2023-2024学年广西壮族自治区贵港市高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.第五代移动通信技术简称，应用频段的无线电波传送信号，将帮助世界开启万物互联新时代。下列关于电磁波的说法正确的是( )
A. 红外线的波长比无线电波的波长更长
B. 射线的频率比射线的频率大
C. 稳定的电场周围也能产生磁场
D. 德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
2.“舞龙贺新春”巡游活动中，“龙”上下摆动形成的波可看作沿轴正方向传播的简谐波，某时刻的波形图如图所示，、、、为波形上的四点，下列说法正确的是( )
A. 此刻、振动的方向相同 B. 、平衡位置间的距离为波长的一半
C. 、能同时回到平衡位置 D. 的振动比滞后半个周期
3.月球是地球的一颗天然卫星，而火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的运行轨道近似为圆，已知火卫一的周期为火卫二周期的四分之一，则两颗卫星相比( )
A. 火卫一的线速度较小 B. 火卫二的轨道半径较大
C. 火卫一的向心加速度较小 D. 火卫一的角速度较小
4.如图所示，水平桌面上固定一通电直导线，电流方向图中已标出，且电流逐渐增大，导线右侧有一金属导线制成的圆环，且圆环始终静止在水平桌面上，下列说法正确的是( )
A. 穿过圆环的磁通量减小 B. 圆环有收缩的趋势
C. 圆环中产生的顺时针方向的感应电流 D. 圆环受到水平向右的摩擦力
5.为保证安全，学校门口常常安装有减速带，一辆汽车以的速度匀速行驶，接近减速带时开始减速，减至后匀速通过减速带，之后再加速到原来的速度，这一过程中其图像如图所示，下列说法正确的是( )
A. 汽车加速阶段的加速度大小为
B. 汽车加速阶段和减速阶段的加速度相同
C. 汽车开始减速时到减速带的距离为
D. 汽车减速阶段的位移小于汽车匀速通过减速带的位移
6.如图所示，等腰直角三角形的，直角边长为。在点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向里。在点固定一条长直导线，电流方向垂直纸面向外。两导线中的电流大小均为，已知无限长的通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小可用公式是常数、是导线中的电流强度、是该点到直导线的垂直距离表示，则点磁感应强度的大小为( )
A. B. C. D.
7.乌贼在无脊椎动物中游泳最快，被称为“水中火箭”。一只悬浮在水中的乌贼，吸满水时的质量为，遇到危险时，乌贼通过体管在内将的水向后以的速度喷出，从而获得极大的逃窜速度，则乌贼在向后喷水的时间内，获得的向前平均推力约为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.心脏骤停患者只有在最佳抢救时间的“黄金分钟”内，利用自动除颤机进行除颤和心肺复苏，才是最有效制止猝死的办法。电容器是自动除颤机的核心部件之一，利用自动除颤机进行模拟治疗的情形如图所示，某次治疗中，电容器充电后的电压为，电容器的电容为，如果电容器在时间内完成放电，下列说法正确的是( )
A. 电容器放电完成后电容仍为 B. 电容器的击穿电压为
C. 电容器充电后的电荷量为 D. 电容器放电过程的平均电流强度为
9.一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到的阻力为车重的，取重力加速度大小，下列说法正确的是( )
A. 汽车的最大速度为
B. 汽车的额定功率为
C. 在前内汽车牵引力做的功为
D. 汽车的速度大小为时，加速度大小为
10.如图甲所示，一个面积为的匝图中只画了匝圆形线圈放在垂直纸面向里的磁场中，将线圈外接一个阻值为的电阻和一个理想电压表，线圈的电阻也为，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 时间内电压表的示数为
B. 时间内上的电流为
C. 和时间内，流过线圈的电流之比为
D. 和时间内，外接电阻消耗的功率之比为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.“求知”学习小组利用单摆来测量当地的重力加速度，同学们利用力传感器设计的实验装置如图甲所示。
邹同学用游标卡尺测量小球直径的示数如图乙所示，则该摆球的直径_____。
实验小组的同学用计算机相应软件得到细线上的拉力的大小随时间变化的图线如图丙所示，则该单摆的周期_____。
实验小组的同学们改变细线的长度多次进行实验，测出不同摆长和对应振动周期，作出的图像为一条过坐标原点且斜率为的直线，则当地的重力加速度大小_____用表示。
12.我国在锂电研发方面处于全球领先水平。罗同学正在测量一节三元锂电池的电动势和内阻，该电池标称的电动势为，内阻小于，罗同学设计的测量电路如图甲所示，已知保护电阻的电阻值。
在图甲中，应为_____填“电压”或“电流”表，为了减小实验误差，应与的_____填“”或“”接线柱连接。
该同学正确选择实验器材，正确连接电路，实验时多次调节滑动变阻器滑片的位置，根据记录的电压表的示数与电流表的示数的多组数据，作出图像如图乙所示。该三元锂电池的电动势_____、内阻_____。结果均保留两位小数
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.图所示，为一长方形玻璃砖的横截面，点处有一点光源，其发出的一束单色光恰好在边上的点发生全反射，并从点射出点处已被特殊处理为细小的圆弧。点为边的中点，边的长度为，边的长度为，光在真空中的传播速度为。求：
该玻璃砖的折射率；
该束单色光在玻璃砖中传播所用的时间。
14.如图所示，、为足够长的、间距的平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面间的夹角，、间连接的电阻，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度大小。将一根质量的金属棒从位置由静止释放，当金属棒滑行至处时，金属棒开始做匀速直线运动。金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，金属棒接入回路的电阻，导轨的电阻不计。取重力加速度大小，求：
金属棒运动到位置时的速度大小；
当金属棒的速度大小时，金属棒的加速度大小。
15.如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为、质量为的带正电的粒子，从负轴上的点以速率垂直磁场方向射入第二象限，然后经过轴上的点垂直于轴方向进入电场，一段时间后经过轴上的点。已知粒子在点的速度方向和轴负方向的夹角，不计粒子所受重力。求：
匀强磁场的磁感应强度的大小；
粒子经过点时的速度大小；
匀强电场的电场强度的大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.红外线的波长比无线电波的波长更短，故A错误；
B.射线的频率比 射线的频率小，故B错误；
C.稳定的电场周围不能产生磁场，故C错误；
D.德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】【分析】本题考查波的图像，解题关键是熟练掌握波传播与质点做简谐运动的关系。
【解答】根据同侧法可知，此刻、均沿轴正方向振动，选项A正确
B、平衡位置间的距离小于波长的一半，选项B错误
A、平衡位置间的距离小于波长的一半，不可能同时回到平衡位置，选项C错误
波沿轴正方向传播，的振动比滞后半个周期，选项D错误。
3.【答案】
【解析】B.根据万有引力提供向心力可得
可知
由题意可知火卫一的周期小于火卫二的周期，则火卫二的轨道半径较大，故B正确；
根据万有引力提供向心力可得
可得
， ，
由于火卫一的轨道半径较小，则火卫一的线速度较大，火卫一的向心加速度较大，火卫一的角速度较大，故ACD错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】通电直导线中电流逐渐增大，根据右手螺旋定则可知，穿过圆环的磁通量向里增大；根据楞次定律可知，圆环中产生的逆时针方向的感应电流，故AC错误；
穿过圆环的磁通量向里增大，根据增缩减扩结论可知，圆环有收缩的趋势；为了阻碍磁通量的增大，圆环有远离通电直导线的趋势，即圆环由水平向右的运动趋势，所以圆环受到水平向左的摩擦力，故B正确，D错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】根据 图像的斜率表示加速度，可知加速阶段和减速阶段的加速度大小分别为
，
可知汽车加速阶段和减速阶段的加速度大小相等，方向相反，故AB错误；
C.根据 图像与横轴围成的面积表示位移，可知汽车开始减速时到减速带的距离为
故C正确；
D.汽车匀速通过减速带的位移为
可知汽车减速阶段的位移等于汽车匀速通过减速带的位移，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】根据安培定则可知，、点的长直导线中的电流在点激发的磁感应强度方向分别为平行于向左和平行于向下，由题给公式可知两个磁感应强度的大小均为
根据矢量合成法则可知点磁感应强度的大小为
故选B。
7.【答案】
【解析】解：设向后为正方向，由动量守恒有
由动量定理有
解得
故选A。
根据动量守恒和动量定理列式求解，注意正方向的选取，难度不大。
8.【答案】
【解析】A.电容器的电容只由电容器自身决定，所以电容器放电完成后电容仍为 ，故A正确；
B.电容器充电后的电压为 ，可知电容器的击穿电压一定大于 ，故B错误；
C.电容器充电后的电荷量为
故C正确；
D.电容器放电过程的平均电流强度为
故D错误。
故选AC。
9.【答案】
【解析】C.汽车在前内做匀加速运动，根据 图像可得加速度为
由牛顿第二定律得
解得汽车在前内的牵引力为
在前内汽车运动的位移
在前内汽车牵引力做的功为
故C错误；
B.汽车在末功率达到额定功率，则有
故B错误；
A.当汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，则汽车的最大速度为
故A正确；
D.当汽车的速度大小为 时，汽车功率以达到额定功率，此时牵引力为
根据牛顿第二定律可得汽车的加速度大小为
故D正确。
故选AD。
10.【答案】
【解析】A. 时间内，根据法拉第电磁感应定律可知线圈产生的感应电动势
电压表测量路端电压，根据串联分压规律可知电压表示数
故A错误；
B. 时间内，根据法拉第电磁感应定律可知线圈产生的感应电动势
根据闭合电路欧姆定律可知通过回路的电流
故B正确；
C.通过上述分析可知， 和 时间内，流过线圈的电流之比为
故C错误；
D. 和 时间内，外接电阻消耗的功率之比为
故D正确。
故选BD。
11.【答案】
【解析】由图乙可知，游标卡尺的最小分度值为，且第个小格与主尺对齐，则摆球的直径
在单摆摆动的过程中，每一个周期中有两次拉力的最大值；由图象，单摆周期
根据单摆周期公式
整理得
根据
当地的重力加速度大小
12.【答案】 电流
【解析】电压表应并联接入电路，电流表应串联接入电路，所以在图甲中，应为电流表；由于电池内阻较小，电压表的分流几乎可以忽略不计，为了减小实验误差，应与的接线柱连接。
根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知 图像的纵轴截距为
图像的斜率绝对值为
可得内阻为
13.【答案】 ；
【解析】设光从玻璃砖射到空气中发生全反射的临界角为，根据几何关系可知
根据临界角与折射率的关系有
解得
光在玻璃砖中的传播速度
光在玻璃砖中通过的路程
光在玻璃砖中传播所用的时间
解得
14.【答案】解：
金属棒到达位置时，金属棒切割磁感线产生的感应电动势
根据闭合电路的欧姆定律有
金属棒受到的安培力
根据金属棒受力平衡有
解得：；
对金属棒受力分析，根据牛顿第二定律有
解得：。
【解析】本题考查了导体切割磁感线时的感应电动势问题；
当金属棒速度稳定时，受到重力、支持力、安培力达到平衡，这样可以列出安培力公式，产生感应电动势的公式，再由闭合电路欧姆定律，列出平衡方程可求出金属棒到达处的速度大小；
根据牛顿第二定律，结合安培力表达式，即可求出速度大小。
15.【答案】解：设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为，根据几何关系有
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得；
粒子在电场中做类平抛运动，将粒子经过点时的速度分解为水平分速度和竖直分速度，粒子在电场中的运动时间设为，根据运动规律有：
水平方向
竖直方向
又
联立解得；
粒子在电场中从点运动到点，根据动能定理有
解得。
【解析】根据题意作出粒子的运动轨迹图像，结合几何关系计算出圆周运动的半径，再根据洛伦兹力提供向心力，计算出磁感应强度大小；
粒子在电场中做类平抛运动，根据类平抛运动规律求解经过点的速度大小；
从到根据动能定理求解电场强度大小。
本题考查了粒子在磁场与电场中的运动，分析清楚粒子的运动过程，应用牛顿第二定律、类平抛运动规律及动能定理解题，解题时注意数学知识的应用。
