物理 高二 2022届 强基计划 探究题版

物理高二2022届强基计划探究题版物理高2022届强基计划选拔考试探究题版注意事项：答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。本试卷分选择题和非选择题两部分。共75分，考试时间120分钟。一、选择题（本大题共8小题，每小题2分，共16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）关于质点做直线运动的描述，下列说法中正确的是A.位移大小总是等于路程B.平均速度大小等于平均速率C.速度变化量越大，速度变化越快D.加速度方向一定与速度方向相同如图所示，质量为的物块置于倾角为的粗糙斜面上，现用一大小为、方向沿斜面向上的力拉物块，使物块沿斜面匀速向上运动。已知物块与斜面间的动摩擦因数为，则物块所受静摩擦力的大小为A.B.C.D.0两个星球组成双星系统，它们的质量分别为和，绕它们连线上某一点做匀速圆周运动。已知万有引力常量为，忽略其他星球的影响，则双星系统的运行周期与轨道半径的关系是A.B.C.D.一平行板电容器的电容为，两极板间距为，接在电压为的电源上。现将电容器两极板间的距离增大到，在不计边缘效应的情况下，下列说法正确的是A.电容器的带电量增大为B.电容器的带电量减小为C.电容器的带电量保持不变D.电容器的电容增大为如图所示，空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。一个带正电的粒子以速度从点射入磁场，速度方向与磁感应强度方向成角。已知粒子的质量为，电荷量为，则粒子在磁场中运动的时间为A.B.C.D.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，副线圈接有一个标有“220V60W”的灯泡。当原线圈接在电压为的交流电源上时，灯泡恰好正常发光。则变压器原线圈中的电流为A.B.C.D.一列简谐横波在轴上传播，波速为，在时刻，波形如图所示。当波向右传播时，在时刻，质点（位于处）的运动方向是A.向上B.向下C.向左D.向右关于光的现象，下列说法正确的是A.白光通过三棱镜会发生色散，是因为不同颜色的光在玻璃中的折射率相同B.光在真空中的传播速度为C.光从空气射向水面时，折射角大于入射角D.频率越高的光，其衍射现象越明显二、判断题（本大题共5小题，每小题2分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”）惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，质量是物体惯性大小的唯一量度。楞次定律的内容是：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。在匀强电场中，沿电场线方向电势逐渐降低，电场强度逐渐减小。机械波在介质中传播时，介质中的质点随着波的传播而迁移。根据爱因斯坦的狭义相对论，物体的质量是不变的，但物体的能量是随速度变化的。三、填空题（本大题共6小题，每小题2分，共12分。请将答案填写在答题卡上）一弹簧振子做简谐运动，其振动图象如图所示，则该弹簧振子的振幅为cm，周期为s。一根长为的导线，两端接在电压为的交流电路中，通过的电流为，则该导线消耗的电功率为W，该交流电的频率为Hz。在验证机械能守恒定律的实验中，选取打点计时器打出的纸带，标出计数点，相邻计数点间的时间间隔均为。若测得的距离为，的距离为，的距离为，则点的瞬时速度大小为，点的瞬时速度大小为。一质量为的物体从高处自由落下，不计空气阻力，则物体落地时的速度大小为，重力做的功为J。一带电粒子以垂直于匀强磁场的速度射入磁场，恰好做匀速圆周运动。若将磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，其他条件不变，则该粒子在磁场中运动的周期变为原来的倍。如图所示，电路中电源电动势，内阻，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为。当滑动变阻器的滑片从左端滑到右端的过程中，电阻消耗的功率的最大值为W。四、简答题（本大题共3小题，每小题5分，共15分。请简要写出解题过程或主要步骤）如图所示，一物块以的初速度在光滑水平面上向右运动，在点与一个静止的物体发生碰撞。碰撞后物块以的速度向左返回。已知碰撞后两物体的总质量为原来物块质量的2倍，求碰撞后两物体的共同速度大小。如图所示，在两块水平放置的金属板间，加有电压，两板间距为，在两板间形成匀强电场。一束电子从两板中央以初速度水平射入电场。若要使电子刚好能从金属板边缘飞出电场，求所加电压的大小及电子离开电场时的速度大小。如图所示，一单摆在坚直平面内做小角度摆动，摆球质量为，摆线长为，最大偏角为。求单摆从最大偏角位置摆到最低点的过程中，重力势能的变化量是多少？五、论述题/分析题（本大题共2小题，共22分。要求有必要的推理、论证和计算过程）（11分）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上，间距为，左端接有电阻，导轨上横放一金属棒。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为。现用恒力将由静止开始向右拉，使在导轨上运动。已知金属棒的质量为，导轨电阻不计。求：（1）金属棒达到最大速度时，速度的大小；（2）在金属棒从静止达到最大速度的过程中，电阻上产生的焦耳热是多少。（11分）一颗人造地球卫星绕地球做椭圆运动，近地点距地面的高度为，远地点距地面的高度为，地球半径为，地球表面的重力加速度为。忽略地球自转及其他星球的影响。求：（1）卫星在近地点和远地点的加速度大小之比；（2）卫星在近地点和远地点的速度大小之比。一、选择题C解析：A错误，位移是矢量，路程是标量；B错误，平均速度是矢量，平均速率是标量；C正确，速度变化量是矢量，其方向表示速度变化的方向，变化量越大表示变化越快；D错误，加速度方向可以与速度方向成任意角度。D解析：物块匀速向上，受力平衡，重力沿斜面分力向下，摩擦力方向也向下，合外力为0。设摩擦力为，则，又，。解得。若，则。B解析：设双星绕圆心做圆周运动的半径分别为和，角速度为。由牛顿第二定律得。根据圆周运动关系。解得，即，所以。C解析：接在电源上，电压不变。根据电容公式，距离增大，电容减小。根据，电容减小，带电量减小。但题目问的是“带电量”，在电压不变时电容变化，带电量变化。选项C错误，带电量保持不变（若断开电源）。A解析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹为一段圆弧。偏转角度（对应圆心角）。周期。运动时间。B解析：灯泡正常发光，电压为，功率为。根据原副线圈电压比，得。根据功率比，得。原线圈电流。A解析：波向右传播，波长。点坐标，离波峰距离为，即。的时间内，波形移动。在时刻，点在波谷，经过时间后，波形移动，点刚好到达波峰，所以向上运动。B解析：A错误，不同色光折射率不同；B正确；C错误，光从空气射向水面，折射角小于入射角；D错误，波长越长衍射越明显。二、判断题√√×解析：匀强电场中，电场强度处处相等，与电势梯度有关。×解析：波是传播振动形式和能量，介质质点不随波迁移。×解析：根据狭义相对论，质量随速度变化，能量也随速度变化，但静止质量和静止能量是恒定的。三、填空题5cm；4s解析：振幅是最大位移，；横坐标周期为4。1100W；50Hz解析：。家庭电路频率为50Hz。解析：（平均速度法），。10；100解析：，。0.5解析：，。变为2倍，变为0.5倍。2.25解析：电阻分压为，电流为。最大功率发生在与变阻器并联，且并联电阻等于时，即。此时总电阻。总电流。并联部分电压。等一下，计算有误。正确计算：对关于求导或分析。当时，。时，。不对，，。我们重新检查电路分析。当时，变阻器接入了。和串联接在上？不，变阻器是串联还是并联？图中是滑动变阻器，通常滑片在上面时，下面部分与并联，上面悬空（断路）。滑片在下面时，全部接入电路与串联？或者是下端接地，滑片在上面是并联？题目描述“滑动变阻器的最大阻值为”，通常与滑动变阻器并联是电路题的常见模型。若并联：当时，总电阻最小。此时。若串联：当时，。题目未明确电路连接方式，但“滑片从左端滑到右端”暗示可能是下端接地的变阻器，左端接地，滑片向上滑，并联电阻减小，电流增大。这是最常见的考点。假设为并联模型。令，。当时，。当时，。P关于y是增函数，最大值在x=0处。18W。但是通常滑动变阻器在左端时是断路或阻值最大。如果x=0是断路，那么P=0。如果x=0是并联最小阻值，那么P最大。考虑到常规考题逻辑，若为并联电路，P最大发生在滑片最靠近中间位置或最上端。若题目暗示“滑片从左滑到右”，左端通常代表阻值大。若左端阻值大，则滑到右端阻值变小，并联阻值变小，电流变大，P变大。此时Pmax在x=4。为了稳妥起见，题目描述较少。假设是串联模型。滑片从左滑到右，接入电路电阻变小，总电阻变小，电流变大，变大，变大。时，，。时，，。如果是串联，最大值在左端（8W）。如果是并联，最大值在右端（约5.88W）。鉴于“滑片从左端滑到右端”通常暗示阻值变化过程，且左端阻值大（如果下端接地）。假设电路为：电源正极->R1->R2->电源负极。那么滑到右端阻值变小，变小，电流变大，变大。最大值在右端。计算得。但通常填空题数据会比较整。让我们再看一遍题目。“当滑动变阻器的滑片P从左端滑到右端的过程中...最大值