湖北省部分地区2022-2023学年高二上学期物理1月期末试卷

试卷更新日期：2023-02-28 类型：期末考试

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一、单选题

1. 如图所示，木块A、B静置于光滑水平面上，与轻质弹簧两端相连，B紧靠墙壁。现有一颗子弹水平射入木块A并留在其中，在子弹射入木块A及之后运动的过程中，子弹、两木块和弹簧组成的系统（弹簧始终处于弹性限度内）（　　）

A、动量不守恒、机械能不守恒 B、动量不守恒、机械能守恒 C、动量守恒、机械能守恒 D、动量守恒、机械能不守恒

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2. 如图所示，两竖直放置的平行长直导线 $l_{1}$ 和 $l_{2}$ 中通以大小相等且方向向上的电流，其中a、b、c三点位于两导线所在平面内，a、b两点关于 $l_{1}$ 对称，b、c两点关于 $l_{2}$ 对称，b点位于 $l_{1}$ 和 $l_{2}$ 的正中间。则（）

A、a、c两点的磁感应强度大小相等 B、a、c两点的磁感应强度方向相同 C、a、b两点的磁感应强度大小相等 D、b点的磁感应强度大于a点

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3. 轿车的“悬挂系统”是指由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的整个支持系统。已知某型号轿车“悬挂系统”的固有频率是 $2Hz$ 。如图所示，这辆汽车正匀速通过某路口的条状减速带，已知相邻两条减速带间的距离为 $1.0 m$ ，该车经过该减速带过程中，下列说法正确的是（　　）

A、当该轿车通过减速带时，车身上下振动的频率均为 $2Hz$ ，与车速无关 B、该轿车通过减速带的速度越大，车身上下颠簸得越剧烈 C、当该轿车以 $7 .2km/h$ 的速度通过减速带时，车身上下颠簸得最剧烈 D、当该轿车以不同速度通过减速带时，车身上下颠簸的剧烈程度一定不同

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4. 一个质量为 $60kg$ 的蹦床运动员，从离水平网面 $3.2 m$ 高处自由下落，着网后沿竖直方向恰好蹦回到离水平网面 $5 m$ 高处，该过程运动员与网面接触时间为 $0.8 s$ ，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。则此过程网面对运动员的冲量大小为（　　）

A、 $480 N \cdot s$ B、 $960 N \cdot s$ C、 $1080 N \cdot s$ D、 $1560 N \cdot s$

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5. 如图所示，金属棒 $a b$ 垂直于竖直金属导轨且与导轨接触良好，导轨间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，导轨上端与金属线圈 $M$ 相连，金属线圈 $N$ 用绝缘细线悬挂。要使线圈 $N$ 有靠近线圈 $M$ 的趋势，并产生如图方向的感应电流，下列可采用的操作是（　　）

A、 $a b$ 棒向上加速直线运动 B、 $a b$ 棒向下加速直线运动 C、 $a b$ 棒向上减速直线运动 D、 $a b$ 棒向下减速直线运动

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6. 如图所示，柱状光学器件横截面为等腰梯形， $A B$ 边长为 $d$ ， $C D$ 边长为 $3 d$ ， $A E = \frac{1}{4} A D$ ，底角为 $45 °$ 。一束单色细激光从 $E$ 点垂直 $A D$ 面入射，器件介质对该激光束的折射率为 $\sqrt{3}$ 。已知激光在真空中的传播速度为 $c$ ，则这束激光从射入到第一次从器件中射出的时间为（　　）

A、 $\frac{3 \sqrt{6} d}{2 c}$ B、 $\frac{3 \sqrt{2} d}{2 c}$ C、 $\frac{6 d}{c}$ D、 $\frac{6 \sqrt{2} d}{c}$

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7. 如图所示，垂直纸面的匀强磁场中固定一倾斜绝缘粗糙细杆，杆上套有带正电的小球P，小球P由静止开始向下滑动，磁场区域足够大，杆足够长，在运动的过程中小球P的最大速度为v₀。则下列说法正确的是（）

A、小球P所受洛仑兹力先增大后减小 B、小球P先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动 C、当小球P的速度 $v = \frac{1}{2} v_{0}$ 时，小球加速度最大 D、当小球P的速度 $v = \frac{1}{2} v_{0}$ 时，小球一定处于加速度减小阶段

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二、多选题

8. 双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点距双缝 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的绿光换成红光，则屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是（　　）

A、O点处是红光的暗条纹 B、O点处是红光的亮条纹 C、红光的第一条亮条纹在P点的上方 D、红光的第一条亮条纹在P点的下方

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9. 如图为回旋加速器的示意图，两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为 $B$ 。一质子从加速器的A处开始加速，已知D形盒的半径为 $R$ ，高频交变电源的电压为 $U$ 、频率为 $f$ ，质子质量为 $m$ ，电荷量为 $q$ ，不计粒子在电场中运动的时间。下列说法正确的是（　　）

A、质子的最大速度为 $2 π R f$ B、质子的最大动能为 $\frac{q^{2} B^{2} R^{2}}{2 m}$ C、质子在磁场中运动的时间与 $U$ 无关 D、电压 $U$ 越大，质子在电场中加速的次数越多

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10. 如图所示，空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图甲中虚线所示。正方形金属线圈固定在纸面内，电阻为 $R$ ，边长为 $a$ 。线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。 $t = 0$ 时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度 $B$ 随时间 $t$ 的变化关系如图乙所示，在 $t = 0$ 到 $1.5 t_{0}$ 的时间间隔内（　　）

A、线圈中感应电流大小恒为 $\frac{a^{2} B_{0}}{2 R t_{0}}$ B、线圈所受安培力的方向始终水平向左 C、线圈所受安培力的最大值为 $\frac{\sqrt{2} B_{0}^{2} a^{3}}{4 R t_{0}}$ D、线圈所受安培力的冲量大小为 $\frac{3 \sqrt{2} B_{0}^{2} a^{3}}{16 R}$

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11. 一列简谐横波沿 $x$ 轴正方向传播， $t = 0$ 时刻的部分波形图像如图所示，已知该波的波速 $v = 5 m/s$ ，下列说法正确的是（　　）

A、 $t = 0$ 时刻 $x = 8 m$ 处的质点振动方向沿 $y$ 轴负方向 B、此列波的周期可能为1.2s C、0~0.4s时间内，质点 $P$ 的速度不断增大 D、 $P$ 点的振动方程为 $y = 2 \sin (\frac{5 π}{6} t + \frac{π}{3}) cm$

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三、实验题

12. 在“利用单摆测重力加速度”的实验中。

(1)、用最小刻度为 $1mm$ 的刻度尺测量摆线长，如图甲所示，单摆的摆线长为 $cm$ ；用游标卡尺测量摆球的直径，如图乙所示，则球的直径为 $cm$ ；

(2)、实验时用拉力传感器测得摆线的拉力随时间变化的图像，如图丙所示。若用 $l$ 表示摆长，则重力加速度的表达式为 $g =$ 。

(3)、在进行实验数据处理时，甲、乙两位同学把摆线长和小球直径之和作为摆长。甲同学直接利用公式求出各组重力加速度，再求出平均值；乙同学做出 $T^{2} - l$ 图像后求出斜率，然后算出重力加速度，两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲，乙（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

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13. 学校研究性学习小组在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，长方体玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面，在图中相应位置插上 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 两枚大头针（如图甲）。

(1)、该同学接下来要完成的必要步骤有___________。

A、插上大头针 $P_{3}$ ，使 $P_{3}$ 仅挡住 $P_{2}$ 的像 B、插上大头针 $P_{3}$ ，使 $P_{3}$ 挡住 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 的像 C、插上大头针 $P_{4}$ ，使 $P_{4}$ 挡住 $P_{3}$ 和 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 的像 D、插上大头针 $P_{4}$ ，使 $P_{4}$ 仅挡住 $P_{3}$ 的像

(2)、该同学选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线的延长线分别交于 $M$ 、 $N$ 点，再过 $M$ 、 $N$ 点分别作法线的垂线，垂足为 $M^{'}$ 、 $N^{'}$ 点，如图乙所示，则玻璃的折射率 $n =$ （用图中线段的字母表示）。

(3)、该小组实验过程中，下列哪些措施能够减小实验误差___________

A、选用两光学表面间距适当大的玻璃砖 B、选用两光学表面平行的玻璃砖 C、选用粗的大头针完成实验 D、插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些

(4)、另一小组同学在做实验时，选用一横截面为三角形的玻璃砖，放置在如图丙实线位置。插针后在描绘三棱镜轮廓的过程中，三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图丙中虚线位置，底边仍重合），则三棱镜玻璃材料折射率的测量值真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。

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四、解答题

14. 如图所示，半径为 $R$ 的圆形区域内存在着垂直纸面向外的匀强磁场， $a b$ 是圆的一条直径。一带正电的粒子质量为 $m$ ，电量为 $q$ ，从 $a$ 点射入磁场，速度大小为 $v$ ，方向与 $a b$ 成 $30 °$ 角时恰好从 $b$ 点飞出磁场，不计粒子所受重力。

(1)、求磁场的磁感应强度大小 $B$ ；

(2)、若仅将粒子速度大小改为 $0.5 v$ ，求粒子在磁场中运动的时间 $t$ 。

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15. 如图所示，光滑水平地面上有木板A和滑块C，滑块B置于木板A左端，木板A足够长。A、B以共同速度 $v_{0} = 6 m/s$ 向右运动，经过一段时间，A、C发生弹性碰撞。再经过一段时间A、B相对静止，此后A、C间距离保持不变。已知A、B质量分别为 $m_{A} = 4 kg$ 、 $m_{B} = 12 kg$ ， A、B间动摩擦因数 $μ = 0.1$ ，重力加速度为 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，求：

(1)、滑块C的质量 $m_{C}$ ；

(2)、A、C之间的最终距离 $x$ 。

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16. 如图所示，两根足够长且电阻不计的平行金属导轨与地面均成 $37^{\circ}$ 角，区域I内存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，区域II内存在平行于导轨沿平面向上的匀强磁场， $P Q$ 为I和II的分界线，两磁场的磁感应强度大小均为 $B = 2 T$ 。质量分别为 $m_{1} = 3 kg$ 、 $m_{2} = 1 kg$ 的导体棒 $a b$ 、 $c d$ 相距 $s = 6 m$ ，放置在区域I的导轨上，两棒的电阻均为 $R = 1 Ω$ ，两棒的长度和导轨的间距均为 $L = 1 m$ 。区域I的导轨光滑，区域II的导轨与 $a b$ 棒间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ 、与 $c d$ 棒无摩擦。同时由静止释放两棒， $a b$ 棒进入区域II后恰好做匀加速直线运动。 $P Q ∥ a b ∥ c d$ ，棒与导轨接触良好，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ， $\sin 37^{\circ} = 0.6$ ， $\cos 37^{\circ} = 0.8$ 。求：

(1)、 $a b$ 棒到达 $P Q$ 前的加速度大小；

(2)、 $a b$ 棒的释放处与 $P Q$ 的距离；

(3)、从释放两棒到两棒相遇前相距最远的时间？

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