湖南省长沙市第一中学、长沙市一中城南中学等多校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

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注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：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.下列有关电磁场的说法正确的是（ ）
A.静止的电荷可以产生磁场
B.只有在闭合电路中，变化的磁场才产生电场
C.赫兹证实了麦克斯韦电磁场理论
D.电磁场不具有物质性
2.加速度的定义式为，历史上有些科学家曾把相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”（现称“另类匀变速直线运动”），“另类加速度”的定义式为，其中和分别表示某段位移内的初速度和末速度。表示物体做加速运动，表示物体做减速运动，下列说法正确的是（ ）
A.若且保持不变，则逐渐减小
B.若不变，则物体在中间位置的速度为
C.若不变，则物体在位移中点处的速度比小
D.若不变，则也一定不变
3.在湖南某地，电工站在高压直流输电线的供电线附近作业，头顶上方有供电线，供电线的电势高于供电线的电势，虚线表示电工周围某一截面上的等差等势线，、、、是等势线上的四个点。以下说法正确的是（ ）
A.在、、三点中，点的电场强度最大
B.在、、、四点中，点的电势最高
C.将电子由点移到点电场力所做的功大于将电子由点移到点电场力所做的功
D.将电子在点由静止释放，它的电势能将增大
4.图甲为一列简谐波在时刻的波形图，是平衡位置为处的质点，是平衡位置为处的质点，图乙为质点的振动图像，则（ ）
A.在时，质点的速度与0时刻的速度方向相反
B.质点做简谐运动的表达式为
C.从到，质点通过的路程为
D.从到，质点通过的路程为
5.中华民族的“飞天梦”硕果累累。图为“神舟”飞船和空间站变轨对接的简化过程，其中轨道1和轨道3为圆轨道，椭圆轨道2为飞船的转移轨道。轨道1和2、2和3分别相切于、两点。关于变轨过程，下列说法正确的是（ ）
A.飞船在轨道1上的速度小于在轨道2上经过点的速度
B.飞船在轨道2上运行的周期小于在轨道1上运行的周期
C.飞船由轨道1进入轨道2，在点的喷气方向与速度方向相反
D.飞船在轨道2上经过点的加速度大于在轨道1上经过点的加速度
6.劳伦斯发明了回旋加速器，被加速的粒子在一圆形结构里运动，其运动轨迹由磁场控制，通过交变电场给带电粒子加速。图甲是回旋加速器的示意图，粒子出口处如图甲所示。图乙是回旋加速器所用的交变电压随时间的变化规律。某物理学习小组在学习了回旋加速器原理之后，想利用同一回旋加速器分别加速两种带正电的粒子，所带电荷量分别为、，质量分别为、。保持交变电压随时间变化的规律不变，需要调整所加磁场的磁感应强度大小，则下列说法错误的是（ ）
A.所加磁场的磁感应强度大小之比为
B.粒子获得的最大动能之比为
C.粒子的加速次数之比为
D.粒子在回旋加速器中的转动时间之比为
二、多项选择题：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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7.如图所示，甲分子固定在坐标原点，乙分子位于轴上，甲分子对乙分子的作用力与两子间距离的关系如图中曲线所示，为斥力，为引力，、、、为轴上四个特定的位置。现把乙分子从处由静止释放，则（ ）
A.乙分子从到做加速运动，由到做减速运动
B.乙分子运动过程中，分子到达处时加速度最大
C.乙分子从到的过程中，两分子的分子势能先减少后增加
D.乙分子运动过程中，存在分子力增大、分子势能也增加的阶段
8.如图所示，质量分别为、的物体、放置在水平面上，两物体与水平面间的动摩擦因数相同，均为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现分别对两物体施加外力、，两个力与水平面的夹角分别为、，其中，取重力加速度大小，。物体、保持静止，下列说法正确的是（ ）
A.和之间一定相互挤压
B.可能等于
C.可能等于
D.若不施加，使，则两物体仍然静止
9.如图所示，、、、为匀强电场中的等势面，一个质量为，电荷量为的粒子在匀强电场中运动，、为其运动轨迹上的两个点。已知该粒子在点的速度大小为，且方向与等势面平行，在占的速度大小为，、连线长为，连线与等势面间的夹角为，不计粒子受到的重力，则（ ）
A.粒子的速度小于
B.等势面的电势比等势面的电势高
C.粒子从点运动到点所用的时间为
D.匀强电场的电场强度大小为
10.如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器，原、副线圈的匝数比为，已知，的最大阻值为，现将滑动变阻器的滑片从最上端向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A.电压表示数变大，电流表示数变大
B.电的输出功率变大
C.当时，电流表的示数为
D.当时，获得的功率最大
三、非选择题：共56分。
11.（7分）图甲为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。某同学欲用这套实验装置探究滑块的加速度与长木板和滑块间的动摩擦因数的关系，在其他条件不变的情况下，通过多次改变动摩擦因数的值，利用纸带测量结果计算对应的多个加速度的值，画出了图像，如图乙所示，取重力加速度大小。
（1）为尽可能准确地完成实验，下列做法正确的是________。
A.实验中不必保证桶和砂子的总质量远小于滑块的质量
B.滑块的质量可以改变
C.桶和砂子的总质量可以改变
D.连接滑块的细线与长木板可以不平行
（2）由图乙可知，若滑块的质量，则小桶和砂子的总质量________。
（3）在第（2）问条件下，理论上，图乙中________。（保留两位有效数字）
12.（9分）某个演示用多用电表只有两个挡位，其内部电路如图甲所示，其中为定值电阻，表盘如图乙所示。
（1）这个多用电表内部电流表的右侧为________（填“正”或“负”）接线柱，表笔应为________（填“红”或“黑”）表笔。
（2）若多用电表置于欧姆挡，其倍率为“”挡，测某电阻的阻值时，多用电表指针如图乙所示，则其示数为________。
（3）由表盘刻度可知，作为欧姆表使用时其内部总电阻为________，该多用电表内部所使用的电池电动势为________。
（4）当多用电表置于欧姆挡时，指针指在位置，待测电阻________。
13.（10分）激光笔发出的激光在玻璃砖中传播的图像如图所示，已知，正方形玻璃砖边长为，光在真空中传播的速度为，不计二次反射，求：
（1）玻璃砖的折射率；
（2）激光在玻璃砖中传播的时间。
14.（14分）如图所示，有两条间距为、足够长的平行导轨固定在水平面上，每条导轨中间都有一段不导电的塑料把导轨分为左、右两部分、其余导轨部分均为可导电金属。左侧的电容器电容为，右侧的电阻阻值为。两根金属棒、的质量分别为和，金属棒的电阻为，的电阻忽略不计，初始时刻两金属棒静止放在塑料材料上。金属棒都与导轨垂直。整个装置放在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中。某时刻给金属棒一个大小为、方向向右的初速度，使得金属棒与发生弹性碰撞。运动过程中所有摩擦力不计，金属棒与导轨接触良好。求：
（1）碰后金属棒与各自的速度大小；
（2）碰后金属棒在金属导轨上运动的位移大小和金属棒运动过程中电阻上产生的焦耳热；
（3）金属棒最终的速度大小。
15.（16分）一游戏装置如图所示，该装置由小平台、传送带和小车三部分组成。倾角为的传送带以恒定的速率顺时针方向运行，质量的物体（可视为质点）从平台以的速度水平抛出，恰好无碰撞地从传送带最上端（传送轮大小不计）进入传送带。物体在传送带上经过一段时间从传送带底部离开传送带。已知传送带的长度，物体和传送带之间的动摩擦因数。质量的无动力小车静止于光滑水平面上，小车上表面由水平轨道与光滑的圆轨道平滑连接组成。物体离开传送带后沿水平方向冲上小车（物体从离开传送带到冲上小车过程无动能损耗），不计空气阻力，取重力加速度大小，。
（1）求传送带最上端与平台的高度差；
（2）求物体在传送带上运动的时间；
（3）若物体与小车上表面水平轨道间的动摩擦因数，物体恰好能到达小车右侧的最高点，最终恰好没有离开小车，求小车水平轨道的长度及圆轨道的半径；
（4）若小车的上表面光滑，小车水平轨道的长度及圆轨道的半径为（3）中求得的结果，求物体最终离开小车时物体的速度大小。