精品解析：湖南省长沙市周南中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题

长沙市周南中学2023年下学期高二年级物理科期末考试试题 一、选择题（1-6为单选题，每小题4分，7-10为多选，每小题5分，少选得3分，选错或不选不得分） 1. 如图所示，通电导线所受安培力或运动电荷所受洛伦兹力正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则，伸开左手，使大拇指与其它四指垂直且在一个平面内，让磁感线穿过掌心，四指所指方向为电流方向，大拇指所指方向就是安培力的方向，可知该图中通电导线所受安培力方向竖直向下，故A错误； B．图中电流和磁场的方向平行，导线所受安培力为零，故B错误； C．根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过掌心，四指所指方向与正电荷运动的方向相同，则和四指垂直的大拇指的方向为洛伦兹力的方向，则可知图中运动电荷所受洛伦兹力方向竖直向下，故C正确； D．根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过掌心，四指所指方向与负电荷运动的方向相反，则和四指垂直的大拇指的方向为洛伦兹力的方向，则可知图中运动电荷所受洛伦兹力方向竖直向下，故D错误。 故选C。 2. 一个物体在下述运动中，动量不发生变化的是（ ） A. 匀加速直线运动 B. 斜向上抛运动 C. 匀速圆周运动 D. 匀速直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体做匀加速直线运动时，速度一直增大，根据 可知其动量发生了变化。故A错误； B．同理，物体做斜上抛运动，其速度方向时刻在改变，可知其动量发生了变化。故B错误； C．同理，物体做匀速圆周运动时，速度方向时刻在发生变化，可知其动量发生了变化。故C错误； D．当物体做匀速直线运动时，其速度大小和方向均不变化。所以其动量不发生变化。故D正确。 故选D。 3. 某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是，则下列光路图中正确的是（图中I为空气，II为介质）（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由 得 故在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线。 故选D。 4. 如图是静电喷涂示意图，被涂物M带正电，喷枪喷出的涂料微粒带负电，在静电力作用下向M运动，最后吸附在其表面上，忽略微粒间相互作用，则涂料微粒在靠近M的过程中（　　） A. 电势能减少 B. 电势能增大 C. 受到的电场力保持不变 D. 受到的电场力一直减小 【答案】A 【解析】 【详解】被涂物M带正电，涂料微粒带负电，涂料微粒在靠近M的过程中，引力做正功，电势能减小，离工件越近，则工件周围的电场越强，涂料微粒所受的静电力越大。 故选A。 5. 如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为S，共n匝。某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间t内，磁感应强度方向向里且由0增大到，此过程中（　　） A. 线圈有扩张的趋势 B. 线圈中感应电流方向为顺时针方向 C. AB边受到的安培力方向向左 D. 通过线圈的磁通量变化量大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知，通过线圈的磁通量增加，线圈有收缩的趋势，A错误； B．通过线圈向里的磁通量增加时，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流为逆时针，B错误； C．通过线圈向里的磁通量增加时，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流为逆时针，即AB边的电流向上，由左手定则可知，AB边所受的安培力方向向左，C正确； D．通过线圈的磁通量变化量大小为 D错误。 故选C。 6. 如图甲所示，在“用传感器观察平行板电容器的放电”实验中，单刀双掷开关先置于1位置，待一段时间后，再置于2位置，利用电容器放电过程中记录的数据作出的Ⅰ－t图像如图乙所示，已知电源电动势为8.0V，下列说法正确的是（　　） A. 到时间内，电容器放电量约为 B. 电容器的电容约为 C. 如果将平行板电容器的板间距离增大，放电I－t图像距坐标原点会变远 D. 如果匀速将一块陶瓷板放入电容器两板之间，则电容C均匀变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．图像与坐标轴围成的面积等于电容器的放电量，则到时间内，电容器放电量约为 选项A错误； B．电容器总的放电量为 电容器电容约为 选项B正确； C．如果将平行板电容器的板间距离增大，则电容器的电容减小，根据Q=CU可知，电容器的带电量减小，则放电电量减小，则放电I－t图像距坐标原点会变近，选项C错误； D．如果匀速将一块陶瓷板放入电容器两板之间，根据 可知，介电常数均匀增加，则电容C均匀变大，选项D错误。 故选B。 7. 某同学用图像描述某电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系，下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】ABD．对于同一个电容器来说，其电容是不变的，电容器充电过程中的电荷量逐渐增加，电压也逐渐增加，故AB错误，D正确； C．对于电容器的公式 整理得 当电容不变时，其电荷量与电压成正比，故C错误。 故选D。 8. 如图所示是三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，方向垂直纸面向里，每根导体棒在A点产生的磁感应强度均为B，如果AB=AC=AD，则关于A点的磁感应强度，下列说法正确的是（　　） A. 3根导体棒在A点磁感应强度矢量和为3B B. 3根导体棒在A点磁感应强度矢量和为B C. 3根导体棒在A点叠加的磁感应强度方向水平向右 D. 3根导体棒在A点叠加的磁感应强度方向与AD成45°角向右下方 【答案】BC 【解析】 【详解】根据右手螺旋定则可知B、D、C三处的导线在A点产生的磁场方向分别为竖直向下、竖直向上、水平向右，大小相等，根据磁场的叠加法则可知A点的磁感应强度的大小B，方向向右，B正确，C正确。 故选BC。 9. 如图所示，在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中，有一电阻为R，长度为L的金属棒ab，将一根水平放置的金属棒ab以水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，有关金属棒在运动过程中，正确的是（　　） A. 刚开始水平抛出瞬间，导体棒中产生感应电流为 B. 金属棒在磁场运动过程中，b端电势始终高于a端 C. 若导体棒落地时间为t，则导体棒的水平位移小于 D. 金属棒落地前瞬间金属棒的感应电动势为 【答案】BD 【解析】 【详解】ABD．将一根水平放置的金属棒ab以水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，由右手定则可知b端的电势始终高于a端的电势，导体棒在磁场中由于切割所产生的感应电动势大小为 因为导体棒并没有回路，所以导体棒上没有感应电流，A错误，B正确，D正确； C．导体棒在磁场中运动只受重力，故做自由落体运动，由自由落体运动公式可知导体棒在水平方向上的位移大小为 C错误。 故选BD。 10. 周南中学一高二学生周小南为备战2023年校运会跳高项目，在进行摸高跳训练时，为监测腿部肌肉力量的变化，某次运动员站在接有压力传感器的水平训练台上完成下蹲、起跳和回落动作，甲图中的小黑点表示人的重心，乙图是训练台所受压力随时间变化的图像，图中、、可视为直线，其中点对应的时刻为0.6s、点对应的时刻为1.1s（图中未标注时刻）、点对应的时刻为1.2s、点对应的时刻为1.8s，取重力加速度g=10m/s2，下列说法中正确的是（　　） A. 乙图中段表示运动员一直处于超重状态 B. 运动员跳离训练台后，重心上升最大高度约0.45m C. 乙图中段，运动员对训练台的冲量大小大于375N·s D. 整个过程中，运动员加速度的最大值为10m/s2 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据题意，由图乙中点可知，运动员的重力为，在段，运动员对地板的压力小于自身的重力，处于失重状态，A错误； B．由图乙可知，运动员在空中的运动时间为 由运动学知识有重心上升的最大高度为 B正确； C．运动员对训练台的作用力与训练台对运动员的作用力为相互作用力，大小相等，方向相反，作用时间相同，则运动员对训练台的冲量大小与训练台对运动员的冲量大小相等，图像的面积表示冲量，由图可得，段训练台对运动员的冲量大小I满足 C正确； D．由图乙可知，运动员对训练台的最大作用力为，由牛顿第三定律可知，训练台对运动员的最大作用力为，由牛顿第二定律有 解得加速度为 D错误 故选BC。 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 如图1所示，在“验证动量守恒定律”实验中，A、B两球半径相同。先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图2所示。 （1）为了尽量减小实验误差，A球碰后要沿原方向运动，两个小球的质量应满足m1___________m2（选填“>”或“<”）。 （2）关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是___________。 A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端必须水平 C．B球每次的落点一定是重合的 D．实验过程中，复写纸和白纸都可以移动 （3）已知A、B两个小球的质量m1、m2，三个落点位置与O点距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。 【答案】 ①. > ②. B ③. 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]由碰撞原理可知，由于要保证碰撞后A球沿原方向运动，则A球的质量应大于B球，即m1>m2。 （2）[2]研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，轨道是否光滑无影响，落点不一定重合，复写纸和白纸可移动，故B正确，ACD错误。 故选B。 （3）[3]小球下落高度相同，则运动时间相同，由动量守恒定律可知，若两球碰撞前后的总动量守恒，则 化简可得 12. 某同学想用实验室现有器材测量某款手机电池的电动势及其内阻，经上网查表知该款手机电池电动势为4V左右，内阻小于1Ω。实验室现有器材可供选择如下： A.电压表V1（量程为0~5V，内阻几千欧） B.电压表V2（量程为0~15V，内阻几万欧） C.电流表A1（量程为0~3A，内阻约为0.1Ω） D.电流表A2（量程为0~0.6A，内阻约为0.2Ω） E.滑动变阻器R（最大阻值为20Ω） F.定值电阻R0=7.5Ω G.导线、开关若干 （1）为使实验数据尽量精确，电压表应选择_______，电流表应选择_______。（均填器材前面的字母序号） （2）移动滑动变阻器的滑片，得出几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U-I图像，如图乙所示。根据图像可知，手机电池的电动势为_______V，内阻为_______Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）考虑电表内阻的影响，该实验测得手机电池的电动势比真实值_______（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1） ①. A ②. D （2） ① ②. （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 [1][2]手机电池电动势为4V左右，为使实验数据尽量精确，电压表应选择A；从图乙可以看出实验过程中手机电池电流不超过0.6A，故电流表应选择D。 【小问2详解】 [1]由闭合电路欧姆定律有 即 所以图像的截距为手机电池的电动势，即为手机电池的电动势 [2] 图像的斜率为定值电阻与电池内阻之和，则电池内阻大小为 【小问3详解】 由闭合电路欧姆定律为 可知该实验中考虑电表的内阻则有 整理得 可知截距为 即该实验的误差来源于电压表的分流作用，故该实验测得手机电池的电动势比真实值偏小。 三、计算题（13题12分，14题14分，15题14分） 13. 如图所示，为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波动图像，此时振动恰好传播到5m处的P点，质点P此后的振动图像如图2所示。质点Q在x轴上位于10m处，求： （1）该波的传播速度； （2）质点P的振动方程； （3）再经过2.75s，此时质点P偏离平衡位置的位移。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图1可知波长为 由图2可知周期为 故波的传播速度为 【小问2详解】 由题意可知质点P的振动方程为 【小问3详解】 因为 即质点P振动了2个周期后又振动了个周期，由图2可知质点P的起振方向向下，故再经过2.75s，此时质点P偏离平衡位置的位移为 14. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第一、四象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小不同的匀强磁场(未画出)，第一象限内匀强磁场的磁感应强度大小为B，一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从y轴上的A点沿平行于x轴的方向射入第一象限，经x轴上的C点进入第四象限。已知A点坐标为(0,a)，C点坐标为(a,0)，不计粒子的重力。 (1)求粒子从A点射出时的速度大小； (2)若粒子刚好不能进入第三象限，求粒子在第四象限内运动的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）运动轨迹如图 设在一象限内圆周运动的半径为R1，由几何关系得 解得 又因为 代入数据解得 （2）刚好不进入第三象限，轨迹如图 根据几何关系 有 又因为 根据几何关系可知粒子在磁场中转过角度为，所以粒子运动时间为 且 联立求解得 15. 如图所示，ABC是光滑轨道，其中BC部分是半径为R的竖直放置的半圆，AB部分与BC部分平滑连接。一质量为M的小木块放在轨道水平部分，木块被水平飞来的质量为m的子弹射中，子弹留在木块中。子弹击中木块前的速度为v0。若被击中的木块能沿轨道滑到最高点C，重力加速度为g，求： （1）子弹击中木块后的速度； （2）子弹击中木块并留在其中的过程中子弹和木块产生的热量Q； （3）木块从C点飞出后落地点距离B点的距离s。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）子弹击中木块，根据动量守恒有 解得子弹击中木块后的速度 （2）根据能量守恒 得子弹击中木块并留在其中的过程中子弹和木块产生的热量Q （3）击中后根据动能定理 木块从C点飞出后做平抛运动 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 长沙市周南中学2023年下学期高二年级物理科期末考试试题 一、选择题（1-6为单选题，每小题4分，7-10为多选，每小题5分，少选得3分，选错或不选不得分） 1. 如图所示，通电导线所受安培力或运动电荷所受洛伦兹力正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 一个物体在下述运动中，动量不发生变化的是（ ） A. 匀加速直线运动 B. 斜向上抛运动 C. 匀速圆周运动 D. 匀速直线运动 3. 某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是，则下列光路图中正确的是（图中I为空气，II为介质）（　　） A. B. C. D. 4. 如图是静电喷涂示意图，被涂物M带正电，喷枪喷出的涂料微粒带负电，在静电力作用下向M运动，最后吸附在其表面上，忽略微粒间相互作用，则涂料微粒在靠近M的过程中（　　） A. 电势能减少 B. 电势能增大 C. 受到的电场力保持不变 D. 受到的电场力一直减小 5. 如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为S，共n匝。某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间t内，磁感应强度方向向里且由0增大到，此过程中（　　） A. 线圈有扩张的趋势 B. 线圈中感应电流方向为顺时针方向 C. AB边受到的安培力方向向左 D. 通过线圈的磁通量变化量大小为 6. 如图甲所示，在“用传感器观察平行板电容器放电”实验中，单刀双掷开关先置于1位置，待一段时间后，再置于2位置，利用电容器放电过程中记录的数据作出的Ⅰ－t图像如图乙所示，已知电源电动势为8.0V，下列说法正确的是（　　） A. 到时间内，电容器放电量约为 B. 电容器的电容约为 C. 如果将平行板电容器的板间距离增大，放电I－t图像距坐标原点会变远 D. 如果匀速将一块陶瓷板放入电容器两板之间，则电容C均匀变小 7. 某同学用图像描述某电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系，下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示是三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，方向垂直纸面向里，每根导体棒在A点产生的磁感应强度均为B，如果AB=AC=AD，则关于A点的磁感应强度，下列说法正确的是（　　） A. 3根导体棒在A点磁感应强度矢量和为3B B. 3根导体棒在A点磁感应强度矢量和为B C. 3根导体棒在A点叠加的磁感应强度方向水平向右 D. 3根导体棒在A点叠加的磁感应强度方向与AD成45°角向右下方 9. 如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有一电阻为R，长度为L的金属棒ab，将一根水平放置的金属棒ab以水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，有关金属棒在运动过程中，正确的是（　　） A. 刚开始水平抛出瞬间，导体棒中产生感应电流为 B. 金属棒在磁场运动过程中，b端电势始终高于a端 C. 若导体棒落地时间为t，则导体棒的水平位移小于 D. 金属棒落地前瞬间金属棒的感应电动势为 10. 周南中学一高二学生周小南为备战2023年校运会跳高项目，在进行摸高跳训练时，为监测腿部肌肉力量变化，某次运动员站在接有压力传感器的水平训练台上完成下蹲、起跳和回落动作，甲图中的小黑点表示人的重心，乙图是训练台所受压力随时间变化的图像，图中、、可视为直线，其中点对应的时刻为0.6s、点对应的时刻为1.1s（图中未标注时刻）、点对应的时刻为1.2s、点对应的时刻为1.8s，取重力加速度g=10m/s2，下列说法中正确的是（　　） A. 乙图中段表示运动员一直处于超重状态 B. 运动员跳离训练台后，重心上升的最大高度约0.45m C. 乙图中段，运动员对训练台的冲量大小大于375N·s D. 整个过程中，运动员加速度的最大值为10m/s2 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 如图1所示，在“验证动量守恒定律”实验中，A、B两球半径相同。先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，未放B球时，A球的落点是P点，O点是轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图2所示。 （1）为了尽量减小实验误差，A球碰后要沿原方向运动，两个小球的质量应满足m1___________m2（选填“>”或“<”）。 （2）关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是___________。 A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端必须水平 C．B球每次的落点一定是重合的 D．实验过程中，复写纸和白纸都可以移动 （3）已知A、B两个小球的质量m1、m2，三个落点位置与O点距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。 12. 某同学想用实验室现有器材测量某款手机电池的电动势及其内阻，经上网查表知该款手机电池电动势为4V左右，内阻小于1Ω。实验室现有器材可供选择如下： A.电压表V1（量程0~5V，内阻几千欧） B.电压表V2（量程为0~15V，内阻几万欧） C.电流表A1（量程为0~3A，内阻约为0.1Ω） D.电流表A2（量程为0~0.6A，内阻约为0.2Ω） E.滑动变阻器R（最大阻值为20Ω） F.定值电阻R0=7.5Ω G.导线、开关若干 （1）为使实验数据尽量精确，电压表应选择_______，电流表应选择_______。（均填器材前面的字母序号） （2）移动滑动变阻器的滑片，得出几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U-I图像，如图乙所示。根据图像可知，手机电池的电动势为_______V，内阻为_______Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）考虑电表内阻的影响，该实验测得手机电池的电动势比真实值_______（填“偏大”或“偏小”）。 三、计算题（13题12分，14题14分，15题14分） 13. 如图所示，为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波动图像，此时振动恰好传播到5m处的P点，质点P此后的振动图像如图2所示。质点Q在x轴上位于10m处，求： （1）该波的传播速度； （2）质点P的振动方程； （3）再经过2.75s，此时质点P偏离平衡位置的位移。 14. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第一、四象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小不同的匀强磁场(未画出)，第一象限内匀强磁场的磁感应强度大小为B，一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从y轴上的A点沿平行于x轴的方向射入第一象限，经x轴上的C点进入第四象限。已知A点坐标为(0,a)，C点坐标为(a,0)，不计粒子的重力。 (1)求粒子从A点射出时的速度大小； (2)若粒子刚好不能进入第三象限，求粒子在第四象限内运动时间。 15. 如图所示，ABC是光滑轨道，其中BC部分是半径为R的竖直放置的半圆，AB部分与BC部分平滑连接。一质量为M的小木块放在轨道水平部分，木块被水平飞来的质量为m的子弹射中，子弹留在木块中。子弹击中木块前的速度为v0。若被击中的木块能沿轨道滑到最高点C，重力加速度为g，求： （1）子弹击中木块后的速度； （2）子弹击中木块并留在其中过程中子弹和木块产生的热量Q； （3）木块从C点飞出后落地点距离B点的距离s。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$