2023荆州中学高二上学期期末物理试题含答案

湖北省荆州中学2022～2023学年度高二上学期期末考试

物理试卷

一、选择题（本题共11小题，每题4分，共计44分。其中1～7题为单选题，8～11为多选题。）

1. 物体做简谐运动，振幅为0.8cm，周期为0.5s，计时开始时具有负向最大加速度，它的位移公式是（　　）

A.  B.

C.  D.

2. 如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（  ）

A. 线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流

B. 穿过线圈a的磁通量减小

C. 线圈a有扩张趋势

D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大

3. 如图甲，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（　　）

A. 单摆振动的频率是2 Hz

B. 单摆的摆长约为1 m

C. 若仅将摆球质量变大，单摆周期变大

D. t=1s时摆球位于平衡位置O，加速度为零

4. 如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐机械波在t=0时刻的波动图像，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A. 波速大小为4m/s

B 波沿x轴负方向传播

C. 该波可以与另一列频率为2Hz的波发生干涉

D. 波在传播过程中遇到2m尺度障碍物不能发生明显的衍射

5. A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，并以该方向为正方向，，，，，A追上B发生碰撞后，A、B速度可能为下列的（　　）

A. ， B. ，

C. ， D. ，

6. 在水平光滑绝缘桌面上有一边长为L的正方形线框abcd，被限制在沿ab方向的水平直轨道自由滑动。bc边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域efg，直角边ge和ef的长也等于L，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v匀速穿过磁场区，若图示位置为t=0时刻，设逆时针方向为电流的正方向．则感应电流i-t图像正确的是（时间单位为）（  ）

A.  B.

C.  D.

7. 如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，原线圈接入图乙所示的正弦脉冲电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的（　　）

A. 图乙中电压的有效值为

B. 电压表的示数约为

C 处出现火警时，电流表示数变大

D. 处出现火警时，电阻消耗电功率减小

8. 如图所示是回旋加速器装置示意图，，是半圆形金属盒，形盒的缝隙处接交流电源，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是（　　）

A. 增大磁场磁感应强度 B. 增大交流电源电压

C. 增大形盒的半径 D. 增大狭缝间的距离

9. 某国产“超薄磁吸无线充电器”的充电功率为，同时支持磁力吸附，可直接吸附在手机上进行无线充电。该充电器的工作原理如图所示，当充电器上的发射线圈通入正弦式交变电流后，就会在接收线圈中感应出电流，实现为手机电池充电。某次测试时，该充电器接入电压瞬时值的交流电源，发射线圈和接收线圈的匝数之比为22：1，不计能量损耗，下列说法正确的是（　　）

A. 接收线圈中电流产生的磁场恒定不变

B. 接收线圈中电流的频率为

C. 接收线圈两端电压的有效值为

D. 接收线圈中的电流为

10. 如图所示，N=50匝的矩形线圈abcd，ab边长=20cm，bc边长=25cm，放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以r/min的转速逆时针匀速转动，线圈的电阻r=1，外电阻R=9（其余电阻不计）。t=0时线圈平面与磁感线垂直，ab边通过内金属环与电刷相连，cd边通过外金属环与电刷相连，电流表和电压表可看成理想电表，则（　　）

A. 从t=0时刻再转过90°角，线圈中电流将改变方向

B. 电流表的读数为10A

C. 电压表的读数为45V

D. 通过线圈电流的瞬时表达式i=10sinl00t（A）

11. 如图所示是某横波的波形图，实线表示某时刻的波形，虚线表示后的波形图，以下说法正确的是（　　）

A. 若波向左传播，则它传播的距离可能是

B. 若波向右传播，则它的最大周期是

C. 若波向左传播，则它的波速可能是

D. 若波速为，则波的传播方向向右

二、实验题（本题共两小题，每空2分，共16分）

12. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为：

①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平；

②让质量为的入射球多次从斜槽上位置静止释放，记录其平均落地点位置；

③把质量为的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置；

④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、，如图乙，分析数据：

（1）实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为___________。

A.     B.     C.

（2）（单选）关于该实验，下列说法正确的有__________。

A. 斜槽轨道必须光滑

B. 铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平

C. 入射球和被碰球的半径必须相同

D. 实验中必须测量出小球抛出点的离地高度

（3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为___________；若碰撞是弹性碰撞，还应满足的关系式为__________。（均用题中所给物理量的符号表示）

13. 南山中学某物理课外活动小组准备测量南山公园处的重力加速度，其中一小组同学将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下半部分露于筒外），如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁。本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离L，并通过改变L而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、L为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像得出小筒的深度h和当地的重力加速度g。

（1）实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图所示，该摆球的直径d=_______。

（2）如果实验中所得到的T2-L关系图线如图乙中的_______所示（选填a，b，c），筒的深度h=_______cm，当地的重力加速度g=_______m/s2。（π取3.14，结果取小数点后两位）

三、解答题（本题共三小题，共计40分）

14. 如图所示，一水平轻弹簧右端固定在光滑水平面右侧的竖直墙壁上，质量为的物块静止在水平面上的点，质量为的小球用长的轻绳悬挂在点正上方的点。现将小球拉至轻绳与竖直方向成角位置，静止释放。小球到达最低点时恰好与物块发生弹性正碰。碰后小球被弹回，物块向右运动并压缩弹簧。设小球与物块只碰撞一次，不计空气阻力，物块和小球均可视为质点，重力加速度取。求：

（1）小球第一次摆到最低点与物块碰撞前瞬间速度的大小；

（2）弹簧的最大弹性势能。

15. 如图所示，纸面内有直角坐标系。磁感应强度大小的匀强磁场垂直纸面向里，限定在圆心位于、半径圆形区域内。直线与轴平行，间距，垂直纸面向外的另一匀强磁场限定在轴与直线之间足够大的区域内。现有一比荷的带正电粒子，以速度沿轴从磁场外射入圆形区域，粒子通过两个磁场区域后，运动方向平行于轴指向轴正方向射出磁场。不计粒子重力，求：

（1）粒子经过轴时的位置坐标；

（2）粒子通过轴右侧磁场区域的时间。

16. 如图所示，与为水平放置的无限长平行金属导轨，与为倾角为的平行金属导轨，两组导轨的间距均为，导轨电阻忽略不计。质量为、电阻为的导体棒置于倾斜导轨上，质量为、电阻为的导体棒置于水平导轨上，轻质细绳跨过光滑滑轮一端与的中点相连、另一端悬挂一轻质挂钩。导体棒、与导轨间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为。初始时刻，棒在倾斜导轨上恰好不下滑。（取，）

（1）求导体棒与导轨间的动摩擦因数；

（2）在轻质挂钩上挂上物体，细绳处于拉伸状态，将物体与导体棒同时由静止释放，当的质量为时，始终处于静止状态（导体棒运动过程中，、一直与平行，且没有与滑轮相碰。）求匀速运动时，导体棒速度的大小；

（3）若的质量为时，由静止释放开始计时，当下降时已经处于匀速直线运动状态，求这个过程中上产生的焦耳热为多少？（始终处于静止状态）