【期中真题】湖南省长沙市四校2022-2023学年高二上学期期中联考物理试题.zip

长沙市四校联考2022-2023学年度第一学期期中考试

高二物理

一、单项选择题（共8题，每题3分，共24分）

1. 即将建成的孝文化公园摩天轮是新田水上乐园的标志性建筑之一，预计开放后会深受游客喜爱。摩天轮悬挂透明座舱，某游客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（　　）

A. 摩天轮转动一周的过程中，游客重力的冲量为零

B. 摩天轮转动过程中，游客的机械能保持不变

C. 在最高点，游客处于失重状态

D. 摩天轮转动过程中，游客重力的瞬时功率保持不变

2. 图甲为一列简谐横波在时的波形图，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点；图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A. 这列简谐波沿x轴负方向传播

B. 从到，波传播的距离为50cm

C. 从到，质点P通过路程为30cm

D. 在时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同

3. 两粗细相同的同种金属电阻丝、的电流I和电压U的关系图像如图所示，可知（　　）

A. 两电阻的大小之比为 B. 两电阻的大小之比为

C. 两电阻丝的长度之比为 D. 两电阻丝的长度之比为

4. 某科学考察队在地球的两极地区进行科学观测时，发现带电的太空微粒平行于地面进入两极区域上空，受空气和地磁场的影响分别留下的一段弯曲的轨迹，若垂直地面向下看，粒子在地磁场中的轨迹如图甲、乙所示，则（    ）

A. 图甲表示在地球的南极处，图乙表示在地球的北极处

B. 图甲飞入磁场的粒子带正电，图乙飞入磁场的粒子带负电

C. 甲、乙两图中，带电粒子受到的洛伦兹力都是越来越大

D. 甲、乙两图中，带电粒子动能都是越来越小，但洛伦兹力做正功

5. 如图所示，在光滑水平面上，质量为M＝2 kg的带有光滑半圆形槽（半径足够大）的滑块a，在槽底部有一质量为m＝1 kg的小球，滑块a和小球一起以速度v0＝10 m/s向右滑动。另一质量也为M＝2 kg的滑块b静止于滑块a的右侧。两滑块相撞（碰撞时间极短）后，粘在一起向右运动，g取10 m/s2，则下列说法正确的是（　　）

A. 碰撞过程中，小球、滑块a、滑块b组成的系统水平动量不守恒

B. 两滑块碰撞过程中损失的机械能为75 J

C. 碰撞过程中，滑块b受到的冲量大小为12 N·s

D. 小球能够上升的最大高度是1 m

6. 两电荷量分别为和的点电荷固定在轴上的、两点，两电荷连线上各点电势随变化的关系如图所示，其中为段上电势最低的点，则下列说法正确的是（　　）

A. 、为等量异种电荷

B. 、两点间场强方向沿轴负方向

C. 、两点间的电场强度大小先减小后增大

D. 将一正点电荷从点移到点，电势能先增大后减小

7. 一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容，E表示两板间的场强，φ表示P点的电势，W表示试探电荷在P点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l0，则各物理量与负极板移动距离x的关系图像正确的是图中的（  ）

A.  B.  C.  D.

8. 一个电子仅在电场力的作用下以为初速度做直线运动，其v-t图像如图所示，由此可知（　　）

A. 此电场可能为匀强电场

B. 电子的运动轨迹可能与某一等势面相切

C. 时电子所在位置的等势面比时所在位置的等差等势面密集

D. 时电子所在位置的电势比时所在位置的电势高

二、多选题（共6题，每题4分，共24分）

9. 如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力将小球向下压至某位置静止。现撤去，小球沿竖直方向运动，在小球由释放到刚离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为和，小球离开弹簧时的速度为，不计空气阻力，则上述过程中下列说法正确的是（　　）

A. 小球的重力势能增加

B. 小球的电势能增加

C. 小球与弹簧组成的系统的机械能增加

D. 撤去F前弹簧的弹性势能为

10. 如图所示，间距为的两平行固定金属导轨上端接有电动势为、内阻为的直流电源，导轨与水平面的夹角为，空间存在方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。现把一个质量为的导体棒放在金属导轨上，导体棒恰好能静止在导轨上（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。导体棒的有效电阻为，其余电阻不计，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　）

A. 通过导体棒的电流为

B. 导体棒受到的安培力大小为

C. 导体棒受到摩擦力大小为

D. 导体棒与导轨间的动摩擦因数等于0.4

11. 某电场在直角坐标系中的电场线分布情况如图所示，O、M、N为电场中的三个点，则由图可得（　　）

A. M点的场强小于N点的场强

B. M点电势低于N点的电势

C. 将一负电荷由O点移到M点电势能增加

D. 将一正电荷从O点分别移到M点和N点，电场力做功相同

12. 如图所示，两根间距为l的光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ，上端连接阻值为R的电阻，空间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。 质量为m、电阻为r的导体棒ab与一劲度系数为k的轻质弹簧相连，导体棒放在导轨上处于静止状态。 现给导体棒平行导轨平面向上、大小为的初速度，当导体棒的速度第一次为0时，弹簧恰好处于自由伸长状态。 导体棒运动过程中始终与导轨垂直并保持良好接触。 不计导轨电阻，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　）

A. 在整个运动的过程中，电阻上产生的热量小于

B. 导体棒刚获得初速度时的加速度大小为

C. 导体棒从初速度开始到速度第一次为0时，发生的位移大小为

D. 导体棒从初速度开始到速度第一次为0时，损失的机械能为

13. 如图所示是导轨式电磁炮的原理结构示意图，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放炮弹炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。内阻为r的可控电源提供的强大电流从根导轨流入，经过炮弹，再从另一导轨流回电源。炮弹被导轨中电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为磁感应强度为B的匀强磁场。已知两导轨内侧间距为L，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R，若炮弹滑行s后获得的发射速度为v。不计空气阻力，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势，导轨电阻不计，下列说法正确的是（　　）

A. 匀强磁场方向为竖直向上

B. 电磁炮受到的安培力大小为

C. 可控电源此时的电动势是

D. 这一过程中系统消耗的总能量是

14. 如图质量为、电荷量为的带正电粒子（忽略粒子重力），以速度沿方向垂直射入相互正交的竖直向下的匀强电场和水平向里匀强磁场，经过该区域中的P点的速率为，此时侧移量为，若，下列说法中正确的是（　　）

A. 带电粒子在P点的速率

B. 带电粒子的加速度大小恒为

C. 若，粒子从射入该区域到P点所用时间至少

D. 粒子在运动过程中洛伦兹力始终大于电场力

三、实验题（共2题，共16分）

15. 现测定长金属丝的电阻率。

（1）某次用螺旋测微器测量金属丝直径结果如图所示，其读数是________ mm。

（2）利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100 Ω，画出实验电路图，并标明器材代号______。

电源E（电动势10 V，内阻约为10 Ω）

电流表A1（量程0~250 mA，内阻R1＝5 Ω）

电流表A2（量程0~300 mA，内阻约为5 Ω）

滑动变阻器R（最大阻值10 Ω，额定电流2 A）

开关S及导线若干

（3）某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx＝________。从设计原理看，其测量值与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

16. 南山中学某物理课外活动小组准备测量南山公园处的重力加速度，其中一小组同学将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下半部分露于筒外），如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁.本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离，并通过改变而测出对应的摆动周期，再以为纵轴、为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像得出小筒的深度和当地的重力加速度。

（1）实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图所示，该摆球的直径___________ mm。

（2）测量单摆的周期时，某同学在摆球某次通过最低点时按下停表开始计时，同时数0，当摆球第二次通过最低点时数1，依此法往下数，当他数到60时，按下停表停止计时，读出这段时间，则该单摆的周期为___________。

A.    B.    C.    D.

（3）如果实验中所得到的关系图线如图乙中的_____所示（选填，，），当地的重力加速度_________（取，结果取小数点后两位）

四、计算题（共3题，17题10分，18题12分，19题14分，共36分）

17. 粒子发射器从P点释放大量初速度为零、质量为、电荷量为（）的相同粒子，经PS间加速电压加速后在纸面内从S点垂直于SA射入匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示、AC为四分之一圆弧光屏，圆心为O，圆的半径为，SA与直径AD共线，。不计粒子重力和粒子之间的相互作用。

（1）若粒子打在A点，PS间的加速电压多大；

（2）改变PS间加速电压，使打在AC弧间的粒子在磁场中运动的时间最短，求粒子在磁场中运动的最短时间及对应的加速电压。

18. 如图所示，水平地面上方存在水平向左的匀强电场，一质量为m的带电小球(大小可忽略)用轻质绝缘细线悬挂于O点，小球带电荷量为＋q，静止时距地面的高度为h，细线与竖直方向的夹角为α＝37°，重力加速度为g.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 求：

(1)匀强电场的场强大小E；

(2)现将细线剪断，小球落地过程中小球水平位移的大小；

(3)现将细线剪断，带电小球落地前瞬间的动能．

19. 如图，顺时针匀速转动的水平传送带两端分别与光滑水平面平滑对接，左侧水平面上有一根被小物块挤压的轻弹簧，弹簧左端固定；传送带右侧水平面上有n个相同的小球位于同一直线上。现释放物块，物块离开弹簧后滑上传送带。已知传送带左右两端间距L=1.1m，传送带速度大小恒为4m/s，物块质量m=0.1kg，小球质量均为m0=0.2kg，物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，弹簧初始弹性势能Ep=1.8J，物块与小球、相邻小球之间发生的都是弹性正碰，取g=10m/s2。求：

(1)物块第一次与小球碰前瞬间的速度大小；

(2)物块第一次与小球碰后在传送带上向左滑行的最大距离s；

(3)n个小球最终获得总动能Ek。