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第第页【解析】浙江省杭州市2022-2023学年高二下学期6月教学质量检测(期末)物理试题登录二一教育在线组卷平台助您教考全无忧
浙江省杭州市2022-2023学年高二下学期6月教学质量检测(期末)物理试题
一、选择题I(本题共13小题,每小题3分,共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.(2023高二下·杭州月考)下列选项中,属于国际单位制中的基本单位的是()
A.千克B.伏特C.时间D.电流
2.(2023高二下·杭州月考)小明同学从家到学校有不同的路径和不同的交通方式可以选择,如果他想尽快从家到学校,那么他希望()
A.位移最短B.路程最短
C.平均速度最大D.平均速率最大
3.(2023高二下·杭州月考)如图所示,重力为G的木块,在水平向右的推力F的作用下,恰好能沿着倾角为的光滑斜面匀速上滑,斜面固定在水平地面上,若不计空气阻力,下列说法正确的是()
A.木块一共受4个力作用
B.斜面对木块的作用力等于G
C.木块对斜面的作用力大于G
D.若木块是匀速下滑,则水平向右的推力要小于F
4.(2023高二下·杭州月考)如图所示,倾角为的斜面末端与水平地面相连,在斜面上距水平面高的P处将一小球(可看成质点)以的初速度水平抛出,不计空气阻力,则小球抛出后第一次落在接触面(斜面或者地面)上的时间为()
A.0.8sB.1.0sC.1.6sD.2.0s
5.(2023高二下·杭州月考)如图所示的电路中,理想变压器的原线圈的匝数匝,副线圈的匝数匝,交流电源的电动势,负载电阻,电压表和电流表均是理想电表。下列说法正确的是()
A.的示数约为311VB.的示数为2A
C.交流电源的输出功率为27.5WD.交流电源的频率为100Hz
6.(2023高二下·杭州月考)2023年4月24日举行的“中国航天日”启动仪式发布了中国首次火星探测的相关成果。已知火星的半径约为地球半径的,质量约为地球质量的,下列说法正确的是()
A.火星的第一宇宙速度比地球的第一宇宙速度小
B.火星表面的自由落体加速度大于地球表面的自由落体加速度
C.火星的近地卫星的周期比地球的近地卫星的周期小
D.地球上火星探测器的发射速度应大于地球的第三宇宙速度
7.(2023高二下·杭州月考)如图所示,起重机正通过绳索在竖直方向上提升重物,绳索拉力不为零,下列说法正确的是()
A.若不计空气阻力,重物的机械能一定不变
B.若不计空气阻力,重物的机械能可能不变
C.若计空气阻力,重物的机械能一定减少
D.若计空气阻力,重物的机械能可能增加
8.(2023高二下·杭州月考)广阔水面下方同等深度适当间距的两个位置放有红、蓝两个单色点光源,下列说法正确的是()
A.红光能够照亮的水面面积更大
B.蓝光在水中的传播速度较大
C.分别从两光源的正上方观察,看上去红光源离水面更近
D.在两光源共同照亮的水面区域,会有亮暗相间的条纹
9.(2023高二下·杭州月考)把一个筛子用四根弹簧支撑起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛,如图1所示。该共振筛的共振曲线如图2所示。已知增大电压,可使偏心轮转速提高;减少筛子质量,可增大筛子的固有频率。现在,在某电压下偏心轮的转速是60r/min。下列说法正确的是()
图1图2
A.共振筛的固有周期是0.8s
B.仅适当增加电压可以增大筛子的振幅
C.仅适当减小筛子的质量可以增大筛子的振幅
D.当前驱动力的周期与地面附近摆长为1m的单摆周期很接近
10.(2023高二下·杭州月考)如图所示,厚度为h和宽度为d的金属板,放在磁感应强度大小为B,方向垂直于前后面的匀强磁场中,当金属板内通过垂直于左右表面的电流时,在金属板的上表面A和下表面之间会产生一定的电势差,这种现象称为霍尔效应。已知电流大小为I,该金属板单位体积内自由电子的个数为n。下列说法正确的是()
A.仅减小d能增大
B.仅减小h能增大
C.下表面的电势低于上表面A的电势
D.测量某空间的磁场时,不受金属板摆放方向的影响
11.(2023高二下·杭州月考)在一个点电荷Q的电场中,让x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.6m和0.9m(图1)。在A、B两点分别放置试探电荷,其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系分别如图2中直线a、b所示。已知静电力常量为,规定x轴的正方向就是静电力的正方向,下列说法正确的是()
图1图2
A.电场中B点的电势比A点的电势高
B.点电荷Q一定是正电荷
C.点电荷Q的位置在x轴的坐标原点O
D.点电荷Q的电荷量的大小为
12.(2023高二下·杭州月考)某海湾水面面积约为,现利用这个海湾修建一座水坝。若涨潮后关上水坝的闸门,可使水位保持在20m不变。退潮时,坝外水位降至16m。假如利用此水坝建水力发电站,且重力势能转化为电能的效率为50%,则该电站一次退潮能获得的电能约为()
A.B.C.D.
13.(2023高二下·杭州月考)如图所示为一种测定电子比荷的实验装置。真空玻璃管内阴极K发出的电子经阴极K与阳极A之间的高压加速后,形成一细束电子流,穿过中心的小孔沿中心轴的方向进入到两块平行极板P和间的区域。①若P和极板间无电磁场,电子将打在荧光屏上的点;②若P和极板间仅加电压为的匀强电场,则电子将打在M点;③若在P和间同时加电压为的匀强电场和磁感应强度大小为的匀强磁场,则电子将沿做直线运动。下列说法正确的是()
A.电子从K运动到A的过程中电势能越来越大
B.若在②中仅减小电压的大小,则电子离开P、间的区域时的动能可能增加
C.在③中所加的匀强磁场的方向垂直于纸面向内
D.若在③中仅增大磁感应强度的大小,则电子离开P、间的区域时的动能可能减小
二、选择题II(本题共2小题,每小题3分,共6分。每小题列出四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
14.(2023高二下·杭州月考)下列说法正确的是()
A.麦克斯韦通过实验观察到了电磁波的反射、折射、干涉和衍射等现象
B.当波源与观察者相互接近时,观察者接收到的频率小于波源振动的频率
C.用导体把灵敏电流表的两个接线柱连在一起可以减小运输时表针摆动的幅度
D.增大LC振荡电路中电容器的电容可以增大该电路的周期
15.(2023高二下·杭州月考)小明同学设计了一个加速度计,如图所示。质量为m的绝缘滑块可以在光滑的框架中平移,滑块两侧与劲度系数均为k的完全相同的轻弹簧相连;R为滑动变阻器,它两端之间的长度为L;轻质光滑的金属滑动片与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比,不考虑导线对滑块运动的影响。两电池的电动势均为E,内阻均不计。电压表指针的零点位于表盘上都,当P端电势高于Q端时,指针向零点右侧偏转。初始加速度时,电压表示数也为0。现将框架固定在运动的物体上,下列说法正确的是()
A.初始时两根弹簧必须均为原长
B.滑动片的初始位置(时)必须与滑动变阻器两端的距离相等
C.若物体按图示箭头方向做匀减速直线运动,则电压表指针向零点右侧偏转
D.该加速度计能测量的加速度的最大值为
三、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(2023高二下·杭州月考)小明利用图1中的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。(已知当地重力加速度为)。
(1)实验中应选择密度大、体积小的物体作为重物,这样选择的目的是(单选)。
图1
A.减小空气阻力B.减小空气阻力与重力的比值
(2)已知打点计时器所用的交流电频率为50Hz,实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图2所示。把计时器打下的第一个点记做O点(重物速度记为0),另外选连续的4个点A、B、C、D作为测量点,测得A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.90cm、69.84cm、77.76cm、86.60cm。则打下B点时重物的速度为m/s(结果保留3位有效数字)。
图2
(3)在对图2中的纸带进行数据处理时,发现从O点到B点的过程中动能的增加量略大于重力势能的减少量,造成这个结果的原因可能是____(单选)。
A.实验过程中存在各种阻力
B.打下O点时重物的速度略大于0
C.数据运算时重力加速度取
D.重物质量的测量值大于其真实值
17.(2023高二下·杭州月考)小明利用下图的装置做“电容器充放电”的实验。
已知电源输出电压为15V,电阻箱接入电阻,电流表内阻可忽略不计,电容器选用电容较大的电解电容器。先将开关S与“1”端闭合,对电容器进行充电;稍后再将开关与“2”端闭合,并将此时记为时刻。电容器通过电阻箱R放电,每隔5s记录电流表的读数,电流表读数I随放电时间t变化的曲线如图4所示。
(1)该电容器的电容约为F(结果保留1位有效数字)。
(2)若仅将电阻箱的电阻R调到,重新完成该实验操作,则电容器放电的图像与图4相比,不同点是(回答一条即可)。
图4
18.(2023高二下·杭州月考)小明想测量一节干电池的电动势和内阻,选用下列器材进行实验。
A.干电池
B.电流表(量程0~0.6A,内阻为)
C.电压表(量程0~3V,内阻约为)
D.滑动变阻器(,允许最大电流2A)
E.开关、导线若干
(1)电路已完成部分连接如图5所示,为了尽量减少实验误差,小明同学应将导线P端连接到处(选填“a”或“b”)。
图1
(2)在某次测量时,电压表的指针位置如图6所示,则读数为V。
图2
(3)实验中记录了若干组数据,并将对应点标在了坐标纸上,请在答题卡上的图7中画出图线。
图3
(4)利用图像求得该干电池的电动势V(结果保留3位有效数字),内阻(结果保留2位有效数字)。
19.(2023高二下·杭州月考)如图1所示,内壁光滑、导热性能良好的气缸(气缸口足够高)竖直放置在水平桌面上,气缸内用活塞封闭一定质量的理想气体。开始时环境温度,活塞与气缸底部的距离,。已知活塞的质量、横截面积,大气压强,不计气缸和活塞的厚度。
图1图2
(1)若环境温度从缓慢上升至,这个过程中缸内气体吸收了4.76J的热量,求:
①稳定时活塞离气缸底部的距离;
②这个过程中气体内能的变化量;
(2)若环境温度保持不变,将气缸缓慢调整成水平放置,如图2所示,求:
①稳定时活塞离气缸底部的距离;
②这个过程中气体内能的变化量。
20.(2023高二下·杭州月考)如图所示,某游戏装置由轻质弹簧发射器、光滑平面和竖直圆管道组成。圆管道半径,底部与平面相切,入口B和出口略错开,管道口径远小于管道半径;平面上的E点处放置质量的小球b,小球b用长度的轻绳竖直悬挂,与E点恰好无挤压,轻绳能承受的最大拉力为50N。现有质量的小球a,它第一次被压缩的弹簧弹出后,恰好能运动到与圆管道圆心O等高的C点;第二次压缩弹簧使弹性势能为12J时释放小球a,小球运动到圆管道最高处D点的速度为1m/s。若小球沿管道内侧运动时有摩擦,沿管道外侧运动时无摩擦,小球a和b均可视为质点,空气阻力不计。
(1)求第一次压缩的弹簧具有的弹性势能;
(2)求小球a第二次被弹出后,运动到D点时管道对小球的弹力的大小,以及运动到D点的过程中管道对小球a做的功;
(3)若第三次压缩弹簧使弹性势能为18J时释放小球a,小球a会与小球b发生弹性正碰。试通过计算分析小球a、b碰后绳子是否会断。
21.(2023高二下·杭州月考)如图所示,倾角的导电轨道与足够长的水平绝缘轨道在平滑连接,两轨道宽度均为,在倾斜轨道顶端连接电阻,整个倾斜轨道处(I区)有垂直于轨道向上的匀强磁场。水平绝缘轨道上放置“”形金属框cdef,金属框右侧有长和宽均为的II区,该区域内有竖直向上的匀强磁场。现在倾斜轨道上距水平面高处静止释放金属棒ab,它在到达前已经做匀速运动;金属棒ab通过时无机械能损失,它与“”形金属框碰撞会粘在一起形成闭合框abde。已知金属棒ab质量为、电阻为、长为。“”形金属框的质量为、电阻为、ed边长为、cd和fe边长均为。题中除已知的电阻外其余电阻均不计,所有接触面均光滑,。求:
(1)金属棒ab到达时的速度大小和此时棒两端的电压大小U;
(2)从释放金属棒ab到它到达的过程中,电阻上通过的电荷量q和上产生的热量Q;
(3)金属框abde进入II区磁场后,ab边与II区磁场左边界的最大距离d。
22.(2023高二下·杭州月考)在现代科学实验中,常利用电场和磁场来控制离子的运动。如图1所示的装置由加速区、电偏转区和磁偏转区三部分组成。离子源S可以连续不断地产生质量均为m、电荷量均为q、初速度均视为零的正离子,且离子源S在任意相同时间内产生的离子数相等。这些离子在经过A、B板间的加速电压加速后,从C点进入有辐向电场分布的电偏转区,沿着半径为R、圆心角为的圆弧CD做匀速圆周运动;之后从D点沿直线运动到P点进入磁偏转区,磁场分布在足够长、间距为d的G、H两板之间,其磁感应强度B随时间的变化规律如图2所示,设磁场方向垂直纸面向外为正方向,最大值为。不计离子的重力以及离子之间的作用力,离子在磁场中运动的时间远小于磁场变化的周期T,不考虑磁场变化产生的电场对离子的影响,且打到H板上的离子会立即被H板吸收并全部通过接地电阻导入大地,打在G板上的离子也会立即被G板吸收且不产生其他影响,,求:
图1图2
(1)离子从B板射出时速度的大小;
(2)圆弧CD所在处的电场强度E的大小;
(3)H板上能被离子击中的长度L;
(4)若每秒有n个离子从P点进入磁场,求稳定后流经接地电阻电流的有效值I。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】国际单位中有七个基本单位,分别是:千克、米、秒、安培、摩尔、开尔文、坎德拉,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】了解国际单位的中的七个基本单位。
2.【答案】C
【知识点】位移与路程;平均速度
【解析】【解答】由题意可知,小明同学从家到学校有不同的路径和不同的交通方式可以选择,所以不同的方式,路程不同,但位移相同,想时间最短,根据可知,平均速度最大。
故答案为:C。
【分析】了解位移和路程的区别、平均速度和平均速率的区别。
3.【答案】C
【知识点】牛顿第三定律;受力分析的应用;力的平行四边形定则及应用;共点力的平衡
【解析】【解答】A.木块受重力、支持力、推力3个力作用,斜面光滑,不受摩擦力,A不符合题意;
BC.根据共点力平衡条件可知,斜面对木块的作用力等于重力与推力F的合力,由牛顿第三定律可知,木块对斜面的作用力大于G,B不符合题意,C符合题意;
D.无论木块匀速下滑和匀速下滑,木块受的合力均为零,根据力的平衡条件可知,木块匀速下滑时,水平向右的推力与匀速下滑时水平向右的推力相等,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】正确分析物体受力;根据共点力平衡条件分析斜面对木块的作用力;结合牛顿第三定律分析木块对斜面的作用力大;由共点力平衡条件,根据物块匀速上滑和匀速下滑的受力分析。
4.【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】小球做平抛运动,水平方向上匀速直线运动,有x=vt,竖直方向上做自由落体运动,有如果落在斜面上,解得t=1.6s,,所以落在水平面上,则,解得,B符合题意,ACD不符合题意;
故答案为:B。
【分析】先判断小球落在斜面上还是水平面,应用假设法,如果小球落在斜面上,根据位移的几何关系计算下落高度,分析其与h的高度关系,确定小球落在水平面上,再根据平抛运动的规律,求出时间。
5.【答案】C
【知识点】电功率和电功;变压器原理;交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A.电压表测量的是有效值,所以电压表的示数,A不符合题意;
B.副线圈电压,副线圈电流,根据,B不符合题意;
C.交流电源的输出功率为,C符合题意;
D.交流电源的频率为,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】交流电表显示的是有效值,根据已知条件中的电源电动势的瞬时值表达式,找出电动势的最大值,根据求出电压表的示数;根据理想变压器原副线圈电压与匝数的关系,求出副线圈电压,由欧姆定律求出副线圈电流,再由电流与匝数的关系求出原线圈电流,即为电流表示数;由P=UI求出功率;根据电源电动势的瞬时值表达式找出角频率,由求出交流电源的频率。
6.【答案】A
【知识点】万有引力定律的应用;第一、第二与第三宇宙速度;卫星问题
【解析】【解答】A.第一宇宙速度等于卫星贴近中心天体表面做匀速圆周运动的环绕速度,由万有引力提供向心力有:,解得:,得,可知火星的第一宇宙速度比地球的第一宇宙速度小,A符合题意;
B.根据万有引力和重力的关系可得:,解得中心天体表面自由落体运动物体的加速度大小表达式为:,得,解得,火星表面的自由落体加速度小于地球表面的自由落体加速度,B不符合题意;
C.对于绕中心天体表面做匀速圆周运动的卫星,根据周期公式可得:,则,所以火星的近地卫星的周期比地球的近地卫星的周期大,C不符合题意;
D.地球上火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度,小于第三宇宙速度,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】由推导第一宇宙速度的表达式,比较两星球的第一宇宙速度的大小关系;由推导星球表面重力加速度的表达式,比较两星球表面的重力加速度的大小关系;由比较两星球近地卫星周期的大小关系;根据三个宇宙速度的物理意义分析。
7.【答案】D
【知识点】功能关系;动能;重力势能
【解析】【解答】AB.若不计空气做了,起重机正通过绳索在竖直方向上提升重物,重物向上运动,绳索拉力向上,拉力做正功,根据功和能的关系,重物的机械能一定增加,AB不符合题意,
CD.若计空气阻力,向上提升重物,空气阻力做负功,如果拉力做的功大于克服空气阻力做功,则重物的机械能增加,如果拉力做的功等于克服空气阻力做功,则重物的机械能不变,如果拉力做的功小于克服空气阻力做功,则重物的机械能减小,C不符合题意,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据功能关系,机械能的变化量等于除重力之外的其它外力做功,根据此规律分析各选项。
8.【答案】A
【知识点】光的双缝干涉;光的折射及折射定律;光的全反射
【解析】【解答】A.蓝光频率大,折射率大,根据可知,临界角小,所以蓝光能够照亮的水面面积较小,红光能够照亮的水面面积更大,A符合题意;
B.根据可知,蓝光在水中的传播速度较小,B不符合题意;
C.因为视深,看上去蓝光源离水面更近,C不符合题意;
D.在两光源共同照亮的水面区域,不会有亮暗相间的条纹,因为频率不同,不能发生干涉,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】频率大的光,折射率大,根据判断两光的临界角,根据几何关系确定能够照亮的水面面积;由判断两光在水中的传播速度大小;由视深分析哪种光看起来离水面更近;根据产生干涉的条件判断。
9.【答案】C
【知识点】受迫振动和共振;单摆及其回复力与周期
【解析】【解答】A.根据图2可知,筛子的固有频率为0.8Hz,所以固有周期T=1.25s,A不符合题意;
B.在某电压下偏心轮的转速是60r/min,驱动力频率,增加电压,转速增大,驱动力频率增大,远离固有频率,筛子的振幅减小,B不符合题意;
C.仅适当减小筛子的质量,可以增大固有频率,接近驱动力频率,可以增大筛子的振幅,C符合题意;
D.周期为1m的单摆,周期,当前驱动力周期为,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据发生共振的条件从图2中的找出共振筛的固有频率,得到固定周期;当驱动力的频率等于共振筛的固有频率时,发生共振,筛子振幅最大,驱动力频率离共振筛的固有频率越远,振幅越小;由计算摆长为1m的单摆的周期,与当前驱动力的周期做对比。
10.【答案】A
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用;带电粒子在电场与磁场混合场中的运动;霍尔元件
【解析】【解答】A.金属板的上、下表面产生稳定电压时,根据平衡条件得,又因为,解得,仅减小d,增大,A符合题意;
B.根据可知,的大小与h无关,B不符合题意;
C.电流强度向右,电子向左运动,根据左手定则,电子所受的洛仑兹力向上,电子打在上表面上,上表面带负电,下表面带
正电,所以下表面A'的电势高于上表面A的电势,C不符合题意;
D.根据可知,与d有关,可知与金属板摆放方向有关,所以测量某空间的磁场时,受金属板摆放方向的影响,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】金属板的上、下表面产生稳定电压时,电子受到的洛伦兹力与电场力等大反向,推导出的表达式,根据表达式分析,当d、h变化时的变化情况;由左手定则判断出电子的偏转方向,带正电的极板电势高,带负电的极板电势低;根据的表达式,分析与金属板摆放方向有无关系。
11.【答案】B
【知识点】点电荷;电场强度;电势
【解析】【解答】A.因为正试探电荷在两点受力均沿正方向,所以场强方向沿x轴正向,根据沿电场线方向电势降低,电场中B点的电势比A点的
电势小,A不符合题意;
B.因为图像斜率代表场强,所以,,所以,场源电荷一定在A的左侧,所以点电荷Q一定是正电荷,B符合题意;
CD.设场源电荷距A位置为x,根据库仑定律得,,解得x=0.1m,,可知点电荷Q的位置在x轴的位置为0.5m处,带电量为,CD不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据题意判断出电场线方向,再依据沿电场线方向电势降低,判断A、B两点的电势高低;根据F-q图像的斜率表示电场强度,求出A、B两点的电场强度,确定源电荷的正负;由点电荷电场强度公式结合A、B两点的电场场强值,求出Q的位置和电量。
12.【答案】B
【知识点】能量守恒定律;重力势能
【解析】【解答】水的质量为,减少的重力势能为,获得的电能为,解得;
故答案为:B。
【分析】根据重力势能的定义式计算出每次退潮重力势能的减小量,再根据所给效率转化为电能。
13.【答案】D
【知识点】动能定理的综合应用;电势能与电场力做功的关系;带电粒子在电场中的加速;带电粒子在电场中的偏转;带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】A.电子从K运动到A的过程中电场力做正功,电势能越来越小,A不符合题意;
B.对电子在P和极板间的运动应用动能定理可得,若仅减小电压的大小,P、P’间电场强度E减小,电子穿过电场的时间,不变,在竖直方向的位移,减小,则电子离开P、P’间的区域时的动能E减小,B不符合题意;
C.若P和极板间仅加电压为的匀强电场,则电子将打在M点,可知电子所受的电场力向下,则在③中电子所受的洛仑
兹力向上,根据左手定则可知,在③中所加的匀强磁场的方向垂直于纸面向外,C不符合题意;
D.在③中电子所受的洛仑兹力向上,若在③中仅增大磁感应强度的大小,电子所受的洛仑兹力增大,电子向上偏转,电子打在O'点上方,在P、P’间电场力做负功,由动能定理可知,电子离开P、P'间的区域时的动能减小,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据电场力做功的正负判断电势能的变化;电子在电场中做类平抛运动,电压的大小不影响粒子在电场中的运动时间,找出电子在垂直极板方向的位移随变化而变化的情况,由动能定理推导出末动能的变化情况;由左手定则判断磁场方向;结合洛伦兹力与电场力的大小关系,根据动能定理推导电子离开P、间的区域时动能随变化而变化的情况。
14.【答案】C,D
【知识点】多普勒效应;涡流、电磁阻尼、电磁驱动;物理学史;LC振荡电路分析
【解析】【解答】A.赫兹用实验观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象,A不符合题意;
B.根据多普勒效应可知,当波源与观察者相互接近时,观察者接收到的频率大于波源振动的频率,B不符合题意;
C.连接接线柱后,电表自身形成闭合回路,晃动电表,闭合回路在磁场中运动,切割磁感线,会产生感应电流,线圈会受到
安培力作用阻碍线圈的转动,表针晃动的幅度会变小,并能较快的停下,C符合题意;
D.LC振荡电路的周期,其他条件不变,增大电容器的电容,LC振荡电路周期增大,D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】根据物理学史回答;了解多普勒现象的结论;根据电磁阻尼原理分析该现象;由LC振荡电路的周期公式分析。
15.【答案】B,C,D
【知识点】胡克定律;牛顿第二定律;常见传感器的工作原理及应用;欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】B.由电路结构可知,电压表的示数为零时,滑动片要位移滑动变阻器的上都,由题意知,电压表示数为零时,表示a=0,B符合题意;
A.初始时,两弹簧弹力大小相同就可以使滑动片位移电阻器上都,所以两根弹簧不必须均为原长,A不符合题意;
C.若物体按图示箭头方向做匀减速直线运动,则加速度方向向左,合力向左,滑块相对框架向右运动,滑动片向右运动,P端
电势高于Q端,指针向零点右侧偏转;C符合题意;
D.R为滑动变阻器,它两端之间的长度为L,当滑片处于滑动变阻器的左或右端点时,测量加速度最大,根据牛顿第二定律可知,解得,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】根据电路结构分析电压表示数为零时滑片的位置,即a=0时滑片的位置;根据滑片的位置分析弹簧弹力;根据加速度方向确定滑块偏移的方向,再结合电路结构分析电压表指针的偏转方向;当滑片处于滑动变阻器的左或右端点时,测量加速度最大,由牛顿第二定律求出最大加速度。
16.【答案】(1)B
(2)3.72
(3)B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)实验中应选择密度大、体积小的物体作为重物,可以减小空气阻力与重力的比值,达到可以忽略重物下落过程中克服空气阻力做功的目的,A不符合题意,B符合题意;
故答案为:B。
(2)根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得打下B点时重物的速度为;
(3)A.实验过程中存在各种阻力会导致重力势能减小量大于动能增加量,A不符合题意;
B.打下O点时重物的速度略大于0,会导致计算得到的速度偏大,动能的增加量略大于重力势能的减少量,B符合题意;
C.数据运算时重力加速度取,会导致重力势能减小量偏大,C不符合题意;
D.因为计算过程中质量可以约去,即质量对该实验没有影响,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)只有重力做功,物体的机械能才会守恒,所以要减小阻力的占比;(2)根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求解;(3)根据实验的原理和注意事项分析。
17.【答案】(1)
(2)放电时间变长
【知识点】观察电容器的充、放电现象
【解析】【解答】(1)根据I-t图像面积代表电量,格数约60个,每个格子代表电量,该电容器的电容约为;
(2)因为放电电阻变大,则电流减小,放电时间边长,但总电量不变,所以图像面积不变。
【分析】(1)根据I-t图像面积代表电量,求出电容器开始放电时的电量,再由求出电容;(2)放电时电路中的电阻不影响放电的总电量,但由于电阻会影响放电电流,所以放电时间会受电阻的影响。
18.【答案】(1)a
(2)0.49
(3)
(4)1.44-1.50;1.6
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)电流表的内阻与电源内阻接近,分压作用明显,为了尽量减少实验误差,小明同学应将导线P端连接到b端;
(2)电压表的量程为3V,最小分度值为0.1V,根据下位估读的原则,可得电压表数为0.49V;
(3)用直线连线各点,远离的点舍去,图像如下图所示:
(4)根据闭合电路欧姆定律有:U=E-Ir,根据图像截距和斜率物理意义有:E=1.44V,。
【分析】(1)根据实验原理和注意事项分析;(2)根据下位估读的方法读数;(3)根据数学方法描点作图;(4)由闭合电路欧姆定律推导U-I的关系式,根据图像的纵轴截距和斜率求出电动势和内阻。
19.【答案】(1)解:①根据等压变化:
解得
②,解得
,解得
(2)解:①设初始状态气体压强为,
解得
稳定后气缸内压强
根据等温变化:,
解得
②因为温度不变,所以
【知识点】热力学第一定律及其应用;气体的等温变化及玻意耳定律;气体的等压变化及盖-吕萨克定律;压强及封闭气体压强的计算
【解析】【分析】(1)①气体做等压变化,根据盖吕萨克定律列式求出稳定时活塞离气缸底部的距离;②根据求出过程中气体做功,再由热力学第一定律求解内能的变化量;(2)①对活塞,由共点力平衡求出初、末状态封闭气体的压强,再由玻意耳定律求解稳定时活塞离气缸底部的距离;②理想气体的内能只与温度有关。
20.【答案】(1)解:由,得
(2)解:由
得
由动能定理得:,
得:
(3)解:若小球恰好能运动到点,且与管道无作用力时,对应
因为,所以此过程小球沿管道外轨道运动,不受摩擦力作用。
a、b发生弹性硂撞除,由,得
由
得:
由,得,由于,所以绳子会斯。
【知识点】牛顿第二定律;竖直平面的圆周运动;动能定理的综合应用;机械能守恒定律;碰撞模型
【解析】【分析】(1)对小球弹出后运动到C点的过程,应用机械能守恒定律求解弹簧具有的弹性势能;(2)分析小球在D点的受力,由牛顿第二定律列式求解小球运动到D点时管道对小球的弹力的大小;对小球弹出后运动到D点的过程,应用动能定理求解管道对小球做的功;(3)先根据所给弹簧弹性势能分析小球在管道的运动,确定小球在管道中是否受到摩擦力作用,确定小球a与b碰撞前的速度,再根据弹性碰撞的特点,由动量守恒定律和机械能守恒定律求出b的碰后速度,分析小球b在最低点受力,由牛顿第二定律求出绳子受到的拉力,判断绳子是否会断。
21.【答案】(1)解:由得:
由
得:
(2)解:由,其中
得:
由于,得
由
(3)解:金属棒ab与“]”形金属框发生碰撞:
穿越磁场II的过程中,由动量定理
得:,可以得到ab边与嵫场I左边界的最大距离
【知识点】动量定理;动量守恒定律;共点力的平衡;闭合电路的欧姆定律;法拉第电磁感应定律;导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】(1)金属棒ab到达前已经做匀速运动,由共点力平衡条件结合安培力的计算公式求解速度大小,根据闭合电路的欧姆定律求解棒两端的电压大小;(2)结合法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律,根据电荷量的计算公式q=It求解电荷量;根据能量守恒定律、焦耳定律求解上产生的热量Q;(3)根据动量守恒定律求解碰撞后的速度大小,对金属框根据动量定理求解运动的位移,由此得到ab边与Ⅱ区磁场左边界的最大距离。
22.【答案】(1)解:
(2)解:
(3)解:
正问最大时时,由,得
所以离子刚好垂直打在板上的点
负向时,当离子恰好与板相切与点,由得
由得,
所以漓子可以分布在EG之间
所以
(4)解:当有离子注入到板时产生的电流
为正方向时,一个周期中存的时间内有电流
为负方向时,一个周期中有的时间内任电流
由
流过的电流有效值
【知识点】带电粒子在电场中的加速;带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】(1)离子在AB极板间做加速运动,由动能定理求出离子从B板射出时速度;(2)电场力充当离子做圆周运动的向心力,由牛顿第二定律求解圆弧CD所在处的电场强度E;(3)根据洛伦兹力充当向心力,分析粒子在磁场中的圆周运动,根据所给磁场的数值和分析分析粒子运动的轨迹半径,求出H板上能被离子击中的长度;(4)结合几何关系分析粒子能够打到H板上的时间段,求出每个时间段的电流,再根据电流热效应求出有效值。
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浙江省杭州市2022-2023学年高二下学期6月教学质量检测(期末)物理试题
一、选择题I(本题共13小题,每小题3分,共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.(2023高二下·杭州月考)下列选项中,属于国际单位制中的基本单位的是()
A.千克B.伏特C.时间D.电流
【答案】A
【知识点】力学单位制
【解析】【解答】国际单位中有七个基本单位,分别是:千克、米、秒、安培、摩尔、开尔文、坎德拉,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】了解国际单位的中的七个基本单位。
2.(2023高二下·杭州月考)小明同学从家到学校有不同的路径和不同的交通方式可以选择,如果他想尽快从家到学校,那么他希望()
A.位移最短B.路程最短
C.平均速度最大D.平均速率最大
【答案】C
【知识点】位移与路程;平均速度
【解析】【解答】由题意可知,小明同学从家到学校有不同的路径和不同的交通方式可以选择,所以不同的方式,路程不同,但位移相同,想时间最短,根据可知,平均速度最大。
故答案为:C。
【分析】了解位移和路程的区别、平均速度和平均速率的区别。
3.(2023高二下·杭州月考)如图所示,重力为G的木块,在水平向右的推力F的作用下,恰好能沿着倾角为的光滑斜面匀速上滑,斜面固定在水平地面上,若不计空气阻力,下列说法正确的是()
A.木块一共受4个力作用
B.斜面对木块的作用力等于G
C.木块对斜面的作用力大于G
D.若木块是匀速下滑,则水平向右的推力要小于F
【答案】C
【知识点】牛顿第三定律;受力分析的应用;力的平行四边形定则及应用;共点力的平衡
【解析】【解答】A.木块受重力、支持力、推力3个力作用,斜面光滑,不受摩擦力,A不符合题意;
BC.根据共点力平衡条件可知,斜面对木块的作用力等于重力与推力F的合力,由牛顿第三定律可知,木块对斜面的作用力大于G,B不符合题意,C符合题意;
D.无论木块匀速下滑和匀速下滑,木块受的合力均为零,根据力的平衡条件可知,木块匀速下滑时,水平向右的推力与匀速下滑时水平向右的推力相等,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】正确分析物体受力;根据共点力平衡条件分析斜面对木块的作用力;结合牛顿第三定律分析木块对斜面的作用力大;由共点力平衡条件,根据物块匀速上滑和匀速下滑的受力分析。
4.(2023高二下·杭州月考)如图所示,倾角为的斜面末端与水平地面相连,在斜面上距水平面高的P处将一小球(可看成质点)以的初速度水平抛出,不计空气阻力,则小球抛出后第一次落在接触面(斜面或者地面)上的时间为()
A.0.8sB.1.0sC.1.6sD.2.0s
【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】小球做平抛运动,水平方向上匀速直线运动,有x=vt,竖直方向上做自由落体运动,有如果落在斜面上,解得t=1.6s,,所以落在水平面上,则,解得,B符合题意,ACD不符合题意;
故答案为:B。
【分析】先判断小球落在斜面上还是水平面,应用假设法,如果小球落在斜面上,根据位移的几何关系计算下落高度,分析其与h的高度关系,确定小球落在水平面上,再根据平抛运动的规律,求出时间。
5.(2023高二下·杭州月考)如图所示的电路中,理想变压器的原线圈的匝数匝,副线圈的匝数匝,交流电源的电动势,负载电阻,电压表和电流表均是理想电表。下列说法正确的是()
A.的示数约为311VB.的示数为2A
C.交流电源的输出功率为27.5WD.交流电源的频率为100Hz
【答案】C
【知识点】电功率和电功;变压器原理;交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A.电压表测量的是有效值,所以电压表的示数,A不符合题意;
B.副线圈电压,副线圈电流,根据,B不符合题意;
C.交流电源的输出功率为,C符合题意;
D.交流电源的频率为,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】交流电表显示的是有效值,根据已知条件中的电源电动势的瞬时值表达式,找出电动势的最大值,根据求出电压表的示数;根据理想变压器原副线圈电压与匝数的关系,求出副线圈电压,由欧姆定律求出副线圈电流,再由电流与匝数的关系求出原线圈电流,即为电流表示数;由P=UI求出功率;根据电源电动势的瞬时值表达式找出角频率,由求出交流电源的频率。
6.(2023高二下·杭州月考)2023年4月24日举行的“中国航天日”启动仪式发布了中国首次火星探测的相关成果。已知火星的半径约为地球半径的,质量约为地球质量的,下列说法正确的是()
A.火星的第一宇宙速度比地球的第一宇宙速度小
B.火星表面的自由落体加速度大于地球表面的自由落体加速度
C.火星的近地卫星的周期比地球的近地卫星的周期小
D.地球上火星探测器的发射速度应大于地球的第三宇宙速度
【答案】A
【知识点】万有引力定律的应用;第一、第二与第三宇宙速度;卫星问题
【解析】【解答】A.第一宇宙速度等于卫星贴近中心天体表面做匀速圆周运动的环绕速度,由万有引力提供向心力有:,解得:,得,可知火星的第一宇宙速度比地球的第一宇宙速度小,A符合题意;
B.根据万有引力和重力的关系可得:,解得中心天体表面自由落体运动物体的加速度大小表达式为:,得,解得,火星表面的自由落体加速度小于地球表面的自由落体加速度,B不符合题意;
C.对于绕中心天体表面做匀速圆周运动的卫星,根据周期公式可得:,则,所以火星的近地卫星的周期比地球的近地卫星的周期大,C不符合题意;
D.地球上火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度,小于第三宇宙速度,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】由推导第一宇宙速度的表达式,比较两星球的第一宇宙速度的大小关系;由推导星球表面重力加速度的表达式,比较两星球表面的重力加速度的大小关系;由比较两星球近地卫星周期的大小关系;根据三个宇宙速度的物理意义分析。
7.(2023高二下·杭州月考)如图所示,起重机正通过绳索在竖直方向上提升重物,绳索拉力不为零,下列说法正确的是()
A.若不计空气阻力,重物的机械能一定不变
B.若不计空气阻力,重物的机械能可能不变
C.若计空气阻力,重物的机械能一定减少
D.若计空气阻力,重物的机械能可能增加
【答案】D
【知识点】功能关系;动能;重力势能
【解析】【解答】AB.若不计空气做了,起重机正通过绳索在竖直方向上提升重物,重物向上运动,绳索拉力向上,拉力做正功,根据功和能的关系,重物的机械能一定增加,AB不符合题意,
CD.若计空气阻力,向上提升重物,空气阻力做负功,如果拉力做的功大于克服空气阻力做功,则重物的机械能增加,如果拉力做的功等于克服空气阻力做功,则重物的机械能不变,如果拉力做的功小于克服空气阻力做功,则重物的机械能减小,C不符合题意,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据功能关系,机械能的变化量等于除重力之外的其它外力做功,根据此规律分析各选项。
8.(2023高二下·杭州月考)广阔水面下方同等深度适当间距的两个位置放有红、蓝两个单色点光源,下列说法正确的是()
A.红光能够照亮的水面面积更大
B.蓝光在水中的传播速度较大
C.分别从两光源的正上方观察,看上去红光源离水面更近
D.在两光源共同照亮的水面区域,会有亮暗相间的条纹
【答案】A
【知识点】光的双缝干涉;光的折射及折射定律;光的全反射
【解析】【解答】A.蓝光频率大,折射率大,根据可知,临界角小,所以蓝光能够照亮的水面面积较小,红光能够照亮的水面面积更大,A符合题意;
B.根据可知,蓝光在水中的传播速度较小,B不符合题意;
C.因为视深,看上去蓝光源离水面更近,C不符合题意;
D.在两光源共同照亮的水面区域,不会有亮暗相间的条纹,因为频率不同,不能发生干涉,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】频率大的光,折射率大,根据判断两光的临界角,根据几何关系确定能够照亮的水面面积;由判断两光在水中的传播速度大小;由视深分析哪种光看起来离水面更近;根据产生干涉的条件判断。
9.(2023高二下·杭州月考)把一个筛子用四根弹簧支撑起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛,如图1所示。该共振筛的共振曲线如图2所示。已知增大电压,可使偏心轮转速提高;减少筛子质量,可增大筛子的固有频率。现在,在某电压下偏心轮的转速是60r/min。下列说法正确的是()
图1图2
A.共振筛的固有周期是0.8s
B.仅适当增加电压可以增大筛子的振幅
C.仅适当减小筛子的质量可以增大筛子的振幅
D.当前驱动力的周期与地面附近摆长为1m的单摆周期很接近
【答案】C
【知识点】受迫振动和共振;单摆及其回复力与周期
【解析】【解答】A.根据图2可知,筛子的固有频率为0.8Hz,所以固有周期T=1.25s,A不符合题意;
B.在某电压下偏心轮的转速是60r/min,驱动力频率,增加电压,转速增大,驱动力频率增大,远离固有频率,筛子的振幅减小,B不符合题意;
C.仅适当减小筛子的质量,可以增大固有频率,接近驱动力频率,可以增大筛子的振幅,C符合题意;
D.周期为1m的单摆,周期,当前驱动力周期为,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据发生共振的条件从图2中的找出共振筛的固有频率,得到固定周期;当驱动力的频率等于共振筛的固有频率时,发生共振,筛子振幅最大,驱动力频率离共振筛的固有频率越远,振幅越小;由计算摆长为1m的单摆的周期,与当前驱动力的周期做对比。
10.(2023高二下·杭州月考)如图所示,厚度为h和宽度为d的金属板,放在磁感应强度大小为B,方向垂直于前后面的匀强磁场中,当金属板内通过垂直于左右表面的电流时,在金属板的上表面A和下表面之间会产生一定的电势差,这种现象称为霍尔效应。已知电流大小为I,该金属板单位体积内自由电子的个数为n。下列说法正确的是()
A.仅减小d能增大
B.仅减小h能增大
C.下表面的电势低于上表面A的电势
D.测量某空间的磁场时,不受金属板摆放方向的影响
【答案】A
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用;带电粒子在电场与磁场混合场中的运动;霍尔元件
【解析】【解答】A.金属板的上、下表面产生稳定电压时,根据平衡条件得,又因为,解得,仅减小d,增大,A符合题意;
B.根据可知,的大小与h无关,B不符合题意;
C.电流强度向右,电子向左运动,根据左手定则,电子所受的洛仑兹力向上,电子打在上表面上,上表面带负电,下表面带
正电,所以下表面A'的电势高于上表面A的电势,C不符合题意;
D.根据可知,与d有关,可知与金属板摆放方向有关,所以测量某空间的磁场时,受金属板摆放方向的影响,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】金属板的上、下表面产生稳定电压时,电子受到的洛伦兹力与电场力等大反向,推导出的表达式,根据表达式分析,当d、h变化时的变化情况;由左手定则判断出电子的偏转方向,带正电的极板电势高,带负电的极板电势低;根据的表达式,分析与金属板摆放方向有无关系。
11.(2023高二下·杭州月考)在一个点电荷Q的电场中,让x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.6m和0.9m(图1)。在A、B两点分别放置试探电荷,其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系分别如图2中直线a、b所示。已知静电力常量为,规定x轴的正方向就是静电力的正方向,下列说法正确的是()
图1图2
A.电场中B点的电势比A点的电势高
B.点电荷Q一定是正电荷
C.点电荷Q的位置在x轴的坐标原点O
D.点电荷Q的电荷量的大小为
【答案】B
【知识点】点电荷;电场强度;电势
【解析】【解答】A.因为正试探电荷在两点受力均沿正方向,所以场强方向沿x轴正向,根据沿电场线方向电势降低,电场中B点的电势比A点的
电势小,A不符合题意;
B.因为图像斜率代表场强,所以,,所以,场源电荷一定在A的左侧,所以点电荷Q一定是正电荷,B符合题意;
CD.设场源电荷距A位置为x,根据库仑定律得,,解得x=0.1m,,可知点电荷Q的位置在x轴的位置为0.5m处,带电量为,CD不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据题意判断出电场线方向,再依据沿电场线方向电势降低,判断A、B两点的电势高低;根据F-q图像的斜率表示电场强度,求出A、B两点的电场强度,确定源电荷的正负;由点电荷电场强度公式结合A、B两点的电场场强值,求出Q的位置和电量。
12.(2023高二下·杭州月考)某海湾水面面积约为,现利用这个海湾修建一座水坝。若涨潮后关上水坝的闸门,可使水位保持在20m不变。退潮时,坝外水位降至16m。假如利用此水坝建水力发电站,且重力势能转化为电能的效率为50%,则该电站一次退潮能获得的电能约为()
A.B.C.D.
【答案】B
【知识点】能量守恒定律;重力势能
【解析】【解答】水的质量为,减少的重力势能为,获得的电能为,解得;
故答案为:B。
【分析】根据重力势能的定义式计算出每次退潮重力势能的减小量,再根据所给效率转化为电能。
13.(2023高二下·杭州月考)如图所示为一种测定电子比荷的实验装置。真空玻璃管内阴极K发出的电子经阴极K与阳极A之间的高压加速后,形成一细束电子流,穿过中心的小孔沿中心轴的方向进入到两块平行极板P和间的区域。①若P和极板间无电磁场,电子将打在荧光屏上的点;②若P和极板间仅加电压为的匀强电场,则电子将打在M点;③若在P和间同时加电压为的匀强电场和磁感应强度大小为的匀强磁场,则电子将沿做直线运动。下列说法正确的是()
A.电子从K运动到A的过程中电势能越来越大
B.若在②中仅减小电压的大小,则电子离开P、间的区域时的动能可能增加
C.在③中所加的匀强磁场的方向垂直于纸面向内
D.若在③中仅增大磁感应强度的大小,则电子离开P、间的区域时的动能可能减小
【答案】D
【知识点】动能定理的综合应用;电势能与电场力做功的关系;带电粒子在电场中的加速;带电粒子在电场中的偏转;带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】A.电子从K运动到A的过程中电场力做正功,电势能越来越小,A不符合题意;
B.对电子在P和极板间的运动应用动能定理可得,若仅减小电压的大小,P、P’间电场强度E减小,电子穿过电场的时间,不变,在竖直方向的位移,减小,则电子离开P、P’间的区域时的动能E减小,B不符合题意;
C.若P和极板间仅加电压为的匀强电场,则电子将打在M点,可知电子所受的电场力向下,则在③中电子所受的洛仑
兹力向上,根据左手定则可知,在③中所加的匀强磁场的方向垂直于纸面向外,C不符合题意;
D.在③中电子所受的洛仑兹力向上,若在③中仅增大磁感应强度的大小,电子所受的洛仑兹力增大,电子向上偏转,电子打在O'点上方,在P、P’间电场力做负功,由动能定理可知,电子离开P、P'间的区域时的动能减小,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据电场力做功的正负判断电势能的变化;电子在电场中做类平抛运动,电压的大小不影响粒子在电场中的运动时间,找出电子在垂直极板方向的位移随变化而变化的情况,由动能定理推导出末动能的变化情况;由左手定则判断磁场方向;结合洛伦兹力与电场力的大小关系,根据动能定理推导电子离开P、间的区域时动能随变化而变化的情况。
二、选择题II(本题共2小题,每小题3分,共6分。每小题列出四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
14.(2023高二下·杭州月考)下列说法正确的是()
A.麦克斯韦通过实验观察到了电磁波的反射、折射、干涉和衍射等现象
B.当波源与观察者相互接近时,观察者接收到的频率小于波源振动的频率
C.用导体把灵敏电流表的两个接线柱连在一起可以减小运输时表针摆动的幅度
D.增大LC振荡电路中电容器的电容可以增大该电路的周期
【答案】C,D
【知识点】多普勒效应;涡流、电磁阻尼、电磁驱动;物理学史;LC振荡电路分析
【解析】【解答】A.赫兹用实验观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象,A不符合题意;
B.根据多普勒效应可知,当波源与观察者相互接近时,观察者接收到的频率大于波源振动的频率,B不符合题意;
C.连接接线柱后,电表自身形成闭合回路,晃动电表,闭合回路在磁场中运动,切割磁感线,会产生感应电流,线圈会受到
安培力作用阻碍线圈的转动,表针晃动的幅度会变小,并能较快的停下,C符合题意;
D.LC振荡电路的周期,其他条件不变,增大电容器的电容,LC振荡电路周期增大,D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】根据物理学史回答;了解多普勒现象的结论;根据电磁阻尼原理分析该现象;由LC振荡电路的周期公式分析。
15.(2023高二下·杭州月考)小明同学设计了一个加速度计,如图所示。质量为m的绝缘滑块可以在光滑的框架中平移,滑块两侧与劲度系数均为k的完全相同的轻弹簧相连;R为滑动变阻器,它两端之间的长度为L;轻质光滑的金属滑动片与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比,不考虑导线对滑块运动的影响。两电池的电动势均为E,内阻均不计。电压表指针的零点位于表盘上都,当P端电势高于Q端时,指针向零点右侧偏转。初始加速度时,电压表示数也为0。现将框架固定在运动的物体上,下列说法正确的是()
A.初始时两根弹簧必须均为原长
B.滑动片的初始位置(时)必须与滑动变阻器两端的距离相等
C.若物体按图示箭头方向做匀减速直线运动,则电压表指针向零点右侧偏转
D.该加速度计能测量的加速度的最大值为
【答案】B,C,D
【知识点】胡克定律;牛顿第二定律;常见传感器的工作原理及应用;欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】B.由电路结构可知,电压表的示数为零时,滑动片要位移滑动变阻器的上都,由题意知,电压表示数为零时,表示a=0,B符合题意;
A.初始时,两弹簧弹力大小相同就可以使滑动片位移电阻器上都,所以两根弹簧不必须均为原长,A不符合题意;
C.若物体按图示箭头方向做匀减速直线运动,则加速度方向向左,合力向左,滑块相对框架向右运动,滑动片向右运动,P端
电势高于Q端,指针向零点右侧偏转;C符合题意;
D.R为滑动变阻器,它两端之间的长度为L,当滑片处于滑动变阻器的左或右端点时,测量加速度最大,根据牛顿第二定律可知,解得,D符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】根据电路结构分析电压表示数为零时滑片的位置,即a=0时滑片的位置;根据滑片的位置分析弹簧弹力;根据加速度方向确定滑块偏移的方向,再结合电路结构分析电压表指针的偏转方向;当滑片处于滑动变阻器的左或右端点时,测量加速度最大,由牛顿第二定律求出最大加速度。
三、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(2023高二下·杭州月考)小明利用图1中的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。(已知当地重力加速度为)。
(1)实验中应选择密度大、体积小的物体作为重物,这样选择的目的是(单选)。
图1
A.减小空气阻力B.减小空气阻力与重力的比值
(2)已知打点计时器所用的交流电频率为50Hz,实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图2所示。把计时器打下的第一个点记做O点(重物速度记为0),另外选连续的4个点A、B、C、D作为测量点,测得A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.90cm、69.84cm、77.76cm、86.60cm。则打下B点时重物的速度为m/s(结果保留3位有效数字)。
图2
(3)在对图2中的纸带进行数据处理时,发现从O点到B点的过程中动能的增加量略大于重力势能的减少量,造成这个结果的原因可能是____(单选)。
A.实验过程中存在各种阻力
B.打下O点时重物的速度略大于0
C.数据运算时重力加速度取
D.重物质量的测量值大于其真实值
【答案】(1)B
(2)3.72
(3)B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)实验中应选择密度大、体积小的物体作为重物,可以减小空气阻力与重力的比值,达到可以忽略重物下落过程中克服空气阻力做功的目的,A不符合题意,B符合题意;
故答案为:B。
(2)根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得打下B点时重物的速度为;
(3)A.实验过程中存在各种阻力会导致重力势能减小量大于动能增加量,A不符合题意;
B.打下O点时重物的速度略大于0,会导致计算得到的速度偏大,动能的增加量略大于重力势能的减少量,B符合题意;
C.数据运算时重力加速度取,会导致重力势能减小量偏大,C不符合题意;
D.因为计算过程中质量可以约去,即质量对该实验没有影响,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)只有重力做功,物体的机械能才会守恒,所以要减小阻力的占比;(2)根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求解;(3)根据实验的原理和注意事项分析。
17.(2023高二下·杭州月考)小明利用下图的装置做“电容器充放电”的实验。
已知电源输出电压为15V,电阻箱接入电阻,电流表内阻可忽略不计,电容器选用电容较大的电解电容器。先将开关S与“1”端闭合,对电容器进行充电;稍后再将开关与“2”端闭合,并将此时记为时刻。电容器通过电阻箱R放电,每隔5s记录电流表的读数,电流表读数I随放电时间t变化的曲线如图4所示。
(1)该电容器的电容约为F(结果保留1位有效数字)。
(2)若仅将电阻箱的电阻R调到,重新完成该实验操作,则电容器放电的图像与图4相比,不同点是(回答一条即可)。
图4
【答案】(1)
(2)放电时间变长
【知识点】观察电容器的充、放电现象
【解析】【解答】(1)根据I-t图像面积代表电量,格数约60个,每个格子代表电量,该电容器的电容约为;
(2)因为放电电阻变大,则电流减小,放电时间边长,但总电量不变,所以图像面积不变。
【分析】(1)根据I-t图像面积代表电量,求出电容器开始放电时的电量,再由求出电容;(2)放电时电路中的电阻不影响放电的总电量,但由于电阻会影响放电电流,所以放电时间会受电阻的影响。
18.(2023高二下·杭州月考)小明想测量一节干电池的电动势和内阻,选用下列器材进行实验。
A.干电池
B.电流表(量程0~0.6A,内阻为)
C.电压表(量程0~3V,内阻约为)
D.滑动变阻器(,允许最大电流2A)
E.开关、导线若干
(1)电路已完成部分连接如图5所示,为了尽量减少实验误差,小明同学应将导线P端连接到处(选填“a”或“b”)。
图1
(2)在某次测量时,电压表的指针位置如图6所示,则读数为V。
图2
(3)实验中记录了若干组数据,并将对应点标在了坐标纸上,请在答题卡上的图7中画出图线。
图3
(4)利用图像求得该干电池的电动势V(结果保留3位有效数字),内阻(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)a
(2)0.49
(3)
(4)1.44-1.50;1.6
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数;电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】(1)电流表的内阻与电源内阻接近,分压作用明显,为了尽量减少实验误差,小明同学应将导线P端连接到b端;
(2)电压表的量程为3V,最小分度值为0.1V,根据下位估读的原则,可得电压表数为0.49V;
(3)用直线连线各点,远离的点舍去,图像如下图所示:
(4)根据闭合电路欧姆定律有:U=E-Ir,根据图像截距和斜率物理意义有:E=1.44V,。
【分析】(1)根据实验原理和注意事项分析;(2)根据下位估读的方法读数;(3)根据数学方法描点作图;(4)由闭合电路欧姆定律推导U-I的关系式,根据图像的纵轴截距和斜率求出电动势和内阻。
19.(2023高二下·杭州月考)如图1所示,内壁光滑、导热性能良好的气缸(气缸口足够高)竖直放置在水平桌面上,气缸内用活塞封闭一定质量的理想气体。开始时环境温度,活塞与气缸底部的距离,。已知活塞的质量、横截面积,大气压强,不计气缸和活塞的厚度。
图1图2
(1)若环境温度从缓慢上升至,这个过程中缸内气体吸收了4.76J的热量,求:
①稳定时活塞离气缸底部的距离;
②这个过程中气体内能的变化量;
(2)若环境温度保持不变,将气缸缓慢调整成水平放置,如图2所示,求:
①稳定时活塞离气缸底部的距离;
②这个过程中气体内能的变化量。
【答案】(1)解:①根据等压变化:
解得
②,解得
,解得
(2)解:①设初始状态气体压强为,
解得
稳定后气缸内压强
根据等温变化:,
解得
②因为温度不变,所以
【知识点】热力学第一定律及其应用;气体的等温变化及玻意耳定律;气体的等压变化及盖-吕萨克定律;压强及封闭气体压强的计算
【解析】【分析】(1)①气体做等压变化,根据盖吕萨克定律列式求出稳定时活塞离气缸底部的距离;②根据求出过程中气体做功,再由热力学第一定律求解内能的变化量;(2)①对活塞,由共点力平衡求出初、末状态封闭气体
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