2021-2022学年湖南省长沙市博才实验中学高二物理测试题含解析

2021-2022学年湖南省长沙市博才实验中学高二物理测试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）轻质弹簧原长10cm,在它下面挂一个所受重力为4N的物体处于静止时，弹簧长12cm，则错误的是A．该弹簧的劲度系数k＝200N/m B．物体受到的合力大小为4N C．弹簧受到的拉力大小为4N

D．物体受到的弹力大小为4N参考答案：B2.如图所示，两辆质量均为M的小车A和B置于光滑的水平面上，有一质量为m的人静止站在A车上，两车静止．若这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车并与A车相对静止，则此时A车和B车的速度大小之比为（）A． B． C． D．参考答案：C解：：A、B两车以及人组成的系统，动量守恒，规定向右为正方向，有：0=MvB﹣（M+m）vA，解得：．故选：C．3.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是()A．v变小，a变大B．v变小，a变小C．v变大，a变大D．v变大，a变小参考答案：D本题考查简谐振动及波的规律，从波动图像中根据同侧原理可以判断此时P点正向上运动，在简谐运动中正靠近原点，做加速度逐渐减小的加速运动，故D项正确．思路分析：本题考查简谐振动及波的规律，从波动图像中根据同侧原理可以判断P点的振动方向，越靠近平衡位置加速度越小，试题点评：本题考查简谐振动和波的规律，走坡法的判断很重要4.（单选）一静止电子开始经电压为U1的加速电场加速后，又垂直于电场线进入电压为U2的两平行金属板间的偏转电场，射出偏转电场时沿电场线方向偏移量为y，要使y增大，则应：（

）A、U1、U2都增大

B、U1、U2都减小

C、U1减小、U2增大

D、U1增大、U2减小参考答案：C5.（单选）一个小球从9m高处落下，经水平地面反弹后竖直向上运动。在1m高处被某同学接住，则小球在整个过程中的位移大小是A.10m

B.9m

C.8m

D.1m参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.用a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到图示的干涉图样，其中甲图是a光照射时形成的，乙图是b光照射时形成的。则a光光子的能量

b光光子的能量，在水中a光传播的速度

b光传播的速度（填大于或小于）。参考答案：小于；大于7.如图所示，一根长为L的均匀导线。将它围成闭合的正方形线框abcd，并置于一个有界的匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面，磁感应强度为B。使线框以速度v向右作匀速运动，则当线框的cd边还在磁场时，ab边两端的电势差是

；当线框的cd边离开磁场时，ab边两端的电势差是

。参考答案：8.如图所示为氢原子的能级图。用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有

种，其中最短波长为

m（结果保留２位有效数字，已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。参考答案：9.声波从甲介质进入乙介质中，已知入射角为30°，折射角为37°，声波在甲介质中速度为300m/s，声波在乙介质中速度为________m/s。参考答案：36010.如图所示，两个带有等量同种电荷的小球，质量均为m，用长L的丝线挂在同一点，平衡时丝线与竖直方向成角，则每个小球受到的静电力为

，小球的带电量为

。参考答案：

Ks5u11.

（4分）能够改变物体内能的物理过程有两种：

。

参考答案：做功和热传递12.已知阿伏加德罗常数为NA，空气的摩尔质量为M，室温下空气的密度为ρ（均为国际单位）。则1kg空气含分子的数目为

；室温下相邻空气分子间的平均距离为

．参考答案：NA/M；13.某交变电流的电压随时间的变化规律如图所示，则此交变电流的频率为

，如将该电压加在的电容器上，则电容器的耐压值不应小于

。如将该电压加在一阻值为的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避意外，该电路中保险丝的额定电流不能低于

.

参考答案：，，三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来，就图象回答：（1）从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小，试说明理由．（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？（3）如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？参考答案：解：（1）如果分子间距离约为10﹣10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0．当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大．如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间距离的增大而增大．从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大．所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点．（2）由图可知，分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置．因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正确的．（3）因为分子在平衡位置处是分子势能的最低点，最低点的分子势能都为零，显然，选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能将大于等于零．答案如上．【考点】分子势能；分子间的相互作用力．【分析】明确分子力做功与分子势能间的关系，明确分子势能的变化情况，同时明确零势能面的选取是任意的，选取无穷远处为零势能面得出图象如图所示；而如果以r0时分子势能为零，则分子势能一定均大于零．15.用游标为10分度的卡尺测量的某物体的直径，示数如图所示，读数为

参考答案：1.47四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在距离水平地面h＝0.8m的虚线的上方，有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场，正方形线框abcd的边长l＝0.2m，质量m＝0.1kg，电阻R＝0.08Ω。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连线框，另一端连一质量M＝0.2kg的物体A。开始时线框的cd在地面上，各段绳都处于伸直状态，从如图所示的位置由静止释放物体A，一段时间后线框进入磁场运动，已知线框的ab边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。当线框的cd边进入磁场时物体A恰好落地，同时将轻绳剪断，线框继续上升一段时间后开始下落，最后落至地面。整个过程线框没有转动，线框平面始终处于纸面内，g取10m/s2。求：（1）匀强磁场的磁感应强度B？（2）线框从开始运动至运动到最高点，用了多长时间？（3）线框落地时的速度多大？参考答案：(1)设线框到达磁场边界时速度大小为v，由机械能守恒定律可得：Mg(h－l)＝mg(h－l)＋(M＋m)v2①代入数据解得：v＝2m/s②线框的ab边刚进入磁场时，感应电流：I＝③线框恰好做匀速运动，有：Mg＝mg＋IBl④代入数据解得：B＝1T．⑤(2)设线框进入磁场之前运动时间为t1，有：h－l＝vt1⑥代入数据解得：t1＝0.6s⑦线框进入磁场过程做匀速运动，所用时间：t2＝＝0.1s⑧此后轻绳拉力消失，线框做竖直上抛运动，到最高点时所用时间：t3＝＝0.2s⑨线框从开始运动到最高点，所用时间：t＝t1＋t2＋t3＝0.9s．⑩(3)线框从最高点下落至磁场边界时速度大小不变，线框所受安培力大小也不变，即IBl＝(M－m)g＝mg?因此，线框穿出磁场过程还是做匀速运动，离开磁场后做竖直下抛运动．由机械能守恒定律可得：mv＝mv2＋mg(h－l)?代入数据解得线框落地时的速度：vt＝4m/s.?答案：(1)1T(2)0.9s(3)4m/s17.（10分）铜棒质量为0.1kg，静卧于相距8cm的水平轨道上，两者间的动摩擦因数为0.5，现从一轨道载送5A电流至另一轨道，欲使铜棒滑动，两轨道间所加的匀强磁场磁感应强度最小值为多少？参考答案：解析：铜棒受重力、支持力、摩擦力、安培力作用，满足BILcosα-μ（mg-BILsinα）=0即

B=所示

18.（25分）六个相同的电阻（阻值均为）连成一个电阻环，六个接点依次为1、2、3、4、5和6，如图1所示。现有五个完全相同的这样的电阻环，分别称为

、、┅。现将的1、3、5三点分别与的2、4、6三点用导线连接，如图2所示。然后将的1、3、5三点分别与的2、4、6三点用导线连接，┅依此类推。最后将的1、3、5三点分别连接到的2、4、6三点上。1．证明全部接好后，在上的1、3两点间的等效电阻为。2．求全部接好后，在上的1、3两点间的等效电阻。参考答案：解析：解法一：1．（1）电阻图变形．此题连好的线路的平面图如图1所示．现将电阻环改画成三角形，1、3、5三点为顶点，2、4、6三点为三边中点，如图2与图3所示．整个连好的线路相当于把的三个顶点分别接到的三个中点上，图1变为图4．这样第1问归结为求图4中最外层三角环任意两顶点间的等效电阻。

（2）递推公式．为使图形简化，讨论如何将接好的两个电阻环化简成为一个单环。由六个阻值为的电阻构成一个三角环，将其顶点接在另一由六个阻值为的电阻构成的三角环的中点上（如图5所示）。图6是由六个阻值为的电阻构成的三角环。若图5顶点1、3间的电阻与图6顶点l、3间的电阻阻值相等，我们称图6中的为等效单环电阻．

用符号“//”表示电阻的并联，如

由图5中的对称性可知l、3两顶点间的电阻等于图7中1、0间的电阻的2倍，即

（1）同理，图6中1、3两顶点间的电阻为

（2）由（1）、（2）式得等效单环电阻为

（3）2.第一问现在考虑把、、、、按相反的次序，由内向外依次连接的情况．首先将接在外面，求双环的等效单环电阻〔即（3）式中的〕．这时．由（3）式得到为

其次，在双环外面接上，这时．三环的等效单环电阻为

由此可得一般公式，环的等效单环电阻可由求出

（4）于是

由（2）式得出由一个环（）、两个环（）直至五个环（）构成的线路1、3点间的电阻为

答：所求的五个环的1与3间的等效电阻确为．证毕。3.第二问根据五个组成的圆柱形网络的对称性，的l、3两点等价于的2、4两点．等价线路如图8与图9所示．设二图等价，求图9中的即可．

所以答：所求值为。

解法二：第一问图3可看做的接线图，其一半如图10所示，竖直粗线为一短路线．一个环（）构成线路的1与0点间的阻值用表示，根据对称性，。当接入后，由两个环（类似图5）构成线路图的一半如图11所