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高二物理试题
注意事项：
1.答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题(每小题4分，共28分)
1.大量处于n=3能级的氢原子，向低能级跃迁时辐射光子的最短波长为λ。已知氢原子的能级公式为 (E 未知)，普朗克常量为h，光速为c，则氢原子的基态能量( )
A. B. C. D.
2.一质点做匀加速直线运动时，速度变化Δv时发生位移x ，紧接着速度变化同样的Δv时发生位移x ，则该质点的加速度为( )
A. B. C. D.
3.如图，物体P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在物体上，另一端与置于物体上表面的滑块Q相连，如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则物体P的受力个数为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
4.如图所示为桥式整流电路简图，变压器、二极管均为理想器材，变压器原线圈输入电压为 的交流电，原副线圈匝数比为10∶1，副线圈两端电压为u ，负载为 R，下列说法正确的是( )
A. u 的有效值为11 V B. R 上电流的方向由A到B
C. R 上电流的变化周期为0.02s D.若增加R的阻值，则原线圈的输入功率增大
5.如图所示，边长为L的固定正三角形金属线框由粗细均匀的同种金属棒构成，O为正三角形的中心，以O为圆心，以 L为半径的圆形区域内有垂直线框平面的匀强磁场，圆与线框在同一平面内，匀强磁场的磁感应强度大小为B，将C、D两端接入电路，从C端流入的电流大小为I，则线框受到的安培力大小为( )
A. B. C. D.
6.目前在太空中为我们提供服务的北斗三号系统是由30颗卫星组成的。如图(a)，以地球球心为坐标原点，以某一颗北斗卫星所在轨道平面建立xOy平面直角坐标系，将卫星绕地球运动视为逆时针的匀速圆周运动，其运动轨迹与x轴正半轴交点为K。现从K点开始计时，将卫星所受地球的万有引力F沿x轴、y轴两个方向进行正交分解，得到两个分力F ，Fy，其中 Fy随卫星运动时间t变化图像如图(b)所示，已知卫星质量为m，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转，则 )
A. 当 时， B.该卫星距地面高度是地球半径的4倍
C.该卫星的轨道半径为 D.地球的质量为
7.如图(a)所示轻质弹簧下端固定在水池底部，上端固定一个小灯泡，其大小可忽略，点光源在水面上的投影位置为0'点，点光源静止不动时在O点，距离水面深度为(OO'=h=1.5m,，现让点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图(b)所示振幅为A，周期为2s，光源向左照射的最远位置记为P，当点光源距离水面最近时P在a点，点光源距离水面最远时P在e点。已知图(a)中 ac=ce，bc=cd，水的折射率为 ，则下列错误的是( )
A. P在C 点时，光斑的移动速度最大 B. P 从b 到d 经过的时间可能为1s
C.光斑振幅 D.点光源在O 点时，有光射出水面的面积为
二、多选题(每小题6分，选对部分得3分，共18分)
8.图甲表示一根没有发生形变的弹簧，上面用数字标出一些质点的平衡位置；图乙表示弹簧中产生纵波时，某一时刻各个质点相对于各自的位移；把该时刻各质点的位移画到纵轴的方向上，纵坐标为正表示位移向右，为负表示位移向左，得到了图丙所示的图像。已知1为波源，类比横波相关知识，可知( )
A.此时质点2速度向左 B.此时质点3回复力为零
C.质点2比质点5先回到平衡位置 D.质点4和质点8的振动速度总是等大反向
9.如图所示，球心为O、半径为R的球面下方有一处于水平面的圆周，该圆周与球面直径PM 垂直，圆心为0'。在该圆周上等分的三点位置A、B、C以及球面的最高处P 点均固定一个电荷量为+q的点电荷。已知A、P两点连线与球直径PM 的夹角α=30°，静电力常量为k。下列说法正确的是( )
A. M点场强大小为
B. O点和M 点电势相等
C.一带正电的点电荷，沿着球面直径PM 由P 到O'，其电势能一直增加
D.若在O 点放置一个电荷量为-q的点电荷，则该负点电荷受到的库仑力大小为
10.如图,质量 的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数k=20N/m的轻弹簧，处于自然状态。质量 的小物块以水平向右的速度 滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数μ=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能 Ep与形变量x的关系为 则下列说法正确的是( )
A.木板刚接触弹簧时速度为1m/s
B.木板运动前右端距弹簧左端的距离0.125m
C.木板与弹簧接触后弹簧的最大压缩量为0.5m
D.木板与弹簧接触到弹簧再次恢复原长的过程中系统机械能守恒
三、实验题(15分)
11.(6分)如图所示，小车通过细绳与钩码相连，遮光片固定在小车的最右端，光电门传感器固定在长木板上，李明研究组利用图中装置完成了“验证牛顿第二定律”的实验，张红研究组将长木板放平，并把小车换成木块，完成了“测定长木板与木块间动摩擦因数”的实验。
(1)关于李明研究组的实验，下列说法正确的是 。
A.需要平衡摩擦力，要求钩码的质量远小于小车质量
B.不需要平衡摩擦力，要求钩码的质量远小于小车质量
C.需要平衡摩擦力，不要求钩码的质量远小于小车质量
(2)在实验操作完全正确的情况下，李明研究组将小车从某一位置由静止释放，测出遮光片的宽度d和它通过光电门的挡光时间Δt，小车静止时的位置到光电门的位移s，小车的质量M ，弹簧测力计的示数F，则F与 应满足的关系式为F = 。(可用M 、d、s、Δt等字母表示)
(3)张红研究组测出开始木块静止时遮光片距光电门的位移为s，由遮光片宽度d和挡光时间Δt求出滑块的速度大小v，并算出v ，然后作出 的图像如图所示，根据图像可求得动摩擦因数μ= 。(可用a、b、g、s等字母表示)
12.(9分)某实验小组测量电池组的电动势E和内阻r (E约为3V，r约为1Ω)。除电池组、滑动变阻器R (最大阻值20Ω)、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：
A. 电压表 V ,(量程0-3 V, 内阻约3kΩ)
B. 电压表 V ,(量程0-15V, 内阻约15kΩ)
C. 电流表A ,(量程0-0.6A, 内阻约1Ω)
D. 电流表A ,(量程0-3A, 内阻约0.2Ω)
E. 定值电阻R (阻值10Ω)
F. 定值电阻R (阻值5Ω)
(1)要求测量结果尽量准确，在实验中，电压表应选用 (填器材前的字母)，电流表应选用 (填器材前的字母)，定值电阻应选用 (填器材前的字母)。
(2)在虚线框内画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中给出的符号 。
(3)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表示数I，以U 为纵坐标，I为横坐标，做出U-I图线(U、I都用国际单位)，求出U-I图线斜率的绝对值k 和横轴上的截距a，则电池组的电动势E = , r= (用k、a、R 、R 表示)。
四、解答题(39分)
13.(10分)如图所示，质量为M 的柱形汽缸内用质量为m的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞横截面积为S，可沿汽缸无摩擦滑动但不漏气。系统静止时活塞底面到汽缸底部的距离为h，现用竖直向上的力F作用在活塞上，缓慢增大力F，直到汽缸刚要离开地面。汽缸导热良好，周围环境温度不变，重力加速度为g，大气压强恒为p ，汽缸壁厚度不计。求：
(1)此时活塞底面距离汽缸底部的高度；
(2)若汽缸刚要离开地面时撤去外力F，足够长时间后活塞重新处于静止状态，撤去F 后到最终活塞静止的过程中，气体放出的热量。
14.(12分)如图所示，一抛物线的方程为 在抛物线的上方有竖直向下的匀强电场。抛物线上每个位置可连续发射质量为m、电荷量为q的粒子，粒子均以大小为v 的初速度水平向右射入电场，所有粒子均能到达原点O。第四象限内(含x边界)存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小 的匀强磁场，MN 为平行于x轴且足够大的荧光屏，荧光屏可以上下移动，不计粒子重力及粒子间的相互作用，粒子打到荧光屏上即被吸收。
(1)求电场强度的大小E；
(2)求从抛物线上横坐标x=-l的A点发射的粒子射出磁场时的坐标；
(3)若将荧光屏缓慢上下移动，求从A 点和O 点发射的粒子打在荧光屏上的发光点的最大距离L。
15.(17分)如图所示，绝缘部分P、Q将左右两侧的光滑导轨平滑连接起来，在导轨的左侧接有电动势为
E、内阻为r的电源和电容为(的电容器，质量为m、电阻为R 的金属棒 ab与导轨垂直的放在导轨左端靠近电源的位置，金属棒 ab在外力作用下保持静止，质量为2m、电阻为0.5R的金属棒 cd与导轨垂直的静止在PQ右侧适当位置，整个装置处于垂直纸面的匀强磁场中(图中未画出)。现在释放金属棒 ab，金属棒 ab在运动PQ之前已经达到最大速度，它滑过PQ后刚好未与金属棒 cd碰撞。已 磁场的磁感应强度为B，导轨间的距离为L，金属棒 cd右侧的导轨足够长，不计导轨电阻。 L、m、C为已知量)
(1)判断磁场的方向，并求被释放瞬间金属棒 ab的加速度；
(2)当金属棒 ab的速度为最大速度的一半时，求金属棒 ab的热功率和此过程中电容器极板所带电荷量的变化量(忽略电容器极板电荷量变化对电流的影响)；
(3)金属 cd棒距离PQ的距离以及整个过程中 cd棒产生的焦耳热。
高二物理参考答案
1. A 2. D 3. C 4. B 5. B 6. C 7. D 8. BD 9. AD 10. AB11. (1) C
12. (1) A
(5分); (5分)
【详解】(1)气体发生等温变化
据题意可得
末状态，对汽缸
解得
(2)气体温度不变，可得Q=W,
对活塞，据动能定理可得
解得
(3分),(2)(0,- l)(5分),( (4分)
【详解】(1)粒子在电场中做类平抛运动。
水平方向有 竖直方向有
其中 解得
(2)如图所示，
在电场中，水平方向有 竖直方向有 则
设粒子进入磁场时速度v与竖直方向的夹角为θ，
则 即θ=45°，由牛顿第二定律得
由几何关系知d =2R sinθ, 解得( 射出磁场时的位置坐标为
(3)从O 点发射进入磁场的粒子，运动半径为 解得
由几何知识可知，从A点和O点发射的粒子从同一点射出磁场，所以打在荧光屏上的发光点的最大距离为 解得
15. (1) 垂直纸面向里 (1分), (3分) (3分), (3分)
(4分), (3分)
【详解】(1)由题意可知金属棒 ab中的电流方向为由a到b，所受安培力方向为水平向右，由左手定则可知磁场方向为垂直纸面向里。金属棒 ab释放的瞬间，由闭合电路欧姆定律可知此时通过金属棒 ab的电流 它受到的安培力
由牛顿第二定律可知此时金属棒 ab的加速度
(2)当金属棒 ab中的电流为0时它的速度达到最大，
由法拉第电磁感应定律有
当金属棒 ab的速度为最大速度一半时
由闭合电路欧姆定律可知此时通过金属棒 ab的电流
此时它的热功率 金属棒 ab刚释放时电容器两端的电压
当金属棒 ab的速度为最大速度一半时电容器两端的电压
所以此过程中电容器极板所带电荷量的变化量
(3)由题意可知最终两个金属棒速度相同，且即将相互接触，金属棒 ab 滑过PQ后与金属 cd组成的系统动量守恒，有 此过程中对金属棒 cd分析由动量定理有
而
解得金属 cd棒距离PQ的距离
系统损失的机械能
由电阻串联关系可知金属棒 cd上产生的焦耳热

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