磁炮(共17分)
    3.(17分)电磁炮是利用电磁力对弹体加速的新型武器,用强迫储能器代替常规电源,它能在极短时间内释放所储存的电能。如图1所示,光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L=0.2m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T,电磁炮的弹体总质量m=0.2kg,其能为加速弹体提供恒定电流I=4A,不计弹体在运动中产生的感应电动势和空气阻力。
    (1)在某一次试验发射过程中,弹体所受安培力大小为 N;将弹体从静止加速到10m/s,轨道至少要有 m。
    (2)如图2所示,强迫储能器可以拆解成虚线框内的结构。开关S先接1,使平板电容器充电,电压充到为U0时将开关S接至2,炮弹受安培力作用开始向右加速运动。
    ①(多选)上述过程中, 。
    A.电容器的上端为正极
    B.电容器的下端为正极
    C.平行导轨间距越小,飞机能获得的加速度将越大
    D.平行导轨间距越小,飞机能获得的加速度将越小
    ②若整个充放电过程,计算机记录了流进(和流出)电容器的电流I与时间t变化的图像,如图3。阴影部分的面积分别为A1和A2,则 。
    A.A1>A2
    B.A1=A2
    C.A1<A2
    ③若弹体在轨道间的电阻R=0.4Ω,强迫储能器的等效内阻r=0.6Ω,则储能器内部电压U1与弹体两端电压U2之比为 。
    A.U1:U2=2:5
    B.U1:U2=3:5
    C.U1:U2=3:2
    D.U1:U2=2:3
    (3)若m=0.2kg的该弹体以v=6m/s去撞击静止在轨道上M=0.4kg的刚性物,假设为一维碰撞,且弹体和刚性物均不破裂。碰撞后弹体的速度为v′,刚性物的速度为u′,则下列数据可能的是 。
    A.v′=1m/s,u′=3m/s
    B.v′=3m/s,u′=1.5m/s
    C.v′=﹣6m/s,u′=6m/s
    D.v′=2m/s,u′=2m/s
    四、无人机(共24分)
    4.(24分)无人机因机动性能好,生存能力强,无人员伤亡风险等优点,被广泛应用在生产生活中。
    (1)一无人机的动力装置是由四个多旋翼电机并联组成,设每个电机内阻为r、额定电流和电压分别为I和U。正常工作时无人机的输出功率为 。
    A.4(UI﹣I2r)
    B.4UI
    C.4I2r
    D.
    (2)一质量为m的无人机从地面静止开始竖直向上飞行,该过程中加速度a随上升高度h的变化关系如图1所示。无人机飞至高为2h0处时,空气对其作用力大小为 ;无人机飞至3h0处时的速度为 。(重力加速度为g)
    (3)一质量为m=2.0kg的无人机对一静止的轿车进行拍摄。如图2,无人机以车中心所在的竖直线为轴线,在地面上方的水平面内做半径为R=4.0m、角速度为ω=1.5rad/s的匀速圆周运动。
    ①此运动过程中,空气对无人机的作用力方向为 。
    A.竖直向上
    B.斜向上
    C.水平方向
    D.斜向下
    E.竖直向下
    ②此运动过程中,空气对无人机的作用力大小为多少?(计算题)
    (4)某同学利用无人机玩投球游戏。无人机在距地高为H水平面内匀速直线运动,释放可视为质点的小球,小球飞行过程中不计空气阻力。
    ①小球在空中飞行过程中,小球加速度方向的是 。
    ②若小球到达水平地面时,速度方向与水平方向间的夹角为θ,求:
    Ⅰ.无人机匀速飞行时的速度大小v0;(计算题)
    Ⅱ.从抛出到落地过程中小球动量的变化量的大小Δp。(计算题)
    五、氢(共20分)
    5.(20分)氢是自然界中最常见的元素之一,它的同位素有氘和氘。氢原子由一个带正电的原子核和一个核外电子组成,电子绕氢核做近似匀速圆周运动。
    (1)氢,可以作为一种能源,它属于 。
    A.常规能源
    B.新能源
    (2)氢原子内质子和电子间距离为5.3×10﹣11m,质子与电子的相关数据、引力常数、静电力常量见表。
    ①若电子受到原子核对其的库仑力为Fe,行星对卫星的万有引力FG。可以发现,FG和Fe的大小都与相互作用物体间的 成反比。
    A.距离
    B.距离的平方
    C.距离的立方
    ②考虑到,质子与电子之间同时存在万有引力和库仑力,则FG:Fe 。
    A.≫1
    B.>1
    C.<1
    D.≪1
    (3)如图所示为物理学家丁肇中研制的“阿尔法质谱仪”结构图。若氢原子核的质量为m。
    ①氢原子核以速度v进入速度选择器,两极板间电压为U,两板长度为l,相距为d,匀强电场磁感应强度大小为B1。要使原子核能匀速通过速度选择器,则v等于 。
    A.
    B.
    C.
    D.
    ②若氢原子核进入速度选择器的速度v′<v,则氢原子核在速度选择器中会做 。
    A.变加速曲线运动
    B.匀加速曲线运动
    C.变加速直线运动
    D.匀加速直线运动
    ③若氢原子核以速度v垂直于磁场方向进入图示的质量分离器,分离器的磁感应强度大小为B2。则原子核做圆周运动的曲率半径r= 。(已知元电荷为e)
    (4)若氕核与氚核同时以相同的速度v垂直于磁场方向从图示的速度选择器进入到质量分离器,且氕核与氚核的电荷数相同,m氕:m氚=1:3,则 。
    A.轨迹1是氕核,轨迹2是氚核
    B.轨迹1是氚核,轨迹2是氕核。
    C.轨迹3是氕核,轨迹4是氚核
    D.轨迹3是氚核,轨迹4是氕核。
    六、离子发动机(共12分)
    6.(12分)宇宙飞船进行长距离运行时,可采用离子发动机提供推力。在离子发动机中,进入电离室的气体被电离成正离子,而后飘入电极A、B之间的匀强电场(离子初速度忽略不计),A、B间电压为U,离子经电场加速后,从飞船尾部高速连续喷出,飞船利用反冲获得恒定推力。已知某离子发动机中单个正离子质量为m,电荷量为q。
    (1)如果飞船获得的推力大小为F1,求单位时间内飘入A、B电场间的正离子数目N0。(计算题)
    (2)加速正离子束所消耗的功率P不同时,飞船获得的推力F也不同。为提高能量的转换效率,需要使“”尽量大。有两位同学观点如下:
    小明提出:可以增大加速电压U;
    小红认为:可以选用荷质比更大的正离子。
    请判断并分析两位同学的观点,并做出合理的论述。(简答题)
    2023-2024学年上海市浦东新区洋泾中学高二(下)期末物理试卷(等级考)
    参考答案与试题解析
    一、折射率的测定(共11分)
    1.(11分)利用插针法,可以测定亚克力砖的折射率。
    (1)如图1所示,光线ab从空气入射到亚克力砖表面,经过砖块后出射。
    ①请画出经过c点以后的光路。
    ②由此得到玻璃砖对该光束的折射率n= 1.42 。
    (2)若空气中光速为c,该砖的折射率为n,光在该砖中的传播速度为v,则满足 A 。
    A.v
    B.v
    C.c
    D.c
    (3)(多选)如图2,在“题1”的条件下,若光线要在亚力克砖中发生全反射,则α可以为 BCD 。
    A.37°
    B.45°
    C.53°
    D.60°
    【答案】(1)①作出的光路图如上所示;②1.42;(2)A;(3)BCD。
    二、波动现象(共16分)
    2.(16分)波动现象是物理学中一个重要且广泛的研究领域。
    (1)如图1所示,在水槽中产生一列持续的水波后,将一支活动铅芯垂直水面插入水中,发现对水波的传播几乎没有影响。该现象称为波的 D 。
    A.反射
    B.折射
    C.干涉
    D.衍射
    (2)利用弹簧振子在竖直平面内上下振动拍打水面可以激起水波。
    ①若振子的振动图像如图2所示,则5s内,振子速度方向始终沿+y方向的时间段为 C 。
    A.0~2s
    B.1~3s
    C.2~4s
    D.3~5s
    ②当弹簧振子振动加快时,水波传播的速度将 C 。
    A.增大
    B.减小
    C.不变
    (3)如图3所示,甲、乙两人正以10m/s的速度相向跑动。在两人的连线上,有一发声装置一边发出频率为f0的声音,一边以10m/s的速度向乙运动,甲、乙两人听到的声音频率分别为f甲、f乙,那么 D 。
    A.f甲>f0>f乙
    B.f甲<f0<f乙
    C.f甲=f0>f乙
    D.f甲=f0<f乙
    (4)如图4所示,平静的湖面上漂浮着两个小球A、B,湖面上O点处有一波源,从t=0时刻起做简谐运动,形成向远处A传播的简谐横波。已知OA=18m,AB=24m,从波刚传至A球后的1s内,A比B多做了10次全振动,且在这1s末,波刚好传至B球。则简谐波的波长为 2.4 m,A球的第一次起振的时刻为t= 0.75 s。
    【答案】(1)D;(2)①C;②C;(3)D;(4)2.4;0.75
    三、电磁炮(共17分)
    3.(17分)电磁炮是利用电磁力对弹体加速的新型武器,用强迫储能器代替常规电源,它能在极短时间内释放所储存的电能。如图1所示,光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L=0.2m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T,电磁炮的弹体总质量m=0.2kg,其能为加速弹体提供恒定电流I=4A,不计弹体在运动中产生的感应电动势和空气阻力。
    (1)在某一次试验发射过程中,弹体所受安培力大小为 0.8 N;将弹体从静止加速到10m/s,轨道至少要有 12.5 m。
    (2)如图2所示,强迫储能器可以拆解成虚线框内的结构。开关S先接1,使平板电容器充电,电压充到为U0时将开关S接至2,炮弹受安培力作用开始向右加速运动。
    ①(多选)上述过程中, BD 。
    A.电容器的上端为正极
    B.电容器的下端为正极
    C.平行导轨间距越小,飞机能获得的加速度将越大
    D.平行导轨间距越小,飞机能获得的加速度将越小
    ②若整个充放电过程,计算机记录了流进(和流出)电容器的电流I与时间t变化的图像,如图3。阴影部分的面积分别为A1和A2,则 B 。
    A.A1>A2
    B.A1=A2
    C.A1<A2
    ③若弹体在轨道间的电阻R=0.4Ω,强迫储能器的等效内阻r=0.6Ω,则储能器内部电压U1与弹体两端电压U2之比为 C 。
    A.U1:U2=2:5
    B.U1:U2=3:5
    C.U1:U2=3:2
    D.U1:U2=2:3
    (3)若m=0.2kg的该弹体以v=6m/s去撞击静止在轨道上M=0.4kg的刚性物,假设为一维碰撞,且弹体和刚性物均不破裂。碰撞后弹体的速度为v′,刚性物的速度为u′,则下列数据可能的是 D 。
    A.v′=1m/s,u′=3m/s
    B.v′=3m/s,u′=1.5m/s
    C.v′=﹣6m/s,u′=6m/s
    D.v′=2m/s,u′=2m/s
    【答案】(1)0.8;12.5
    (2)①BD ②B ③C;
    (3)D。
    四、无人机(共24分)
    4.(24分)无人机因机动性能好,生存能力强,无人员伤亡风险等优点,被广泛应用在生产生活中。
    (1)一无人机的动力装置是由四个多旋翼电机并联组成,设每个电机内阻为r、额定电流和电压分别为I和U。正常工作时无人机的输出功率为 A 。
    A.4(UI﹣I2r)
    B.4UI
    C.4I2r
    D.
    (2)一质量为m的无人机从地面静止开始竖直向上飞行,该过程中加速度a随上升高度h的变化关系如图1所示。无人机飞至高为2h0处时,空气对其作用力大小为 2mg ;无人机飞至3h0处时的速度为 。(重力加速度为g)
    (3)一质量为m=2.0kg的无人机对一静止的轿车进行拍摄。如图2,无人机以车中心所在的竖直线为轴线,在地面上方的水平面内做半径为R=4.0m、角速度为ω=1.5rad/s的匀速圆周运动。
    ①此运动过程中,空气对无人机的作用力方向为 B 。
    A.竖直向上
    B.斜向上
    C.水平方向
    D.斜向下
    E.竖直向下
    ②此运动过程中,空气对无人机的作用力大小为多少?(计算题)
    (4)某同学利用无人机玩投球游戏。无人机在距地高为H水平面内匀速直线运动,释放可视为质点的小球,小球飞行过程中不计空气阻力。
    ①小球在空中飞行过程中,小球加速度方向的是 C 。
    ②若小球到达水平地面时,速度方向与水平方向间的夹角为θ,求:
    Ⅰ.无人机匀速飞行时的速度大小v0;(计算题)
    Ⅱ.从抛出到落地过程中小球动量的变化量的大小Δp。(计算题)
    【答案】(1)A;(2)2mg;;(3)①B;②27N;(4)①C;②Ⅰ.无人机匀速飞行时的速度大小v0为;Ⅱ.从抛出到落地过程中小球动量的变化量的大小Δp为m。
    五、氢(共20分)
    5.(20分)氢是自然界中最常见的元素之一,它的同位素有氘和氘。氢原子由一个带正电的原子核和一个核外电子组成,电子绕氢核做近似匀速圆周运动。
    (1)氢,可以作为一种能源,它属于 B 。
    A.常规能源
    B.新能源
    (2)氢原子内质子和电子间距离为5.3×10﹣11m,质子与电子的相关数据、引力常数、静电力常量见表。
    ①若电子受到原子核对其的库仑力为Fe,行星对卫星的万有引力FG。可以发现,FG和Fe的大小都与相互作用物体间的 B 成反比。
    A.距离
    B.距离的平方
    C.距离的立方
    ②考虑到,质子与电子之间同时存在万有引力和库仑力,则FG:Fe D 。
    A.≫1
    B.>1
    C.<1
    D.≪1
    (3)如图所示为物理学家丁肇中研制的“阿尔法质谱仪”结构图。若氢原子核的质量为m。
    ①氢原子核以速度v进入速度选择器,两极板间电压为U,两板长度为l,相距为d,匀强电场磁感应强度大小为B1。要使原子核能匀速通过速度选择器,则v等于 A 。
    A.
    B.
    C.
    D.
    ②若氢原子核进入速度选择器的速度v′<v,则氢原子核在速度选择器中会做 A 。
    A.变加速曲线运动
    B.匀加速曲线运动
    C.变加速直线运动
    D.匀加速直线运动
    ③若氢原子核以速度v垂直于磁场方向进入图示的质量分离器,分离器的磁感应强度大小为B2。则原子核做圆周运动的曲率半径r= 。(已知元电荷为e)
    (4)若氕核与氚核同时以相同的速度v垂直于磁场方向从图示的速度选择器进入到质量分离器,且氕核与氚核的电荷数相同,m氕:m氚=1:3,则 C 。
    A.轨迹1是氕核,轨迹2是氚核
    B.轨迹1是氚核,轨迹2是氕核。
    C.轨迹3是氕核,轨迹4是氚核
    D.轨迹3是氚核,轨迹4是氕核。
    【答案】(1)B;(2)①B;②D;(3)①A;②A;③;(4)C。
    六、离子发动机(共12分)
    6.(12分)宇宙飞船进行长距离运行时,可采用离子发动机提供推力。在离子发动机中,进入电离室的气体被电离成正离子,而后飘入电极A、B之间的匀强电场(离子初速度忽略不计),A、B间电压为U,离子经电场加速后,从飞船尾部高速连续喷出,飞船利用反冲获得恒定推力。已知某离子发动机中单个正离子质量为m,电荷量为q。
    (1)如果飞船获得的推力大小为F1,求单位时间内飘入A、B电场间的正离子数目N0。(计算题)
    (2)加速正离子束所消耗的功率P不同时,飞船获得的推力F也不同。为提高能量的转换效率,需要使“”尽量大。有两位同学观点如下:
    小明提出:可以增大加速电压U;
    小红认为:可以选用荷质比更大的正离子。
    请判断并分析两位同学的观点,并做出合理的论述。(简答题)
    【答案】(1)单位时间内飘入A、B电场间的正离子数目N0为;
    (2)两位同学的观点均不合理,合理的论述见解答。
    声明:试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2025/1/8 9:53:17;用户:秦子政;邮箱:13669037329;学号:41037197半径(m)
    质量(kg)
    电量(C)
    质子
    10﹣15
    1.67×10﹣27
    1.6×10﹣19
    电子
    10﹣18
    9.1×10﹣31
    1.6×10﹣19
    G=6.67×10﹣11N•m2/kg2
    k=9×109N•m2/C2
    半径(m)
    质量(kg)
    电量(C)
    质子
    10﹣15
    1.67×10﹣27
    1.6×10﹣19
    电子
    10﹣18
    9.1×10﹣31
    1.6×10﹣19
    G=6.67×10﹣11N•m2/kg2
    k=9×109N•m2/C2

    相关试卷

    2023-2024学年上海市晋元高级中学高二(下)期末物理试卷(等级考):

    这是一份2023-2024学年上海市晋元高级中学高二(下)期末物理试卷(等级考),共20页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,情境综合题等内容,欢迎下载使用。

    2023-2024学年上海市复兴高级中学高二(下)期末物理试卷(等级考):

    这是一份2023-2024学年上海市复兴高级中学高二(下)期末物理试卷(等级考),共16页。

    2024~2025学年上海浦东新区上海市洋泾中学高二(上)期中物理试卷(等级)[原题+解析]:

    这是一份2024~2025学年上海浦东新区上海市洋泾中学高二(上)期中物理试卷(等级)[原题+解析],共10页。

    • 精品推荐
    • 所属专辑
    欢迎来到教习网
    • 900万优选资源,让备课更轻松
    • 600万优选试题,支持自由组卷
    • 高质量可编辑,日均更新2000+
    • 百万教师选择,专业更值得信赖
    微信扫码注册
    qrcode
    二维码已过期
    刷新

    微信扫码,快速注册

    手机号注册
    手机号码

    手机号格式错误

    手机验证码 获取验证码

    手机验证码已经成功发送,5分钟内有效

    设置密码

    6-20个字符,数字、字母或符号

    注册即视为同意教习网「注册协议」「隐私条款」
    QQ注册
    手机号注册
    微信注册

    注册成功

    返回
    顶部
    Baidu
    map