湖南省长沙市雅礼教育集团2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷（原卷版）

这是一份湖南省长沙市雅礼教育集团2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷（原卷版），共7页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
时量：75分钟分值：100分
第Ⅰ卷 选择题（共44分）
一、选择题（本题共10小题，单选每题4分，多选每题5分，共44分。其中第1-6题为单选题，只有一个选项符合题目要求。第7-10题为多选题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错得0分）
1. 如图是我们的校园一卡通，在校园内将一卡通靠近读卡器，读卡器向外发射某一特定频率的电磁波，一卡通内线圈产生感应电流，驱动卡内芯片进行数据处理和传输，读卡器感应电路中就会产生电流，从而识别卡内信息.与图中具有同一原理最近的是（ ）
A. B. C. D.
2. 在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直．一带电粒子(重力不计)从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子( )
A. 一定带正电
B. 速度v=
C. 若速度v＞，粒子一定不能从板间射出
D. 若此粒子从右端沿虚线方向进入，仍做直线运动
3. 如图所示，粗细均匀正六边形线框abcdef由相同材质的导体棒连接而成，顶点a、b用导线与直流电源相连接，正六边形abcdef处在垂直于框面的匀强磁场中，若ab直棒受到的安培力大小为6N，则整个六边形线框受到的安培力大小为（ ）
A. 7NB. 7.2NC. 9ND. 30N
4. 如图甲，把小球安装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球和弹簧穿在光滑的水平杆上。小球做简谐振动时，沿垂直于振动方向以速度v匀速拉动纸带，纸带上可留下痕迹，a、b是纸带上的两点，如图乙所示，不计一切阻力。下列说法正确的是（ ）
A. t时间内小球运动路程为vt
B. 小球运动过程中的机械能守恒
C. 小球通过a点时的速度大于通过b点时的速度
D. 小球通过a点时加速度大于通过b点时的加速度
5. 如图所示，空间内存在四分之一圆形磁场区域，半径为，磁感应强度为，磁场方向垂直纸面向外，比荷为的电子从圆心沿方向射入磁场。要使电子能从弧之间射出，弧对应的圆心角为，则电子的入射速度可能为（ ）（不计电子的重力）
A. B. C. D.
6. 一束只含两种频率的光，照射到底面有涂层的平行均匀玻璃砖上表面后，经下表面反射从玻璃砖上表面射出后，光线分为a、b两束，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 增大从空气到玻璃的入射角（90°之内），a、b光可能在玻璃内上表面发生全反射
B. 用同一装置进行单色光双缝干涉实验，a光的相邻亮条纹间距大于b光的相邻亮条纹间距
C. a光的频率小于b光的频率
D. 当从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
7. 如图，小明做自感现象实验时，连接电路如图所示，其中L是自感系数较大、直流电阻不计的线圈，L1、L2是规格相同的灯泡，D是理想二极管。则（ ）
A. 闭合开关S，L1都逐渐变亮，L2一直不亮
B. 闭合开关S，L2逐渐变亮，然后亮度不变
C. 断开开关S，L1逐渐变暗至熄灭，L2变亮后再与L1同时熄灭
D. 断开开关S，L1逐渐变暗至熄灭，L2一直不亮
8. （多选）某电磁弹射装置的简化模型如图所示，线圈固定在水平放置的光滑绝缘杆上，将金属环放在线圈左侧。闭合开关时金属环被弹射出去，若（ ）
A. 从右向左看，金属环中感应电流沿逆时针方向
B. 将电源正负极调换，闭合开关时金属环将向右运动
C. 将金属环放置在线圈右侧，闭合开关时金属环将向右运动
D 金属环不闭合，则闭合开关时不会产生感应电动势
9. 如图所示，两根等高光滑的圆弧导轨，导轨电阻不计。在导轨顶端右侧连有一阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。现有一根长度稍长于导轨间距的金属棒从导轨最低位置cd开始，在外力作用下以初速度沿轨道做匀速圆周运动，由cd运动至最高位置ab，则该过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 通过R的电流方向由里向外B. 通过R的电流大小在变小
C. 金属棒所受安培力一直减小D. 外力做的功等于整个回路产生的焦耳热
10. 如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场，一质量为，且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板的左端无初速放置一质量为，电荷量的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左，大小为的恒力，取。则（ ）
A. 若，木板和滑块一起做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动
B. 若，滑块先匀加速到，再做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动
C. 若，木板和滑块一直以做匀加速运动
D. 若，木板先以做匀加速运动，再做加速度增大的加速运动，最后做匀加速运动
第Ⅱ卷 非选择题（共56分）
二、实验题（共14分，每空均2分）
11. 如图所示，某同学利用气垫导轨和光电门“验证动量守恒定律”。将气垫导轨放置在水平桌面上，导轨的左端有缓冲装置，右端固定有弹簧。将滑块b静止放于两光电门之一间，用弹簧将滑块a弹出。滑块a被弹出后与b发生碰撞，b与缓冲装置相碰后立即停下，测得滑块a、b质量分别为ma、mb，两个滑块上安装的挡光片的宽度均为d。
(1)实验中记录下滑块b经过光电门时挡光片的挡光时间为t0，滑块a第一次、第二次经过光电门A时，挡光片的挡光时间分别为t1、t2，则通过表达式___________可以验证动量守恒定律。物块a、b的质量大小关系为ma___________mb（填“>”“＜”或“=”）；
(2)将滑块b上的挡光片取下，在两滑块a端面粘上轻质尼龙拉扣，使两滑块碰撞能粘在一起运动，记录下滑块a上挡光片经过光电门A的挡光时间为ta，滑块a、b粘在一起后挡光片经过光电门B的挡光时间为tb，若两滑块的质量仍为ma、mb，则验证动量守恒定律的表达式是___________。
12. 某电阻Rx的阻值约为100Ω，现要用如图所示的电路测量其阻值，可选器材如下：
A.电源E（电动势约3V）；
B.滑动变阻器R1（最大阻值10kΩ）；
C.滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）；
D.电压表V（量程0~3V，内阻为1kΩ）；
E.电流表A1（量程0-10mA，内阻约为1Ω）；
F.电流表A2（量程0~30mA，内阻约3Ω）；
G.开关、导线若干；
（1）电流表应选择___________（填“E”或“F”）；
（2）某同学做实验的过程中，发现滑动变阻器的滑片即便在很大范围内滑动，电压表和电流表的示数都几乎为零，不方便获得多组电压电流数据，于是向你求助。你帮他检查后发现器材完好，电路连接无误，各接线柱接触良好。请帮该同学判断最有可能存在的问题并告诉他解决问题的办法：___________
（3）为了消除因电表内阻造成的系统误差，测量时S2应接___________（填“a”或“b”）。某次测量中读得电压表的示数为1.60V，电流表的示数为17.2mA，消除系统误差之后，算得Rx的阻值为___________Ω（保留3位有效数字）。
三、计算题（本题共3个小题，共42分，要求有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只有结果没有过程的不能得分，有数值计算的必须写出数值和单位）
13. 如图所示，水平放置电阻不计的固定平行轨道，间距L=0.6m，两端连接电动势E=12V，内阻的电源及的电阻，一根金属杆放置于平行导轨上且垂直于两轨道，其在轨道间的电阻为，质量为，轨道与金属杆接触良好，绝缘细线通过滑轮连接金属杆及重物，空间中存在一个垂直于水平面向上的磁场，磁感应强度大小为，忽略一切摩擦，重力加速度，求：
（1）当金属杆静止时，流过金属杆的电流大小是多少？重物的质量是多少？
（2）若金属杆与轨道间摩擦不能忽略，且动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若金属棒能保持静止，所挂重物的质量范围是多少？
14. 如图，一质量M＝6kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量m＝6kg，停在木板B的左端．质量为m0＝1kg的小球用长为L＝0.8m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与物块A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度为h＝0.2m，物块A与小球可视为质点，不计空气阻力．已知物块A、木板B间的动摩擦因数μ＝0.1，(g＝10m/s2)求：
(1)小球运动到最低点与物块A碰撞前瞬间，小球的速度大小；
(2)小球与物块A碰撞后瞬间，物块A的速度大小；
(3)为使物块A、木板B达到共同速度前物块A不滑离木板，木板B至少多长？
15. 如图甲所示，xOy平面内y轴左侧有宽为L的匀强电场区域，电场方向平行于y轴向上，匀强电场左侧有一电压为U的加速电场。一质量为m、带电量为+q的带电粒子（不计重力）从A点飘入加速电场，加速后由x轴上的P（-L，0）点进入匀强电场，之后从y轴上的Q（0，）点进入y轴的右侧。
（1）求粒子经过P点时的速度大小；
（2）求匀强电场的场强大小E及达到Q点速度大小；
（3）若y轴右侧存在一圆形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，取磁场垂直纸面向外为正方向。时刻进入磁场的粒子始终在磁场区域内沿闭合轨迹做周期性运动，求圆形磁场区域的最小面积S以及粒子进入磁场时的位置到y轴的最短距离x。（忽略磁场突变的影响）