2023-2024学年福建省泉州市晋江市五校联考高二（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共4小题，共16分。
1.年月日，神舟十三号乘组进行天宫授课，如图为航天员叶光富试图借助吹气完成失重状态下转身动作的实验，但未能成功。若他在内以的速度呼出质量约的气体，可获得的反冲力大小约为( )
A.
B.
C.
D.
2.图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为如图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，原线圈两端接交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。则( )
A. 电压表的示数等于
B. 实现点火的条件是
C. 时电压表的示数为
D. 变压器原线圈中电压的瞬时值表达式为
3.图是测定半圆柱形玻璃砖折射率的示意图，是圆心，是法线，一束单色光以入射角由玻璃砖内部射向点，折射角为，当入射角增大到时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出让该单色光分别通过宽度不同的单缝、后，得到图所示的衍射图样光在真空中的传播速度为，则下列说法错误的是( )
A. 玻璃砖的折射率 B. 此光在玻璃砖中的全反射临界角为
C. 此光在玻璃砖中的传播速度 D. 单缝宽度较大
4.空间存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面，线段是屏与纸面的交线，长度为，其左侧有一粒子源，可沿纸面内各个方向不断发射质量为、电荷量为、速率相同的粒子；，为垂足，如图所示，已知，若上所有的点都能被粒子从其右侧直接打中，则粒子的速率至少为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
5.如图甲，“战绳训练”是当下常见的健身方式，健身爱好者甩动战绳令其在竖直平面内形成简谐波。图乙是某次训练中时刻战绳波形图，绳上质点的振动图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 增加抖动的频率，波速会增大
B. 从到，质点通过的路程为
C. 图乙中波沿轴正方向传播
D. 点的振动方程为
6.自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，一块磁铁安装在前轮上，轮子每转一圈，磁铁就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示，电源输出电压为，当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差前表面的电势低于后表面的电势。下列说法中正确的是( )
A. 图乙中霍尔元件的载流子带正电
B. 已知自行车车轮的半径，再根据单位时间内的脉冲数，即获得车速大小
C. 若传感器的电源输出电压变大，则霍尔电势差变大
D. 若自行车的车速越大，则霍尔电势差越大
7.如图甲为电动汽车无线充电原理示意图，为受电线圈，为送电线圈。图乙为受电线圈内部的示意图，线圈匝数为、电阻为、横截面积为，、两端连接车载变流装置，磁场平行于线圈轴线向上穿过线圈。下列说法正确是( )
A. 当线圈接入恒定电流时，不能为电动汽车充电
B. 当线圈接入正弦式交变电流时，线圈两端产生恒定电压
C. 当线圈中的磁感应强度增加时，端电势比端高
D. 充电时，时间内线圈中磁感应强度大小增加，则两端电压恒为
8.间距为的平行光滑金属导轨、固定在水平绝缘桌面上，整个装置处于竖直向下的磁场中，沿方向建立坐标，磁感应强度大小随坐标的关系为、均为大于零的常数。将质量为的金属杆锁定在坐标原点处，、间接一恒流装置，该装置可使回路保持恒定的电流，电流方向由到，如图所示。某时刻解除锁定的同时对施加一个大小为、方向沿轴正方向的恒定外力，使从静止开始向右运动，始终与导轨垂直且接触良好。则在运动过程中，金属杆( )
A. 做变加速运动 B. 最大位移为
C. 最大速度为 D. 速度达到最大时的坐标值为
三、填空题：本大题共3小题，共13分。
9.（3分）如图所示的天平可用来测定磁感应强度．天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为，共匝．线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面．当线圈中通有电流方向如图时，在天平左、右两边加上质量各为、的砝码，天平平衡．当电流反向大小不变时，右边再加上质量为的砝码后，天平重新平衡．由此可知 磁感应强度的方向垂直纸面向______填“里”或“外”，大小为______用题目中所给出的物理量表示．
10.（4分）如图所示，一列简谐横波沿轴正向传播，时刻的实线波形经过移到了虚线所在的位置，则这列波的传播速度为______；经过时间处的质点运动的路程为______．
11.（6分）如图，单色光从折射率、厚度的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速为，则该单色光在玻璃板内传播的速度为______；对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用时间的取值范围是______ ______不考虑反射。
四、综合题：本大题共4小题，共47分。
12.（8分）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，细线上端固定于点，如图甲所示，然后用刻度尺测量细线的长度作为摆长，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，用秒表测量完成次全振动的总时间，由求出周期，改变间细线的长度，再做几次实验，记下相应的和如表：
实验次数
摆线长
次全振动时间
周期
第次实验时的秒表示数如图乙所示，它的示数为______；
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______；
取，由图丙求出重力加速度 ______结果保留三位有效数字；
把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的值______选填“大于”“小于”或“等于”当地的真实值。
13.（12分）如图所示为固定在水平桌面上的平行光滑金属导轨俯视图。导轨处于范围足够大的匀强磁场中，磁感应强度方向垂直于桌面向上、大小，导轨宽，金属棒质量且与导轨等宽，在水平向右的外力的作用下以的速度贴着导轨向右匀速运动，电阻，其他电阻不计，金属棒与导轨垂直且接触良好。
求通过电阻的电流大小；
求水平外力的大小；
若某时刻撤去外力，求撤去后该金属棒运动的最大距离，并求出该过程中通过电阻的电荷量。
14.（12分）如图，质量的小车静置于光滑的水平面上，小车的上表面段水平，端静置一质量的物块，段为的光滑四分之一圆弧形轨道，底端切线水平。轻质细绳一端固定在端正上方的点，另一端系着质量的小球，用外力拉至竖直平面内的点处静止，点与端的竖直高度。现撤去外力，摆动到最低点时恰与发生弹性正碰。取重力加速度。
求碰后瞬间的速度大小；
若段粗糙，碰撞后向右运动恰能上升到最高点，求从运动到的过程中与小车间因摩擦产生的热量；
若段光滑，求碰撞后运动过程中离的最大高度。
15.（15分）如图甲所示，在直角坐标系区域内有沿轴正方向的匀强电场，电场强度为，右侧有一个以点为中心，边长为的正方形区域，其边界与轴平行，正方形区域与轴的交点分别为、。在该正方形区域内存在垂直纸面向内的匀强磁场，现有电子从轴上的坐标为的点以速度沿轴正方向射入电场，恰好从点进入正方形磁场区域，并从点射出。取电子的比荷，正方形边长。求：
匀强电场的大小；
匀强磁场的大小；
若当电子到达点时，在正方形区域换成如图乙所示周期性变化的磁场以垂直于纸面向外为磁场正方向，最后电子运动一段时间后从点飞出，求正方形磁场区域磁感应强度大小的表达式。用题中所给字母表达
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.里
10.；
11.；；。
12. 以细线长当作摆长 等于
13.解：金属棒产生的感应电动势
通过电阻的电流大小
代入数据解得：
金属棒匀速运动时外力与安培力平衡，则外力大小为
代入数据解得：
撤去外力后，金属棒做变减速运动直到停止，根据动量定理有
解得：
解得：
答：通过电阻的电流大小为；
水平外力的大小为；
撤去后该金属棒运动的最大距离为，该过程中通过电阻的电荷量为。
14.解：下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：，
代入数据解得：，
、发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，
以向右为正方向，由动量守恒定律得：，
由机械能守恒定律得：，
代入数据解得：，；
与小车组成的系统在水平方向动量守恒，恰好到达点时两者速度相等，
以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得：，
代入数据解得：，
对与小车组成的系统，由能量守恒定律得：，
代入数据解得：；
与小车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，
在水平方向，由动量守恒定律得：，
由能量守恒定律得：，
代入数据解得：；
答：碰后瞬间的速度大小为；
从运动到的过程中与小车间因摩擦产生的热量为；
碰撞后运动过程中离的最大高度为。
15.解：粒子在电场中做类平抛运动，则有
联立得：
电子进入磁场时，沿轴方向的速度为：
由几何关系可知：
根据牛顿第二定律可知：
联立得：
代入数据得：，
若电子从点飞出，在磁场中的运动如图所示
根据几何关系可得：
由得：。
答：匀强电场；
匀强磁场的大小为；
正方形磁场区域磁感应强度大小。
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