湖北省荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟2022-2023学年高二上学期期中联考物理试题

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2022年秋“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”高二期中联考物理试题命题学校：荆州中学   命题人：詹宏钮  周力   审题人：田德华一、选择题:本题共11小题,每小题4分,共44分。在每小题给出的四个选项中,第题只有一项符合题目要求,第811题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。1.发电机的基本原理是电磁感应现象,发现电磁感应现象的科学家是A.奥斯特B.法拉第C.纽曼和韦伯D.麦克斯韦2.2020年,由中科院合肥研究院等离子体所自主研制的最紧凑型超导回旋质子治疗系统加速器顺利引出质子束流,实现高能量级超导回旋加速器关键技术突破,标志着国产最紧凑型超导回旋质子加速器研制成功。回旋加速器的原理如图所示,和是两个半径为的半圆型金属盒,接在电压为、周期为的交流电源上,位于圆心处的质子源能不断产生质子(初速度可以忽略),质子在两盒之间被电场加速,置于与盒面垂直的磁感应强度为的匀强磁场中。已知质子的电荷量为、质量为,忽略质子在电场中运动的时间,不考虑加速过程中的相对论效应,不计质子重力。下列说法正确的是A.交流电源的周期等于B.若只增大交流电源的电压,则质子的最大动能将增大C.质子在电场中加速的次数为D.质子第2次和第3次经过两型盒间狭缝后的运动轨迹半径之比为3.在水平光滑绝缘桌面上有一边长为的正方形线框,被限制在沿方向的水平直轨道自由滑动。边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域,直角边和的长也等于,磁场方向竖直向下,其俯视图如图所示,线框在水平拉力作用下向右以速度匀速穿过磁场区,若图示位置为时刻,设逆时针方向为电流的正方向.则感应电流图像正确的是(时间单位为4.如图所示,由光滑弹性绝缘壁构成的等边三角形容器的边长为,小孔是竖直边的中点,其内存在垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为、电荷量为的粒子从小孔以速度垂直沿水平射入磁场,粒子与器壁经过8次垂直碰撞后能从孔水平射出,不计粒子重力,碰撞时无能量和电荷量损失,则磁场的磁感应强度及对应粒子在磁场中运行时间分别为A.B.C.D.5.海底通信电缆通电后会产生磁场,科学家为了检测某一海域中磁感应强度的大小,利用图中一块长为、宽为、厚为,单位体积内自由电子数为的金属霍尔元件,放在海底磁场中,当有如图所示的恒定电流(电流方向和磁场方向垂直)通过元件时,会产生霍尔电势差,通过元件参数可以求得此时海底的磁感应强度的大小(地磁场较弱,可以忽略),其中为单个电子的电荷量。下列说法正确的是A.元件上表面的电势高于下表面的电势B.仅增大霍尔元件的宽度,上、下表面的电势差不变C.仅增大霍尔元件的厚度,上、下表面的电势差不变D.其他条件一定时,霍尔电压越小,则该处的磁感应强度越大6.如图所示,在一根软铁棒上绕有一组线圈,是线圈的两端,为中心抽头。把端和抽头分别接到两条平行金属导轨上,导轨间有匀强磁场,方向垂直于导轨所在纸面向里。金属棒在外力作用下左右运动,运动过程中保持与导轨垂直,且两端与导轨始终接触良好。若PQ运动过程中,的电势都比点的电势高,则可能的运动情况为A.向左减速运动B.向右减速运动C.向左匀速运动D.向右匀速运动7.高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图如图所示,列车由质量均为的5节车厢组成,其中1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率运行,经过一段时间达到最大速度,列车向右运动过程中,1号车厢会受到前方空气的阻力,假设车厢碰到空气前空气的速度为0,碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同,已知空气密度为。号车厢的迎风面积(垂直运动方向上的投影面积)为,不计其他阻力,忽略2号、3号、4号、5号车厢受到的空气阻力。当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时,2号车厢对3号车厢的作用力大小为A.B.C.D.8.质量为的小球以速度在光滑水平面上运动,与质量为的静止小球发生正碰,则碰撞后小球的速度大小和小球的速度大小可能为A.B.C.D.9.如图所示,用细线将一条形磁体挂于天花板上,磁体处于水平静止状态,条形磁体的正下方固定一直导线,现在直导线中通入由指向的电流,磁体在水平面内转动,在此过程中,下列说法正确的是A.条形磁体的极向纸面内偏转B.条形磁体的极向纸面外偏转C.条形磁体受到绳的拉力小于其重力D.条形磁体受到绳的拉力大于其重力10.如图所示,质量为、半径为的光滑圆弧形槽静止在光滑水平面上,质量为的小钢球从槽的顶端处静止释放,不计一切阻力,重力加速度为,在此后的过程中,下列说法正确的是A.小钢球和圆弧形槽组成的系统动量不守恒B.小钢球运动到圆弧槽处时速度为C.小钢球运动到圆弧槽处时,此圆弧槽的对地位移大小可能为D.小钢球运动到圆弧槽处时,此小钢球的对地位移大小可能为11.如图,水平面上有足够长的两平行导轨,导轨间距,导轨上垂直放置一个质量、电阻、长度为的导体棒,导体棒与导轨始终良好接触,导体棒与导轨间的动摩擦因数,垂直于导轨平面有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小。在导轨左端通过导线连接一水平放置的面积、总电阻、市数的圆形线圈,线圈内有一面积的圆形磁场区域,磁场沿线圈轴线方向向上且大小随时间变化规律为,不计导轨电阻,两磁场互不影响,则下列说法正确的是A.线圈内的感应电动势B.闭合开关瞬间导体棒受到的安培力为C.闭合开关后,导体棒运动的最大速度D.若导体棒从静止开始滑过距离获得最大速度,在此过程中,流过导体棒的电荷量为二、非选择题:本题共5小题。共56分。12.(6分)(1)在利用如图所示装置验证动量守恒的实验中,下列仪器不需要的有       .A.交流电源B.天平C.刻度尺.圆规(2)下列关于实验的要求不正确的是       ..必须保证轨道末端水平B.必须保证两球直径相等.必须保证两球质量相等D.必须借助重锤线找到点位置(3)本实验除需测量线段的长度外,还需要测量的物理量有       .A.两点间的高度差B.点离地面的高度C.小球和小球的质量D.小球和小球的半径(4)要验证小球和小球碰撞过程中动量守恒,可根据表达式           验证。（用题中所测物理量的字母表示）。(5)实验中,若小球和小球B发生弹性碰撞,则的大小满足的关系式为       .（仅用含的式子表示）13.(10分)某物理实验小组看到比亚迪发布一款新能源汽车宋plusdmi,其中汽车电池采用的是比亚迪的刀片电池技术,整块电池铭牌如图甲所示。已知该车内的整块电池是由15块刀片电池串联而成,其中一块刀片电池由8块电芯串联而成。现将一块刀片电池拆解出来,测量其中一块电芯的电动势和内阻,现有如下器材:一个电阻箱、一个电压表、开关和若干导线、一块电芯、坐标纸和刻度尺,电路图如图乙所示。(1)根据汽车电池铭牌,一块电芯所带电量为         ;(2)为了更加精确地测量,图乙中电压表量程应该接         （“5”或“15”)V;(3)某物理实验小组按图乙连接电路,闭合开关,多次调节电阻箱,记录下阻值和电压表的相应读数,利用测量数据,作图线如图丙所示,图线的纵轴截距为,斜率为,则一块电芯的电动势E=        ,r=        ；(4)利用图乙所示电路测得的电动势和内阻与真实值和相比，，(填“大于”“等于”或“小于”)。14.(10分)如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块上,另一端与滑块B接触但未连接,该整体静止放在足够长的光滑水平地面上。现有一滑块从光滑曲面上离地面高度处静止开始滑下,与滑块B发生弹性正碰后,滑块A立即被锁定,碰撞时间极短。已知,取,不计空气阻力。求:(1)滑块A和滑块B碰后滑块B的速度大小;(2)弹簧的最大弹性势能;(3)滑块B运动后的最小速度的大小。15.(14分)如图所示,为电阻不计的光滑平行金属导轨,其间距为,一电阻为的定值电阻与导轨左端相连,空间存在磁感应强度为的匀强磁场,磁场和导轨平面夹角为,一根垂直平行导轨放置的导体棒在外力的作用下由静止开始做加速度为的匀加速直线运动,导体棒质量为、长度为,电阻为,求:（1）时刻,通过电阻的电流的大小;（2）时刻,导体棒所受外力的大小;（3）时间段内,通过电阻的电荷量。16.(16分)“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一,其原理主要是将发生热核反应的高能粒子束缚在磁场中,其中一种设计方案原理如图所示,空间中存在两个以为圆心的圆形保护磁场,磁场方向均垂直于纸面,磁场I、II的半径分别为,粒子在点发生热核反应。其中,半径为的圆内磁感应强度大小为。有一电荷量为,质量为的粒子由点以速度射出,不计粒子的重力,不计任何阻力。（题中已知量为、）（1）若粒子不能射出半径为的圆形区域,求粒子速度的最大值;（2）若粒子由点射出的速度为,求粒子第一次在磁场I区域运动的时间;（3）若要使束缚效果最好,则半径和之间的圆环内磁感应强度要与方向相同。若,为使粒子不能射出半径的圆形区域,求粒子速度的最大值。