山东省济宁市实验中学2023-2024学年高二上学期期中物理试题(解析版)
展开注意事项:
1.答第Ⅰ卷前,考生务必将自己的姓名、考试科目、试卷类型用2B铅笔涂写在答题卡上。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应的题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。不能答在试题卷上。
3.考试结束后,将第Ⅱ卷答题纸和答题卡一并收回。
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(本题共12小题,共40分。每小题给出的四个选项中,第1-8题只有一项符合题目要求,选对得3分;第9-12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的或不答的得0分。)
1. 如图所示,弹簧振子在B、C间振动,O为平衡位置,BO=OC=5cm。若振子从B到C的运动时间是1s,则下列说法中正确的是( )
A. 振子从B经O到C完成一次全振动
B. 振动周期是1s,振幅是10cm
C. 经过两次全振动,振子通过的路程是20cm
D. 从B开始经过3s,振子通过的路程是30cm
【答案】D
【解析】
【详解】AB.振子从B经O到C只完成半次全振动,再回到B才算完成一次全振动,完成一次全振动的时间为一个周期,故T=2s,AB错误;
C.经过一次全振动,振子通过的路程是4倍振幅,故经过两次全振动,振子通过的路程是40cm,C错误;
D.从B开始经过3s,振子通过的路程是30cm,D正确。
故选D。
2. 物体的运动状态可用位置和动量描述,称为相,对应图像中的一个点。物体运动状态的变化更多免费优质滋元可 家 威杏 MXSJ663 可用图像中的一条曲线来描述,称为相轨迹。假如一质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则对应的相轨迹可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】质点沿轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则有
而动量为
联立可得
动量关于为幂函数,且,故正确的相轨迹图像为D。
故选D。
3. 潍坊某校实验小组根据物理学史上的“罗兰实验”,在学校实验室进行了验证。如图所示,把大量的负电荷加在一个有水平固定转轴的橡胶圆盘上,然后在圆盘中轴线左侧附近悬挂了一个小磁针,小磁针静止时N极垂直指向纸里,圆盘所在平面与小磁针静止时的指向平行。现将圆盘绕中轴线按如图所示方向(从左向右看顺时针)高速旋转,下列说法正确的是( )
A. 垂直指向纸里的方向为南方
B. 小磁针的N极向左侧偏转
C. 小磁针的N极向右侧偏转
D. 小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘上产生了感应电流
【答案】B
【解析】
【详解】A.小磁针静止时N极垂直指向纸里,故垂直指向纸里的方向为北方,故A错误;
BC.圆盘绕中轴线按如图所示方向(从左向右看顺时针)高速旋转,即负电荷顺时针方向旋转,产生的电流方向为逆时针,根据右手定则,可知环形电流产生的磁场左侧为N极,故小磁针的N极向左侧偏转,故B正确,C错误;
D.小磁针发生偏转的原因是橡胶圆盘上电荷定向移动产生了,而电流周围产生了磁场。故D错误。
故选B。
【点睛】注意区分地理南北极和地磁南北的关系,电荷的定向移动形成电流,电流周围产生磁场。根据安培定则确定电流产生的磁场方向。
4. 如图甲所示的电路,三个小灯泡并联后与电阻箱串联,如图乙所示的电路,三个小灯泡与电阻箱串联,两个电路中的小灯泡均完全相同。现将两个电路接在相同的电压两端,调节电阻箱的旋钮使所有的灯泡正常发光。电路甲消耗的电功率为P1,电路乙消耗的电功率为 则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设灯泡正常发光时通过灯泡的电流为,图甲中灯泡正常发光时,电路的总电流
电路甲消耗的电功率为
图乙中灯泡正常发光时,电路的总电流
电路乙消耗的电功率为
所以
故选B。
5. 某品牌电动自行车的说明书上给出了如下的技术参数表。则此车的电机( )
A. 正常工作时的效率约为83.3%
B. 正常工作时内部发热功率为24W
C. 内阻是12Ω
D. 在额定电压下,电机突然卡住时电机的总功率为640W
【答案】A
【解析】
【详解】A.由表格读出电机的额定电压U=48V,额定电流I=4A,额定输出功率。电机输入的总功率为
电机正常工作时效率
故A正确;
B.根据能量守恒得,正常工作时内部发热功率为
故B错误;
C.根据
解得
故C错误;
D.在额定电压下,电机突然卡死时,电机电路是纯电阻电路,欧姆定律成立,则有
故D错误。
故选A。
【点睛】理解表格中各物理量的含义。总功率等于输出功率与电机内部发热功率之和。突然卡死时,电机电路是纯电阻电路,欧姆定律能适用。
6. 图为多用电表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为600μA,内阻调零电阻的最大值,电池电动势E = 1.5V,两表笔短接调零后,用它测量电阻Rx,当电流计指针指在满刻度的时,则( )
A. ,Rx左侧表笔为红色
B. ,Rx左侧表笔为红色
C. ,Rx右侧表笔为红色
D. ,Rx右侧表笔为红色
【答案】A
【解析】
【详解】欧姆表的内阻为
根据闭合回路欧姆定律可得
解得
根据欧姆表电流红表笔进黑表笔出可知Rx左侧表笔为红表笔,右侧为黑表笔。
故选A。
7. 已知通电长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为,其中I为电流强度,r为该位置到长直导线的距离,k为常数。如图所示,现有两根通电的长直导线分别固定在正方体abcd—efgh的两条边dh和hg上且彼此绝缘,电流方向分别由d流向h、由h流向g,hg中电流是dh中电流强度的两倍。已知c点磁感应强度大小为B,则e点的磁感应强度大小为( )
A. 2BB. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题可知,dh导线到c和e距离相等,则dh导线中的电流在c和e产生的磁感应强度大小均为B0,由安培定则可知,在c产生的磁感应强度的方向为bc,在e产生的磁感应强度的方向为ef,hg中电流是dh中电流强度的两倍,hg导线到c和e距离相等,则hg导线中的电流在c和e产生的磁感应强度大小均为2B0,由安培定则可知,在c产生的磁感应强度的方向为bc,在e产生的磁感应强度的方向为ea,由于c点磁感应强度大小为B,在c产生的合磁感应强度为
则e点的合磁感应强度大小为
故选D。
8. 为满足不同列车之间车厢进行重新组合的需要,通常将相关的列车通过“驼峰”送入编组场后进行重组(如图所示)。一列火车共有18节车厢,每节车厢的质量均为m,各车厢之间间隙均为,需要在编好组的“驼峰”左侧逐一撞接在一起。现有质量与车厢质量相等、且没有动力驱动的机车经过“驼峰”以速度向第一节车厢运动,碰撞后通过“詹天佑挂钩”连接在一起,再共同去撞击第二节车厢,直到机车与18节车厢全部挂好。不计车厢在铁轨上运动所受阻力及碰撞过程所需时间,则驼峰( )
A. 这列火车挂接结束时速度的大小为
B. 整个撞接过程中损失的机械能为
C. 第一节车厢通过间隙与第二节撞接所经历的时间为
D. 机车带动第一节车厢完成整个撞接过程所经历的时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.撞接的过程中动量守恒,设撞接完成后速度为v,根据动量守恒定律可得
解得
故A错误;
B.根据能量守恒定律可得
解得
故B错误;
C.第一节车厢与机车撞接后的速度为v1,根据动量守恒定律可得
解得
第一节车厢撞接后做匀速直线运动,设第一节车厢通过间隙与第二节撞接所经历的时间为t,则有
解得
故C错误;
D.第n节车厢与机车撞接后的速度为vn(1≤n≤17),根据动量守恒定律可得
解得
第n节车厢撞接后做匀速直线运动,设第一节车厢通过间隙与第二节撞接所经历的时间为tn,则有
解得
故机车带动第一节车厢完成整个撞接过程所经历的总时间为
整理得
故D正确。
故选D。
【点睛】分析撞接过程中是否动量守恒,根据动量守恒及能量守恒进行列式求解。理解每一次撞接后,列车如何运动,寻找每次运动的规律进行解答。
9. 直流电路如图所示,闭合开关S后,在滑动变阻器的滑片P从最左端滑到最右端的过程中,电源的( )
A. 总功率一定增大B. 效率一定增大
C. 输出功率一定先增大后减小D. 内部损耗功率一定减小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电源电动势E不变,在滑动变阻器的滑片P从最左端滑到最右端的过程中,滑动变阻器R增大,由知,总功率一定减小,故A错误;
B.电源的效率为
由此可知,R增大,效率一定增大,故B正确;
C.由于不知道滑动变阻器的最大阻值与电源内阻的大小关系,因此不能判断输出功率增大后是否会减小,故C错误;
D.在滑动变阻器的滑片P从最左端滑到最右端的过程中,R增大,导致电路中电流I减小,由可知,内部损耗功率一定减小,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示为某同学探究电磁感应现象的实验装置。将两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R、开关组成一个回路,B线圈与电流计G、开关组成另一个回路。关于该实验现象下列说法正确的是( )
A. 先闭合,再闭合的瞬间,G中无感应电流
B. 先闭合,再闭合的瞬间,G中无感应电流
C. 闭合、,待电路稳定后G中一直有感应电流
D. 闭合、,待电路稳定后R的滑片向左移动的过程中,G中有感应电流
【答案】AD
【解析】
【详解】A.先闭合后,线圈A中产生的是恒定电流,产生的磁场是恒定的,再闭合的瞬间,穿过线圈B的磁通量不变,线圈B不产生感应电动势,故G中无感应电流。故A正确;
B.先闭合,此时穿过线圈B的磁通量仍为零。再闭合的瞬间,穿过线圈B的磁通量增加,线圈B产生感应电动势,G中有感应电流。故B错误;
C.闭合、,待电路稳定后,穿过线圈B的磁通量不变,线圈B不产生感应电动势,G中无感应电流。故C错误;
D.闭合、,待电路稳定后,R的滑片向左移动的过程中,电阻变大,电路中电流减小,穿过线圈B的磁通量减少,线圈B产生感应电动势,G中有感应电流。故D正确。
故选AD。
【点睛】电流表与线圈B形成闭合电路,当线圈B中磁通量发生改变时,产生感应电动势,继而出现感应电流。
11. 国庆节,某游乐场在确保安全的情况下燃放烟花。质量的烟花点燃后,在时间内发生第一次爆炸,向下高速喷出少量高压气体(此过程烟花位移可以忽略)。然后被竖直发射到距地面的最高点。在最高点时剩余火药在极短时间内发生第二次爆炸,烟花被炸成两部分,其中质量为的部分以的速度向东水平飞出,不计空气阻力和火药的质量,g取10。则( )
A. 第一次火药爆炸,烟花动量变化量的大小3.0kg·m/s
B. 第一次火药爆炸过程中高压气体对烟花平均作用力大小为603N
C. 第二次火药爆炸后另一部分烟花的速度大小为40m/s,方向水平向西
D. 第二次火药爆炸后两部分烟花落地点间距为120m
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.第一次火药爆炸后,设烟花的速度为v,则有
解得
烟花动量变化量的大小为
故A错误;
B.第一次火药爆炸过程对烟花有
解得高压气体对烟花平均作用力大小为
故B正确;
CD.第二次爆炸,水平方向动量守恒,有
解得
所以另一部分烟花的速度大小为40m/s,方向水平向西;两部分下落的时间相等均为
所以两部分烟花落地点间距为
故CD正确。
故选BCD。
12. 如图所示为两个量程电流表的内部结构简图,已知表头G的满偏电流为、、的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时,电流表的量程为,当使用1和3两个端点时,电流表的量程为。下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 若仅使阻值变为原来的,则变为原来的
D. 若仅使阻值变为原来的,则变为原来的
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.根据电路图的结构可知
则
故A错误,B正确;
C.若仅使阻值变为原来的,则
则
故C正确;
D.若仅使阻值变为原来的,则
则
故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、实验题(共16分,根据题目的要求在答题纸上相应的位置填写各题的答案。)
13. 如图所示为验证动量守恒定律的装置,气垫导轨上安装了1、2两个光电门,两滑块上固定宽度相同的竖直遮光条。
(1)实验前需调节导轨水平。接通气源后,在导轨上轻放一个滑块,给滑块一初速度,若滑块从轨道右端向左运动时通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间,则需要调节旋钮Q使轨道右侧_________(填“升高”或“降低”);
(2)测出滑块A和遮光条的总质量为,滑块B和遮光条的总质量为。将滑块B静置于两光电门之间,滑块A静置于光电门1右侧,推动A,使其获得水平向左的速度,经过光电门1后与B发生碰撞且被弹回,再次经过光电门1。光电门1先后两次记录的挡光时间为、,光电门2记录的挡光时间为,取向左为正方向,则本实验中验证动量守恒的表达式为___________(用题目所给物理量符号表示);
(3)若实验中发生的碰撞为弹性碰撞,则、、三者之间应满足的关系式是________。
A. B. C. D.
【答案】 ①. 降低 ②. ③. C
【解析】
【详解】(1)[1]通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间,即
由于
则
滑块从轨道右端向左运动时,可知滑块做加速运动,倾角过大,应把右侧降低。
(2)[2]根据动量守恒定律,设向左为正方向,可得
解得
(3)[3]若实验中发生的碰撞为弹性碰撞,则由动量守恒定律得
由机械能守恒可得
可得
即
故选C。
14. 如图甲所示为“用DIS测电源的电动势和内电阻”的部分实验电路图,电流传感器有微小电阻,图乙是某同学实验中得到的U—I图线。
(1)实验中还需要电压传感器,其接线应接在电路中的________和_______位置(“1、2、3、4”中选填);
(2)由图乙实验图线拟合方程可得,该电源电动势E=_________V,内阻r=_________Ω;
(3)根据实验测得的I、U数据,若令,则由计算机拟合得出的y-x图线应是丙图中的________(选填“a”、“b”或“c”),其余两条图线分别是令,得出的;
(4)根据第(2)问中得到的电源电动势和内阻的值,推测图丙中M点的坐标最接近( )
A. B. C. D.
【答案】 ① 1 ②. 3 ③. 2.96 ④. 1.12 ⑤. c ⑥. D
【解析】
【详解】(1)[1][2]实验中电压传感器测的路端电压,应分别接在电路中电源的正负极两端,但是开关要起到作用,又电流传感器有微小电阻,为了减小误差,电流传感器应采用外接法。则电压传感器应分别接在电路中1和3位置。
(2)[3][4]根据闭合电路欧姆定律
由图(乙)实验图线的拟合方程可得,图像纵坐标的截距表示电源电动势,则有
斜率的绝对值表示电源的内阻,则有
(3)[5]根据实验测得的、数据,若令,,则由计算机拟合得出的图线应是电源的输出功率与干路电流的关系,由于电源的输出功率随外电阻的增大是先增大后减小,当外电阻等于电源内阻时输出功率最大,所以该图线应是c。
(4)[6]根据第(2)问中得到的电源电动势和内阻的值,则有
所以推测图(丙)中M点的坐标最接近(3,9),故选D。
【点睛】理解并掌握实验原理及实验步骤。理解图像横纵坐标及顶点的意义。根据电路中电流的变化情况判断电路中各物理量的变化情况。
三、计算题(本题4小题,共44分。解答时在答题纸上相应位置应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值运算的,答案中必须明确写出数值和单位。)
15. 如图所示,线圈面积为S,线圈平面与磁感应强度为的匀强磁场方向垂直。设图示情况下的磁通量为正值。问:
(1)若线圈为匝,穿过线圈平面的磁通量为多少?
(2)当线圈绕轴转过60°时,穿过线圈平面的磁通量为多少?
(3)线圈从初始位置转过180°时,穿过线圈平面的磁通量变化了多少?
【答案】(1)BS;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)穿过线圈平面的磁通量为
(2)当线圈绕轴转过60°时,穿过线圈平面的磁通量为
(3)线圈从初始位置转过180°时,穿过线圈平面的磁通量为
磁通量变化量为
16. 2023年6月4日6时33分,神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示,返回舱在距离地表约10km高度打开降落伞,速度减至后保持匀速向下运动。在距离地面的高度约1m时,返回舱底部配备的4台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气,使返回舱的速度在0.2s内由降到。假设反推发动机工作时主伞与返回舱之间的绳索处于松弛状态,此过程返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。返回舱的总质量为,g取。
(1)反推发动机工作过程中返回舱受到的平均推力大小N;
(2)若已知反推发动机喷气过程中返回舱受到的平均推力大小为F,喷出气体的密度为,4台发动机喷气口的直径均为D,喷出气体的重力忽略不计,喷出气体的速度远大于返回舱运动的速度。求喷出气体的速度大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)返回舱受到的平均推力为N,取竖直向下为正方向,根据动量定理得
解得
(2)以时间内喷出的气体为研究对象,设喷出气体的速度为v,则每台发动机喷出气体的质量为
根据牛顿第三定律可得返回舱对气体的作用力
对4台发动机喷出的气体,由动量定理可得
解得
17. 在图甲电路中,、为定值电阻,,,是阻值未知的滑动变阻器,C是电容器,电容。闭合开关,当滑片P从左端滑到右端时,测得电源的路端电压随干路中电流变化的图线如图乙所示,其中A、B两点的横坐标与纵坐标已标出。求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)电容器所带电荷量的最大值。
【答案】(1);;(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)由题图乙知当时,;当时,。根据闭合电路欧姆定律有
解得
,
(2)根据电容的定义结合图甲电路有
根据欧姆定律有
根据闭合电路欧姆定律有
当时,最大,联立代入数据可得
18. 在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD,木板AB上表面粗糙,滑块CD上表面是光滑的圆弧,其始端D点切线水平且与木板AB上表面平滑相接,如图所示。一可视为质点的物块P,质量也为m,从木板AB的右端以初速度滑上木板AB,过B点时速度为,,又滑上滑块CD,最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处。已知物块P与木板AB间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:
(1)物块滑到B处时木板的速度;
(2)木板的长度L;
(3)滑块CD圆弧半径。
【答案】(1),方向向左;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)物块由点A到点B时,取向左为正方向,由动量守恒定律得
又
解得
且速度方向向左。
(2)物块由点A到点B时,根据能量守恒定律得
解得
(3)由点D到点C,滑块CD与物块P组成的系统在水平方向上动量守恒,则有
滑块CD与物块P组成的系统机械能守恒,则有
联立解得,滑块CD圆弧的半径为
规格
后轮驱动直流电机
车型
26英寸
额定输出功率
160W
整车质量
30kg
额定电压
48V
最大载量
20kg
额定电流
4.0A
山东省济宁市嘉祥县第一中学2023-2024学年高二上学期实验班1月月考物理试题: 这是一份山东省济宁市嘉祥县第一中学2023-2024学年高二上学期实验班1月月考物理试题,共16页。
山东省济宁市兖州区2023-2024学年高三上学期期中物理试题(Word版附解析): 这是一份山东省济宁市兖州区2023-2024学年高三上学期期中物理试题(Word版附解析),共33页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
山东省德州市实验中学2023-2024学年高二上学期10月月考物理试题(解析版): 这是一份山东省德州市实验中学2023-2024学年高二上学期10月月考物理试题(解析版),共17页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,计算题等内容,欢迎下载使用。