2022-2023学年度第二学期期中考试深圳龙岗四校联考高二物理

这是一份2022-2023学年度第二学期期中考试深圳龙岗四校联考高二物理，共16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。
2022--2023学年度第二学期期中考试高二物理测试卷满分：100分   时间：75分一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1.  两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列判断正确的是A. 粒子带正电              B. 点和点的电场强度相同
C. 粒子的动能先减小后增大  D. 粒子在点的电势能小于在点的电势能2.  在如图所示的电路中，电源电动势为、内电阻为，为电容器，为定值电阻，为滑动变阻器开关闭合后，灯泡能正常发光；当滑动变阻器的滑片向右移动后，下列说法中正确的是(    )
A. 灯泡变亮 B. 电容器的带电量将增大
C. 两端的电压减小 D. 电源的总功率变大3.  一光滑水平地面上静止放着质量为M、半径为的光滑圆弧轨道，质量也为M小球从轨道最左端的点由静止滑下为水平直径，重力加速度为，下列正确的是(    )A. 小球不可能滑到圆弧轨道右端最高端
B. 小球向右运动中轨道先向左加速运动，后向右加速运动
C. 轨道做往复运动，离原先静止位置最大距离为 
D. B.小球通过最低点时速度4.  飞力士棒是一种健身、康复器材，它由一根软杆、两端的负重头和中间的握柄组成，使用时，用手驱动使其振动，如图所示。若某棒的固有振动频率为，下列说法正确的是(    )
A. 用力越大，该棒振动的越快
B. 增大手驱动的频率，该棒的振幅一定变大
C. 增大手驱动的频率，该棒的振动频率可能减小
D. 用同样大小的力驱动该棒，每分钟完成次全振动时负重头的振幅最大5.  如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子、、，以不同的速率对准圆心沿着方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的(    )
A. 粒子速率最大，在磁场中运动时间最长
B. 粒子速率最大，在磁场中运动时间最短
C. 粒子速率最小，在磁场中运动时间最短
D. 粒子速率最大，在磁场中运动时间最长6.  在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为，导体环的总电阻为。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。磁感应强度随时间的变化如乙图所示，。下列说法正确的是(    )A. 时，导体环中电流为零
B. 第内，导体环中电流为负方向
C. 第内，导体环中电流的大小为
D. 第内，通过导体环某一截面的电荷量为7.  某交变电流电压随时间变化的规律如图所示初始部分为正弦函数的四分之一周期，下列说法正确的是(    )A. 该交变电流的周期为
B. 该交变电流电压的有效值为
C. 将该交变电流加在交流电压表两端时，电压表读数为
D. 将该交变电流加在启辉电压达到或超过启辉电压后氖管会发光为的氖管上，氖管未被击穿，氖管秒钟内发光次数为次8.  如图所示，年月日下午，神舟十三号乘组航天员在中国空间站成功进行了“天宫课堂”第一课。航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是(    )A. 麦克斯韦证实了电磁波的存在
B. 电磁波可以在真空中传播
C. 电磁波在各种介质中传播的速度都是
D. 电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场二、多选题（本大题共3小题，每题6分，选对但不全得3分，共18.0分）9.  如图所示，、是两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，线与竖直方向的夹角分别为、，且。不计空气阻力，两球带电荷量不变。下列说法正确的是  (    )A. 球的质量比球的大
B. 若同时剪断两根细线，则、两球同时落地
C. 球的电荷量比球的大
D. 若同时剪断两根细线，则、两球飞行的水平距离相等10.  如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷．设两列波的振幅均为，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为和．点是连线的中点，下列说法正确的是(    )A. 、两点都保持静止不动
B. 图示时刻、两点的竖直高度差为
C. 图示时刻点正处在平衡位置且向上运动
D. 从图示时刻起经后，质点的路程为11.  如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是(    )A. 甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压
B. 乙图可判断出极板是发电机的正极
C. 丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D. 丁图中若载流子带负电，稳定时板电势高三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）12.（6分）某同学利用一根压缩的弹簧来弹开带有遮光片的滑块测量滑块与木板间的动摩擦因数。实验装置如图所示，将木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，右端与滑块刚好接触但不连接，然后将光电门固定在木板上靠近滑块处。实验步骤如下：  用游标卡尺测量遮光片的宽度，其示数如图所示，______；
将光电门连接计时器，让滑块压缩弹簧至点图中未画出，释放后滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间，再测量滑块停止时的位置与光电门的距离，则可用______表示滑块经过光电门时速度的大小；
改变点的位置，多次重复步骤；
若用图像处理数据，所得图像如图所示，设重力加速度为，则由图线可得滑块与木板间的动摩擦因素______用物理量的符号表示。13.（10分）测定金属丝的电阻率，提供实验器材如下：A.待测金属丝电阻约      B.电流表，内阻约C.电压表，内阻约    D.滑动变阻器E.电源                   F.开关，导线若干某同学用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属丝的直径和长度，读出图中的示数，图甲为________，图乙为________。某同学采用如图所示电路进行实验，请用笔画线代替导线，在图中将实物电路图连接完整。测得金属丝的直径为，改变金属夹的位置，测得多组金属丝接入电路的长度及相应电压表示数、电流表示数，作出如图所示。测得图线斜率为，则该金属丝的电阻率为________。 关于电阻率的测量，下列说法中正确的有________A.开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最左端B.实验中，滑动变阻器的滑片位置确定后不可移动C.待测金属丝长时间通电，会导致电阻率测量结果偏小D.该实验方案中电流表的内阻对电阻率测量结果没有影响四、计算题（本大题共3小题，共34.0分，需要写出重要解题步骤和必要的文字说明，只有结果，没有过程不得分）14.（8分）如图所示，气缸呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为。筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞处于离底部的高度，外界大气压强为，温度为，现对气体加热。求：
当活塞刚好到达汽缸口时气体的温度；
气体温度达到时气体的压强。    15.（12分）如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨、相距为，导轨平面与水平面夹角a，导轨上端跨接一定值电阻，导轨电阻不计．整个装置处于垂直斜面向上的匀强磁场中，长为的金属棒垂直于、放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为、电阻为，重力加速度为，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为时，速度达到最大值求：
金属棒开始运动时的加速度大小；
匀强磁场的磁感应强度大小；
金属棒沿导轨下滑距离为的过程中，电阻上产生的电热．    16.（14分）如图所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的上端点和圆心的连线与水平方向的夹角，下端点为轨道的最低点且与光滑水平面相切。质量的小物块可视为质点从空中点以的速度水平抛出，恰好从点沿轨道切线方向进入轨道，经过点后沿水平面并与静止在水平面上的另一小物块发生弹性碰撞，碰撞后物块恰好可以返回到圆弧轨道与圆心等高处。取，求：物块由到的运动时间，以及、两点的高度差；小物块经过圆弧轨道上点时对轨道的压力大小；物块的质量；（第（3）小题结果可用根式表示，不用化成最简形式。）
答案和解析 1.【答案】 【解析】解：、根据两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面的特点可得，该图中的等势面中，正电荷在上方，负电荷在下方；从粒子运动轨迹看出，轨迹向上弯曲，可知带电粒子受到了向上的力的作用，所以粒子带负电，故A错误；
B、在电场中等势面与电场线是垂直的，由图可知，、两点弯曲的方向不同，则过、两点，与的等势面垂直的电场线的方向是不同的，所以、两点电场强度是不同的，故B错误；
C、粒子从过程中，电场力做负功，过程中，电场力做正功。粒子在静电场中电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，动能先减小后增大，故C正确；
D、点电势等于点电势，所以粒子在点的电势能等于在点的电势能，故D错误。
故选C。
根据电势可知上方是正电荷，下方是负电荷，从粒子运动轨迹看出，轨迹向上弯曲，可知带电粒子受到了向上的力的作用，判断粒子的电性，从过程中，电场力做负功，过程中，电场力做正功，可判断电势能的大小情况和动能得到变化情况；电场强度是矢量，判断两点的电场强度情况。
本题是轨迹问题，首先要根据弯曲的方向判断出带电粒子所受电场力方向，确定是排斥力还是吸引力。根据电场力做功分析动能和电势能的变化是常用的思路。
 2.【答案】 【解析】【分析】
本题关键的要抓住电容器的特点：当电路稳定时，和电容器串联的电路没有电流，电容器电压等于这一串联电路两端的电压。
灯泡和滑动变阻器串联、电容器和定值电阻串联后两条支路再并联．当电路稳定后，电容器这一路没有电流，相当于开关断开，对另一路没有影响；电容器的电压等于路端电压；当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器接入电路的电阻增大，根据欧姆定律分析电流和路端电压的变化，分析灯泡亮度和电容器电量的变化。
【解答】
A.当滑动变阻器的滑片向右移动后，增大，电路中电流减小，灯泡将变暗，故A错误；
B.路端电压，则知增大，电容器电量增大，故B正确；
C.电路稳定后电容器相当开关断开，两端的电压为零，没有变化，故C错误；
D.减小，电源的总功率，不变，则知电源的总功率减小，故D错误。  3.【答案】 【解析】【分析】
由于水平面光滑，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒．圆弧轨道也光滑，系统的机械能守恒也守恒．根据两大守恒定律进行分析．
本题是系统的水平方向动量守恒和机械能守恒的类型，运用平均动量守恒求解轨道运动的最大距离。
【解答】
A.当小球滑到圆弧的最高点时，根据水平方向动量守恒得知，小球与圆弧的速度均为零，根据系统的机械能守恒得知，小球能滑到右端，故A错误。
B.小球向右运动的过程中，轨道先向左加速，后向左减速，当小球到达点时，速度为零，故B错误。
C.设小球滑到最低点时，轨道向左运动的距离为，则小球相对于地水平位移大小为：取水平向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒得：，解得：，所以轨道做往复运动，离原先静止位置最大距离为，故C错误。
D、设小球通过最低点时小球与轨道的速度分别为和，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，由机械能守恒定律得：，解得：，故D正确。
故选D。  4.【答案】 【解析】【分析】
受迫振动的频率与驱动力的大小无关，与驱动力的频率相等； 
当驱动力的频率与物体的固有频率相等时会发生共振现象，振幅最大。
明确受迫振动的频率与驱动力的大小无关，当外力振动的频率等于固有频率时物体发生共振，振幅最大。
【解答】
人用手振动该飞力士棒，让其做受迫振动，受迫振动的频率与驱动力的大小无关，其频率等于周期性外力的频率，故AC错误； 
当手振动的频率接近该飞力士棒的固有频率时，飞力士棒振动幅度才会变大，当振动频率等于该飞力士棒的固有频率时，即，每分钟振动次，飞力士棒产生共振，棒的振幅最大，故B错误，D正确。  5.【答案】 【解析】【分析】
本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，意在考查学生对带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式的理解和解决实际问题的能力，知道粒子在磁场中运动半径的表达式及在磁场中运动时间与圆心角有关。
【解析】
由图可知，粒子的运动半径最小，圆周角最大，粒子的运动半径最大，圆周角最小，由洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力可得：，故半径公式，，故在质量、带电荷量、磁场的磁感应强度都相同的情况下，速率越小，半径越小，所以粒子的运动速率最小，粒子的运动速率最大，而带电粒子在磁场中的运动时间只取决于运动的圆周角，所以粒子的运动时间最长，粒子的运动时间最短，故B正确。  6.【答案】 【解析】解：时，穿过导体环的磁通量变化率不为零，则导体环中感应电流不为零，故A错误；
B.第内，向上穿过导体环的磁通量增大，根据楞次定律感应磁场方向向下，由安培定则可知，导体环中感应电流为正方向，故B错误；
C.第内，导体环中电流大小为
，故C错误；
D.第内，通过导体环中某一截面的电荷量为，故D正确。
故选D。
根据图象得到磁场变化情况，再根据楞次定律和安培定则得到感应电流的大小和方向，依据电流定义得到电荷量。
综合考查法拉第电磁感应、安培定则和电流的定义，注意判断感应电流方向时左右手不要用错。
 7.【答案】 【解析】【分析】
本题考查交变电流的图像和有效值。从图像中可以直接读取电流的周期，通过电流的热效应计算电流的有效值。电路中电流表电压表的示数均为有效值。
【解答】A.由图像可知，该交变电流的周期为，A错误；B.根据电流的热效应计算电压的有效值，则有，解得，B错误；C.交流电压表读数为交变电流电压的有效值，所以电压表读数为 ，C错误；D.只有当交流电压大于或等于启辉电压时，氖管才能发光，由图像可知，一个周期发光两次，则秒内发光次，D正确。故选D。  8.【答案】 【解析】解：、电磁波是由麦克斯韦预言，而赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故A错误；
B、电磁场本身就是一种物质，可以不依赖物质传播，所以可以在真空中传播，故B正确；
C、电磁波在真空中传播的速度都是，而在介质中的传播速度要小于，故C错误；
D、根据麦克斯韦电磁场理论，可知变化的磁场周围产生电场，变化的电场周围产生磁场，故D错误。
故选：。
电磁波是由麦克斯韦预言，而赫兹通过实验证实了电磁波的存在；电磁场本身就是一种物质，可以不依赖物质传播；电磁波在真空中传播的速度都是；根据麦克斯韦电磁场理论判断。
解决本题的关键知道电磁波的产生原理，以及知道电磁波的传播．对于这些基本知识要熟练掌握并能正确应用。
 9.【答案】 【解析】设、球间库仑力大小为，分析两球受力可得，，
因，故有，A正确；
剪断细线后，两球竖直方向只受重力，做自由落体运动，同时落地，B正确；
由于在水平方向上，两球始终在同一直线上，库仑力大小相等，故水平方向球的加速度比球的小，因此相等时间内，球的水平距离比球的小，D错误；
无法比较电荷量大小，故C错误。
 10.【答案】 【解析】【分析】频率相同的两列水波的叠加：当波峰与波峰、波谷与波谷相遇时振动是加强的；当波峰与波谷相遇时振动是减弱的。
运动方向相同时叠加属于加强，振幅为二者之和，振动方向相反时叠加属于减弱，振幅为二者之差。
【解答】、点是波谷与波谷相遇，点是波峰与波峰相遇，振动均加强；点为连线的中点，故点振动也加强，振幅为，故A错误；
B、图示时刻在波峰，在波谷，且都为加强点，故A、两点的竖直高度差为，故B错误；
C、图示时刻点处于平衡位置，两列波单独引起的速度均向上，故点此时的合速度向上，故C正确；
D、周期；从图示时刻起经，质点通过的路程为：，故D正确。
故选：。  11.【答案】 【解析】【分析】
粒子想利用回旋加速器获得更大的动能，需要增大盒子半径，磁流体发电机就是利用带电粒子受洛伦兹力原理，速度选择器是因为达到某一速度的粒子受力平衡做匀速直线运动，质谱仪应采取分段分析的方法，即粒子加速阶段，速度选择阶段，在磁场中运动阶段，一般用来分析同位素。
本题考查了洛伦兹的应用相关知识，掌握用左手定则判断洛伦兹力的方向，知道速度选择器的原理以及回旋加速器中最大动能的表达式。
【解答】A.根据和可得粒子的最大动能为，则可知要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度和金属盒半径，故A错误；B.根据左手定则，可知正电荷向极板偏转，则极板是发电机的正极，故B正确；C.速度选择器选择的是带电粒子的速度，故丙图无法判断出带电粒子的电性，根据，可得粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，故C错误；D.根据左手定则可知，带负电的载流子受到的洛伦兹力方向向左，即向板偏转，故稳定时板电势低，板电势高，故D正确。
故选BD。  12.【答案】；；。 【解析】【分析】
游标卡尺读数为主尺示数游标尺示数，不需要估读，要注意游标尺的精度，本题精度为。
光电门测速原理为物体在极短时间内的平均速度等于瞬时速度。
根据动能定理得出的表达式，分析图像斜率的物理意义即可解题。
【解答】
；
滑块通过光电门的速度；
根据动能定理，代入并整理得，
所以图像斜率，
解得。  13.【答案】  ，   【解析】【分析】螺旋测微器固定刻度最小分度为，可动刻度每一分度表示，由固定刻度读出整毫米数包括半毫米数，由可动刻度读出毫米的小数部分；题中游标卡尺最小分度为，首先读出主尺刻度米数，再加上副尺刻度米数。
根据实验原理图连接实物图；
根据欧姆定律和电阻定律找出电压电流关系，结合图丁求解金属丝的电阻率；
根据实验原理分析实验误差和操作注意事项。
本实验测电阻丝的电阻率比较巧妙，利用图象法减小了偶然误差，再结合数学图象的知识，更是本题的精华部分；测量电阻最基本的原理是伏安法，电路可分为测量电路和控制电路两部分设计。测量电路要求精确，误差小。

【解答】螺旋测微器读数为：，所以读数为．
游标卡尺读数为：。根据电路图连接实物图如下：
 设电流表内阻为，根据欧姆定律可知待测电阻：，电阻，横截面积：，联立解得：，图象斜率：，所以电阻率．为了保护电路，实验开始前应使待测回路电流最小，滑动变阻器滑片处于最左端，A正确．实验要测量多组电压值、电流值，通过改变滑片位置，改变电压表示数，滑动变阻器滑片需要移动，B错误．待测金属丝长时间通电，因为电流热效应存在，温度升高，电阻率变大，C错误．根据可知，电流表的内阻存在不会改变图象的斜率，对电阻率测量结果没影响，D正确．  14.【答案】解：以封闭气体为研究对象：最初状态为：，，
设温度升高到时，活塞刚好到达汽缸口，此时有：，
根据盖吕萨克定律：解得：
，封闭气体先做等压变化，活塞到达汽缸口之后做等容变化
所以：
此时有：，，
由理想气体状态方程：
解得： 【解析】本题关键要确定气体状态变化过程，再选择合适的规律求解，同时，要挖掘隐含的临界状态进行判断。
根据盖吕萨克定律求出活塞刚好到达顶部时气体的临界温度；
若温度高于临界温度时，气体发生等容变化，根据查理这定律求解缸内气体的压强。
 15.【答案】解：金属棒开始运动时的加速度大小为，由牛顿第二定律有
  
解得  
设匀强磁场的磁感应强度大小为，则金属棒达到最大速度时
产生的电动势  E=BLVm
回路中产生的感应电流  
金属棒棒所受安培力  
棒所受合外力为零时，下滑的速度达到最大，则
    F=mgsina   ⑤
由式解得
设电阻上产生的电热为，整个电路产生的电热为，则

由式解得  ．【解析】对金属棒开始运动时进行受力分析，受到重力、支持力，然后根据牛顿第二定律求出加速度的大小．
当棒子开始运动时，又会受到水平向右的安培力，棒子做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到时，速度达到最大．根据最终达到平衡，列出平衡方程，求出磁感应强度．
金属棒沿导轨下滑距离为的过程中，重力势能减小，动能增加，内能增加，根据能量守恒先求出整个电路产生的热量，再求出电阻上产生的热量．
解决本题的关键会根据牛顿第二定律求加速度，以及结合运动学能够分析出金属棒的运动情况，当时，速度达到最大．
 【答案】解：小物块从点抛出做平抛运动，则：，，联立解得：，
A、两点的高度差：，解得：；
由几何知识得，小物块在点的速度大小：，
从到根据动能定理得：，
在点受力分析，根据牛顿第二定律得：，解得：，
根据牛顿第三定律得物块对轨道的压力大小为；
与碰撞，根据动量守恒定律有：，
根据系统机械能守恒定律得，
碰撞后对，根据动能定理有：，解得：。 【解析】本题主要考查平抛运动和圆周运动规律、动能定理以及弹性碰撞。
根据平抛运动的规律，结合几何知识分析即可正确求解；
结合平抛运动规律，由几何知识求得小物块在点的速度，从到根据动能定理列方程，在点根据牛顿第二定律列方程，结合牛顿第三定律即可求得物块对轨道的压力大小；
与发生弹性碰撞过程中，根据动量守恒定律和机械能守恒定律列方程，碰撞后对，根据动能定理列方程即可求解物块的质量。