湖南省长沙市雅礼教育集团2023-2024学年高二上学期期末考试物理Word版含解析.docx

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雅礼教育集团2023年高二下学期期末考试试卷物理试题时量：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电容器中，电场强度E和匀强磁场磁感应强度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C.若速度，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，粗细均匀的正六边形线框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.30N4.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时间内小球的运动路程为vtB.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点时的加速度大于通过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R，磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向外，比荷为的电子从圆心O沿OC方向射入磁场。要使电子能从弧AD之间射出，弧AD对应的圆心角为53°，下面可供选择四个速度中，电子的入射速度可能是()(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.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0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg，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0.1kg，电荷量q的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，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0.6N的恒力，g取10m/s2。则()A.若q=-0.2C，木板和滑块一起做加速度减小的加速运动，最后做v=10m/s匀速运动B.若q=+0.2C，滑块先匀加速到v=6m/s，再做加速度减小的加速运动，最后做v=10m/s匀速运动C.若q=-0.2C，木板和滑块一直以2m/s2做匀加速运动D.若q=+0.2C，木板先以2m/s2做匀加速运动，再做加速度增大的加速运动，最后做a=3m/s2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间，用弹簧将滑块a弹出。滑块a被弹出后与b发生碰撞后反弹回来，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，内阻约为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：________________________；(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.(12分)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r=0.5Ω的电源及R=1.5Ω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R0=1Ω，质量为m0=0.2kg，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B=1T，忽略一切摩擦，重力加速度g=10m/s2，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μ=0.5，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.(14分)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，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A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度为h＝0.2m(相对于地面，且不考虑B板厚度)，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知A、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A碰撞前瞬间小球的速度大小；(2)小球与A碰撞后瞬间物块A的速度大小；(3)为使A、B达到共同速度前A不滑离木板，木板B至少多长。15.(16分)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)雅礼教育集团2023年下学期期末考试答案高二物理一、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)题号12345678910答案CBBCBDACACBCBCD5、【答案】B 【详解】电子运动轨迹如图所示，由几何知识可知，恰好由A点射出时，电子轨道半径，根据，可得。电子从D点射出时的轨道半径，根据，可得。则要使电子能从弧AD之间射出，则速度范围。故选B。9、【答案】BC【详解】A.根据右手定则，金属棒由cd运动至最高位置ab，通过R的电流方向由外向里，故A错误；B.通过R的电流大小为，金属棒由cd运动至最高位置ab，金属棒水平速度逐渐减小，通过R的电流大小逐渐减小，故B正确；C.金属棒所受安培力为，金属棒由cd运动至最高位置ab，金属棒水平速度逐渐减小，金属棒所受安培力一直减小，故C正确；D.根据动能定理，外力做的功等于整个回路产生的焦耳热与金属棒增加的重力势能之和，故D错误。10.【答案】BCD【详解】AC.若q=-0.2C，滑块受到的洛伦兹力方向向下，对整体，加速度m/s2=2m/s2，即木板和滑块一直以2m/s2做匀加速运动，故A错误，C正确；B.若q=+0.2C，以滑块为研究对象，在滑块未发生滑动之前，以整体为研究对象可知m/s2=2m/s2设匀加速阶段滑块能达到的速度为v，故有，解得v=6m/s， 随着滑块速度增大，洛伦兹力增大且方向向上，受到的摩擦力减小，加速度减小，当滑块与木板间没有摩擦力时，滑块在水平方向不再加速，达到最大速度，此时重力与洛伦兹力平衡，故有，解得=10m/s，此后滑块匀速运动，故B正确；D.若q=+0.2C，木板先以2m/s2做匀加速运动，随着随着滑块速度增大，洛伦兹力增大且方向向上，木板与滑块间的摩擦力减小，则木块加速度增大，当它们间无摩擦力时，木板加速度m/s2=3m/s2，木故D正确。故选BCD。二、实验题(共14分，每空均2分)11.✻✻【答案】①；②<；③。说明：其他等价变形式均给分。12.✻✻【答案】①F；②滑动变阻器的规格选择错误，应该选用最大阻值为10Ω的滑动变阻器。其他合理表述均给分；③b；④103；(102也给分)三、计算题(本题共4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.✻(12分)【答案】(1)4A；m=0.24kg(共6分)；(2)0.14kg≤m≤0.34kg(共6分)【详解】(1)当金属杆静止时，流过金属杆的电流大小是=4A，(2分)金属杆受到的安培力为F=BIL，(1分)由左手定则可知，安培力方向向左，若金属杆能保持静止，则mg=F，(1分)解得m=0.24kg。(2分)(2)若金属杆与轨道间摩擦不能忽略，最大静摩擦力为摩擦力向左时，有，(2分)摩擦力向右时，有，(2分)所挂重物的质量范围是0.14kg≤m≤0.34kg。(2分)14.✻✻(14分)答案：(1)4m/s(共3分)；(2)1m/s(共5分)；(3)0.25m(共6分)解析：(1)小球下摆过程，由机械能守恒定律得： ，(2分)代入数据解得：＝4m/s，(1分)(2)小球反弹过程机械能守恒有解得：＝2m/s，(2分)小球与A碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向由动量守恒定律有：，(2分)代入数据得＝1m/s(1分)(3)物块A与木板B相互作用过程，系统动量守恒，以A的速度方向为正方向由动量守恒定律得：代入数据解得：v＝0.5m/s，(2分)由能量守恒定律得：，(2分)代入数据解得x＝0.25m。(2分)15、✻✻(16分)【答案】(1)(共4分)；(2)(共4分)；(3)，(共8分)。【详解】(1)粒子从A点到P点，由动能定理有，(2分)解得。(2分)(2)粒子在偏转电场中沿x方向有，(1分)沿y方向有，(1分)根据牛顿第二定律有联立解得，(1分)粒子从Q点射出时沿y方向的速度，则射出速度， 解得。(1分)(3)设粒子做圆周运动的半径为r，则解得，(2分)粒子在磁场中运动的周期解得，(2分)粒子在磁场中运动的轨迹如图所示：所以圆形磁场的最小半径R=3r，最小面积解得，(2分)由图可知，进入磁场的位置距y的最小距离