精品解析：福建省南安市蓝园高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

蓝园高级中学2023-2024学年第二学期期中考 高二物理试卷 一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 如图所示，弹簧振子在B、C间做简谐运动，O为平衡位置，B、C间的距离为20 cm，振子由B运动到C的时间为2 s，则（  ） A. 从O→C→O振子做了一次全振动 B. 振动周期为2 s，振幅10 cm C. 从B开始经过6 s，振子通过的路程是60 cm D 从O开始经过3 s，振子又到达平衡位置O 2. 如图所示，为电阻很小的线圈，和为内阻不计、零刻度线在表盘中央的电流计。当开关处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方，那么，当开关S断开时，将出现（　　） A. 和的指针都立即回到零点 B. 的指针立即回到零点，而的指针缓慢地回到零点 C. 的指针缓慢地回到零点，而的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点 D. 的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而的指针缓慢地回到零点 3. 如图所示，理想变压器原线圈两端M、N接高压，降压后通过输电线（有一定电阻）接用电器，A、V是交流电表，原先S闭合，现将S断开，则（　　） A. V示数增大，A示数增大，R1功率增大 B. V示数增大，A示数减小，R1功率增大 C. V示数减小，A示数减小，R1功率减小 D. V示数减小，A示数增大，R1功率减小 4. 如图所示，理想边界匀强磁场宽度为L，一边长为L正方形线框自磁场边界上方L处自由下落，下列对于线框自开始下落到离开磁场区域的运动情况描述，不可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 5. 做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（　　） A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 动量 6. 如图所示，两个完全相同的、相互垂直的金属圆环M、N相隔一定距离用相等长度的绝缘细线分别悬挂在天花板下面(两个悬挂点的距离略大于金属环的直径)，其中M环被固定，当M、N中同时通入如图所示方向的电流时，从上往下看，圆环N将 A. 顺时针转动 B. 逆时针转动 C 靠近圆环M D. 远离圆环M 7. 甲、乙两个单摆的振动图像如图所示。根据振动图像可以断定（　　） A. 两单摆振动的周期之比是2：3 B. 两单摆振动的频率之比是2：3 C. 若两单摆在同一地点摆动，甲、乙两单摆摆长之比是9：4 D. 若两单摆的摆长相同，但在不同地点摆动，则甲乙两单摆所在地点的重力加速度之比为9：4 8. 在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴（从上往下看逆时针转动）以角速度匀速转动，从如图甲所示的位置作为计时的起点，产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（　　） A. 在t1～t3时间内，通过电阻R电流方向始终向上 B. 在t2～t4时间内，通过电阻R的电荷量为 C. t2时刻穿过线圈的磁通量变化率最大，大小为E0 D. 在0-t4时间内电阻R上产生的热量为 三、非选择题∶本题共8题，共60分。 9. 如图是一交变电流电流随时间变化的图像，则此交变电流的有效值为______A。 10. A、B两个带电粒子同时从匀强磁场的直线边界上的M、N点分别以45°和30°（与边界的夹角）射入磁场，又同时分别从N、M点穿出，如图所示，则A、B两粒子运动半径之比为______；A、B两粒子速率之比为______。 11. 如图所示，在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，让长为0.2m的导体棒ab在金属框上以30m/s的速度向右移动时，感应电动势大小为____________V。如果R1、R2和导体棒电阻均为r=2Ω，其余部分电阻不计，则通过R1的电流大小为____________A。 12. 某同学自己在家里做单摆测定重力加速度的实验，由于没有摆球，他用一块不规则的石块代替，用细线将石块系好，结点为A，细线上端固定于O点，如图甲所示，然后用刻度尺测量细线的长度L作为摆长，将石块拉开一个小角度（约）并由静止释放，石块摆到最低点时开始计时，用秒表测量完成50次全振动的总时间t，由求出周期，改变OA间细线的长度，再做几次实验，记下相应的L和T如下表： 实验次数 1 2 3 4 5 摆线长L（cm） 50次全振动时间t（s） 周期T（s） （1）第4次实验时的秒表示数如图乙所示，它的示数为______s； （2）该同学根据实验数据作出的图像如图丙所示，图丙中图像没有通过原点的原因是______； （3）取，由图丙求出重力加速度______（结果保留三位有效数字）； （4）把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的g值______（选填“大于”“小于”或“等于”）当地的真实值。 13. 如图所示是用来验证动量守恒定律的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱．实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高． 将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞．碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点．测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出A点离水平桌面的距离为a．B点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边沿间的水平距离为c，球1的质量为m1，球大小忽略不计，则： （1）还需要测量的量是_______、__________和___________． （2）根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为_______________________． 14. 如图所示，导轨间距离L=0.5m，B=2T，ab棒的质量m=1kg，物块重G=3N，ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，电源的电动势E=10V，r=0.1Ω，导轨的电阻不计，ab棒电阻也不计，问R的取值范围怎样时棒处于静止状态？（g取10m/s2） 15. 在一水平支架上放置一个质量m1=0.98kg的小球A，一颗质量为m0=20g的子弹以水平初速度v0=400m/s的速度击中小球A并留在其中。之后小球A水平抛出恰好落入迎面驶来的沙车中，已知沙车的质量m2=3kg，沙车的速度v1=2m/s，水平面光滑，不计小球与支架间的摩擦。 （1）求子弹和小球的共同速度v； （2）若子弹打入小球A的过程用时△t=0.01s，求子弹与小球间的平均作用力； （3）求最终小车B的速度。 16. 如图所示，在xoy平面直角坐标系中，虚线OO'与x轴正方向的夹角为θ=60°，OO'与y轴之间存在垂直纸面向里的匀强磁场（边界存在磁场），第二象限存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、带电量为-q（q>0）的粒子从x轴负半轴的P点以初速度进入电场，与x轴正方向的夹角为θ=60°，经电场偏转后从点M（0，L）垂直y轴进入磁场，粒子恰好不从OO'边界射出磁场。不计粒子重力，求： （1）电场强度E的大小； （2）磁感应强度B的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 蓝园高级中学2023-2024学年第二学期期中考 高二物理试卷 一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 如图所示，弹簧振子在B、C间做简谐运动，O为平衡位置，B、C间距离为20 cm，振子由B运动到C的时间为2 s，则（  ） A. 从O→C→O振子做了一次全振动 B. 振动周期为2 s，振幅是10 cm C. 从B开始经过6 s，振子通过的路程是60 cm D. 从O开始经过3 s，振子又到达平衡位置O 【答案】C 【解析】 【详解】从O→C→O振子通过的路程是两个振幅，不是一次全振动．故A错误； BC间距离为20cm，B→C运动时间为2s，则振幅A=10cm，周期为T=4s，故B错误；经过1.5次全振动，通过的路程S=6A=60cm，故C正确；从O点开始经过3s，振子振动了周期，振子到达最大位置处，故D错误．所以C正确，ABD错误． 2. 如图所示，为电阻很小的线圈，和为内阻不计、零刻度线在表盘中央的电流计。当开关处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方，那么，当开关S断开时，将出现（　　） A. 和的指针都立即回到零点 B. 的指针立即回到零点，而的指针缓慢地回到零点 C. 的指针缓慢地回到零点，而的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点 D. 的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而的指针缓慢地回到零点 【答案】D 【解析】 【详解】当开关断开时，中原来的电流很快消失；由于通过线圈的电流变小，导致线圈中产生瞬间感应电动势，从而阻碍电流变小，感应电流在和中重新构成回路，中电流方向不变，中电流方向反向，所以的指针缓慢地回到零点，而的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点。 故选D。 3. 如图所示，理想变压器原线圈两端M、N接高压，降压后通过输电线（有一定电阻）接用电器，A、V是交流电表，原先S闭合，现将S断开，则（　　） A. V示数增大，A示数增大，R1功率增大 B. V示数增大，A示数减小，R1功率增大 C. V示数减小，A示数减小，R1功率减小 D. V示数减小，A示数增大，R1功率减小 【答案】B 【解析】 【详解】变压器初级电压一定，则根据 次级电压一定，将S断开，则次级电阻变大，则次级电流减小，输电线上的电压损失减小，则电压表V读数 变大，即R1两端电压变大，R1功率变大；次级电流减小，则根据 初级电流减小，即电流表A示数减小。 故选B。 4. 如图所示，理想边界匀强磁场宽度为L，一边长为L的正方形线框自磁场边界上方L处自由下落，下列对于线框自开始下落到离开磁场区域的运动情况描述，不可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据公式，可得当线圈自由下落L时的速度为 若此速度满足 即 解得 则线圈将匀速进入磁场，然后匀速离开磁场，则此时v-t图线为A；A正确； C．若线圈进入磁场的速度满足 则线圈进入磁场时，安培力大于重力，则线圈将做加速度减小的减速运动，然后离开磁场，此时的v-t图线为C，C正确； BD．若线圈进入磁场的速度满足 则线圈进入磁场时，安培力小于重力，则线圈将做加速度减小的加速运动，完全进入磁场后可能速度达到 然后离开磁场时做匀速运动，此时的v-t图线为D，B错误，D正确。 本题选不可能正确的，故选B。 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 5. 做简谐振动物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（　　） A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 动量 【答案】AC 【解析】 【详解】做简谐振动物体，当它每次经过同一位置时，振子的位移一定相同，根据 可知，加速度一定相同，速度的大小和动量的大小一定相同，但是速度和动量的方向不一定相同。 故选AC 6. 如图所示，两个完全相同的、相互垂直的金属圆环M、N相隔一定距离用相等长度的绝缘细线分别悬挂在天花板下面(两个悬挂点的距离略大于金属环的直径)，其中M环被固定，当M、N中同时通入如图所示方向的电流时，从上往下看，圆环N将 A. 顺时针转动 B. 逆时针转动 C. 靠近圆环M D. 远离圆环M 【答案】BC 【解析】 【详解】根据安培定则，M产生的磁场的方向N极垂直于纸面向外，N产生的磁场水平向右，根据同名磁极相互排斥的特点，因M被固定，则N环逆时针转动；转动后靠近处的电流的方向相同，所以两个线圈相互吸引，则N环将靠近M环，故BC正确． 7. 甲、乙两个单摆的振动图像如图所示。根据振动图像可以断定（　　） A. 两单摆振动的周期之比是2：3 B. 两单摆振动的频率之比是2：3 C. 若两单摆在同一地点摆动，甲、乙两单摆摆长之比是9：4 D. 若两单摆的摆长相同，但在不同地点摆动，则甲乙两单摆所在地点的重力加速度之比为9：4 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据图像可知 所以甲和乙的周期之比为 故A正确； B．因为 所以甲乙的频率之比为 故B错误； CD．根据单摆的周期公式可知 同一地点，重力加速度相同，则甲乙的摆长之比和周期的平方成正比，即为4：9，摆长相同，重力加速度和周期的平方成反比，即甲乙两单摆所在地的重力加速度之比为9：4，故C错误，D正确。 故选AD。 8. 在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴（从上往下看逆时针转动）以角速度匀速转动，从如图甲所示的位置作为计时的起点，产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（　　） A. 在t1～t3时间内，通过电阻R电流方向始终向上 B. 在t2～t4时间内，通过电阻R的电荷量为 C. t2时刻穿过线圈的磁通量变化率最大，大小为E0 D. 在0-t4时间内电阻R上产生的热量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，在t1～t3时间内，通过电阻R电流方向不变，始终向上，故A正确； B．通过电阻的电荷量 所以t2到t4这段时间通过电阻R的电荷量为 又 E0=nBSω 故 故B错误； C．t2时刻产生的电动势最大为E0，根据法拉第电磁感应定律 所以磁通量的变化率为 故C错误； D．计算热量应该用有效值，在0-t4时间内电阻R上产生的热量为 故D正确。 故选AD。 三、非选择题∶本题共8题，共60分。 9. 如图是一交变电流电流随时间变化的图像，则此交变电流的有效值为______A。 【答案】 【解析】 【详解】根据有效值的概念可得 即 解得 10. A、B两个带电粒子同时从匀强磁场的直线边界上的M、N点分别以45°和30°（与边界的夹角）射入磁场，又同时分别从N、M点穿出，如图所示，则A、B两粒子运动半径之比为______；A、B两粒子速率之比为______。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]设MN=2d，则A粒子的半径 B粒子的半径 则A、B两粒子运动半径之比为 [2]粒子在磁场中运动时间相同，则 可知 根据 可得 A、B两粒子速率之比为 11. 如图所示，在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，让长为0.2m的导体棒ab在金属框上以30m/s的速度向右移动时，感应电动势大小为____________V。如果R1、R2和导体棒电阻均为r=2Ω，其余部分电阻不计，则通过R1的电流大小为____________A。 【答案】 ①. 2.4 ②. 0.4 【解析】 【详解】[1]由 得，感应电动势大小为 [2]由题意得，电路总电阻为 所以电路总电流为 所以通过R1的电流大小为 12. 某同学自己在家里做单摆测定重力加速度的实验，由于没有摆球，他用一块不规则的石块代替，用细线将石块系好，结点为A，细线上端固定于O点，如图甲所示，然后用刻度尺测量细线的长度L作为摆长，将石块拉开一个小角度（约）并由静止释放，石块摆到最低点时开始计时，用秒表测量完成50次全振动的总时间t，由求出周期，改变OA间细线的长度，再做几次实验，记下相应的L和T如下表： 实验次数 1 2 3 4 5 摆线长L（cm） 50次全振动时间t（s） 周期T（s） （1）第4次实验时的秒表示数如图乙所示，它的示数为______s； （2）该同学根据实验数据作出的图像如图丙所示，图丙中图像没有通过原点的原因是______； （3）取，由图丙求出重力加速度______（结果保留三位有效数字）； （4）把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的g值______（选填“大于”“小于”或“等于”）当地的真实值。 【答案】（1）95.9 （2）以细线长作为摆长 （3）9.77 （4）等于 【解析】 【小问1详解】 根据秒表的读数规律，该读数为 【小问2详解】 摆长为悬点到石块重心之间的间距，图丙中图像没有通过原点的原因是以细线长作为摆长，没有考虑结点A到石块重心的间距。 【小问3详解】 令结点A到石块重心的间距为d，则有 解得 结合图丙有 解得 【小问4详解】 结合上述，可知，根据图像的斜率求解重力加速度与结点A到石块重心的间距无关，即把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的g值等于当地的真实值。 13. 如图所示是用来验证动量守恒定律的实验装置，弹性球1用细线悬挂于O点，O点下方桌子的边沿有一竖直立柱．实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高． 将球1拉到A点，并使之静止，同时把球2放在立柱上．释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞．碰后球1向左最远可摆到B点，球2落到水平地面上的C点．测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒．现已测出A点离水平桌面的距离为a．B点离水平桌面的距离为b，C点与桌子边沿间的水平距离为c，球1的质量为m1，球大小忽略不计，则： （1）还需要测量的量是_______、__________和___________． （2）根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为_______________________． 【答案】 ①. 弹性球2的质量m2 ②. 立柱高h ③. 桌面高H ④. 2m1＝2m1＋m2 【解析】 【详解】(1)[1][2][3]要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化，根据弹性球1碰撞前后的高度a和b，由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再测量弹性球1的质量m1，就能求出弹性球1的动量变化；根据平拋运动的规律只要测出立柱高h和桌面高H就可以求出弹性球2碰撞前后的速度变化，故只要测量弹性球2的质量和立柱高h、桌面高H就能求出弹性球2的动量变化。 (2)[4]根据机械能守恒定律，有 碰撞后1小球上升到最高点的过程中，机械能守恒，根据机械能守恒定律，有 所以该实验中动量守恒的表达式为： 联立解得 14. 如图所示，导轨间距离L=0.5m，B=2T，ab棒的质量m=1kg，物块重G=3N，ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，电源的电动势E=10V，r=0.1Ω，导轨的电阻不计，ab棒电阻也不计，问R的取值范围怎样时棒处于静止状态？（g取10m/s2） 【答案】1.9Ω≤R≤9.9Ω时棒处于静止状态 【解析】 【详解】依据物体平衡条件可得， 恰不右滑时有：G﹣μmg﹣BLI1=0…① 恰不左滑时有：G+μmg﹣BLI2=0…② 依据闭合电路欧姆定律可得：E=I1（R1+r）…③ E=I2（R2+r）…④ 联立①③得：R1=﹣r=9.9Ω． 联立②④得：R2=﹣r=1.9Ω． 所以R的取值范围为：1.9Ω≤R≤9.9Ω． 答案：1.9Ω≤R≤9.9Ω时棒处于静止状态 【点睛】此题是通电导体在磁场中平衡问题，要抓住静摩擦力会外力的变化而变化，挖掘临界条件进行求解． 15. 在一水平支架上放置一个质量m1=0.98kg的小球A，一颗质量为m0=20g的子弹以水平初速度v0=400m/s的速度击中小球A并留在其中。之后小球A水平抛出恰好落入迎面驶来的沙车中，已知沙车的质量m2=3kg，沙车的速度v1=2m/s，水平面光滑，不计小球与支架间的摩擦。 （1）求子弹和小球的共同速度v； （2）若子弹打入小球A的过程用时△t=0.01s，求子弹与小球间的平均作用力； （3）求最终小车B的速度。 【答案】（1）；（2）784N；（3）0.5m/s 【解析】 【详解】（1）子弹打入小球的过程中，动量守恒，以子弹初速度为正，根据动量守恒定律得 代入数据解得 （2）以小球A为研究对象，根据动量定理可知 代入数据解得 F=784N （3）小球做平抛运动，以整个系统为研究对象，在水平方向上动量守恒，以向右为正，根据动量守恒定律得 代入数据解得 v2=0.5m/s 16. 如图所示，在xoy平面直角坐标系中，虚线OO'与x轴正方向的夹角为θ=60°，OO'与y轴之间存在垂直纸面向里的匀强磁场（边界存在磁场），第二象限存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、带电量为-q（q>0）的粒子从x轴负半轴的P点以初速度进入电场，与x轴正方向的夹角为θ=60°，经电场偏转后从点M（0，L）垂直y轴进入磁场，粒子恰好不从OO'边界射出磁场。不计粒子重力，求： （1）电场强度E的大小； （2）磁感应强度B的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）带电粒子在电场中从P点到M点的过程中做类斜上抛运动，在竖直方向上有 代入数据解得 （2）带电粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图 设带电粒子在磁场中运动的轨道半径为R，根据几何关系有 解得 根据牛顿第二定律有 而 vx=v0cosθ 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$