江苏省泰州市联盟五校2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷

试卷更新日期：2023-12-21 类型：期中考试

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一、单选题（本大题共11小题，共44.0分）

1. 下列说法正确的是（）

A、如果一个系统的合外力为零，则系统的机械能一定守恒 B、如果一个系统的动量守恒，则系统的机械能不一定守恒 C、一对作用力与反作用力总是一个做正功，一个做负功 D、如果一个系统的合外力做功为零，则系统的动量一定守恒

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2. 如图所示，下列四种场景中的运动一定不是简谐运动的是（）

A、 B、 C、 D、

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3. 如图所示是一个趣味实验中的“电磁小火车”，“小火车”是两端都吸有强磁铁的干电池，“轨道”是用裸铜线绕成的螺线管。将干电池与强磁铁组成的“小火车”放入螺线管内，就会沿螺线管运动。下列关于螺线管电流方向、强磁铁的磁极、“小火车”运动方向符合实际的是（）

A、 B、 C、 D、

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4. 飞力士棒是一种轻巧的运动训练器材，是一根弹性杆两端带有负重的器械，如图 $a$ 。某型号的飞力士棒质量为 $600 g$ 。长度为 $1.5 m$ 。固有频率为 $4.5 H z$ 。如图 $b$ ，某人用手振动该飞力士棒进行锻炼，则下列说法正确的是（）

A、使用者用力越大，飞力士棒振动越快 B、无论手振动的频率如何，飞力士棒振动的频率始终为 $4.5 H z$ C、随着手振动的频率增大，飞力士棒振动的幅度一定变大 D、要使飞力士棒产生共振，需要驱动该飞力士棒每分钟振动 $270$ 次

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5. 三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小均为B，则该处的磁感应强度的大小和方向是（）

A、大小为B，方向垂直斜边向下 B、大小为B，方向垂直斜边向上 C、大小为 $\sqrt{5}$ B，斜向右下方 D、大小为 $\sqrt{5}$ B，斜向左下方

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6. 如图所示，电源为恒流源，即无论电路中的电阻如何变化，流入电路的总电流 $I_{0}$ 始终保持恒定。理想电压表与理想电流表的示数分别为U、I，当变阻器 $R_{0}$ 的滑动触头向上滑动时，理想电压表与理想电流表的示数变化量绝对值分别为 $Δ U$ 、 $Δ I$ ，下列说法中正确的有（　　）

A、I变大 B、U变小 C、 $\frac{Δ U}{Δ I} = R_{1}$ D、 $\frac{Δ U}{Δ I} = R_{2}$

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7. 小灯泡通电后其电流 $I$ 随所加电压 $U$ 变化的图线如图所示， $P$ 为图线上一点， $P N$ 为图线的切线， $P Q$ 为 $U$ 轴的垂线， $P M$ 为 $I$ 轴的垂线，则下列说法中错误的是（）

A、随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B、对应 $P$ 点，小灯泡的电阻为 $R = \frac{U_{1}}{I_{2}}$ C、对应 $P$ 点，小灯泡的电阻为 $R = \frac{U_{1}}{I_{2} - I_{1}}$ D、对应 $P$ 点，小灯泡的功率为图中矩形 $P Q O M$ 所围的面积

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8. 如图是某品牌吊扇的相关参数，则下述判断正确的是（）

A、若吊杆可看作轻杆，正常工作时吊杆对转盘的拉力小于175N B、以额定功率工作时通过吊扇的电流约为1.33A C、吊扇的内电阻约为293Ω D、正常工作1小时吊扇输出的机械能等于 $5.94 \times 10^{5} J$

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9. 将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于 $5^{\circ}$ ）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为 $L$ 。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的 $a - t$ 关系图如图乙所示。则以下说法正确的是（）

A、秋千从摆动到停下的过程可看作受迫振动 B、当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力小于手机所受的重力 C、秋千摆动的周期为 $t_{2} - t_{1}$ D、该地的重力加速度 $g = \frac{4 π^{2} L}{{(t_{3} - t_{1})}^{2}}$

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10. 如图所示，在光滑水平面上静止放着两个相互接触的木块A、B，质量分别为m₁、m₂ ，今有一子弹水平穿过两木块，设子弹穿过木块A、B的时间分别为t₁、t₂ ，木块对子弹的阻力恒为f，则子弹穿过两木块后，木块A、B的速度大小分别为（）

A、 $\frac{f t_{1}}{m_{1}} \frac{f t_{1}}{m_{1} + m_{2}}$ B、 $\frac{f t_{1}}{m_{1} + m_{2}} \frac{f t_{1}}{m_{1} + m_{2}}$ + $\frac{f t_{2}}{m_{2}}$ C、 $\frac{f t_{1}}{m_{1}} \frac{f (t_{1} + t_{2})}{m_{1} + m_{2}}$ D、 $\frac{f (t_{1} + t_{2})}{m_{1}} \frac{f (t_{1} + t_{2})}{m_{1} + m_{2}}$

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11. 如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M的木块，现有质量为m₀的子弹以大小为v₀的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A、子弹射入木块后的瞬间，速度大小为 $\frac{m_{0} v_{0}}{m_{0} + m + M}$ B、子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于(M＋m₀)g C、子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力大于(M＋m＋m₀)g D、子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒

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二、实验题（本大题共1小题，共15.0分）

12. 某物理兴趣小组欲利用图甲所示电路测量电源的电动势和内阻。提供的实验器材有：
A.电源 $E ($ 电动势约为 $6 V$ ，内阻约为 $5 Ω)$ ；
B.电压表 $V ($ 量程为 $6 V$ ，内阻约为 $6 k Ω)$ ；
C.电流表 $A_{1} ($ 量程为 $100 m A$ ，内阻约为 $2.5 Ω)$ ；
D.电流表 $A_{2} ($ 量程为 $1 m A$ ，内阻约为 $30 Ω)$ ；
E.电阻箱 $R ($ 最大阻值为 $999.9 Ω$ ，最小改变值为 $0.1 Ω)$ ；
F.开关 $S$ ，导线若干。

(1)、电流表应选用 $($ 选填 $C$ 或 $D)$ 。

(2)、主要实验步骤如下，请完成步骤Ⅱ中的填空：
Ⅰ $.$ 断开开关 $S$ ，拆下电流表，将 $N$ 与 $P$ 用导线直接相连，闭合 $S$ ，调节电阻箱的阻值，使电压表指针指向中间某一刻度，此时电阻箱的阻值为 $159.1 Ω$ ；
Ⅱ $.$ 断开 $S$ ，拆下 $M$ 与 $N$ 之间的导线，电流表接到 $M$ 、 $N$ 之间，闭合 $S$ ，调节电阻箱的阻值，使电压表指针指向同一刻度，此时电阻箱的阻值为 $156.4 Ω$ ，则电流表的内阻 $R_{A} =$ $Ω$ ；
Ⅲ $.$ 断开 $S$ ，拆下电流表，将 $M$ 与 $N$ 用导线直接相连， $N$ 与 $P$ 之间的导线拆下，将电流表接回 $N$ 、 $P$ 之间；
Ⅳ $.$ 闭合 $S$ ，调节电阻箱，记下电阻箱的阻值 $R$ 电压表的示数 $U_{1}$ ，电流表的示数 $I_{1}$ ；再改变电阻箱的阻值，获得多组数据。

(3)、张同学根据电压表的示数和对应电流表的示数作出的 $U - I$ 图线如图乙所示，若图线在纵轴上的截距为 $a$ ，图线斜率的绝对值为 $k_{1}$ ，则张同学测得电源的电动势为、内阻为 $($ 电流表的内阻用 $R_{A}$ 表示 $)$ 。

(4)、李同学根据电阻箱的阻值和对应电压表的示数作出的 $\frac{1}{U} - \frac{1}{R}$ 图线如图丙所示，若图线在纵轴上的截距为 $b$ 、图线的斜率为 $k_{2}$ ，则李同学测得电源的电动势为、内阻为 $($ 电流表的内阻用 $R_{A}$ 表示 $)$ 。

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三、计算题（本大题共4小题，共41.0分）

13. 如图 $($ 甲 $)$ 所示，一小球在半径很大的光滑圆弧曲面 $A O B$ 之间做简谐运动，取向右偏离平衡位置的位移方向为正，小球在曲面 $A$ 、 $B$ 间运动的 $x - t$ 图像如图 $($ 乙 $)$ 所示。取 $g = π^{2} m / s^{2}$ 求：

(1)、小球振动的频率 $f$ ；

(2)、圆弧曲面的半径 $R$ 。

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14. 已知如图，电源 $E$ $= 6 V$ ， $r$ $= 4 Ω$ ， $R_{1}$ $= 2 Ω$ ， $R_{2}$ 的变化范围是 $0 \sim 10 Ω$ 。求：

(1)、电源的最大输出功率；

(2)、 $R_{1}$ 上消耗的最大功率；

(3)、 $R_{2}$ 上消耗的最大功率。

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15. 如图所示，足够长的金属框架 $M O N$ 与足够长的导体棒 $D E$ 构成回路，处在匀强磁场中且与磁场垂直。

(1)、若 $B_{0} = 0.2 T$ ， $D E$ 从 $O$ 点出发，向右以 $v_{0} = 0.5 m / s$ 的速度匀速运动 $4 s$ 时，回路的磁通量的变化量是多少？

(2)、在图中，若回路面积从 $S_{0} = 2 m^{2}$ 变到 $S_{1} = 12 m^{2}$ ，同一时间内 $B$ 从 $B_{0} = 0.2 T$ 变到 $B_{1} = 1.0 T$ . ，则回路中的磁通量变化量是多少？

(3)、若开始时 $B_{0} = 0.2 T$ ， $D E$ 从 $O$ 点右侧 $1 m$ 处出发，向右以 $v_{1} = 1 m / s$ 的速度匀速运动，且闭合回路中没有感应电流产生，求磁感应强度大小 $B$ 随时间 $t$ 变化的表达式。

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16. 如图所示，质量 $m = 2 k g$ 的滑块 $B$ 静止放置于光滑平台上， $B$ 的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量 $M = 6 k g$ 的小车 $C$ ，其上表面与平台等高，小车与水平面间的摩擦不计。光滑圆弧轨道半径 $R = 1.6 m$ ，连线 $P O$ 与竖直方向夹角为 $60 °$ ，另一与 $B$ 完全相同的滑块 $A$ 从 $P$ 点由静止开始沿圆弧下滑。 $A$ 滑至平台上挤压弹簧，弹簧恢复原长后滑块 $B$ 离开平台滑上小车 $C$ 且恰好未滑落，滑块 $B$ 与小车 $C$ 之间的动摩擦因数 $μ = 0.75$ ， $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ， $A$ 、 $B$ 可视为质点，求：

(1)、滑块 $A$ 刚到平台上的速度大小；

(2)、该过程中弹簧弹性势能的最大值；

(3)、小车 $C$ 的长度。

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