2023-2024学年湖南省常德市沅澧共同体高二（下）期中考试物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.如图是我们的校园一卡通，在校园内将一卡通靠近读卡器，读卡器向外发射某一特定频率的电磁波，一卡通内线圈产生感应电流，驱动卡内芯片进行数据处理和传输，读卡器感应电路中就会产生电流，从而识别卡内信息与图中具有同一原理最近的是( )
A. B.
C. D.
2.如图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。每根通电直导线在距离导线为处产生的磁感应强度为，如果，则点的磁感应强度的大小和方向，下列正确的是( )
A. 大小为，方向向左； B. 大小为，方向向右；
C. 大小为，方向为左下方； D. 大小为，方向向右下方。
3.质量为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移时间图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 碰撞前的速率大于的速率 B. 碰撞后的速率大于的速率
C. 碰撞后的动量大于的动量 D. 碰撞后的动能小于的动能
4.如图所示，电源内阻等于灯泡的电阻，当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡正常发光，现将滑动变阻器滑片由该位置向端滑动，则
A. 灯泡将变暗，中有电流流过，方向竖直向下
B. 液滴带正电，在滑片滑动过程中液滴将向下做匀加速运动
C. 电源的路端电压增大，输出功率也增大
D. 滑片滑动过程中，带电液滴电势能将减小
5.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器代表用户用电器的总电阻。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数变化正确的是( )
A. 增大，增大，不变，不变，减小；
B. 增大，增大，增大，增大，减小；
C. 减小，减小，不变，不变，增大；
D. 减小，减小，增大，增大，减小；
6.图为生活中常见的圆柱形茶壶。当茶壶中有水时，圆柱形滤网的水下部分和水上部分的观察效果如图所示；某研究兴趣小组根据图中所示的现象建构出合适的光学模型，并依据此图，利用刻度尺测量出水上和水下圆柱的直径分别为和，推导出水的折射率的表达式。下列正确的是( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为，从离人眼约的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为，取。下列说法不正确的是( )
A. 手机对眼睛的冲量方向竖直向下
B. 手机与眼睛作用过程中手机的动量变化量大小约为
C. 手机对眼睛的平均作用力大小约为
D. 手机对眼睛的冲量大小约为
8.如图，在匀强电场中有一虚线圆，和是圆的两条直径，其中与电场方向的夹角为，，与电场方向平行，、两点的电势差。则( )
A. 电场强度的大小 B. 点的电势比点的低
C. 将电子从点移到点，电场力做正功 D. 电子在点的电势能大于在点的电势能
9.如图所示，一束带电粒子以垂直于磁感应强度并垂直于磁场边界的速度射入宽度为的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为，下列说法正确的是( )
A. 这束带电粒子带负电；
B. 带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为
C. 带电粒子的比荷为
D. 这束带电粒子在磁场中运动的时间为
10.如图，绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形，彼此接触良好，匀强磁场方向竖直向下。金属杆、固定不动，、同时沿图箭头方向移动，移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图位置时，金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中( )
A. 金属杆所围回路中电流方向保持不变
B. 通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
C. 金属杆所受安培力方向与运动方向先相同后相反
D. 金属杆所受安培力方向与运动方向先相反后相同
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学用如图所示实验装置来“验证动量守恒定律”，实验原理如图所示。
图中点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球多次从斜轨上同一位置静止释放，找到其平均落地点的位置。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，再将入射小球从斜轨上同一位置静止释放，与小球相碰，并且多次重复。实验得到小球的落点的平均位置分别为、。
为了确保两小球一样大，该同学实验开始前用游标卡尺测量了两小球的直径都如图所示，则小球的直径为________
上述实验除需测量线段、、的长度外，还需要测量的物理量________。
A.、两点间的高度差
B.点离地面的高度
C.小球和小球的质量、
D.小球和小球离开轨道的速度、
当所测物理量满足表达式________________________用第小问中测物理量的字母表示时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
12.某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。
用螺旋测微器测待测金属丝的直径如图甲所示，可知该金属丝的直径_________。
用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“”挡时，发现指针偏转角度过大，应换用倍率为_________填“”或“”挡，在进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为_________。
为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材：
A.电流表量程，内阻较小可忽略
B.保护电阻
C.电源输出电压恒为
D.开关、导线若干
实验小组设计的测量电路如图丙所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度，闭合开关，记录电流表的读数。
改变接线夹位置，重复的步骤，测出多组与的值。根据测得的数据，作出如图丁所示的图线，横轴表示金属丝长度单位：，则纵轴用表示；若纵轴截距为，斜率为，可得_________，金属丝的电阻率_________用题中给出的已知物理量、、、等表示。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.某健身者挥舞健身绳锻炼臂力，图甲为挥舞后绳中一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙为绳上质点的振动图像。
求该简谐横波传播速度的大小并判断其传播方向；
已知质点平衡位置坐标为，写出质点的振动方程。
14.如图所示，一圆心为、半径为的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与光滑水平面在点相切。在水平面上，质量为的小物块以某一速度向质量也为的静止小物块运动。、发生正碰后，到达半圆弧轨道最高点时对轨道压力恰好为零，沿半圆弧轨道运动到与点等高的点时速度为零。已知重力加速度大小为，忽略空气阻力。
求从半圆弧轨道飞出后落到水平面的位置到点的距离；
当由点沿半圆弧轨道下滑到点时，与夹角为，求此时重力对做功的功率；
求碰撞过程中和损失的总动能。
15.有一边长的正方形导线框，质量，由高度处自由下落，如图所示。其下边进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到其上边刚刚开始穿出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度也是。取
求线框穿过匀强磁场过程中的速度大小。
求线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热。
若匀强磁场的宽度变为，线框上边刚刚开始穿出磁场时的速度为，求线框穿过整个磁场区域的时间？
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【详解】一卡通属于电磁感应现象；则都属于电流的磁效应现象；是电磁感应现象；是通电导
2.【答案】
【解析】
由安培定则，通电导线、在点磁感应强度叠加相互抵消，点磁感应强度为通电导线在处的磁感应强度，方向向右，大小为，故B正确，ACD错误。
3.【答案】
【解析】A、图象的斜率表示物体运动的速度，由图可知，碰前保持静止，速度为，故A错误；
B、根据斜率可知，碰撞后的速率为，的速率为，负号说明反向弹回，二者速度大小相等，故B错误；
C、碰撞后反向弹回，以开始时的方向为正方向，由动量守恒定律可知，，代入数据解得，，由速度速度大小相等，则说明碰撞后碰撞后的动量大于的动量，故C正确；
D、由动能的表达式可知，的动能，的动能，因为，，所以碰撞后的动能大于的动能，故D错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】A.将滑片由该位置向端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，电路中总电阻增大，电路中电流减小，灯泡消耗的功率减小，则灯泡将变暗；电容器板间电压增大，所以电容器带电量增大电容器充电，电子会通过向下到达上极板，所以通过电阻的电流方向竖直向上，故A错误；
B.因为液滴受力平衡，因电容器上极板带负电，板间场强向上，则知液滴带正电，由于电容器板间电压增大，所以板间场强增大，液滴所受的电场力增大，因此液滴将向上做加速运动，但是因为电压在变化，加速度会变化，所以不是匀加速运动，故B错误；
C.由于电源的内电阻等于灯泡的电阻，所以在滑动过程中外电阻一直大于内阻，且在增大，由输出功率随外电阻变化的关系知，电源的输出功率一直减小，故C错误；
D.由选项的分析知，液滴在电场力作用下向上运动，则电场力做正功，电势能会减小，故D正确。
5.【答案】
【解析】理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压不变和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，所以的示数不变；
当用电器增加时，相当于的值减小，电路中的总的电阻减小，所以电流要变大，即的示数增大；根据电流与匝数的关系可知则也增大
由于副线圈的电流变大，电阻的电压变大，又因为的示数不变，所以的示数变小；
故选：。
6.【答案】
【解析】
如图所示，由折射定律：及几何关系得：
故选B。
7.【答案】
【解析】B.根据运动学公式，选取向上为正方向，手机与眼睛作用后手机的速度变成，所以手机与眼睛作用过程中动量变化，故B错误
手机与眼接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，选取向上为正方向，则，代入数据可得，
手机对眼睛的作用力与眼睛对手机的作用力大小相等，方向相反，作用的时间相等，所以手机对眼睛的冲量大小为，方向竖直向下，故A正确，D错误
C.由冲量的定义，代入数据可得，故C正确．
故选BD。
8.【答案】
【解析】A、根据可得电场强度的大小：，故A正确；
B、沿电场线电势逐渐降低，可知点的电势比点的电势高，故B错误；
C、将电子从点移到点，因电子所受的电场力与位移反向，可知电场力做负功，故C错误；
D、因点的电势低于点电势，则电子在点的电势能大于在点的电势能，故D正确。
9.【答案】
【解析】A、粒子向下偏转，在点所受的洛伦兹力方向垂直速度向下，由左手定则知，粒子带负电，故A正确；
、粒子在磁场中转过的圆心角为，由解得粒子做圆周运动的半径，由牛顿第二定律：，解得粒子的比荷，粒子穿过磁场的时间，故C正确，BD错误。
故选AC。
10.【答案】
【解析】
A.由题意可知，移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变，由数学关系可知，当四边形为正方形时，其面积最大，故该过程四边形的面积先变大后变小，由楞次定律可知，金属杆所围回路中电流方向先逆时针，后顺时针，故A错误；
B.由法拉第电磁感应定律：，闭合电路欧姆定律：，电荷量的表达式：，联立可得：，由于金属杆所围回路的面积非均匀变化，故通过金属杆截面的电荷量随时间不是均匀增加的，故B错误；
C.由左手定则可知，四边形面积增大过程，金属杆中电流向左，故所受安培力方向与运动方向相同，后由于电流反向，其所受安培力方向与运动方向相反，故C正确；
D.同理可知，由左手定则及电流方向可知，金属杆所受安培力方向与运动方向先相反后相同，故D正确。
故选CD。
11.【答案】；； 。
【解析】根据游标卡尺读数规则可知，小球直径为；
根据实验原理可知，需要验证碰撞前后的动量关系，则需要测量质量，由于离开轨道末端之后均做平抛运动，做平抛运动的时间相同，因此速度与水平位移成正比，通过测量水平位移即可得出速度关系，因此上述实验除需测量线段 、 、 的长度外，还需要测量的物理量有小球和小球的质量 、，故C正确，ABD错误；
由图分析可知，小球碰撞前落点在，碰后落点在，小球碰后落点在，
则初动量为，末动量为，
当所测物理量满足表达式，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律，
因为做平抛运动的时间相等，则化简之后可得。
12.【答案】
【解析】根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
当用电阻“ ”挡时，发现指针偏转角度过大，表明电阻过小，为了减小误差，换用“ ”挡，则指针静止时位置的读数为
根据欧姆定律有
根据电阻定律有
解得
根据图像有
，
解得
，
13.【答案】解：根据图甲可知道简谐横波的波长为
同时根据图乙可知周期
则可得
根据图乙质点的振动图像可知，在后开始向轴负方向运动，则根据图甲简谐波的传播图像在时刻可知简谐波向轴负方向传播；
简谐波向轴负方向传播，在点后，即点的振动滞后点
由由图乙知质点的振动方程为：
，
则的振动方程为：
14.【答案】解：设物体从点飞出做平抛运动的初速为，落地的水平距离为，平抛运动的时间为，
据牛顿第二定律得：
解得
根据平抛运动规律： ，
解得：
设下滑经过点时的速度为，重力对做功的功率为，
根据机械能守恒得：
重力的瞬时功率为：
解得：
设、碰后的速度分别为、，碰前的速度为，据机械能守恒得：
对：
对：
A、相碰时据动量守恒得：
据能量转化守恒定律得：
解得：。
15.【答案】线框进入磁场前，做自由落体运动，有
解得
由能量守恒，可知
依题意，从边进入磁场到边进入磁场过程，线框仍做匀速直线运动，有
速度大小为，所需时间为
从边进入磁场到边穿出磁场过程，线框做匀加速直线运动，加速度为，有
解得
该过程线框的末速度为
从边穿出磁场到穿出磁场过程，取竖直向下为正方向，根据动量定理，有
又
联立，解得
综上所述，线框穿过整个磁场区域的时间为
