河北省邯郸市魏县第五中学2022-2023学年高二上学期1月...

更新时间：2023-09-08 浏览次数：23 类型：期末考试

一、单选题

1. (2023高二上·济南期末) P₁、P₂完全相同的两块平板，置于光滑水平面上，质量均为m。P₂的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距l。质量为2m且可看作质点的物体P置于P₁的最右端，P₁与P一起以速度v₀向右运动，与静止的P₂发生碰撞（碰撞时间极短），碰撞后P₁与P₂粘在一起。P压缩弹簧后被弹回并刚好停在A点（弹簧始终在弹性限度内）。P与P₂之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。则下列说法正确的是（）

A . P₁、P₂刚碰完时的共同速度为 $\text{[math]}$ B . P停在A点的速度为 $\text{[math]}$ C . 此过程中弹簧的最大压缩量 $\text{[math]}$ D . 弹簧的最大弹性势能 $\text{[math]}$

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2. (2022高二下·金华期末) 如图甲所示，轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端连接一轻质薄板。t=0时刻，一质量为m的物块从其正上方某处由静止下落，落至薄板上后和薄板始终粘连，其位置随时间变化的图像（x-t）如图乙所示，其中t=0.2s时物块刚接触薄板。弹簧形变始终在弹性限度内，空气阻力不计，则（）

A . 当物块开始简谐运动后，振动周期为0.4s B . t=0.4s时弹簧的弹力小于2mg C . 从0.2s到0.4s的过程中物块加速度先变小再变大 D . 若增大物块自由下落的高度，则物块与薄板粘连后简谐运动的周期增大

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3. 如图（a）为简谐横波在 $\text{[math]}$ 时刻的波形图，P是平衡位置在 $\text{[math]}$ 处的质点，Q是平衡位置在 $\text{[math]}$ 处的质点，M是平衡位置在 $\text{[math]}$ 处的质点，图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的说法是（　　）

A . 在 $\text{[math]}$ 时，质点P向y轴正方向运动 B . 在 $\text{[math]}$ 时，质点P的加速度方向沿y轴负方向 C . 在 $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ ，质点P通过的路程为 $\text{[math]}$ D . 质点M简谐运动的表达式为 $\text{[math]}$

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4. (2022高二下·浙江期中) 一个矩形玻璃砖与玻璃三棱镜按如图所示放置，棱镜的右侧面A与玻璃砖的左侧面B互相平行。一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光，并进入玻璃砖内，其中单色光a射到C面，单色光b、c射到D面。下列说法正确的是（　　）

A . 单色光a的频率最小，在玻璃中的传播速度最小 B . 单色光c从玻璃射向空气的全反射临界角最大 C . 进入玻璃砖的a光线一定不能从C面射出 D . 进入玻璃砖的b、c光线到达D面时，b光线更容易在D面发生全反射

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5. 如图所示，在实线MN上方有一完整的圆形匀强磁场区（未画出）。其圆心位于M点的正上方，磁场方向垂直纸面向外，一质量为m、带电量为q（q>0）的粒子（不计重力），从M点垂直于MN以速度 $\text{[math]}$ 向上射出，粒子最终经过N点，已知MN之间的距离为d ，粒子经过N点的速度方向与MN夹角 $\text{[math]}$ ，则（　　）

A . 圆形磁场的圆心在M点正上方且距离M点为 $\text{[math]}$ B . 粒子穿过圆形磁场区域转过的圆心角为60° C . 圆形磁场区域的磁感应强度的最小值 $\text{[math]}$ D . 圆形磁场区域的磁感应强度的最小值 $\text{[math]}$

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6. 如图甲所示为某一电磁炮原理示意图，图中有直流电源、电容器，线圈套在中空并内侧光滑的绝缘管上，将直径略小于管内径的金属小球静置于管内。开关S接1使电容器完全充电，开关接2时开始计时，通过线圈的电流随时间的变化规律如图乙所示，金属小球在 $\text{[math]}$ 时间内被加速发射出去（ $\text{[math]}$ 时刻刚好运动到右侧管口）。在 $\text{[math]}$ 时间内，下列说法正确的是（）

A . 小球的加速度一直增大 B . 线圈中产生的磁场方向向左 C . 小球中产生的涡流一直减小 D . 电容器储存的电能全部转化为小球的动能

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7. (2022高二下·海门期末) 如图所示，理想变压器原线圈接在一不计内阻的交流电源上，原线圈上串联一电阻R₁ ，副线圈接一电阻箱，当电阻箱阻值调至R₂时其功率最大，则原线圈与副线圈的匝数之比为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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8. (2022高二下·郑州期末) 氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV~3.11eV，铝的逸出功是4.2eV，则（）

A . 氢原子从 $\text{[math]}$ 能级跃迁到 $\text{[math]}$ 能级时，辐射出的光是可见光，用其照射铝板不能发生光电效应 B . 大量氢原子从高能级向 $\text{[math]}$ 能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应 C . 大量氢原子从高能级向 $\text{[math]}$ 能级跃迁时，发出的光具有荧光效应 D . 大量处于 $\text{[math]}$ 能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光

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二、多选题

9. 如图所示，滑块P、Q静止在粗糙水平面上，一根轻弹簧一端与滑块Q相连，另一端固定在墙上，弹簧处于原长。现使滑块P以初速度v₀向右运动，与滑块Q发生碰撞（碰撞时间极短），碰后两滑块一起向右压缩弹簧至最短，然后在弹簧弹力作用下两滑块向左运动，两滑块分离后，最终都静止在水平面上。已知滑块P、Q的质量分别为2m和m ，两滑块与平面间的动摩擦因数相同，下列说法中正确的是（　　）

A . 两滑块发生碰撞的过程中，其动量守恒，机械能不守恒 B . 两滑块分离时，弹簧一定处于原长 C . 滑块P最终一定停在出发点左侧的某一位置 D . 整个过程中，两滑块克服摩擦力做功的和小于mv₀²

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10. 如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在 $\text{[math]}$ 时刻的波形图， $\text{[math]}$ 处的质点P恰在平衡位置，虚线是这列波在 $\text{[math]}$ 时刻的波形图。已知该波的波速是 $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是（　　）

A . 这列波沿x轴负方向传播 B . 质点P在 $\text{[math]}$ 时刻速度方向沿y轴正方向 C . 质点P在 $\text{[math]}$ 时刻的位移为 $\text{[math]}$ D . 质点P在 $\text{[math]}$ 时间内经过的路程为 $\text{[math]}$ E . 质点P在 $\text{[math]}$ 时刻速度方向与加速度方向相同

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11. 如图，MN和 $\text{[math]}$ 是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L ，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑链接，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻为2R的金属棒从高为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中（）

A . 流过定值电阻的电流方向是：N→Q B . 通过金属棒的电荷量为 $\text{[math]}$ C . 金属棒克服安培力所做的功为 $\text{[math]}$ D . 电阻R产生的焦耳热为 $\text{[math]}$

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12. 如图，距地面h高处水平放置间距为L的两条光滑平行金属导轨，导轨左端接有电动势为E的电源，质量为m的金属杆静置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，空间有竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场。现将开关S闭合，一段时间后金属杆从导轨右端水平飞出，测得其水平射程为d ，下列说法正确的是（　　）

A . 金属杆离开导轨前做匀变速直线运动 B . 金属杆离开导轨前做非匀速直线运动 C . 电源消耗的电能为 $\text{[math]}$ D . 从闭合开关到金属杆要落地时，金属杆受到的冲量为m $\text{[math]}$

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13. 在制作光控电路的实验中，某同学按如图所示电路将组件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中接通电源时，灯泡不发光，原因可能是（）

A . 二极管两极接反 B . $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 位置颠倒 C . $\text{[math]}$ 阻值太小 D . 灯泡断路

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三、解答题

14. 电量均为+Q的两电荷固定在相距为2d的AB两点，O为AB连线中点，AB连线中垂线上有一点M ，到O的距离为A ，已知静电力常量k。
1. （1）求M点的场强。
2. （2）将一质量为m ，带电量为-q的粒子从M点由静止释放，不考虑粒子的重力。
  a.若A远小于d ，可略去 $\text{[math]}$ 项的贡献，试证明粒子的运动为简谐运动；
  b.简谐运动可视为某一匀速圆周运动沿直径方向上的投影运动，请描述与该粒子所做简谐运动相对应的圆运动，并求该粒子做简谐运动的周期及动能的最大值。
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15. 2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶兆富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气池，形成了两个同心的球。如图所示AB是通过球心O的一条直线，有一束宽为8R的单色光沿着水球的水平轴纹射向水球左侧表面，光的中轴线与AB重合，内球面半径为3R ，外球面半径为5R ，边界光线经折射后恰好与内表面相切，已知sin37°=0.6，求：
1. （1）单色光在水中的折射率n；
2. （2）有多宽范围内的光线不能进入水球中的气泡。
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16. 如图，半径为1m的圆形金属导轨固定在水平面上，一长 $\text{[math]}$ ，电阻 $\text{[math]}$ 的金属棒 $\text{[math]}$ 一端与导轨接触良好，另一端固定在圆心处的导电转轴 $\text{[math]}$ 上，该金属棒在电动机A带动下旋转。在圆形金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向下，大小为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场。另有一质量为 $\text{[math]}$ 、电阻为 $\text{[math]}$ 的金属棒 $\text{[math]}$ （长为1m）放在倾角 $\text{[math]}$ 、动摩擦因数为0.5的粗糙金属导轨上，并与导轨垂直且保持良好接触。导轨间距为 $\text{[math]}$ ，中间有大小为 $\text{[math]}$ 的垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨之间还接有阻值 $\text{[math]}$ 的电阻。从圆形金属导轨引出的导线和通过电刷从转轴引出的导线经开关S与导轨连接。 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
1. （1）当开关S闭合时，要使棒 $\text{[math]}$ 静止，则求棒 $\text{[math]}$ 转动的角速度范围。
2. （2）当开关S断开后，棒 $\text{[math]}$ 将由静止开始下滑，经一段时间速度达到稳定，求稳定时的速度大小。
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17. 如图，对于劲度系数为k的轻质弹簧和质量为m小球组成一维振动系统，我们可以写出任意时刻振子的能量方程为 $\text{[math]}$ ， x为任意时刻小球偏离平衡位置的位移，v为瞬时速度。若将 $\text{[math]}$ 代入能量方程便可得振子简谐运动方程 $\text{[math]}$ （①式）。振子简谐运动的周期与振子质量的平方根成正比，与振动系统的振动系数的平方根成反比，而与振幅无关，即 $\text{[math]}$ 。
1. （1）如图，摆长为L、摆球质量为m的单摆在A、B间做小角度的自由摆动。请你类比弹簧振动系统从能量守恒的角度类推出单摆的周期公式（重力加速度取g； $\text{[math]}$ 很小时，有 $\text{[math]}$ ）。
2. （2）如图LC谐振电路，电容大小为C ，电感大小为L。现将开关S由1掷到2位置。
  a.通过对比发现电路中一些状态描述参量与简谐运动中一些状态描述参量的变化规律类似。
  请你类比两者完成下表，并在图中定性画出电容器上的电量随时间变化的q－t图线（设LC回路中顺时针电流方向为正方向）。
  简谐运动（弹簧振子）
  电磁振荡（LC电路）
  振子质量m
  电感L
  任意时刻振子偏离平衡位置的位移x
  瞬时速度 $\text{[math]}$
  振子动能 $\text{[math]}$
  线圈磁场能 $\text{[math]}$
  振子弹性势能 $\text{[math]}$
  b.通过对比还发现电路中能量的变化规律与力学简谐运动的能量变化规律类似。请你类比①式写出电容电量q随时间t变化的方程，并类推出LC谐振电路周期公式。
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试卷信息

小学

初中

高中

河北省邯郸市魏县第五中学2022-2023学年高二上学期1月...

副标题：

*注意事项：

河北省邯郸市魏县第五中学2022-2023学年高二上学期1月...

试题分析

总体分析

题量分析

难度分析

知识点分析

简谐运动（弹簧振子）	电磁振荡（LC电路）
振子质量m	电感L
任意时刻振子偏离平衡位置的位移x
瞬时速度 $\text{[math]}$
振子动能 $\text{[math]}$	线圈磁场能 $\text{[math]}$
振子弹性势能 $\text{[math]}$