高二物理参考答案(附中版)-(这是边文,请据需要手工删加)
湖南师大附中2024-2025学年度高二第一学期期末考试
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)
题号
1
2
3
4
5
6
答案
C
D
B
A
1.C【解析】麦克斯韦建立了经典的电磁理论并预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,A错误;牛顿通过“月—地检验”得出了万有引力定律,卡文迪什通过测量引力常量G,被称为第一个“称”地球质量的人,B错误;安培提出了“分子电流”假说,解释了一些磁现象,C正确;奥斯特发现的电流的磁效应,首次证实了电现象和磁现象是有联系的,D错误;故选C。
2.D【解析】带电小球在磁场中运动过程中洛伦兹力不做功,所以在整个过程中小球的机械能守恒,所以A点和B点处于同一水平面,则A错;显然,B错误;小球在A、B点的速度均为0,向心力均为0,细线的拉力大小都等于重力沿细线方向的分力,所以摆球在A点和B点处线上的拉力大小相等,则C错误;由于洛伦兹力始终沿绳的方向,洛伦兹力不做功,不改变小球的动能,不改变小球的速度,所以单摆的振动周期与没有磁场时一样,则T=2π,所以D正确。
3.C【解析】“天问一号”两次点火时都要做离心运动,所以需要加速,机械能均增大,A错误;“天问一号”运行中在转移轨道上P点的加速度与在火星轨道上P点的加速度均由万有引力来提供,由于在该点探测器受到的万有引力相等,根据牛顿第二定律可知,它们的加速度相等,故B错误;根据开普勒第三定律知,探测器在地球轨道上及霍曼转移轨道上运行时满足=。设“天问一号”探测器质量为m0,又因为探测器在地球轨道上满足G=mr()2,联立两式求得探测器在霍曼转移轨道上运行时的周期T2=,则两次点火之间的时间间隔为Δt==正确;在地球轨道及火星轨道上运行时,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律有G=m0rω2,G=m0Rω′2,因为r <R< span>,所以可判断知ω>ω′,即“天问一号”在地球轨道上的角速度大于在火星轨道上的角速度,D错误。 </R<>
4.B【解析】甲图中带正电的粒子从左侧射入复合场中时,受向下的电场力和向上的洛伦兹力,当两个力平衡时,带电粒子会沿直线射出,当速度v>,即洛伦兹力大于电场力时,粒子将向上极板偏转,故A错误;乙图中等离子体进入A、B极板之间后,受到洛伦兹力作用,由左手定则可知,正离子向B极板偏
转,负离子向A极板偏转,因此A极板带负电,B极板带正电,A极板电势低于B极板,故B正确;丙图中,电子的运动由洛伦兹力提供向心力,则有evB=m,解得r=,当电子的速度一定时,通过励磁线圈的电流越大,线圈产生的磁场越强,电子的运动径迹半径越小,故C错误;丁图中,当粒子运动半径等于D型盒半径时具有最大速度,即vm=,粒子的最大动能为Ekm=mv=,可知粒子的最大动能与加速电压无关,故D错误。故选B。
5.B【解析】当波向x轴正方向传播时,质点M经过的路程为5A,质点M、N经过0.4 s经过的路程为4A,两质点均回到初始位置,再经过0.1 s过程中,因为质点N的平均速度大于质点M的平均速度,所以质点N经过的路程大于M,所以质点N的路程大于M点的路程,A错误;当波向x轴正方向传播时,根据图像可知波长λ=4 m,波速为v1==m/s=10 m/s,B正确;当波向x轴负方向传播,T+nT=0.5 s,0.25 s <T<0.5 s< span>,波的周期为T2=s,则经过0.1 s,M点随波振动时间介于T2和T2之间,即M点未返回平衡位置,位移不为零,C错误;A=2 cm,T2=s,N点的初相位为π,因此其振动方程为y=2sin(7πt+π)cm,D错误;故选B。 </T<0.5>
6.A【解析】设两板间的电压为U,两板间的距离为d,粒子的电荷量为q,微粒从P点以水平速度v0射入金属板间,沿曲线打在N板上的O点,则根据牛顿第二定律可得加速度为a==g-,方向垂直于板向下,断开开关,平行板带电量不变,平行板间的电场强度为E=,结合C==,可得E=。电场强度不变,故加速度不变,M极板稍微上移,不会影响离子的运动,故还打在O点;N极板稍微下移,粒子在竖直方向运动的位移增大,由h=at2可知运动时间增大,沿平行板方向运动的位移x=v0t变大,粒子打在O点的右侧,A正确,B错误;保持开关S闭合,由串并联电压关系可知,R0两端的电压为U=R0,减小R1,U将增大,电容器两端的电压增大,粒子向下运动的加速度减小,由h=at2可知粒子运动时间变长,沿平行板方向运动的位移x=v0t变大,故粒子打在O点右侧,故C错误;保持开关S闭合,增大R2,不会影响电阻R0两端的电压,故粒子打在O点,故D错误。故选A。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20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
8
9
10
AC
BD
AD
7.AC【解析】该现象是光的干涉形成的,而干涉是波的特有现象,则此现象可以说明光是一种波,A正确;根据可见光波长从大到小的顺序:红橙黄绿蓝靛紫,可知蓝光的波长小于黄光,波长变大,条纹间距变宽,B错误;若下方平板玻璃某处出现凸起,则会看到该处条纹向右侧弯曲,C正确;若抽去一张纸片,同一位置沿着斜面的方向,光程差的变化变缓,条纹间距将变宽,D错误。故选AC。
8.BD【解析】子弹打入木块A的瞬间,B的速度为零,子弹与A组成的系统动量守恒,取水平向右为正方向,则有mv0=2mv1,可得A的速度为v1=故A错误;当弹簧被压缩到最短时,A、B的速度相同,此时弹簧的弹性势能最大,子弹、A、B组成的系统动量守恒,则有2mv1=(2m+4m)v2,可得v2=。根据系统机械能守恒有×2mv=×6mv+Ep,可得Ep=mv故B正确;当弹簧恢复原长时,B的速度最大,由动量和能量守恒2mv1=2mv3+4mv4,×2mv=×2mv+×4mv,可得B的最大速度大小为v4=的速度为v3=-,即弹簧恢复原长时,木块A的速度大小为v0,故C错误,D正确。故选BD。
9.AD【解析】对两根导线的整体分析,因两导线通以等大反向的电流,可知受安培力等大反向,则整体受安培力的合力为零,此时整体所受的重力与两根细线ab的拉力等大反向,可知2T=2mg,即每根细线的张力大小均为mg,A正确,仅增大磁感应强度,细绳张力不变,C错误;对下面的杆进行受力分析,根据左手定则可知,安培力在水平方向,在竖直方向2Tsin θ=mg,则T=错误;当安培力方向与c绳拉力方向垂直时,安培力最小,mgcos θ=BIl,解得B=正确。故选AD。
10.AD【解析】当带电小球恰好静止在斜面上时,受到重力、电场力、斜面的支持力的作用,由受力分析可得qE=mgtan 37°,解得匀强电场的场强大小为E=,故A正确;小球在斜面上做匀速直线运动,则vA=v0由受力分析可知,重力和电场力等效合力沿BA方向,大小为F合=mgcos 37°+qEsin 37°=mg,B点为小球在圆轨道的等效最高点,若小球到达等效最高点B点时的临界速度为0,从A到B,由动能定理可得-F合·2r=0-mv,解得v0=,小球能到达B点的条件为v0≥,故B错误;小球不脱离BC轨道,在B点要求m≥F合,解得vB≥,则当小球通过B点的速度小于时,会立刻在B点脱离,而不是
在BC段某点脱离轨道,当小球通过B点的速度大于等于时,由于B点为小球在圆轨道的等效最高点,小球不可能在BC段某点脱离轨道,故C错误;若小球沿着圆轨道从B点到C点,小球在C点的速度为2,根据动能定理F合r=mv-mv,解得此时小球在B点的速度为vB1=>,故小球经过C点的速度大小可能为2,故D正确。故选AD。
三、实验题(本大题共2小题,共16分)
11.(8分,每空2分)
(1)2.06 cm(2)67.4 s(3)AD(4)9.86 m/s2
【解析】(1)游标卡尺的主尺读数为20 mm,游标读数为0.1×6=0.6 mm,则最终读数为20.6 mm=2.06 cm。
(2)秒表的读数为60 s+7.4 s=67.4 s。
(3)根据T=2π解得:g=,误将59次数成了60次 ,导致测量时周期T测小,根据g=可知g值测量值偏大,故A对;在未悬挂单摆之前先测定好摆长 ,导致测量的摆长小于真实的摆长,根据g=可知g值偏小;故B错;将摆线长当成了摆长没有加小球的半径,导致测量的摆长偏小,根据g=可知g值偏小,故C错;将摆线长和球的直径之和当成了摆长,导致测量的摆长变长,根据g=可知g值偏大;故D对;故选AD。
(4)根据T=2π可得:T2= ,则在T2与 l 的关系图线中,斜率代表k= ,根据图像可求出:k==4,则g=9.86 m/s2。
12.(8分,每空2分)
(1)×1k7000
(2)99
【解析】(1)多用表指针偏转角度过小说明指针靠近无穷处,所以要换高挡位,因此需选择×1k;同时注意欧姆调零,多用表的指针结果为7000 Ω。
(2) 设电流表G所在的回路除电源内阻外其余电阻之和为R,由闭合电路欧姆定律解得I总=,由分流原理得I=I总,联立两式整理得=+×
由图像可知=1,=,解得E=9 V,R=6 Ω, 所以欧姆表总内阻为R+r=9 Ω。
四、解答题(13题10分,14题14分,15题16分,共40分)
13.(10分)(1)1.601.67(2)
【解析】(1)红光的折射率小于绿光的折射率,所以半圆形曲面恰好只有单色光射出时红光发生折射,绿光恰好发生全反射,如图所示,
由几何知识可知曲面上光束的入射角满足
sin θ1==,解得θ1=37°1分
n绿==1.672分
折射角为θ2=74°1分
根据折射率的定义式,可得
n红==1.602分
(2)当红光恰好发生全反射时有
sin C==2分
根据几何关系有sin C=
OB=R2分
14.(14分)(1) m(2)×10-7 s(3)4×10-4 T
【解析】(1)离子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,
由Bqv0=m,解得r1=0.1 m2分
由几何关系得离子在磁场中的轨迹半径OA=2r1sin α,解得OA=m2分
(2)粒子在磁场中,运动轨迹如图
由几何关系可知圆心角θ=2α=120°1分
则在磁场中运动时间t1=×=×10-7s2分
离子进入电场后,经过时间t2再次到达x轴上,分析知离子在电场中做类平抛运动,离子沿垂直电场方向做速度为v0的匀速直线运动,位移为l1,则l1=v0t21分
离子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为a,位移为l2,则
Eq=ma,l2=at21分
由几何关系可知tan 60°=
代入数据解得t2=×10-7s1分
则总时间t=t1+t2=×10-7s1分
(3)由Bqv=m知,B越小,r越大,设离子在磁场中最大轨迹半径为R,由图中几何关系得
R==0.025 m1分
由牛顿运动定律得B1qv0=m1分
得B1=4×10-4 T1分
15.(16分)(1)20 N
(2)2 m/s2 m/s
(3)36.5 J
【解析】(1)物块M从A到B,由动能定理得
mgR=mv2分
FN-mg=1分
解得vB=7 m/s,FN=20 N1分
由牛顿第三定律得物块M在B点时对轨道压力FN′=-FN,大小为20 N1分
(2)设物块M与小球①碰前速度为v0,碰后两者速度分别为v1,v1′,对物块M从B到与传送带共速时
v-v2=2·μg·x0
得x0=3.3 m <L1< span>分 </L1<>
故物块M与传递带共速,到C点时物块速度v0=v=4 m/s1分
由动量守恒与能量守恒得mv0=mv1+m0v1′1分
mv=mv+m0v1′21分
解得v1=v0=-2 m/s,v1′=v0=2 m/s2分
(3)小球①以速度v1′与小球②相碰,碰后两者速度交换,依此类推最终第2024
个小球以v1′向右匀速直线运动,物块M与小球①碰后以v1冲上传送带,在传送带上减速位移x1,故物块M再次回到C点时速度大小为v1,之后与小球①再次弹性碰撞
mv1=mv2+m0v2′
mv=mv+m0v2′2
联立解得v2=-v1=1 m/s
依此类推,小物块M每次与小球①碰后速度大小减为碰前的一半,经过n次碰撞后,物块M的速度为
vn=v02分
物块每次以vn冲上传送带再回到C点,与传送带相对路程dn=v1分
此过程摩擦生热Qn=μmgdn
物块M第一次在传送带上运动过程中与传送带相对路程d0=-v=0.9 m
全程摩擦生热Q=μmg=μmg=36.5 J2分
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