湖北省荆州中学2022-2023学年高二上学期期末考试物理试题

试卷第1 页，共6 页 湖北省荆州中学2022~2023 学年度高二上学期期末考试 物理试卷 一、选择题（本题共11 小题，每题4 分，共计44 分。其中1~7 题为单选题， 8~11 为多选题。 ） 1．物体做简谐运动，振幅为0.8cm，周期为0.5s，计时开始时具有负向最大加 速度，它的位移公式是（ ） A． 3 m sin 810(4) 2 x t   − =  + B． 3 810sin(2)m 2 x t   − =  + C． 3 410sin(4)m 2 x t   − =  − D． 3 410sin(2)m 2 x t   − =  − 2．如图所示，圆环形导体线圈a 平放在水平桌面上，在a 的正上方固定一竖直 螺线管b，二者轴线重合，螺线管b 与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电 路。若将滑动变阻器的滑片P 向下滑动，下列表述正确的是（ ） A．线圈a 中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流 B．穿过线圈a 的磁通量减小 C．线圈a 有扩张的趋势 D．线圈a 对水平桌面的压力FN将增大 3． 如图甲，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计 时，相对平衡位置的位移x 随时间t 变化的图像如图乙所示。不计空气阻力， 对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是 （ ） A．单摆振动的频率是2 Hz B．单摆的摆长约为1 m C．若仅将摆球质量变大，单摆周期变大 D．t=1s 时摆球位于平衡位置O，加速度为零 4．如图所示，图甲为沿x 轴传播的一列简谐机械波在t=0 时刻的波动图像，图 乙为质点P 的振动图像。下列说法正确的是（ ） A．波速大小为4m/s B．该波可以与另一列频率为 2Hz 的波发生干涉 C． 波沿x 轴负方向传播 D．波在传播过程中遇到2m 大 小的障碍物不能发生明显的衍射 5．A、B 两小球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，并以该方向为正 方向， A 1kg m = ， B 2kg m = ， A 6 m / s v = ， B 2 m / s v = ，A 追上B 发生碰撞后，A、 B 速度可能为下列的（ ） A．5 m / s，2.5 m / s B．2 m / s ，4 m / s 试卷第2 页，共6 页 C．7 m/s ，1.5 m/s D．4 m/s − ，7 m/s 6．在水平光滑绝缘桌面上有一边长为L 的正方形线框abcd，被限制在沿ab 方 向的水平直轨道自由滑动。bc 边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域efg，直 角边ge 和ef 的长也等于L，磁场方向竖直向下，其俯 视图如图所示，线框在水平拉力作用下向右以速度v 匀速穿过磁场区，若图示位置为t=0 时刻，设逆时针 方向为电流的正方向．则感应电流i-t 图像正确的是 （时间单位为L v ） （ ） A． B． C． D． 7．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10:1 ，原线圈接入图 乙所示的正弦脉冲电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出） ，电压表和电 流表均为理想电表， 0 R 为定值电阻，R 为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减 小。下列说法正确的（ ） A．图乙中电压的有效值为220V B．电压表的示数约为11V C．R 处出现火警时，电流表示数 变大 D．R 处出现火警时，电阻 0 R 消耗的电功率减小 8．如图所示是回旋加速器装置示意图， 1 2 D,D 是半圆形金属盒，D 形盒的缝隙 处接交流电源U，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝 时都能得到加速，两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，现要增大带电 粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的 是（ ） A．增大磁场磁感应强度 B．增大交流电源电压 C．增大D 形盒的半径 D．增大狭缝间的距离 9．某国产“超薄磁吸无线充电器”的充电功率为30W，同时支持360°磁力吸 附，可直接吸附在手机上进行无线充电。该充电器的工作原理如图所示，当充 电器上的发射线圈通入正弦式交变电流后，就会在接收线圈中感应出电流，实 现为手机电池充电。某次测试时，该充电器接入电压瞬时值 公众号高中僧试题下载 试卷第3 页，共6 页 V 的交流电源，发射线圈和接收线圈的匝数之比为22：1，不计能量损耗，下 列说法正确的是（ ） A．接收线圈中电流产生的磁场恒定不变 B．接收线圈中电流的频率为50Hz C．接收线圈两端电压的有效值为 V D．接收线圈中的电流为3A 10．如图所示，N=50 匝的矩形线圈abcd，ab 边长=20cm，bc 边长=25cm， 放在磁感应强度B=0.4T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈 中线的OO′轴以 r/min 的转速逆时针匀速转动，线圈的电阻r=1 ，外电 阻R=9 （其余电阻不计） 。t=0 时线圈平面与磁感线垂直，ab 边通过内金属环 与电刷相连，cd 边通过外金属环与电刷相连，电流表和电压表可看成理想电 表，则（ ） A．从t=0 时刻再转过90°角，线圈中电流将改变方向 B．电压表的读数为45√2V C．电流表的读数为10A D．通过线圈电流的瞬时表达式i=10sinl00t（A） 11．如图所示是某横波的波形图，实线表示某时刻的波形，虚线表示0.2s 后的 波形图，以下说法正确的是（ ） A．若波向左传播，则它传播的距离可能是 5m B．若波向右传播，则它的最大周期是0.8s C．若波向左传播，则它的波速可能是 35m/s D．若波速为45m/s，则波的传播方向向右 二、实验题（本题共两小题，每空2 分，共16 分） 12．用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为： ①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平； ②让质量为 1 m 的入射球多次从斜槽上S位置静止释放，记录其平均落地点位 置； ③把质量为 2 m 的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上S 位置静止释 放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置； ④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O，测出碰撞前后两小球的平均落地 试卷第4 页，共6 页 点的位置M 、P 、N 与O的距离分别为 1 x 、 2 x 、 3 x ，如图乙，分析数据： （1）实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为___________。 A． 1 2 m m  B． 1 2 m m = C． 1 2 m m  （2） （单选）关于该实验，下列说法正确的有__________。 A．斜槽轨道必须光滑 B．入射球和被碰球的半径必须相同 C．铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平 D．实验中必须测量出小球抛出点的离地高度H （3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为 __________________________；若碰撞是弹性碰撞，还应满足的关系式为 _________________________。 （均用题中所给物理量的符号表示） 13．南山中学某物理课外活动小组准备测量南山公园处的重力加速度，其中一 小组同学将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h（未知）且开口向下的小筒中 （单摆的下半部分露于筒外） ，如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后 由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁.本实验的长度测量工具只能 测量出筒的下端口到摆球球心的距离L ，并通过改变L 而测出对应的摆动周期 T ，再以 2 T 为纵轴、L 为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像得出 小筒的深度h和当地的重力加速度g 。 （1）实验时用10 分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图所示，该摆球的直 径d =___________ mm。 （2）如果实验中所得到的 2 T L −关系图线如图乙中的_____所示（选填a ，b ， c ） ，筒的深度h=_________ cm，当地的重力加速度g = _________ 2 m/s 。 （取 试卷第5 页，共6 页 3.14，结果取小数点后两位） 三、解答题（本题共三小题，共计40 分） 14． （12 分） 如图所示， 一水平轻弹簧右端固定在光滑水平面右侧的竖直墙壁上， 质量为M＝2kg 的物块静止在水平面上的P 点，质量为m＝1 kg 的小球用长l＝ 0.9 m 的轻绳悬挂在P 点正上方的O 点．现将小球拉至轻绳与竖直方向成60°角 位置， 静止释放． 小球到达最低点时恰好与物块发生弹性正碰． 碰后小球被弹回， 物块向右运动并压缩弹簧。设小球与物块只碰撞一次，不计空气阻力，物块和小 球均可视为质点，重力加速度取g＝10 m/s2.求： (1)小球第一次摆到最低点与物块碰撞前瞬间速度的大小 (2)弹簧的最大弹性势能Ep. 15． （12 分）如图所示，纸面内有直角坐标系xOy。磁感应强度大小 2 1 210 B − =  T 的匀强磁场垂直纸面向里，限定在圆心位于 ( ) 53cm,0 O −  、半径 5 3 R = cm 圆 形区域内。直线PQ 与y 轴平行，间距 5 3 d = cm，垂直纸面向外的另一匀强磁 场限定在y 轴与直线PQ 之间足够大的区域内。现有一比荷 5 510 q m =  C/kg 的带 正电粒子，以速度 3 1.5 10 v =  m/s 沿x 轴从磁场外射入圆形区域，粒子通过两个 磁场区域后，运动方向平行于x 轴指向x 轴正方向射出磁场。不计粒子重力， 求： （1）粒子经过y 轴时的位置坐标； （2）粒子通过y 轴右侧𝐵2磁场区域的时间。 试卷第6 页，共6 页 16． （16 分）如图所示，AD 与 1 1 A D 为水平放置的无限长平行金属导轨，DC 与 1 1 D C 为倾角为 37 = 的平行金属导轨，两组导轨的间距均为 1.5m l = ，导轨电阻 忽略不计。质量为 1 0.35kg m = 、电阻为 1 1 R = 的导体棒ab 置于倾斜导轨上，质量 为 2 0.4kg m = 、电阻为 2 0.5 R = 的导体棒cd 置于水平导轨上，轻质细绳跨过光滑 滑轮一端与cd 的中点相连、另一端悬挂一轻质挂钩。导体棒ab、cd 与导轨间 的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。整个装置处于竖直向上 的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T。初始时刻，棒ab 在倾斜导轨上恰好不下 滑。 （g 取 2 10m/s ，sin370.6 = ） （1）求导体棒与导轨间的动摩擦因数； （2）在轻质挂钩上挂上物体P，细绳处于拉伸状态，将物体P 与导体棒cd 同 时由静止释放，当P 的质量为𝑚3 = 1.5kg时，ab 始终处于静止状态（导体棒cd 运动过程中，ab、cd 一直与DD1平行，且没有与滑轮相碰。 ）求P 匀速运动 时，导体棒cd 速度v 的大小； （3）若P 的质量为1.5kg 时，由静止释放开始计时，当P 下降h=0.4m 时cd 已 经处于匀速直线运动状态，求这个过程中cd 上产生的焦耳热为多少？（ab 始终 处于静止状态）