福建省南平市实验中学2022-2023学年高二物理摸底试卷含解析

福建省南平市实验中学2022-2023学年高二物理摸底试卷含解析一、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.下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是（

）A．第一宇宙速度又称为逃逸速度

B．第一宇宙速度的数值是11.2km/sC．第一宇宙速度的数值是7.9km/s

D．第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小线速度参考答案：C2.如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且图示的范围内振幅不变，波速和波长都相同。C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是A．A点始终处于波峰位置B．C点和D点都保持静止不动C．图示时刻A、B两点的竖直高度差为20cm

D．图示时刻C点正处于平衡位置且向水面下运动参考答案：C3.（多选）恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流（）A．线圈沿自身所在平面运动B．沿磁场方向运动C．线圈绕任意一直径做匀速转动D．线圈绕任意一直径做变速转动参考答案：CD感应电流的产生条件A、由于磁场是匀强磁场，因此无论线圈沿自身所在的平面做匀速还是匀加速或者其它运动形式，其磁通量均不变化，无感应电流产生，故A错误；B、由于磁场是匀强磁场，因此无论线圈沿磁场方向运动做匀速还是匀加速或者其它运动形式，其磁通量均不变化，无感应电流产生，故B错误；C、D、当线圈绕任意一条直径转动时，无论是匀速转动，还是变速转动，其磁通量发生变化，故有感应电流产生，故CD正确；故选：CD．4.(单选)一金属圆环水平固定放置。现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环（

）A．始终相互吸引B．始终相互排斥C．先相互吸引，后相互排斥D．先相互排斥，后相互吸引参考答案：B5.关于电场线和磁感线,下列说法中正确的是(

)A.电场线是电场中存在的直线

B.磁感线是磁场中存在的曲线C.电场线不封闭,磁感线一定封闭

D.电场线和磁感线都可能是封闭曲线

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.伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速运动规律．伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图线表示整个运动过程，如图所示．图中OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示

．P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示

．参考答案：7.关于物体的重心，下列说法中正确的是A.重心就是物体上最重的一点B.形状不规则的物体没有确定的重心C.重心是物体所受重力的作用点，故重心一定在物体上D.用一根细软线将物体悬挂起来，静止时重心一定在悬线所在直线上参考答案：D【详解】A、重心是物体各部分所受重力的合力的作用点，不是物体上最重的一点，故选项A错误；

B、物体的重心不仅与形状有关，还与物体的质量分布有关，只要物体形状与物体的质量分布确定，物体重心的位置时确定的，故选项B错误；

C、重心不一定在物体上，也可以物体之外，比如均匀的圆环，重心在环外，故选项C错误；

D、用细软线将物体悬挂起来，静止时物体的重力与细线的拉力平衡，作用在同一直线上，所以重心一定在悬线所在直线上，故选项D正确；8.中子n、质子p、氘核D的质量分别为mn、mp、md，现用光子能量为E的射线照射静止的氘核使之分解，核反应方程＋D=p＋n，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则该反应中质量亏损为

，中子的动能是

。参考答案：9.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，保持小车的质量不变，改变小车所受的作用力，测得了下表所示的5组数据，并已在坐标平面上画出部分数据点，如图所示：组别12345F/N01.12.23.34.4a/ms-200.511.52（1）在图中画出第4组数据对应的数据点，然后作出a-F的关系图线；（2）由所作图线可以得到结论：在质量一定的情况下，加速度a与作用力F成______比；（3）当研究加速度与质量的关系时，应保持

不变，改变小车的质量来进行实验．参考答案：（1）见右图（2）正（3）小车受到的作用力

10.碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰变期为8天。?碘131核的衰变方程：I→________（衰变后的元素用X表示）。?经过________天有75%的碘131核发生了衰变。参考答案：11.做简谐运动的单摆，当摆球做加速运动时，是______能不断转化为__________能，在做减速运动时，是__________能不断转化为__________能。参考答案：重力势能，动能，动能，重力势能12.变压器是根据

原理工作的，变压器只能改变

的电压。参考答案：电磁感应

交流13.如图10所示，质量为m的木块放在弹簧上，与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动，当振幅为A时，物体对弹簧的最大压力是物体重力的1.5倍，则物体对弹簧的最小压力是

；如果现在给木块施加一个竖直向下的压力F，撤去F后要使物体在振动中离开弹簧，F至少为

？参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）如图是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊接处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起，我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的。请定性地说明：为什么交变电流的频率越高，焊接处放出的热量越多？参考答案：交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快。根据法拉第电磁感应定律，在待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大(2分)，而放出的热量与电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高，焊接处放出的热餐越多(2分)。15.如图9所示是双缝干涉实验装置，使用波长为6.0×10－7m的橙色光源照射单缝S，在光屏中央P处(到双缝的距离相等)观察到亮条纹，在位于P点上方的P1点出现第一条亮条纹中心(即P1到S1、S2的路程差为一个波长)，现换用波长为4.0×10－7m的紫色光照射单缝时，问：(1)屏上P处将出现什么条纹？(2)屏上P1处将出现什么条纹？参考答案：(1)亮条纹(2)暗条纹四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（20分）目前，大功率半导体激光器的主要结构形式是由许多发光区等距离地排列在一条直线上的长条状，通常称为激光二极管条．但这样的半导体激光器发出的是很多束发散光束，光能分布很不集中，不利于传输和应用．为了解决这个问题，需要根据具体应用的要求，对光束进行必需的变换（或称整形）．如果能把一个半导体激光二极管条发出的光变换成一束很细的平行光束，对半导体激光的传输和应用将是非常有意义的．为此，有人提出了先把多束发散光会聚到一点，再变换为平行光的方案，其基本原理可通过如下所述的简化了的情况来说明．如图，S1、S2、S3是等距离（h）地排列在一直线上的三个点光源，各自向垂直于它们的连线的同一方向发出半顶角为a=arctan的圆锥形光束．请使用三个完全相同的、焦距为f=1.50h、半径为r=0.75h的圆形薄凸透镜，经加工、组装成一个三者在同一平面内的组合透镜，使三束光都能全部投射到这个组合透镜上，且经透镜折射后的光线能全部会聚于z轴（以S2为起点，垂直于三个点光源连线，与光束中心线方向相同的射线）上距离S2为L=12.0h处的P点．（加工时可对透镜进行外形的改变，但不能改变透镜焦距．）1．求出组合透镜中每个透镜光心的位置；2．说明对三个透镜应如何加工和组装，并求出有关数据。参考答案：解析：1．考虑到使3个点光源的3束光分别通过3个透镜都成实像于P点的要求，组合透镜所在的平面应垂直于z轴，三个光心O1、O2、O3的连线平行于3个光源的连线，O2位于z轴上，如图1所示．图中表示组合透镜的平面，、、为三个光束中心光线与该平面的交点．

＝u就是物距．根据透镜成像公式

(1)可解得

因为要保证经透镜折射后的光线都能全部会聚于P点，来自各光源的光线在投射到透镜之前不能交叉，必须有2utana≤h即u≤2h．在上式中取“－”号，代入f和L的值，算得

≈1.757h (2)此解满足上面的条件．

分别作3个点光源与P点的连线．为使3个点光源都能同时成像于P点，3个透镜的光心O1、O2、O3应分别位于这3条连线上（如图1）．由几何关系知，有

(3)即光心O1的位置应在之下与的距离为

(4)同理，O3的位置应在之上与的距离为0.146h处．由(3)式可知组合透镜中相邻薄透镜中心之间距离必须等于0.854h，才能使S1、S2、S3都能成像于P点．2．现在讨论如何把三个透镜L1、L2、L3加工组装成组合透镜．因为三个透镜的半径r=0.75h，将它们的光心分别放置到O1、O2、O3处时，由于＝＝0.854h<2r，透镜必然发生相互重叠，必须对透镜进行加工，各切去一部分，然后再将它们粘起来，才能满足(3)式的要求．由于对称关系，我们只需讨论上半部分的情况．图2画出了L1、L2放在平面内时相互交叠的情况（纸面为平面）．图中C1、C2表示L1、L2的边缘，、为光束中心光线与透镜的交点，W1、W2分别为C1、C2与O1O2的交点．为圆心的圆1和以（与O2重合）为圆心的圆2分别是光源S1和S2投射到L1和L2时产生的光斑的边缘，其半径均为

(5)根据题意，圆1和圆2内的光线必须能全部进入透镜．首先，圆1的K点（见图2）是否落在L1上？由几何关系可知

(6)故从S1发出的光束能全部进入L1．为了保证全部光束能进入透镜组合，对L1和L2进行加工时必须保留圆1和圆2内的透镜部分．下面举出一种对透镜进行加工、组装的方法．在O1和O2之间作垂直于O1O2且分别与圆1和圆2相切的切线和．若沿位于和之间且与它们平行的任意直线对透镜L1和L2进行切割，去掉两透镜的弓形部分，然后把它们沿此线粘合就得到符合所需组合透镜的上半部．同理，对L2的下半部和L3进行切割，然后将L2的下半部和L3粘合起来，就得到符合需要的整个组合透镜．这个组合透镜可以将S1、S2、S3发出的全部光线都会聚到P点．现在计算和的位置以及对各个透镜切去部分的大小应符合的条件．设透镜L1被切去部分沿O1O2方向的长度为x1，透镜L2被切去部分沿O1O2方向的长度为x2，如图2所示，则对任意一条切割线，x1、x2之和为

（7）由于必须在和之间，从图2可看出，沿切割时，x1达最大值(x1M)，x2达最小值(x2m)，代入r，r和的值，得

(8)代入(7)式，得

(9)由图2可看出，沿切割时，x2达最大值(x2M)，x1达最小值(x1m)，代入r和r的值，得

(10)

（11）由对称性，对L3的加工与对L1相同，对L2下半部的加工与对上半部的加工相同．评分标准：本题20分．第1问10分，其中（2）式5分，（3）式5分，第2问10分，其中(5)式3分，(6)式3分，(7)式2分，(8)式、(9)式共1分，(10)式、(11)式共1分．如果学生解答中没有(7)—(11)式，但说了“将图2中三个圆锥光束照射到透镜部分全部保留，透镜其它部分可根据需要磨去（或切割掉）”给3分，再说明将加工后的透镜组装成透镜组合时必须保证O1O2=O1O2=0.854h，再给1分，即给(7)—(11)式的全分（4分）．17.（14分）有一质量为m，带电量为q的粒子在电场中自由释放，被加速电压U加速后进入另一个电场强度为E的匀强偏转电场，方向与电场强度方向垂直.已知偏转电极长L，求电子离开偏转电场时的速度的大小和方向。参考答案：解：电子从加速电场出来时的速度可由动能定理求得,进入偏转电场后vX未变，在偏转场强方向上

电子离开偏转电场时的速度

电子离开偏转