湖南省长沙市周南教育集团2023-2024学年高二下学期入学考试物理试题

这是一份湖南省长沙市周南教育集团2023-2024学年高二下学期入学考试物理试题，共11页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题：（1—6每小题只有一个选项符合题意，每题4分．7—10每小题有多个选项符合题意，每题5分）
1．某位同学想测量电流产生的磁场的磁感应强度，具体做法是：把一个废旧表盘放在水平桌面上，把一根小磁针放在表盘安装指针的立柱上，小磁针静止时极指向12点；在小磁针上方处沿着6点、12点方向水平放置一根通电直导线，通电直导线的电流从12点流向6点，小磁针静止时极指向1点。该同学查阅资料得知此地的地磁场水平分量该通电直导线在小磁针处产生磁场的磁感应强度大小为（ ）
A．B．C．D．
2．在汽车相撞时，汽车的安全气囊可使头部受伤率减少约，面部受伤率减少左右。如图所示，某次汽车正面碰撞测试中，汽车以的速度撞上测试台后停下，安全气囊在系有安全带的假人的正前方水平弹出，假人用时停下。车内假人的质量为，则下列说法正确的是（ ）
A．安全气囊的作用是减小碰撞前后假人动量的变化量
B．安全气囊对假人的作用力小于假人对安全气囊的作用力
C．碰撞过程中安全气囊和安全带对假人的冲量大小为
D．碰撞过程中安全气囊和安全带对假人的平均作用力大小为
3．如图所示，先后以恒定的速度和把一个正方形金属线框水平拉出有界匀强磁场区域，且，则在先后两种情况（ ）
A．线框中的电功率之比B．线框中的感应电流之比
C．线框中产生的热量之比D．通过线框某截面的电荷量之比
4．如图所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内（ ）
A．充电宝输出的电功率为B．手机电池产生的焦耳热为
C．手机电池产生的焦耳热为D．手机电池储存的化学能为
5．如图所示，在平面内有两个沿轴方向（垂直平面）做简谐运动的点波源和，振动方程分别为。两列波的波速均为，两列波在点和点相遇时，分别引起处质点的振动总是相互（ ）
A．加强、加强B．减弱、减弱C．加强、减弱D．减弱、加强
6．一匀强磁场磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外，其边界如图虚线所示，，一束质子在纸面内从点垂直于射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计重力和粒子之间的相互作用。已知粒子的质量为、电荷量为。则在磁场中运动时间最长的粒子，其运动速率为（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示，一列简谐波沿轴正方向传播，波源位于坐标原点，波源起振方向沿轴正方向。波源起振开始计时，时刻轴上之间第一次形成如图所示的波形，点平衡位置坐标为。则下列说法正确的是（ ）
A．波的传播速度大小为
B．波源的振动方程为
C．从图示时刻开始，经过，质点速度与加速度方向相同
D．从图示时刻开始，经过，质点运动的路程为
8．如图，一小车放在光滑的水平面上，小车段是长为的粗糙水平轨道，段是半径为的光滑四分之一圆弧轨道，两段轨道相切于。一可视为质点、质量与小车相同的物块在小车左端处，随小车一起以的速度水平向右匀速运动。一段时间后小车与右侧墙壁发生碰撞，碰后小车速度立即减为零但不与墙壁粘连。已知物块与小车段之间的动摩擦因数为0.2，取，则（ ）
A．物块到达点时对轨道的压力为0B．物块经过点时速度大小为
C．物块最终距离小车端D．小车最终的速度大小为
9．如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面间形成劈形空气薄膜，当蓝光从上方入射后，从上往下看到明暗相间的等距条纹，下列说法中正确的是（ ）
A．该条纹是光的干涉形成的，此现象可以说明光是一种波
B．若把蓝光改为黄光，条纹间距将变窄
C．若下方平板玻璃某处出现凸起，则会盾到该处条纹向左侧弯曲
D．若抽去一张纸片，条纹间距将变宽
10．如图所示，在倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为的匀强磁场区域．区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域II的磁场方向垂直斜面向下，磁场边界均平行于斜面底边，、的长度均为。一个质量为、电阻为、边长也为的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中边始终与斜面底边平行。时刻边刚越过进入磁场I区域，此时导线框恰好以速度做匀速直线运动；时刻边下滑到与的中间位置，此时导线框又恰好以速度做匀速直线运动。重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．当边刚越过时，导线框的加速度大小为
B．导线框两次做匀速直线运动的速度之比
C．从到的过程中，导线框克服安培力做的功等于机械能的减少量
D．从到的过程中，有的机械能转化为电能
二、实验题（每空2分，共16分）
11．某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______；
A．将单缝向双缝靠近B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动D．使用间距更小的双缝
（2）若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，测得第1条暗条纹到第条暗条纹之间的距离为，则单色光的波长______；
（3）某次测量时，选用的双缝的间距为，测得屏与双缝间的距离为，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为。则所测单色光波长为______（结果保留3位有效数字）。
12．（1）用螺旋测微器测出其直径如图所示，则______。
（2）用多用电表挡粗测某电阻发现多用表指针偏角偏大，为进一步较精确测量选用合适的倍率重新欧姆调零后，测量时指针位置如图所示，其电阻为______
（3）实验室有若干内阻为、满偏电流为的表头，某同学打算先将表头改装成电压表，再对电源电动势和内阻进行测量。若将此表头改装成量程为的电压表，需要串联一个______的电阻。
（4）现将改装后的电压表和电阻箱组成图（b）所示电路，调节电阻箱的阻值，记录多组电压表示数和电阻箱读数，描点后绘成图（c）所示一次函数图像，测出横轴截距为，纵轴截距为，则电源电动势为______，内阻为______；（此问两空用“”、“”和电压表电阻“”表示）。
三、计算题（13题12分，14题13分，15题15分）
13．如图所示为某玻璃砖的截面图，由半径为的四分之一圆与长方形组成，长为长为，一束单色光以平行于的方向照射到圆弧面上的点，，折射光线刚好交于的中点，光在真空中的传播速度为，求：
（1）玻璃砖对光的折射率；
（2）求光在玻璃砖传播所用的时间。
14．如图所示，圆心为、半径为的圆形区域内有一个匀强电场，电场强度大小为、方向与圆所在的面平行。PQ为圆的一条直径，与电场强度方向的夹角。质量为、电荷量为的粒子从点以某一初速度沿垂直于电场强度的方向射入电场，不计粒子重力。
（1）若粒子到达点，求粒子在点的初速度大小；
（2）若粒子在点的初速度大小在之间连续可调，则粒子到达圆弧上哪个点电势能变化最大？求出电势能变化的最大值。
15．在光滑的水平地面上，质量均为的滑块和中间夹一轻弹簧，轻弹簧处于原长状态，左端固定在上，右端与接触但不固定，质量为、半径为的四分之一光滑圆弧形滑块放置在的右边，间距离足够远，质量为的滑块以初速度向右运动与发生碰撞，碰撞过程时间极短，碰后被反弹，速度大小为，重力加速度取。求：
（1）碰撞时损失的机械能；
（2）弹簧的最大弹性势能；
（3）能上升的最大高度。
答案
1．A．【解答】通电直导线的电流从12点流向6点，小磁针静止时极指向1点，偏转角度为，由数学知识有：代入数据得该通电直导线在小磁针处产生磁场的磁感应强度大小为
，故A正确，BCD错误。
2．【答案】D
【解析】A．安全气囊的作用增加了碰撞时假人的减速时间，碰撞前后假人动量的变化量不变，假人受到的合外力减小，故A错误；
B．根据牛顿第三定律可知安全气囊对假人的作用力等于假人对安全气囊的作用力，故B错误；
C．根据动量定理可知碰撞过程中安全气囊和安全带对假人的冲量大小为故C错误；
D．碰撞过程中安全气囊和安全带对假人的平均作用力大小为
3．【详解】C．根据以及可知；
B．因为所以，B错误；
C．线框中产生的热量所以
D．根据可得，D错误。故选C。
4．【答案】【详解】A．充电宝的输出电压、输出电流，所以充电宝输出的电功率为
故A错误；
BC．是充电宝的输出电压，不是手机电池的内电压，所以不能用计算手机电池产生的焦耳热，根据焦耳定律可知手机电池产生的焦耳热为，故BC错误；
D．充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为故D正确。
5．【答案】D
【解析】由两列波的振动方程可知，这两列波振动步调相反，其振动周期都是，由得，两列波的波长；两波源和到点的距离差为0，所以点是振动减弱点；两波源和到点的距离差为，为，所以点是振动加强点。选项D正确，选项A、B、C错误。
6．B【详解】根据题意可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有，又有设粒子运动轨迹所对的圆心角为，则运动时间为，可知，越大，运动时间越长，当粒子过点时，运动时间最长，运动轨迹如图所示，设半径为，根据几何关系有解得联立可得，故选B。
7．【答案】ABC
【解析】A．根据题意，由图可知，该列波波长为，又有，解得，由公式可得，波的传播速度大小为，故A正确：
B．根据题意，由公式有，波源的起振方向沿轴正方向，则波源的振动方程，故B正确：
CD．由图可知，时，质点沿轴负方向振动，则经过，质点沿轴正方向向平衡位置运动，则速度与加速度方向相同，经过，质点振动了个周期，则质点运动的路程为，故D错误，C正确。故选ABC。
8．【答案】AD
【解析】撞击后，对物块，从A到B的过程，由动能定理
题中已知；解得。B错误。
从到的过程，由动能定理解得。
对物块，处沿半径方向；解得，A正确。
物块在圆弧段滑动的过程，由机械能守恒可知其滑回时的速度仍为，向左。
此后，假设物块能与小车共速，共速前的过程分别由动量守恒与能量守恒

解得，假设成立。
于是，物块与小车的确能共速，且共速时的速度为。D正确。
共速时，物块在点左侧处，距离点，C错误。
9．答案AD
解析A．该现象是光的干涉形成的，故A正确；
B．根据可见光波长从大到小的顺序：红橙黄绿蓝素紫，可知蓝光的波长小于黄光，波长变大，条纹间距变宽，故B错误；
C．若下方平板玻璃某处出现凸起，则会看到该处条纹向右侧弯曲，故C错误；
D．若抽去一张纸片，同一位置沿着斜面的方向，光程差的变化变缓，条纹间距将变宽，故D正确。
10．答案BC
解析 当边刚越过时，由于两个边的切割磁感线产生的感应电动势方向相同，故电流增加为2倍，边的安培力增加为原来的2倍，边也有了安培力，故加速度不为，故A错误；第一次，根据平衡条件，有：，第二次，根据平衡条件，有：，联立解得：，故B正确；从到的过程中，根据功能关系，导线框克服安培力做的功等于机械能的减少量，故C正确：从到的过程中，有的机械能转化为电能，故D错误。
11．【答案】（1）B； （2）； （3）630
【解析】解：（1）增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，根据相邻亮条纹间的距离为，为减小相邻亮条纹（暗条纹）间的宽度，可增大双缝间距离或减小双缝到屏的距离；故B正确，ACD错误故选：B；
（2）第1条暗条纹到第条暗条纹之间的距离为，则两个相邻明纹（或暗纹）间的距离则单色光的波长
（3）将双㖓的间距为，测得屏与双缝间的距离为，以及代入公式可得：；
12． 6.713/6.714/6.715/6.716 8 210
【详解】（1）螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数为
所以最终读数为
②［3]发现表头指针偏转角度很大，说明倍率太大，为了较准确地进行测量，应换到挡。重新正确操作后，表盘的示数如图3所示，其读数为
（2）①［4]若将此表头改装成量程为的电压表，需要串联的电阻值为
②［5]［6]由闭合电路欧姆定律可得
解得由图（c）可知
解得
13．【答案】（1）折射光路如图所示
由题意可知，，因此为等腰三角形，根据几何关系，光在点的入射角折射角
因此玻璃砖对光的折射率
（2）由几何关系，光在面上的入射角，由于，因此
光在面会发生全反射。
由几何关系可知光线在玻璃砖内传播的距离
光线在玻璃砖内传播的所用时间
14．（1）（2）圆弧上最低点
解析（1）粒子做类平抛运动，设粒子从点运动到点的时间为，加速度为，
则水平方向有
竖直方向有
由牛顿第二定律得联立解得。
（2）粒子到达圆弧上最低点电势能变化最大
解得。
15．【答案】解：（1）与碰撞时动量守恒，有，代入相关数据可得，则损失的机械能；
（2）弹簧压缩到最短时弹簧的弹性势能最大，的速度相等，设此时速度为及弹簧系统动量守恒，有；得
则弹簧的最大弹性势能为；
（3）设与弹簧分开时速度分别为和，
由动量守恒定律及能量守恒定律得，解得，此时的机械能为，
假设上升高度为时二者相对静止，在竖直方向速度为0，则，
此时系统的机械能，
因为，所以滑块在竖直方向速度不为0，设滑块能上升的最大高度为，
由机械能守恒定律有，解得。