湖北省黄冈市2022-2023学年高二上学期物理期末调研试试卷

试卷更新日期：2023-03-01 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列说法正确的是（　　）

A、磁电式电流表在运输过程中需要将正、负接线柱用导线连接起来以免损坏 B、地球的地理两极与地磁两极重合，地理南极对应地磁北极 C、为了减小变压器铁芯中的涡流，可以减小铁芯材料的电阻率 D、奥斯特发现了“磁生电”的现象

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2. 如图所示，光滑水平面上质量均为m的滑块A、B放在一条直线上，某时刻，A以大小为v的初速度向右运动，与静止的滑块B碰撞后粘在一起，则碰后滑块A、B的总动能为（　　）

A、 $\frac{1}{2} m v^{2}$ B、 $\frac{1}{4} m v^{2}$ C、 $\frac{1}{8} m v^{2}$ D、 $\frac{1}{16} m v^{2}$

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3. 如图所示，长为L的导体棒静止于光滑的水平轨道上，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与轨道平面成 $θ$ 角斜向上方，当导体棒中的电流为I时，下列说法正确的是（　　）

A、导体棒受到的安培力方向水平向右 B、导体棒受到的安培力方向竖直向下 C、导体棒受到的安培力大小为 $B I L$ D、导体棒受到的安培力大小为 $B I L \sin θ$

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4. 如图甲所示为 $L C$ 振荡电路，电跻中的电流i随时间t的变化规律为图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是（　　）

A、在 $t_{2} \sim t_{3}$ 时间内，电流逐渐减小 B、在 $t_{1} \sim t_{2}$ 时间内，电容器C正在充电 C、 $t_{2}$ 和 $t_{4}$ 时刻，电容器极板带电情况完全相同 D、电路中电场能随时间变化的周期等于 $t_{4}$

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5. 如图所示，回旋加速器由两个D形金属盒组成，盒面与匀强磁场垂直，并接有高频交变电压。中心S处的粒子源产生初速度为零的质子，每次经过窄缝都被加速。已知质子的电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压为U，磁场的磁感应强度大小为B，D形盒的半径为R。质子每次加速的时间可忽略，加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。下列说法正确的是（　　）

A、高频交变电压的周期为 $\frac{B q}{2 π m}$ B、质子做圆周运动的半径越大周期越大 C、质子能获得的最大动能与 $R^{2}$ 成正比 D、质子能获得的最大动能与U成正比

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6. 如图甲为交流发电机的原理图，矩形线圈 $a b c d$ 匝数 $N = 10$ 匝、电阻 $r = 2 Ω$ ，矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 $O O^{'}$ 匀速转动。线圈的两端经集流环和电刷与 $R = 8 Ω$ 的电阻连接，电压表为理想交流电表。图乙是穿过矩形线圈 $a b c d$ 的磁通量 $Φ$ 随时间t变化的图像。下列说法正确的是（　　）

A、 $1 s$ 内线圈 $a b c d$ 中电流方向改变50次 B、 $0.02 s$ 时电压表的示数为 $31.4 V$ C、R两端的电压u随时间t变化的规律是 $u = 31.4 \sin 100 π t (V)$ D、 $1 s$ 内电阻R产生的热量约为 $39.4 J$

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7. 如图所示，固定在水平地面上的光滑斜面倾角为 $θ$ ，质量分别为m、 $2 m$ 的甲、乙小滑块由轻线连接，甲滑块固定在轻质弹簧下端，两滑块均处于静止状态。现烧断两滑块间的轻线，当甲滑块的速度大小为 $v_{1}$ 时，乙滑块的速度大小为 $v_{2}$ 且仍在斜面上，则从烧断轻线到甲滑块的速度大小为 $v_{1}$ 过程，下列说法正确的是（　　）

A、斜面对甲滑块支持力的冲量为零 B、乙滑块重力的冲量大小为 $\frac{m v_{2}}{\sin θ}$ C、甲滑块重力的冲量大小可能为 $\frac{m v_{2}}{\tan θ}$ D、弹簧对甲物体的冲量大小可能为 $m (v_{1} + v_{2})$

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二、多选题

8. 红外测温门在疫情防控中发挥了重要作用，它使用了一种传感器，当它感应到有人走近时会自动对人测温，如果体温低于37.3℃门会自动打开。下列说法中正确的是（　　）

A、当人体温低于37.3℃时不会向外辐射红外线 B、人的体温越高，测温门测量时接收到的最强辐射越强 C、该测温门感应到人体辐射的电磁波比可见光的波长短 D、该测温门上使用的传感器是将接收到的红外信号转化为电信号

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9. 如图所示，两根长直导线分别从纸面上的A、B两点垂直穿过纸面，两根导线里通有大小相等的恒定电流。A、B两点连线的中点为O，C、D为 $A B$ 中垂线上的两点。已知 $C O > O D$ ， C点磁感应强度大于D点磁感应强度，下列说法正确的是（　　）

A、A，B导线中的电流方向相反 B、A，B导线中的电流方向相同 C、C，D两点的磁感应强度方向相反 D、C，D两点的磁感应强度方向相同

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10. 某小型水电站交流发电机的输出电压为 $400 V$ ，先经升压变压器将电压升高，经总阻值为 $R = 2 Ω$ 的导线向远端用户输电，用户端用降压变压器将电压降到 $220 V$ 供用户使用。若用户的用电功率为 $19.8 kW$ ，输电导线R上损耗的功率为 $0.2 kW$ ，已知变压器均为理想变压器，其他电阻不计。下列说法正确的是（　　）

A、通过输电线R的电流 $I_{2} = 10 A$ B、降压变压器的输入电压 $U_{3} = 2000 V$ C、升压变压器原、副线圈匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 1 ： 5$ D、降压变压器原、副线圈匝数比 $n_{3} ： n_{4} = 10 ： 1$

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11. 如图所示，足够长的两根光滑金属导轨平行放置于水平面内，其左端与定值电阻R相连，导轨电阻不计，沿其中一条导轨建立x轴，在 $x > 0$ 的区域内设置垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度与坐标x的关系为 $B = 0.4 + 0.2 x (T)$ 。在外力F作用下，一阻值为r的金属棒从 $x = 0$ 开始向右运动，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，金属棒从 $x_{1}$ 运动到 $x_{3}$ 过程中电路中的电功率保持不变， $x_{1} = 1 m$ ， $x_{2} = 2 m$ ， $x_{3} = 3 m$ ，关于金属棒从 $x_{1}$ 运动到 $x_{3}$ 的过程中，下列说法正确的是（　　）

A、金属棒在 $x_{1}$ 与 $x_{3}$ 处的速度之比为 $5 ： 3$ B、金属棒产生的感应电动势随时间均匀增大 C、 $x_{1}$ 到 $x_{2}$ 与 $x_{2}$ 到 $x_{3}$ 的过程中，通过金属棒的电荷量之比为 $2 ： 3$ D、 $x_{1}$ 到 $x_{2}$ 与 $x_{2}$ 到 $x_{3}$ 的过程中回路产生的热量之比为 $7 ： 9$

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三、实验题

12. 某实验小组采用如图所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。在水平桌面上放置气垫导轨，导轨上安装光电门1和光电门2，带有遮光片的滑块1、2的质量分别为 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ ，滑块1的右端和滑块2的左端都装有弹性片，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，实验过程如下：①调节气垫导轨成水平状态；②轻推滑块1，测得滑块1通过光电门1的遮光时间为 $t_{1}$ ；③滑块1与滑块2相碰后，滑块2和滑块1先后经过光电门2的遮光时间分别为 $t_{2}$ 和 $t_{3}$ 。

(1)、实验中为确保两滑块碰撞后滑块1不反向运动，则 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 应满足的关系为 $m_{1}$ $m_{2}$ （填“大于”“等于”或“小于”）；

(2)、两滑块碰撞后，滑块2的速度大小为；

(3)、为了验证碰撞前后滑块1、2的总动量守恒，该实验小组只需验证表达式：。（用题中所给物理量的符号表示）

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13. 如图（a）所示为某多用电表的电路图，图中E是电池；R₁、R₂、R₃、R₄、R₅是固定电阻，R₆是可变电阻；虚线方框内为选择开关，A端和B端与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位分别为：①直流电压3V挡；②直流电压15V挡；③直流电流10mA挡；④直流电流25mA挡；⑤欧姆 × 10Ω挡。如图（b）所示，欧姆挡刻度盘正中间的刻度值为“15”。

(1)、某次测量时，若选择开关接“3”，则此时多用电表的A端应接（填“红表笔”或“黑表笔”）；若选择开关接“2”，则此时多用电表的挡位为挡。（填题干中所给的“①”或“②”或“③”或“④”或“⑤”）；

(2)、若选择开关接“3”，短接A、B表笔进行欧姆调零后，用该挡测量一个未知电阻阻值，指针指在如图所示的位置，则该电阻的阻值为Ω。（结果保留2位有效数字）

(3)、若电池的电动势为3V，当电池E使用时间较长时，电池的电动势会变小、内阻会变大；现将两表笔短接，调节R₀ ，使电流表的示数达到满偏，然后将两表笔与一未知电阻连接，则该电阻的测量值（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。若实验要求被测电阻阻值等于中值电阻时，测量的相对误差 $\frac{| R_{测} - R_{真} |}{R_{真}} \times 100$ ％超过5％则应更换电池，则当电池电动势降低为V（结果保留三位有效数字）时必须更换电池。

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四、解答题

14. 静止在湖面上的快艇固定一挺机枪，某人在快艇上练习射击岸上目标，机枪每隔一段时间水平发射一颗子弹，每颗子弹的质量为 $m = 12 g$ ，快艇连同人和艇上所有装备的总质量为 $M = 600 kg$ （子弹射出后该质量视为不变），每颗子弹离开枪口时相对湖面的速度均可视为 $v_{0} = 80 0m/s$ ，不考虑水对快艇的阻力。求：

(1)、发射第一颗子弹过程中，机枪受到的冲量大小；

(2)、连续沿同一方向水平射出10颗子弹后，快艇的速度大小。

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15. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨固定在竖直面内，导轨上端连接阻值为R的电阻，导轨范围内存在垂直导轨平面向里磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的金属棒垂直导轨放置，导轨间距为L，导轨的电阻不计。金属棒在竖直向下的恒力F作用下从静止开始运动，经过一段时间后开始做匀速运动，此过程通过电阻R的电荷量为q，金属棒与导轨接触良好，重力加速度为g。求：

(1)、金属棒匀速运动时流经电阻R的电流大小和方向；

(2)、金属棒匀速运动时速度v的大小；

(3)、从静止出发到开始做匀速运动所用的时间t。

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16. 如图所示，在平面直角坐标系 $x O y$ 中，x轴上方区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小 $B = 0.1 T$ 。x轴下方有半径 $R = \frac{\sqrt{3}}{5} m$ 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小也为 $B = 0.1 T$ ，磁场方向垂直纸面向里。原点O处有一粒子源，可在坐标 $x O y$ 平面内沿各个方向发射比荷均为 $\frac{q}{m} = 2.5 \times 10^{5} C / kg$ 的带正电的粒子。一足够长的粒子收集板 $P Q$ ，底端P位于 $x_{0} = 0.6 m$ 处，垂直于x轴放置，当粒子运动到收集板时即被吸收，不计粒子间相互作用和重力的影响，粒子被吸收的过程中收集板始终不带电。（结果可以带根号）

(1)、若从粒子源发出的粒子1沿 $+ y$ 方向进入x轴上方磁场区域后打在P点，求粒子1的速度大小 $v_{1}$ ；

(2)、若从粒子源发出的粒子2沿 $- y$ 方向进入x轴下方磁场区域后，第一次到达x轴上的点为P点，求粒子2的运动时间；

(3)、撤除圆形磁场区域，粒子源沿各个方向均匀地向磁场区发射速度大小均为 $v_{2} = 1 \times 10^{4} m / s$ 的粒子，会有两个不同方向入射的粒子打在 $P Q$ 上的同一位置被吸收，求 $P Q$ 上这种位置分布的区域长度。

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