湖南省长沙市周南中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（原卷版+解析版）

这是一份湖南省长沙市周南中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（原卷版+解析版），共21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。
1. 如图所示，通电导线所受安培力或运动电荷所受洛伦兹力正确的是（ ）
A. B.
C. D.
2. 一个物体在下述运动中，动量不发生变化的是（ ）
A. 匀加速直线运动B. 斜向上抛运动
C. 匀速圆周运动D. 匀速直线运动
3. 某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是，则下列光路图中正确的是（图中I为空气，II为介质）（ ）
A. B.
C. D.
4. 如图是静电喷涂示意图，被涂物M带正电，喷枪喷出的涂料微粒带负电，在静电力作用下向M运动，最后吸附在其表面上，忽略微粒间相互作用，则涂料微粒在靠近M的过程中（ ）
A. 电势能减少B. 电势能增大
C. 受到的电场力保持不变D. 受到的电场力一直减小
5. 如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为S，共n匝。某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间t内，磁感应强度方向向里且由0增大到，此过程中（ ）
A. 线圈有扩张的趋势
B. 线圈中感应电流方向为顺时针方向
C. AB边受到的安培力方向向左
D. 通过线圈的磁通量变化量大小为
6. 如图甲所示，在“用传感器观察平行板电容器放电”实验中，单刀双掷开关先置于1位置，待一段时间后，再置于2位置，利用电容器放电过程中记录的数据作出的Ⅰ－t图像如图乙所示，已知电源电动势为8.0V，下列说法正确的是（ ）
A. 到时间内，电容器放电量约为
B. 电容器的电容约为
C. 如果将平行板电容器的板间距离增大，放电I－t图像距坐标原点会变远
D. 如果匀速将一块陶瓷板放入电容器两板之间，则电容C均匀变小
7. 某同学用图像描述某电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系，下列图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
8. 如图所示是三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，方向垂直纸面向里，每根导体棒在A点产生的磁感应强度均为B，如果AB=AC=AD，则关于A点的磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A. 3根导体棒在A点磁感应强度矢量和为3B
B. 3根导体棒在A点磁感应强度矢量和为B
C. 3根导体棒在A点叠加的磁感应强度方向水平向右
D. 3根导体棒在A点叠加的磁感应强度方向与AD成45°角向右下方
9. 如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有一电阻为R，长度为L的金属棒ab，将一根水平放置的金属棒ab以水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，有关金属棒在运动过程中，正确的是（ ）

A. 刚开始水平抛出瞬间，导体棒中产生感应电流为
B. 金属棒在磁场运动过程中，b端电势始终高于a端
C. 若导体棒落地时间为t，则导体棒的水平位移小于
D. 金属棒落地前瞬间金属棒的感应电动势为
10. 周南中学一高二学生周小南为备战2023年校运会跳高项目，在进行摸高跳训练时，为监测腿部肌肉力量变化，某次运动员站在接有压力传感器的水平训练台上完成下蹲、起跳和回落动作，甲图中的小黑点表示人的重心，乙图是训练台所受压力随时间变化的图像，图中、、可视为直线，其中点对应的时刻为0.6s、点对应的时刻为1.1s（图中未标注时刻）、点对应的时刻为1.2s、点对应的时刻为1.8s，取重力加速度g=10m/s2，下列说法中正确的是（ ）
A. 乙图中段表示运动员一直处于超重状态
B. 运动员跳离训练台后，重心上升的最大高度约0.45m
C. 乙图中段，运动员对训练台的冲量大小大于375N·s
D. 整个过程中，运动员加速度的最大值为10m/s2
二、实验题（每空2分，共16分）
11. 如图1所示，在“验证动量守恒定律”实验中，A、B两球半径相同。先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图2所示。
（1）为了尽量减小实验误差，A球碰后要沿原方向运动，两个小球的质量应满足m1___________m2（选填“>”或“”或“ ②. B ③.
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]由碰撞原理可知，由于要保证碰撞后A球沿原方向运动，则A球的质量应大于B球，即m1>m2。
（2）[2]研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，轨道是否光滑无影响，落点不一定重合，复写纸和白纸可移动，故B正确，ACD错误。
故选B。
（3）[3]小球下落高度相同，则运动时间相同，由动量守恒定律可知，若两球碰撞前后的总动量守恒，则
化简可得
12. 某同学想用实验室现有器材测量某款手机电池的电动势及其内阻，经上网查表知该款手机电池电动势为4V左右，内阻小于1Ω。实验室现有器材可供选择如下：
A.电压表V1（量程为0~5V，内阻几千欧）
B.电压表V2（量程为0~15V，内阻几万欧）
C.电流表A1（量程为0~3A，内阻约为0.1Ω）
D.电流表A2（量程为0~0.6A，内阻约为0.2Ω）
E.滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）
F.定值电阻R0=7.5Ω
G.导线、开关若干
（1）为使实验数据尽量精确，电压表应选择_______，电流表应选择_______。（均填器材前面的字母序号）
（2）移动滑动变阻器的滑片，得出几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U-I图像，如图乙所示。根据图像可知，手机电池的电动势为_______V，内阻为_______Ω。（结果均保留两位有效数字）
（3）考虑电表内阻的影响，该实验测得手机电池的电动势比真实值_______（填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1） ①. A ②. D
（2） ① ②.
（3）偏小
【解析】
【小问1详解】
[1][2]手机电池电动势为4V左右，为使实验数据尽量精确，电压表应选择A；从图乙可以看出实验过程中手机电池电流不超过0.6A，故电流表应选择D。
【小问2详解】
[1]由闭合电路欧姆定律有
即
所以图像的截距为手机电池的电动势，即为手机电池的电动势
[2] 图像的斜率为定值电阻与电池内阻之和，则电池内阻大小为
【小问3详解】
由闭合电路欧姆定律为
可知该实验中考虑电表的内阻则有
整理得
可知截距为
即该实验的误差来源于电压表的分流作用，故该实验测得手机电池的电动势比真实值偏小。
三、计算题（13题12分，14题14分，15题14分）
13. 如图所示，为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波动图像，此时振动恰好传播到5m处的P点，质点P此后的振动图像如图2所示。质点Q在x轴上位于10m处，求：
（1）该波的传播速度；
（2）质点P的振动方程；
（3）再经过2.75s，此时质点P偏离平衡位置的位移。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
由图1可知波长为
由图2可知周期为
故波的传播速度为
【小问2详解】
由题意可知质点P的振动方程为
【小问3详解】
因为
即质点P振动了2个周期后又振动了个周期，由图2可知质点P的起振方向向下，故再经过2.75s，此时质点P偏离平衡位置的位移为
14. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第一、四象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小不同的匀强磁场(未画出)，第一象限内匀强磁场的磁感应强度大小为B，一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从y轴上的A点沿平行于x轴的方向射入第一象限，经x轴上的C点进入第四象限。已知A点坐标为(0,a)，C点坐标为(a,0)，不计粒子的重力。
(1)求粒子从A点射出时的速度大小；
(2)若粒子刚好不能进入第三象限，求粒子在第四象限内运动的时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）运动轨迹如图
设在一象限内圆周运动的半径为R1，由几何关系得
解得
又因为
代入数据解得
（2）刚好不进入第三象限，轨迹如图
根据几何关系
有
又因为
根据几何关系可知粒子在磁场中转过角度为，所以粒子运动时间为
且
联立求解得
15. 如图所示，ABC是光滑轨道，其中BC部分是半径为R的竖直放置的半圆，AB部分与BC部分平滑连接。一质量为M的小木块放在轨道水平部分，木块被水平飞来的质量为m的子弹射中，子弹留在木块中。子弹击中木块前的速度为v0。若被击中的木块能沿轨道滑到最高点C，重力加速度为g，求：
（1）子弹击中木块后的速度；
（2）子弹击中木块并留在其中的过程中子弹和木块产生的热量Q；
（3）木块从C点飞出后落地点距离B点的距离s。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）子弹击中木块，根据动量守恒有
解得子弹击中木块后的速度
（2）根据能量守恒
得子弹击中木块并留在其中的过程中子弹和木块产生的热量Q
（3）击中后根据动能定理
木块从C点飞出后做平抛运动
解得