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2023-2024学年湖南省常德市沅澧共同体高二（下）期中考试物理试卷（含答案）
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这是一份2023-2024学年湖南省常德市沅澧共同体高二（下）期中考试物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
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.如图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。每根通电直导线在距离导线为d处产生的磁感应强度为B，如果AB=AC=AD=d，则A点的磁感应强度的大小和方向，下列正确的是( )
A. 大小为B，方向向左；B. 大小为B，方向向右；
C. 大小为 5B，方向为左下方；D. 大小为 5B，方向向右下方。
3.质量为m1和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 碰撞前m2的速率大于m1的速率B. 碰撞后m2的速率大于m1的速率
C. 碰撞后m2的动量大于m1的动量D. 碰撞后m2的动能小于m1的动能
4.如图所示，电源内阻等于灯泡的电阻，当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动，则
A. 灯泡将变暗，R中有电流流过，方向竖直向下
B. 液滴带正电，在滑片滑动过程中液滴将向下做匀加速运动
C. 电源的路端电压增大，输出功率也增大
D. 滑片滑动过程中，带电液滴电势能将减小
5.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数变化正确的是( )
A. A1增大，A2增大，V1不变，V2不变，V3减小；
B. A1增大，A2增大，V1增大，V2增大，V3减小；
C. A1减小，A2减小，V1不变，V2不变，V3增大；
D. A1减小，A2减小，V1增大，V2增大，V3减小；
6.图为生活中常见的圆柱形茶壶。当茶壶中有水时，圆柱形滤网的水下部分和水上部分的观察效果如图所示；某研究兴趣小组根据图中所示的现象建构出合适的光学模型，并依据此图，利用刻度尺测量出水上和水下圆柱的直径分别为l1和l2，推导出水的折射率的表达式。下列正确的是( )
A. n=l22l12B. n=l2l1C. n= l2l1D. n= l12+l22l1
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为120 g，从离人眼约20 cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.2 s，g取10 m/s2。下列说法不正确的是( )
A. 手机对眼睛的冲量方向竖直向下
B. 手机与眼睛作用过程中手机的动量变化量大小约为0.48 kg·m/s
C. 手机对眼睛的平均作用力大小约为2.4 N
D. 手机对眼睛的冲量大小约为0.24 N·s
8.如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与电场方向的夹角为60∘，ab=0.2m，cd与电场方向平行，a、b两点的电势差Uab=20V。则( )
A. 电场强度的大小E=200V/mB. b点的电势比d点的低5V
C. 将电子从c点移到d点，电场力做正功D. 电子在a点的电势能大于在c点的电势能
9.如图所示，一束带电粒子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ=60°，下列说法正确的是( )
A. 这束带电粒子带负电；
B. 带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r=2d
C. 带电粒子的比荷为qm= 3v2Bd
D. 这束带电粒子在磁场中运动的时间为t=2πd3v
10.如图，绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形，彼此接触良好，匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动，1、4同时沿图箭头方向移动，移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图位置时，金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中( )
A. 金属杆所围回路中电流方向保持不变
B. 通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
C. 金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反
D. 金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学用如图(a)所示实验装置来“验证动量守恒定律”，实验原理如图(b)所示。
图(b)中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球A多次从斜轨上同一位置静止释放，找到其平均落地点的位置P。然后，把被碰小球B静置于轨道的水平部分末端，再将入射小球A从斜轨上同一位置静止释放，与小球B相碰，并且多次重复。实验得到小球的落点的平均位置分别为M、N。
(1)为了确保两小球一样大，该同学实验开始前用游标卡尺测量了两小球的直径都如图(c)所示，则小球的直径为________mm
(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量________。
A.A、B两点间的高度差ℎ1
B.B点离地面的高度ℎ2
C.小球A和小球B的质量m1、m2
D.小球A和小球B离开轨道的速度v1、v2
(3)当所测物理量满足表达式________________________(用第(2)小问中测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
12.某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测待测金属丝的直径如图甲所示，可知该金属丝的直径d=_________mm。
(2)用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，应换用倍率为_________(填“×1”或“×100”)挡，在进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为_________Ω。
(3)为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材：
A.电流表A(量程0.6A，内阻较小可忽略)
B.保护电阻R0
C.电源(输出电压恒为U)
D.开关S、导线若干
①实验小组设计的测量电路如图丙所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度L，闭合开关，记录电流表A的读数I。
②改变接线夹位置，重复①的步骤，测出多组L与I的值。根据测得的数据，作出如图丁所示的图线，横轴表示金属丝长度L(单位：m)，则纵轴用1I表示；若纵轴截距为b，斜率为k，可得R0=_________，金属丝的电阻率ρ=_________(用题中给出的已知物理量U、b、k、d等表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.某健身者挥舞健身绳锻炼臂力，图甲为挥舞后绳中一列沿x轴传播的简谐横波在t=1.0 s时刻的波形图，图乙为绳上质点M的振动图像。
(1)求该简谐横波传播速度的大小并判断其传播方向；
(2)已知质点Q平衡位置坐标为xQ=3.5 m，写出质点Q的振动方程。
14.如图所示，一圆心为O、半径为R的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与光滑水平面在Q点相切。在水平面上，质量为m的小物块A以某一速度向质量也为m的静止小物块B运动。A、B发生正碰后，B到达半圆弧轨道最高点时对轨道压力恰好为零，A沿半圆弧轨道运动到与O点等高的C点时速度为零。已知重力加速度大小为g，忽略空气阻力。
(1)求B从半圆弧轨道飞出后落到水平面的位置到Q点的距离；
(2)当A由C点沿半圆弧轨道下滑到D点时，OD与OQ夹角为θ，求此时重力对A做功的功率；
(3)求碰撞过程中A和B损失的总动能。
15.有一边长l=0.1m的正方形导线框abcd，质量m=10g，由高度ℎ=0.2m处自由下落，如图所示。其下边ab进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到其上边dc刚刚开始穿出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度也是l。g取10m/s2
(1)求线框穿过匀强磁场过程中的速度大小v。
(2)求线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热。
(3)若匀强磁场的宽度变为d=3.5l，线框上边dc刚刚开始穿出磁场时的速度为1.35v，求线框穿过整个磁场区域的时间t？
参考答案
1.C
2.B
3.C
4.D
5.A
6.B
7.BD
8.AD
9.AC
10.CD
11.(1)12.45；(2)C；(3) m1OP=m1OM+m2ON。
12.(1)0.720##0.719##0.721
(2) ×1 11.0##11
(3) bU πd2kU4
13.解：(1)根据图甲可知道简谐横波的波长为λ=4m
同时根据图乙可知周期T=1s
则可得v=λT=41m/s=4m/s
根据图乙质点M的振动图像可知，在t=1.0s后开始向y轴负方向运动，则根据图甲简谐波的传播图像在t=1.0s时刻可知简谐波向x轴负方向传播；
(2)简谐波向x轴负方向传播，Q在M点后0.5m，即Q点的振动滞后M点18s
由由图乙知质点M的振动方程为：y1=−Asin2πTt(m)=−0.2sin2πt(m)
yM=−Asin2πTt=−0.2sin2πt(m)，
则Q的振动方程为：y=−Asin2πT(t−18)(m)=−0.2sin2π(t−18)(m)
14.解：(1)设B物体从Q点飞出做平抛运动的初速为v，落地的水平距离为x，平抛运动的时间为t，
据牛顿第二定律得：mg=mv2R
解得 v= gR
根据平抛运动规律：2R=12gt2 ，x=vt
解得：x=2R
(2)设A下滑经过D点时的速度为vD，重力对A做功的功率为P，
根据机械能守恒得：mgRcs θ=12mvD2
重力的瞬时功率为：P=mgvDsinθ
解得：P=mgsinθ 2gRcs θ
(3)设A、B碰后的速度分别为vA、vB，A碰前的速度为v0，据机械能守恒得：
对A：12mvA2=mgR
对B： 12mvB2=12mv2+2mgR
A、B相碰时据动量守恒得：mv0=mvA+mvB
据能量转化守恒定律得：12mv02=12mvA2+12mvB2+ΔE
解得：ΔE= 10mgR。
15.(1)线框进入磁场前，做自由落体运动，有
v2=2gℎ
解得
v=2m/s
(2)由能量守恒，可知
Q=mg⋅2l=0.02J
(3)依题意，从ab边进入磁场到dc边进入磁场过程，线框仍做匀速直线运动，有
B2l2vR=mg
速度大小为2m/s，所需时间为
t1=lv=0.05s
从dc边进入磁场到ab边穿出磁场过程，线框做匀加速直线运动，加速度为g，有
d−l=vt2+12gt22
解得
t2=0.1s
该过程线框的末速度为
vt=v+gt2=3m/s
从ab边穿出磁场到dc穿出磁场过程，取竖直向下为正方向，根据动量定理，有
mgt3−F安t3=m×1.35v−mvt
又
F安t3=BIt3l=BΔΦRl=B2l3R
联立，解得
t3=0.02s
综上所述，线框穿过整个磁场区域的时间为
t=t1+t2+t3=0.17s
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.如图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。每根通电直导线在距离导线为d处产生的磁感应强度为B，如果AB=AC=AD=d，则A点的磁感应强度的大小和方向，下列正确的是( )
A. 大小为B，方向向左；B. 大小为B，方向向右；
C. 大小为 5B，方向为左下方；D. 大小为 5B，方向向右下方。
3.质量为m1和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 碰撞前m2的速率大于m1的速率B. 碰撞后m2的速率大于m1的速率
C. 碰撞后m2的动量大于m1的动量D. 碰撞后m2的动能小于m1的动能
4.如图所示，电源内阻等于灯泡的电阻，当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向a端滑动，则
A. 灯泡将变暗，R中有电流流过，方向竖直向下
B. 液滴带正电，在滑片滑动过程中液滴将向下做匀加速运动
C. 电源的路端电压增大，输出功率也增大
D. 滑片滑动过程中，带电液滴电势能将减小
5.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数变化正确的是( )
A. A1增大，A2增大，V1不变，V2不变，V3减小；
B. A1增大，A2增大，V1增大，V2增大，V3减小；
C. A1减小，A2减小，V1不变，V2不变，V3增大；
D. A1减小，A2减小，V1增大，V2增大，V3减小；
6.图为生活中常见的圆柱形茶壶。当茶壶中有水时，圆柱形滤网的水下部分和水上部分的观察效果如图所示；某研究兴趣小组根据图中所示的现象建构出合适的光学模型，并依据此图，利用刻度尺测量出水上和水下圆柱的直径分别为l1和l2，推导出水的折射率的表达式。下列正确的是( )
A. n=l22l12B. n=l2l1C. n= l2l1D. n= l12+l22l1
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为120 g，从离人眼约20 cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.2 s，g取10 m/s2。下列说法不正确的是( )
A. 手机对眼睛的冲量方向竖直向下
B. 手机与眼睛作用过程中手机的动量变化量大小约为0.48 kg·m/s
C. 手机对眼睛的平均作用力大小约为2.4 N
D. 手机对眼睛的冲量大小约为0.24 N·s
8.如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与电场方向的夹角为60∘，ab=0.2m，cd与电场方向平行，a、b两点的电势差Uab=20V。则( )
A. 电场强度的大小E=200V/mB. b点的电势比d点的低5V
C. 将电子从c点移到d点，电场力做正功D. 电子在a点的电势能大于在c点的电势能
9.如图所示，一束带电粒子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ=60°，下列说法正确的是( )
A. 这束带电粒子带负电；
B. 带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r=2d
C. 带电粒子的比荷为qm= 3v2Bd
D. 这束带电粒子在磁场中运动的时间为t=2πd3v
10.如图，绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形，彼此接触良好，匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动，1、4同时沿图箭头方向移动，移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图位置时，金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中( )
A. 金属杆所围回路中电流方向保持不变
B. 通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
C. 金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反
D. 金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学用如图(a)所示实验装置来“验证动量守恒定律”，实验原理如图(b)所示。
图(b)中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球A多次从斜轨上同一位置静止释放，找到其平均落地点的位置P。然后，把被碰小球B静置于轨道的水平部分末端，再将入射小球A从斜轨上同一位置静止释放，与小球B相碰，并且多次重复。实验得到小球的落点的平均位置分别为M、N。
(1)为了确保两小球一样大，该同学实验开始前用游标卡尺测量了两小球的直径都如图(c)所示，则小球的直径为________mm
(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量________。
A.A、B两点间的高度差ℎ1
B.B点离地面的高度ℎ2
C.小球A和小球B的质量m1、m2
D.小球A和小球B离开轨道的速度v1、v2
(3)当所测物理量满足表达式________________________(用第(2)小问中测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
12.某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测待测金属丝的直径如图甲所示，可知该金属丝的直径d=_________mm。
(2)用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，应换用倍率为_________(填“×1”或“×100”)挡，在进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为_________Ω。
(3)为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材：
A.电流表A(量程0.6A，内阻较小可忽略)
B.保护电阻R0
C.电源(输出电压恒为U)
D.开关S、导线若干
①实验小组设计的测量电路如图丙所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度L，闭合开关，记录电流表A的读数I。
②改变接线夹位置，重复①的步骤，测出多组L与I的值。根据测得的数据，作出如图丁所示的图线，横轴表示金属丝长度L(单位：m)，则纵轴用1I表示；若纵轴截距为b，斜率为k，可得R0=_________，金属丝的电阻率ρ=_________(用题中给出的已知物理量U、b、k、d等表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.某健身者挥舞健身绳锻炼臂力，图甲为挥舞后绳中一列沿x轴传播的简谐横波在t=1.0 s时刻的波形图，图乙为绳上质点M的振动图像。
(1)求该简谐横波传播速度的大小并判断其传播方向；
(2)已知质点Q平衡位置坐标为xQ=3.5 m，写出质点Q的振动方程。
14.如图所示，一圆心为O、半径为R的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与光滑水平面在Q点相切。在水平面上，质量为m的小物块A以某一速度向质量也为m的静止小物块B运动。A、B发生正碰后，B到达半圆弧轨道最高点时对轨道压力恰好为零，A沿半圆弧轨道运动到与O点等高的C点时速度为零。已知重力加速度大小为g，忽略空气阻力。
(1)求B从半圆弧轨道飞出后落到水平面的位置到Q点的距离；
(2)当A由C点沿半圆弧轨道下滑到D点时，OD与OQ夹角为θ，求此时重力对A做功的功率；
(3)求碰撞过程中A和B损失的总动能。
15.有一边长l=0.1m的正方形导线框abcd，质量m=10g，由高度ℎ=0.2m处自由下落，如图所示。其下边ab进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到其上边dc刚刚开始穿出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度也是l。g取10m/s2
(1)求线框穿过匀强磁场过程中的速度大小v。
(2)求线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热。
(3)若匀强磁场的宽度变为d=3.5l，线框上边dc刚刚开始穿出磁场时的速度为1.35v，求线框穿过整个磁场区域的时间t？
参考答案
1.C
2.B
3.C
4.D
5.A
6.B
7.BD
8.AD
9.AC
10.CD
11.(1)12.45；(2)C；(3) m1OP=m1OM+m2ON。
12.(1)0.720##0.719##0.721
(2) ×1 11.0##11
(3) bU πd2kU4
13.解：(1)根据图甲可知道简谐横波的波长为λ=4m
同时根据图乙可知周期T=1s
则可得v=λT=41m/s=4m/s
根据图乙质点M的振动图像可知，在t=1.0s后开始向y轴负方向运动，则根据图甲简谐波的传播图像在t=1.0s时刻可知简谐波向x轴负方向传播；
(2)简谐波向x轴负方向传播，Q在M点后0.5m，即Q点的振动滞后M点18s
由由图乙知质点M的振动方程为：y1=−Asin2πTt(m)=−0.2sin2πt(m)
yM=−Asin2πTt=−0.2sin2πt(m)，
则Q的振动方程为：y=−Asin2πT(t−18)(m)=−0.2sin2π(t−18)(m)
14.解：(1)设B物体从Q点飞出做平抛运动的初速为v，落地的水平距离为x，平抛运动的时间为t，
据牛顿第二定律得：mg=mv2R
解得 v= gR
根据平抛运动规律：2R=12gt2 ，x=vt
解得：x=2R
(2)设A下滑经过D点时的速度为vD，重力对A做功的功率为P，
根据机械能守恒得：mgRcs θ=12mvD2
重力的瞬时功率为：P=mgvDsinθ
解得：P=mgsinθ 2gRcs θ
(3)设A、B碰后的速度分别为vA、vB，A碰前的速度为v0，据机械能守恒得：
对A：12mvA2=mgR
对B： 12mvB2=12mv2+2mgR
A、B相碰时据动量守恒得：mv0=mvA+mvB
据能量转化守恒定律得：12mv02=12mvA2+12mvB2+ΔE
解得：ΔE= 10mgR。
15.(1)线框进入磁场前，做自由落体运动，有
v2=2gℎ
解得
v=2m/s
(2)由能量守恒，可知
Q=mg⋅2l=0.02J
(3)依题意，从ab边进入磁场到dc边进入磁场过程，线框仍做匀速直线运动，有
B2l2vR=mg
速度大小为2m/s，所需时间为
t1=lv=0.05s
从dc边进入磁场到ab边穿出磁场过程，线框做匀加速直线运动，加速度为g，有
d−l=vt2+12gt22
解得
t2=0.1s
该过程线框的末速度为
vt=v+gt2=3m/s
从ab边穿出磁场到dc穿出磁场过程，取竖直向下为正方向，根据动量定理，有
mgt3−F安t3=m×1.35v−mvt
又
F安t3=BIt3l=BΔΦRl=B2l3R
联立，解得
t3=0.02s
综上所述，线框穿过整个磁场区域的时间为
t=t1+t2+t3=0.17s
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