湖南省雅礼教育集团2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

这是一份湖南省雅礼教育集团2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1．下列说法正确的是（ ）．
A．由于安地力可以做功，故洛伦兹力也可以做功
B．通电导线放入磁场中，安培力越大，说明此处磁感应强度越大
C．洛伦兹力一定不做功
D．回路中只要有导线切割磁感线，则磁通量一定会发生变化
2．如图所示，质量为m的滑块沿倾角为的固定斜面向上滑动，经过时间，速度为零并又开始下滑，经过时间回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为，重力加速度为g．在整个运动过程中，下列说法正确的是（ ）．
A．重力对滑块的总冲量为
B．支持力对滑块的总冲量为
C．合外力的冲量为0
D．摩擦力的总冲量为
3．图（a）为一列放在时的波形图，图（b）为媒质是平衡位置在处的质点P的振动图像，下列说法正确的是（ ）．
（a） （b）
A．波沿x轴正向传播 B．波在媒介中的传播速度为
C．当时，P运动到波谷位置 D．在的时间内，P沿传播方向运动了
4．如图所示是LC振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律．若把流过点P向右的电流方向规定为正方向，则下列说法正确的是（ ）．
A．在时间内，电容器放电，电场能增大
B．若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大
C．若仅增大电容器极板间距，振荡频率减小
D．在时间内，电容器C的上极板带正电
5．水平架设的三根绝像直流输电线缆彼此平行，某时刻电源方向如图所示，电缆线M在最上方，两根电缆线P、Q在下方，且位于同一水平高度处，PQM为等腰三角形，，O点是P，Q连线的中点，电缆线上的M点、P点、Q点在同一竖直平面内，忽略地磁场，下列说法正确的是（ ）．
A．输电线缆M、P相互吸引
B．输电线缆M所受安培力的方向竖直向下
C．输电线缆M在O点处产生的磁场方向竖直向下
D．O点处的磁场方向沿水平方向由Q指向P
6．如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头初始位置在副线圆正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源．定值电阻的阻值为R，滑动变阻器的最大阻值为，滑片初始位置在最右端．理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I．下列说法正确的是（ ）．
A．保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变
B．保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，消耗的功率增大
C．保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大
D．保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，消耗的功率减小
二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．）
7．如图所示，木块B与水平面间的摩擦不计，子弹A沿水平方向射入木块并在极短时间内相对于木块静止下来，然后木块压缩弹簧至弹簧最短．将子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程称为Ⅰ，此后木块压缩弹簧的过程称为Ⅱ，则（ ）．
A．过程Ⅰ中，子弹和木块所组成的系统机械能不守恒，动量守恒
B．过程Ⅰ中，子弹和木块所组成的系统机械使不守恒，动量也不守恒
C．过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量也守恒
D．过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量不守恒
8．如图所示，在等边三棱镜截面ABC内，有一束单色光从空气射向其边界上的E点，已知该单色光入射方向与三棱镜边界AB的夹角，该单色光在三棱镜中的传播光线与底边BC平行．则下列说法中正确的是（ ）．
A．该单色光从空气进入棱镜后频率变小
B．该单色光在介质中的折射率为
C．该单色光在AC边界不会发生全反射
D．若将该单色光换成频率更大的单色光仍然从E点以相同的入射角入射，则从AC面上射出时的出射点将会沿AC向下移
9．如图所示，足够长的光滑三角形绝缘槽固定在水平面上，与水平面的夹角分别为和，加垂直于纸面向里的磁场，分别将质量相等，带等量正、负电荷的小球a、b依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上运动的说法正确的是（ ）．
A．在槽上，a、b两球都做匀加速直线运动，且
B．a、b两球沿槽运动的最大速度为和，则
C．a、b两球沿直槽运动的最大位移为和，则
D．a、b两球沿槽运动的时间为和，则
10．如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场b（未画出），两个用同种导线绕制的单匝闭合正方形线框1和2，其边长分别为、，且满足，两线框的下边缘距磁场上边界的高度均为h，现使两线框由静止开始释放，最后两线框均落到地面上．两线框在空中运动时，线框平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）．
A．若线框1、2刚进入磁场时的加速度大小分别为、，则
B．若线框1、2落地时的速度大小分别为、，则
C．若线框1、2在运动过程中产生的热量分别为、，则
D．若线框1、2在运动过程中通过线框横截面的电荷量分别为、，则
三、实验题（每空2分，共计16分）
11．某探究小组用图甲所示的实验装置测量重力加速度．铁架台上固定看光电门，让直径为d的小球从a处由静止开始自由下落，小球球心正好通过光电门．现测得小球由a下落到b的时间为t，用刻度只调得a、b间的高度为h．现保持光电门b位置不变，将小球释放点a缓慢移动到不同位置，测得多组h、t数值，画出随t变化的图线为直线，如图丙所示，直线的斜率为k，则：
（1）用游标卡尺测量小球直径时，游标卡尺的读数如图乙所示，则小球的直径为__________cm．
（2）由图线可求得当地重力加速度大小为__________．（用题中字母表示）
（3）若某次测得小球由a下落到b的时间间隔为，则可知此次小球经过光电门b时的速度大小为__________．（用题中字母表示）
12．某兴趣小组对研究手机电池产生兴趣，利用手边器材，先从测量电池组的电动势和内阻开始研究．如图1所示的实验原理图，已知电池组的电动势约为，内阻约．现提供的器材如下：
图1 图2
A．电池组
B．电压表（量程）
C．电压表（量程）
D．电阻箱R
E．定值电阻
F．定值电阻
G．开关和导线若干
（1）如图1所示，要尽可能精确测量电源的电动势和内阻，电压表V应选择__________（选填“B”或“C”）；定值电阻应选择__________（选填“E”或“F”）．
（2改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图2所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为、a，定值电阻的阻值用表示，则可得该电池组的电动势为__________，内阻为__________．（用字母表示）
（3）调节电阻箱阻值从零开始逐渐变大的过程中，电阻箱的功率如何变化__________．（选填“变大”“变小”“先变大后变小”“先变小后变大”）
四、解答题（13题10分，14题14分，15题16分，共40分）
13．静止在水平地面上可视为质点的两小物块A、B的质量分别为，．两者之间有一被压缩的轻质微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离，如图所示．某时刻将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，A沿着与墙壁垂直的方向运动，恰好不会与墙壁发生碰撞．A、B与地面之间的动摩擦因数为，取．求：
（1）弹简释放后A获得的速度大小；
（2）弹簧释放后B获得的速度大小；
（3）弹簧释放前储存的弹性势能．
14．如图所示，宽度的平行光滑金属导轨（足够长）固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为．一根质量为的导体棒MN放在导轨上，两导轨之间的导体棒的电阻为，导轨的电阻可忽略不计．现用一垂直于导体棒的水平恒力使导体棒由静止开始运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好，经过后撤去外力（此时导体棒已达到最大速度）．空气阻力可忽略不计．求：
（1）导体棒运动过程最大速度；
（2）从开始运动到过程中导体棒通过的位移x；
（3）整个运动过程中电阻R上产生的焦耳热Q．
15．如图所示，地形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场，、、、为磁场边界线，四条边界线相互平行，区域Ⅰ的磁感应强度大小为B，区域Ⅱ的磁感应强度大小为，矩形区域的长度足够长，磁场宽度及与之间的距离相同．某种带正电的粒子从上的处以大小不同的速度，滑与成角进入磁场（不计粒子所受重力），当粒子的速度小于某一值时，粒子在区域Ⅰ内的运动时间均为；当速度为时，粒子垂直进入无场区域，最终从上的A点射出．求：
（1）粒子的比荷；
（2）磁场区域Ⅰ的宽度L；
（3）出射点A偏离入射点竖直方向的距离y．
雅礼教育集团2024年上期期中考试
高二物理参考答案
一、选择题
1．C
【详解】AC．洛伦兹力始终与速度方向垂直，则一定不做功，故A错误，C正确；
B．通电导线放入磁场中，安培力大小与电流大小、磁场强弱、电流方向与磁场方向夹角都有关，则无法根据安培力大小判断磁场强弱，故B错误；
D．若整个回路完全处于竖直匀强磁场中，水平移动，虽然切割磁感线，磁通量依然不变，故D错误．
2．B
【详解】A．根据冲量的定义知，重力对滑块的总冲量为，A错误；
B．将重力按照垂直斜面和平行于斜面分解，可得支持力，
支持力对滑块的总冲量为，B正确；
C．滑块在滑上又滑下过程中，摩擦力一直做负功，所以在相同高度处上滑的速度大于下滑速度，开始小滑块的动量沿斜面向上，最后小滑块的动量沿斜面向下，因此全过程中，动量变化量不为零，
根据动量定理可知，合外力的冲量不为0，C错误；
D．小滑块向上滑动时摩擦力方向沿斜面向下，小滑块向下滑动时摩擦力方向沿斜面向上，以沿斜面向上为正方向，则摩擦力的总冲量为，D错误．
3．C
【详解】A．图（b）为媒质是平衡位置在处的质点P的振动图像，则在时，振动方向为y轴负方向，则图（a）中，根据质点振动方向和传播方向在图像同一侧可知波沿x轴负向传播，故A错误；
B．图（a）可知，机械波的波长为，图（b）可知振动周期为，
则波速为，故B错误；
C．图（b）可知，在时，P在y轴负方向最大位置，即运动到波谷位置；
D．P只在平衡位置上下振动，不会沿传播方向运动，故C错误．
4．D
【详解】A．在内，回路中的电流顺时针方向增大，则电容器正在放电，则电场能减小，故A错误；
BC．由，可知若仅增大线圈的自感系数，振荡频率减小，由可知，若仅增大电容器的电容器极板间距，则电容减小，振荡频率增大，故BC错误；
D．在内，回路中电流逆时针方向减小，电容器正在充电，则电容器C的上极板带正电，故D正确．
5．D
【详解】A．输电线缆M、P电流方向相反，相互排斥，故A错误；
B．由右手螺旋定则及磁场的叠加可知P、Q两条线缆在M点所产生的合场强水平向右，根据左手定则知M线缆受到的安培力方向竖直向上，故B错误；
C．由右手螺旋定则可知M线缆在O点处产生的磁场方向由O点指向P点，故C错误；
D．由右手螺旋定则及题意可知P、Q线缆在O点处产生的磁场方向等大反向，M线缆在O点处产生的磁场方向由O点指向P点，故合场强的方向由Q点指向P点，故D正确．
6．B
【详解】AB．由题意可知，原、副线圈的匝数比为，根据原、副线圈电流比等于匝数比的反比可知副线圈的电流为，根据欧姆定律可得副线圈的电压有效值为，
则变压器原线圈的电压有效值为，
设输入交流电的电压有效值为，则有，可得，
保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，即逐渐减小，I不断变大，
根据欧姆定律可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，
则两端的电压不断变小，则电压表示数U变小，原线圈的电压电流都变大，
则原线圈的输入功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故A错误，B正确；
CD．设原副线圈的匝数比为n，同理可得，
则，整理可得，
保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，n不断变大，则I变小，对由欧姆定律可知，
可知U不断变小，根据原副线圈的功率相等可知消耗的功率为
，
整理可得，
当时，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后减小，故CD错误．
7．AD
【详解】AB．子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程，子弹和木块组成的系统所受合外力近似为零，系统动量守恒，但要克服摩擦力做功，产生热量，系统机械能不守恒，故A正确，B错误；
CD．过程Ⅱ中，子弹、弹簧和木块所组成的系统受到墙壁的作用力，外力之和不为零，则系统动量不守恒，但系统只有弹簧弹力做功，机械能守恒，故C错误，D正确．
8．BCD
【详解】A．该单色光从空气进入棱镜后频率保持不变，故A错误；
B．单色光在三棱镜中的传播光线与底边BC平行，由几何关系可知，光在三棱镜界面AB处的入射角为，折射角为，
根据折射定律可得该单色光在介质中的折射率为，故B正确；
C．由几何关系可知，光线在AC边界的入射角等于，
根据，入射角小于临界角，则该单色光在AC边界不会发生全反射，故C正确；
D．若将该单色光换成频率更大的单色光仍然从E点以相同的入射角入射，即三棱镜对该单色光的折射率增大，根据折射定律可知该单色光的折射角将减小，由几何关系可知，显然该单色光从AC面上射出时的出射点将会沿AC向下移，故D正确．
9．AC
【详解】A．两小球受到的洛伦兹力都与斜面垂直向上，沿斜面方向的合力为重力的分力，
故在槽上，a、b两球都做匀加速直线运动，加速度为，，
可得，故A正确；
B．当小球受到的洛伦兹力与重力沿垂直斜面向下分力相等时，小球脱离斜面，
则，，
可得，，故，故B错误；
C．根据动力学公式，，
可得a、b两球沿直槽运动的最大位移分别为，，
根据数学关系可得，故C正确；
D．a、b两球沿槽运动的时间分别为，，可得，故D错误．
10．CD
【详解】A．线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流，受到磁场的安培力大小为，
由电阻定律有（为材料的电阻率，L为线圈的边长，S为导线的横截面积），
线圈的质量为（为材料的密度）．
当线圈刚进入磁场时其加速度为，
联立得，与L无关，则，故A错误；
B．线圈1和2进入磁场的过程先同步运动，由于当线圈2刚好全部进入磁场中时，线圈1由于边长较长还没有全部进入磁场，线圈2完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而线圈1仍先做加速度小于g的变加速运动，完全进入磁场后再做加速度为g的匀加速运动，线圈2做加速度为g的匀加速运动的位移较大，所以落地速度关系为，故B错误；
C．由能量守恒可得（H是磁场区域的高度），
因为，，所以可得，故C正确；
D．根据，则知，故D正确．
二、实验题（每空2分，共16分）
11．（1）2.350 （2）（3）
【详解】（1）由20分度的游标卡尺的读数规则可知小球的直径．
（2）小球做自由落体运动，出发点在a点，小球在a点的速度为0，
则小球从a到b的过程有，整理得，
可知为一次函数图像，斜率，解得．
（3）由速度公式可知．
12．（1）C E（2） （3）先变大后变小
【详解】（1）[1]被测电池组的电动势约，故电压表应选择量程为的电压表．
[2]为减小电压表的分流的影响，定值电阻应选择阻值较小的定值电阻．
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得，
整理得，
根据图像的斜率与纵截距可得，，
解得，．
（3）[1]根据电源输出功率与外电阻的关系可知，外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大．将电阻等效为电源内阻（若考虑电压表的内阻，也将电压表的内阻等效为电源内阻），这样电阻箱的功率就是等效电源的输出功率，调节电阻箱阻值从零开始逐渐变大的过程中，因电阻箱阻值可以大于等效电源的内阻，故电阻箱的功率先变大后变小．
[2]电源的效率为，
电阻箱阻值逐渐变大，外电阻逐渐增大，路端电压U逐渐增大，故电源的效率逐渐变大．
三、解答题（13题10分，14题14分，15题16分）
13．（1）（3分） （2）（4分） （3）（3分）
【详解】（1）弹簧释放后A做匀减速直线运动，由动能定理，可得
，（2分）
解得．（1分）
（2）依题意，释放弹簧过程中，系统动量守恒，有，（2分）
解得．（2分）
（3）根据能量守恒可知弹簧释放前储存的弹性势能为．（3分）
14．（1）（4分） （2）（5分） （3）（5分）
【详解】（1）导体棒切割磁感线电动势，（1分）
电流，（1分）
安培力，当速度最大时，（1分）
求得．（1分）
（2）由动量定理得，（2分）
，（2分）
联立得．1分
（3）由能量守恒定律可知，整个过程中产生的总热量等于力F做的功．（2分）
由焦耳热分配定律，整个运动过程中电阻R上产生的焦耳热为，（2分）
解得．（1分）
15．（1）（5分） （2）（5分） （3）（6分）
【详解】（1）当粒子的速度小于某一值时，粒子只在区域Ⅰ内运动，不进入区域Ⅱ，从离开磁场，粒子在磁场Ⅰ中运动的转过的圆心角为，
粒子的运动时间为，
粒子在区域Ⅰ内有，，
得，．
（2）当速度为时，垂直进入无场区域，设粒子的轨迹半为，
根据牛顿第二定律得，
转过的圆心角．
又因为，解得．
（3）设粒子在磁场Ⅱ中运动时，转过的圆心角为，轨迹半径为，
根据牛顿第二定律得．
又因，得，，，
得．
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
C
D
D
B
AD
BCD
AC
CD