2023湖南省湖南师范大学附属中学高二上学期第二次大练习(物理)

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，Ba＞Bb

B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb

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

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1 m

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

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（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的U－I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．5.5 Ω B．7.0 Ω C．12.0 Ω D．12.5 Ω

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20 cm

D．在时刻，x＝0.1 m处质点受到的回复力为零

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

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m、带电量为－q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

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）

7．一质量为m＝60 kg的运动员从下蹲状态竖直向上跳起，经t＝0.2 s，以大小v＝1 m/s的速度离开地面，取重力加速度g＝10 m/s2，则在这0.2 s内（    ）

A．地面对运动员的冲量大小为180 N·s B．地面对运动员的冲量大小为60 N·s

C．地面对运动员做的功为30 J D．地面对运动员做的功为零

8．一简谐机械横波沿x轴负方向传播，已知波的波长为8 m，周期为2 s，t＝1 s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t＝1.5 s时速度大小相同

C．该波传播速度为v＝2 m/s D．t＝0时b质点速度沿y轴正方向

9．如图所示，两个等量异种点电荷A、B固定在同一条水平线上，电荷量分别为＋Q和－Q。MN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P，其质量为m，电荷量为＋q（可视为试探电荷，不影响电场的分布）。现将小球从点电荷A的正下方C点由静止释放，到达点电荷B的正下方D点时，速度为m/s，O为CD的中点。则（    ）

A．小球从C至D先做加速运动后做减速运动

B．小球运动至O点时速度为2 m/s

C．小球最终可能返回至O点

D．小球在整个运动过程中的最终速度为2 m/s

10．如图所示，在光滑水平面上，质量为m的小球A和质量为m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Em可能是（    ）

A． B． C． D．

11．如图，倾角为37°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mA＝mB＝1 kg，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m0＝100 g的钢球，以v0＝40 m/s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20 m/s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2 m/s

B．钢球与木板碰撞过程中系统损失的动能为42 J

C．若某时滑块B的速度为4 m/s，且此时AB没有分离，则这时A速度一定为2 m/s

D．如果A、B分离以后，第一秒内B比A多运动9 m，那么分离时滑块B的速度为8 m/s

三、实验题（本大题共2小题，共16分）

12．（8分）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1 m的细线  B．长约1 m的橡皮绳

C．直径约1 cm的匀质铁球 D．直径约10 cm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。

13．（8分）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所示的电路来进行测量，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。

四、计算题（本大题共3小题，共35分）

14．（10分）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。

15．（12分）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。

16．（13分）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？

湖南师大附中2022—2023学年度高二第一学期第二次大练习

物理参考答案

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．A【解析】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判断出Ba＞Bb，

，所以A正确，B错误；安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小B、电流大小Ⅰ、导线长度L和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C、D错误。

2．B【解析】由题图共振曲线知此单摆的固有频率为0.5 Hz，固有周期为2 s，故A错误；由，得此单摆的摆长约为1 m，故B正确；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。

3．A【解析】由欧姆定律得U＝E－Ir，当I＝0时，E＝U，由a与纵轴的交点读出电源的电动势为：E＝3.6 V；根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U＝2.5 V，电流为I＝0.2 A，则硅光电池的内阻为：，A正确，B、C、D错误。

4．C【解析】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v＝λf

可知，频率不相等，不能产生干涉，故A错误；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；根据图像可知，，即T乙＝2T甲，在t＝2T甲时刻，甲波刚好传播到x＝0.1 m处，乙波波形传到x＝－0.1 m处，原点处的质点位移为20 cm，故C正确；在时刻，乙波刚好传播到原点处，此时x＝0.1 m处质点位于波峰，受到的回复力不为零，故D错误。

5．C【解析】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；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；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；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。

6．C【解析】小车（含金属板）和球组成的系统水平方向动量守恒，系统机械能不守恒，选项AB错误；据人船模型可知，选项C正确。

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．AD【解析】人的速度由原来的零起跳后变为v，设向上为正方向，由动量定理可得：I－mgt＝mv－0，故地面对人的冲量为：，故A正确，B错误；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，所以地面对运动员的支持力不做功，故C错误，D正确。

8．AD【解析】a、b、d三质点中在t＝1 s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，选项A正确；t＝1.5 s时的波形图如图a所示，则知此时a质点速度大于b质点速度，选项B错误；由图甲可知λ＝8 m，由图乙可知T＝2 s，则波速m/s，选项C错误；t＝0时波形如图b所示，此时b质点速度沿y轴正方向，选项D正确。

9．BD【解析】小球从C至D，小球P受到的库仑力的合力方向始终向右，所以小球从C至D

一直做加速运动，故A错误；小球从C至D，电场力做功，小球从C至O，电场力做功，

根据对称性，UCO＝UOD，所以WCD＝2WCO，则m/s，故B正确；如图：根据小球受力情况可知：小球不可能返回至O点，故C错误；小球在整个运动过程中的最终速度为2 m/s，故D正确。

10．BC【解析】由题，系统的初动能为，而系统的机械能守恒，则弹簧的弹性势能不可能等于，故A错误；由于小球C与小球A质量相等，发生弹性正碰，则碰撞后交换速度，若在A与B动量相等时，B与挡板碰撞，B碰撞后速度大小不变、方向相反，当两者速度同时减至零时，弹簧的弹性最大，最大值为，故B正确；当B的速度很小（约为零）时，B与挡板碰撞时，当两球速度相等弹簧的弹性势能最大，设共同速度为v，则由动量守恒得，，得，最大的弹性势能为，则最大的弹性势能的范围为，故C正确，D错误。故选BC。

11．BCD【解析】钢球与木板撞击时，根据动量守恒定律，有，所以v1＝6 m/s，所以，选项A错误，B正确；AB受力平衡，系统动量守恒，有vA＋vB＝v1，当vB＝4 m/s时，vA＝2 m/s，故C正确；假设分离时木板A的速度刚好减小到零，此时B的速度为vB，所以vB＝6 m/s，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a＝2 m/s2，从此系统动量不再守恒，根据且t＝1 s，解得相对位移：s＝7 m＜9 m，说明分离前木板A已经停下，由，将s＝9 m，t＝1 s代入，解得v＝8 m/s，D选项正确。

三、实验题（本大题共2小题，共16分）

12．（8分，每空2分）（1）AC（选不全得1分，选错不得分） （2）AC（选不全得1分，选错不得分）

（3）C （4）最低点（或平衡位置）

【解析】（1）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1 m的细线，A正确，B错误；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1 cm的匀质铁球，C正确，D错误。故选AC。

（2）实验中防止摆线的长度改变，在需要改变摆长的长度时，方便调节摆长，AC正确；周期测量是否更加准确主要取决于计时仪器，B错误；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，D错误。故选AC。

（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的直线，因测量摆长比实际摆长偏小，所以C图像应符合实验结论，ABD错误，C正确。

（4）最低点（或平衡位置）

13．（8分）（1）5（2分） （2）4（3分） （3）见解析图（3分）

【解析】（1）电压表的示数U＝2.30 V，所以灯泡L的电阻。

（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）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．（10分）【解析】（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．

（2）根据以上几何关系可知，

，解得

15．（12分）【解析】（1）带电小球在B点静止受力平衡，根据平衡条件得：得：

由U＝Ed有

（2）设小球运动至C点时速度为vC，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．（13分）【解析】（1），共速时，速度为

，

经历的时间

（2）滑动过程中，M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

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的，因此碰撞过程中已达到共速

得

物块停在距左端处。

产生的内能