河南省濮阳市南乐县豫北名校2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题

这是一份河南省濮阳市南乐县豫北名校2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题，共13页。试卷主要包含了如图，如图所示，在直角三角形区域内等内容，欢迎下载使用。
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1∼7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全对的得3分，有选错的得0分。
1.如图所示，用铁锤钉钉子，将锤头从铁钉上方一定高度处由静止释放，铁锤的质量为，打击过程中铁锤对钉子的平均作用力大小为，打击时间为。若打击后铁锤被反弹，反弹后的速度大小不变，方向相反，则铁锤打击针子前的速度大小为（ ）
A.B.C.D.
2.一列简谐横波在时的波形图如图所示，处的质点沿轴方向做简谐运动的表达式为，则（ ）
A.该波的波速为
B.时刻，质点沿轴正方向运动
C.内，质点通过的路程小于
D.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，不能发生明显衍射现象
3.如图所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，在透镜的下表面和平面玻璃的上表面之间形成一个很薄的圆形狭缝层。单色光从上方垂直凸透镜的上表面射向凸透镜，沿光的入射方向看到明暗相间的干涉条纹，这些条纹叫作牛顿环，下列说法正确的是（ ）
A.牛顿环是凸透镜上、下表面的反射光叠加形成的
B.条纹宽度越大，说明该处凸透镜厚度越薄
C.条纹分布越密集，说明该凸透镜曲面半径越大
D.同一条纹上，凸透镜下表面与平面玻璃间空气隙的厚度相同
4.如图所示，圆形单匝线圈和正方形单匝线圈用完全相同的均匀电阻丝制成，线圈与线圈的周长相等，将它们放置在同一匀强磁场中，线圈绕其直径匀速转动，线圈绕其对称轴匀速转动，线圈和线圈的转轴均和磁场方向垂直，两线圈转动的角速度相同，则两线圈消粍的电功率之比为（ ）
A.B.C.D.
5.水平面内有一圆形单匝线圈，半径为，静止放于一汇聚型磁场中，如图所示，磁场中轴线垂直于线圈平面且通过其圆心。已知线圈导线所在处磁场的磁感应强度大小为，各点处磁场的方向与竖直方向均成角，若线圈中通有逆时针方向（俯视）大小为的电流，则此时线圈中的张力大小应为（ ）
A.B.C.D.
6.电磁流量计广泛应用于测量工业废水（含正负离子）在管中的流量（单位时间内流过管内某一横截面的流体的体积）。如图所示，假设某电磁流量计主要结构是横截面为长方形的一段管道，其长、宽、高分别为、、，其上、下两面是绝缘材料，前后两面是金属材料。流量计所处位置存在竖直向下且磁感应强度为的匀强磁场，其左右两端与输送工业废水的管道相连，工业废水从左向右运动。当工业废水稳定地流经流量计时，前后两个金属侧而将产生电势差，则下列说法正确的是（ ）
A.洛伦兹力对导电液体中的离子做正功
B.工业废水在管中的流量与、无关
C.若流量恒定，仅增大磁感应强度的大小，前后两个金属侧面间的电势差不变
D.无法判断流量计前后表面的电势高低
7.如图所示，半径为的圆形区域内存在方向垂直纸面、大小随时间均匀变化的磁场（图中未画出），磁场随时间的变化关系为（式中与均为大于零的常数）。边长为、匝数为、电阻为的正三角形线圈平行纸面固定放置，顶点与圆心重合，时刻线圈受到的安培力大小为（ ）
A.B.
C.D.
8.中国是世界上第一个建成特高压项目的国家，并且计划到2025年，在全国建设8条特高压输电工程。特高压输电技术使用以上的输送电压，可以将电力输送到2000公里以外，损耗的电能也非常少。关于远距离输电，以下说法正确的是（ ）
A.远距离输电输送的总功率主要是由用户端负载的总功率决定的
B.在输电功率一定的条件下，输电电压提高10倍，线路损耗功率将降低为原来的
C.在输电功率一定的条件下，输电电压提高10倍，输电线上损失的电压将降低为原来的
D.在输电电压一定的条件下，输电总功率大小不影响输电线上损失的电压大小
9.如图（a），在均匀介质中有、、、、、6个点，分别是正六边形的6个顶点，，处的横波波源振动图像如图（b）所示，振动方向与正六边形所在平面垂直。时，处横波波源开始振动，时，处有一与处波源完全相同（含起振方向）的横波波源开始振动，振动图像如图（c）所示，已知两列波的波长均为。下列说法正确的是（ ）
A.这两列波的波速均为
B.后，处的质点振幅变为
C.时，处的质点开始向轴负方向振动
D.从到，处的质点运动路程为
10.如图所示，在直角三角形区域内（包含边界）有方向垂直纸面向外的匀强磁场，将某种带正电的粒子以不同速率从边的中点沿垂直边方向射入磁场中，观察发现所有粒子均从边界射出。已知粒子比荷为，磁感应强度大小为，边长为，，则下列说法正确的是（ ）
A.边界上有粒子射出的区域长度最大为
B.有粒子经过的磁场区域的面积最大为
C.粒子在磁场中运动的时间可能为
D.若发射速率范围不变，换成比荷为的正粒子，则将只有一半粒子能从边界射出
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）某同学利用光电计时器、气垫导轨和压力传感器验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示。实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度，测量结果如图乙所示，则挡光片的宽度________。
（2）将与轻弹签相连的压力传感器固定在水平气垫导轨左端，一个光电门安装在气垫导轨上，实验室有滑块1和2，消块1的质量，滑块2的质量，滑块1右侧面粘有橡皮泥，上方安装挡光片，挡光片的质量忽略不计，滑块2左侧面固定一撞针，用滑块1将弹簧压缩一段距离后由静止释放，压力传感器显示出弹簧弹力随时间变化的图像如图丙所示，已知图像与坐标轴围成的方格数约为200个，则滑块1与滑块2碰撞前的速度大小________。（结果保留3位有效数字）
（3）实验中滑块1与滑块2碰撞后，通过光电计时器时记录的时间为，由上述数据计算可得，滑块1、2组成的系统碰撞前总动量________，碰撞后总动量________。在误差允许范围之内，若，可认为滑块1和滑块2组成的系统碰撞前后动量守恒。（结果均保留3位有效数字）
12.（8分）某研究性学习小组利用压敏电阻制作电子秤。已知压敏电阻在压力作用下发生微小形变，压力传感器的阻值随其所受压力变化的图像如图甲所示，小组同学按图乙所示电路制作了一个简易电子秤（托盘质量不计），其中，电路中电源电动势恒定不变，电源内阻不计，电表为理想电表，重力加速度取。
（1）托盘上不放重物时，闭合开关，记录电表读数为________；（结果保留2位有效数字）
（2）托盘上放置重力为的重物，则电表读数与满足的数值关系式为________；
（3）若两端电压的最大值为，将该电子秤放在加速度大小为的匀加速上升的电梯中，则该电子秤最大可以称量________的物体。（结果保留3位有效数字）
13.（10分）如图所示，一玻璃工件水平放置，上半部分是半径为的半球体，点为球心，下半部分是半径为、高度未知的圆柱体，为圆柱体的中心轴线，圆柱体底面镀有反射膜。有一東光从半球体表面上与水平距离为的位置朝圆心射入工件，最后光线恰好从半球面平行于射出，出射点与之间的水平距离为。（不考虑多次反射，已知光速为）。求：
（1）该玻璃的折射率；
（2）光在玻璃工件中传播的时间。
14.（14分）如图所示，半径的竖直半圆形轨道与水平面相切。质量的小滑块放在半圆形轨道的最低点，另一质量为的小滑块，在水平推力的作用下由静止开始向右做匀加速直线运动，小滑块与间的距离足够长，推力作用一段时间后撤去，随后小滑块与相碰。不计一切摩擦，重力加速度，、均可视为质点。
（1）若推力作用的时间，小滑块与发生弹性碰撞，求碰后小滑块与的速度大小；
（2）若碰后、粘在一起沿半圆形轨道运动并且不会脱离轨道，求推力作用的时间范围。
15.（16分）如图所示，足够长的光滑金属轨道、水平平行放置，间距为，两轨道间虚线的左侧和的右侧存在磁感应强度为的匀强磁场，两导体棒、垂直轨道放置且与两轨道接触良好，两导体棒的质量都为，电阻都为，不考虑导体棒和轨道的接触电阻和轨道的电阻，处于左侧磁场的某位置且以速度水平向右运动，的初始位置在右侧磁场的左边界处，当导体棒刚好到达左侧磁场的右边界时，两导体棒的速度相等。
（1）当导体棒刚好到达左侧磁场的右边界时，求两导体棒向右运动的位移之差；
（2）若最终两导体棒的速度大小均为，求从虚线到虚线过程中通过的电荷量；
（3）在（2）问条件下，求整个过程中导体棒产生的焦耳热。
高二联考参考答案
物理
1.B 解析：对铁锤受力分析，规定竖直向下为正方向，由动量定理有，可得，B正确。故选B。
2.A 解析：由简谐运动的表达式得，由图可知波长为，则，A正确；根据点简谐运动的表达式，可以判断0时刻沿轴正方向运动，可知波沿轴负方向传播，所以0时刻，点沿轴负方向运动，B错误；内，即半个周期内质点通过的路程为，C错误；波长为，当波的波长比障碍物尺寸大或差不多时，就会发生明显的衍射，则该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，能够发生明显的衍射现象，D错误。故选A。
3.D 解析：干涉条纹是由凸透镜下表面与平面玻璃间空气隙上、下表面的反射光叠加形成的，A错误；条纹宽度越大，说明该处凸透镜下表面与平面玻璃间的空气隙厚度变化得越慢（几乎不变），不能说明空气隙的厚度，更不能反映凸透镜的厚度，B错误；条纹分布越密集，说明凸透镜曲面半径越小，C错误；同一条纹上，凸透镜下表面与平面玻璃间空气隙上、下表面反射光的光程差相同，空气隙的厚度相同，D正确，故选D。
4.C 解析：根据题意，线圈与线圈的周长相等，设正方形线圈的边长为，由几何关系有，可得线圈的半径，线圈的面积，线圈的面积，两线圈产生的感应电动势有效值为，则两线圈产生的感应电动势有效值之比为，由电阻定律可知，两线圈的电阻之比，由公式可得，两线圈消耗的电功率之比为，C正确。故选C。
5.C 解析：由题意可知线圈导线所在处磁场的磁感应强度沿竖直方向的分量为，选择线圈导线一小微元为对象，其受力如图所示，根据受力平衡可得，其中，联立可得线圈中的张力大小为，C正确。故选C。
6.B 解析：洛伦兹力方向始终与离子运动方向垂直，故洛伦兹力对离子不做功，A错误；最终正负离子会受到电场力和洛伦兹力而平衡，即，，而水的流量为，联立可得，所以工业废水在管中的流量与、无关，B正确；由可知，若流量恒定，仅增大磁感应强度的大小增加，C错误；根据左手定则可知，工业废水中的正离子向后表面偏，工业废水中的负离子向前表面偏，因此流量计前表面的电势低于流量计后表面的电势，D错误。故选B。
7.B 解析：根据法拉第电磁感应定律有，线圈在磁场中的有效面积，由闭合电路欧姆定律有，时刻线圈受到的安培力，有效长度，联立可得，B正确。故选B。
8.AC 解析：远距离输电输送的总功率主要是由用户端负载的总功率决定的，A正确；在输电功率一定的条件下，输电电压提高10倍，线路电流将降低为原来的，线路损耗功率将降低为原来的，B错误；在输电功率一定的条件下，输电电压提高10倍，线路电流将降低为原来的，，可知输电线上损失的电压将降低为原来的，C正确；在输电电压一定的条件下，输电功率发生变化，由，，可知输电线上的电流发生变化，输电线上损失的电压发生变化，D错误。故选AC。
9.AD 解析：由图可知处波源振动的周期为，波长为，由于两波在同一介质中传播，则这两列波的波速均为，A正确；根据题意可知，则，处波源的振动形式传播到点用时为，同理，处波源的振动形式传播到点用时，所以时，处的质点开始向轴正方向振动，运动后处波源的振动形式传播到点，时处波源引起处质点的振动方向向下，与处波源引起的振动叠加，故处是振动减弱点，振幅为0，B、C错误；由上述分析可知，时处质点振幅为0，故时间内只有处质点在振动，则处的质点运动的路程为，D正确。故选AD。
10.ABC 解析：根据题意可知当粒子运动轨迹与边相切时，到达上的点到点的距离最大，轨迹如图所示，根据几何关系可知，所以边界上有粒子射出的区域长度最大为，从点射出的粒子轨迹半径最小，为，有粒子经过的磁场区域的面积最大为，A、B正确；粒子在磁场中运动的周期为，当粒子垂直边射出时，粒子在磁场中运动的时间为，C正确；若换成比荷为的正粒子，可得轨迹的最大半径为，最小半径为，所有粒子将从边界射出，D错误。故选ABC。
11.答案：（1）1.06（1分）
（2）1.60（1分）
（3）0.800（2分） 0.795（2分）
解析：（1）挡光片的宽度
（2）弹簧对滑块的冲量大小等于图像与坐标轴所围的面积，则，对滑块由动量定理可得，解得。
（3）滑块经过光电门时的速度大小为，碰撞前的总动量为，碰撞后的总动量为。
12.答案：（1）1.5（2分）
（2）（3分）
（3）27.3（3分）
解析：（1）托盘上不放重物时，闭合开关，记录电表读数为。
（2）根据上述分析可知，其中，则有。
（3）若两端的电压为，则两端的电压为，的电阻为，对应的压力，对物体应用牛顿第二定律，则有，可得。
13.答案：（1）
（2）
解析：（1）根据题意，画出光路图，如图所示，
由几何关系可得出射光线的入射角为，折射角为（2分）
根据折射定律，得
（2分）
（2）由图可得光的路程（2分）
光在玻璃工件中传播的速度（2分）
光在玻璃工件中传播的时间（2分）
14.（1）
（2）或
解析：（1）设小滑块的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
（1分）
解得（1分）
由运动学公式有（1分
解得1分
小滑块与发生弹性碰撞，由动量守恒定律可得（1分）
由机械能守恒定律可得
（1分）
联立解得，（1分）
（2）设推力作用的时间为，有，
小滑块与相碰粘在一起，根据动量守恒定律有（1分）
要使、沿半圆形轨道的运动不会脱离轨道，有两种情况：
①碰后、粘在一起恰好能够到达半圆形轨道的最高点，
根据牛顿第二定律有（1分）
解得（1分）
从最低点到最高点，根据动能定理有
（1分）
联立解得，（1分）
②碰后、粘在一起沿轨道到达与圆心等高处，速度刚好为0时，也不脱离轨道，
从最低点到与圆心等高处，根据动能定理有
（1分）
解得，（1分）
要使、沿半圆形轨道的运动不会脱离轨道，推力作用的时间需要满足或。
15.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）两导体棒在磁场中运动时，所受的安培力等大反向，则两导体棒组成的系统动量守恒，当导体棒到达左侧磁场的右边界时，则有
（2分）
对，根据动量定理得
（2分）
其中（1分）
联立解得（1分）
（2）导体棒在和之间做匀速直线运动，导体棒在右侧磁场中做减速运动，设导体棒到达时导体棒的速度大小为，之后两导体棒最终达到共同速度，由动量守恒定律，则有（2分）
解得（1分）
对，根据动量定理有
（2分）
（1分）
解得（2分）
（3）因两导体棒的电阻相同，则整个过程中产生的焦耳热相同，总焦耳热等于系统动能的减少量，则导体棒产生的焦耳热为
（3分）