湖南省邵阳市名校2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试卷

试卷更新日期：2024-03-20 类型：期末考试

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一、选择题∶本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 歼-20是我国研制的一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性的第五代双发重型隐形战斗机，将担负中国空军未来对空、对海的主权维护任务。如图所示歼-20战机，机身长为 $l$ ，机翼两端点 $C 、 D$ 的距离为 $d$ ，以速度 $v$ 沿水平方向在我国上空匀速飞行，已知战斗机所在空间地磁场磁感应强度的坚直分量大小为 $B$ ， C、 $D$ 两点间的电势差的绝对值为 $U_{0}$ 则（　　）

A、 $U = B l v ， C$ 点电势高于 $D$ 点电势 B、 $U = B l v ， D$ 点电势高于 $C$ 点电势 C、 $U = B d v ， C$ 点电势高于 $D$ 点电势 D、 $U = B d v ， D$ 点电势高于 $C$ 点电势

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2. 飞力士棒是一种物理康复器材，其整体结构是一根弹性杆两端带有负重（图甲），某型号的飞力士棒固有频率为4.5Hz，某人用手振动该飞力士棒进行康复训练（图乙），则下列说法正确的是（）

A、使用者用力越大，飞力士棒的振幅越大 B、手振动的频率越大，飞力士棒的振幅越大 C、手振动的频率越大，飞力士棒的振动频率越大 D、当手每分钟振动270次时，飞力士棒振动最弱

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3. 如图甲所示是一列简谐横波在 $t = 0.2 s$ 时刻的波形图，质点 $P$ 的平衡位置位于 $x = 7 m$ 处，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A、波沿 $x$ 轴正方向传播 B、再经过 $0.2 s$ 质点 $P$ 的加速度最大且沿 $y$ 轴负方向 C、质点 $Q$ 的振动方程为 $y = 6 s i n (\frac{5 π}{4} t + \frac{π}{4}) c m$ D、该波的波速为 $\frac{10 m}{s}$

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4. 有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况，一钻孔如图所示，其形状为圆柱状，半径为 $r = 20 cm$ ，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率 $ρ = 0.628 Ω \cdot m$ ，现在钻孔的上表面和底部加上电压，测得 $U = 80 V$ ， $I = 200 mA$ ，则该钻孔的深度 $h$ 约为（　　）

A、40m B、80m C、100m D、120m

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5. 某款手机防窥屏的原理图如图所示，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度 $θ$ 的控制。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。下列说法正确的是（　　）

A、防窥屏的厚度越大，可视角度 $θ$ 越小 B、屏障的高度 $d$ 越大，可视角度 $θ$ 越小 C、透明介质的折射率越小，可视角度 $θ$ 越大 D、防窥屏实现防窥效果主要是因为光发生了全反射

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6. 如图所示，两个倾角分别为 $3 0^{∘}$ 和 $6 0^{∘}$ 的光滑绝缘斜面固定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场中，两个质量为 $m$ 、带电荷量为 $+ q$ 的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，两小滑块都将飞离斜面，在此过程中（　　）

A、甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短 B、甲滑块在斜面上运动的位移比乙滑块在斜面上运动的位移小 C、甲滑块飞离斜面瞬间重力的瞬时功率比乙滑块飞离斜面瞬间重力的瞬时功率大 D、两滑块在斜面上运动的过程中，重力的平均功率相等

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二、多选题∶本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7. 如图所示，在匀强电场中，有边长为10cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为 $φ_{A} = 2 V$ 、 $φ_{B} = 4 V$ 、 $φ_{C} = 6 V$ ，下列说法正确的是（）

A、匀强电场的电场强度大小为40V/m方向由C指向A B、电子在A点具有的电势能为 $6.4 \times 1 0^{- 19} J$ C、将电子由A点移到C点，电子的电势能减少了 $6.4 \times 1 0^{- 19} J$ D、在三角形ABC外接圆的圆周上，电势最低点的电势为2V

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8. 如图1所示，一个物体放在粗粘的水平地面上。在 $t = 0$ 时刻，物体在水平力 $F$ 作用下由静止开始做直线运动。在0到 $t_{0}$ 时间内物体的加速度 $a$ 随时间 $t$ 的变化规律如图2所示。已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等。则（　　）

A、在0到 $t_{0}$ 时间内，合力的冲量大小为 $\frac{1}{2} m a_{0} t_{0}$ B、 $t_{0}$ 时刻，力 $F$ 等于0 C、在0到 $t_{0}$ 时间内力 $F$ 大小恒定 D、在0到 $t_{0}$ 时间内物体的动量逐渐变大

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9. 完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。中国空间站的“天宫课堂”曾完成一项水球光学实验，航天员向水球中注入空气，形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，水球整体半径 $R$ 和气泡半径 $r$ ，有 $R = \sqrt{3} r$ 。在过球心的平面内，用一束单色光以 $6 0^{∘}$ 的入射角照射水球的 $A$ 点，经折射后射到水球与气泡边界的 $N$ 点， $A N = r$ 。已知光在真空中的传播速度为 $c$ 、下列说法正确的是（　　）

A、此单色光在水中的折射率 $n = \sqrt{3}$ B、此单色光从空气进入水球，光的传播速度一定变大 C、此単色光在 $N$ 点不会发生全反射 D、此单色光从 $A$ 到 $N$ 的传播时间为 $t = \frac{\sqrt{3} r}{c}$

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10. 如图所示，水平天花板下方固定一光滑小定滑轮 $O$ ，在定滑轮的正下方 $C$ 处固定一带正电的点电荷，不带电的小球 $A$ 与带正电的小球 $B$ 通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止， $O B ⊥ B C$ 。若 $B$ 球所带的电荷量缓慢减少（未减为零），在 $B$ 球到达 $O$ 点正下方前，下列说法正确的是（　　）

A、 $A$ 球的质量大于 $B$ 球的质量 B、此过程中 $A$ 球保持静止状态 C、此过程中点电荷对 $B$ 球的库仑力逐渐减小 D、此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐减小

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三、非选择题

11. 某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。在足够大的水平平台上的 $A$ 点设置一个光电门。其右侧可看作光滑，左侧为粗糙水平面。当地重力加速度大小为 $g$ 。采用的实验步骤如下∶
A在小滑块 $a$ 上固定一个宽度为 $d$ 的窄挡光片
B用天平分别测出小滑块 $a$ （含挡光片）和小球 $b$ 的质量 $m_{a} 、 m_{b}$ ；
C在 $a$ 和 $b$ 间用细线连接，中间夹一被压缩了的请短弹簧，静止放置在平台上；
D细线烧断后， $a 、 b$ 瞬间被弹开，向相反方向运动；
E记录滑块 $a$ 通过光电门时挡光片的遮光时间 $t$ ；
$F$ 小球 $b$ 从平台边缘飞出后，落在水平地面的 $B$ 点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度 $h$ 及平台边缘铅垂线与 $B$ 点之间的水平距离 $S$ ；
G改变弹簧压缩量，进行多次测量。

(1)、用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为mm。

(2)、针对该时间装置和实验结果，同学们做了充分的讨论。讨论结果如下∶
①该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；
②若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能，则弹簧的弹性势能为（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；

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12. 如图所示，请按该电路图选择合适的器材连接好后用来测量电源电动势和内阻。

(1)、开关闭合前滑动变阻器的滑片滑到（填“左侧”或“右侧”）。

(2)、根据实验测得的几组、数据做出 $U - I$ 图像如图所示，由图像可确定∶该电源的电动势为，电源的内电阻为 $Ω$ （结果保留到小数点后两位）。

(3)、若在实验中发现电压表坏了，于是不再使用电压表，而是选用电阻箱替换了滑动变阻器，重新连接电路进行实验。实验中读出几组电阻箱的阻值以及对应的电流表的示数，则该同学以 $R$ 为横坐标，以 $\frac{1}{I}$ 为纵坐标得到的函数图线是一条直线。分析可得该图线的斜卒为 $k$ ，纵轴截距为 $b$ ，可求得电源电动势
$E =$ ，电源内电阻 $r =$ 。（用符号 $k$ 和 $b$ 表示电源电动势和内电阻）。这种方案测得的电动势和内电阻的值与真实值相比，E_测E_真；（选填 >”“ =”“ <”）。

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13. 轻质细线吊着一匝数为 $n = 200$ 匝、总电阻为 $R = 2.5 Ω$ 的匀质正三角形闭合金属线框，线框的质量为 $m = 800 g$ ，线框的顶点正好位于半径为 $r = 10 c m$ 的圆形匀强磁场的圆心处，线框的上边水平，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，大小随时间变化如图乙所示。从 $t = 0$ 时刻开始经过一段时间后细线开始松弛，取 $g = 10 m / s^{2} ， π = 3$ 。求∶

(1)、细线松弛前，正三角形线框中产生的感应电流的大小 $I$ 。

(2)、从 $t = 0$ 时刻开始经过多久后细线开始松弛。

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14. 如图所示，真空区域有宽度为 $L$ 、磁感应强度为 $B$ 的矩形匀强磁场，方向垂直于纸面向里， $M N 、 P Q$ 是磁场的边界，质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的带正电粒子（不计重力）沿着与 $M N$ 夹角为 $θ = 3 0^{∘}$ 的方向垂直射入磁场中，刚好垂直于 $P Q$ 边界射出，并沿半径方向垂直进入圆形磁场，磁场半径为 $L$ ，方向垂直纸面向外，离开圆形磁场时速度方向与水平方向夹角为 $6 0^{∘}$ ，求∶

(1)、粒子射入磁场的速度大小；

(2)、粒子在矩形磁场中运动的时间；

(3)、圆形磁场的磁感应强度。

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15. 如图所示，水平光滑直轨道 $A B$ 右侧 $B C$ 部分为某种粗粘材料构成， $B C$ 长度可以调节，在 $B C$ 的上方，有水平向右的匀强电场，电场强度大小 $E_{F} = 300 V / m$ ，在 $B C$ 的下方，存在坚直向下的匀强电场，电场强度大小 $E_{2} = 1500 V / m$ 。小球 $a$ 为绝缘材质，质量 $m = 1.0 k g$ ，小球 $b$ 质量为 $M = 3.0 k g$ ，带电量为 $q = + 2.0 \times 1 0^{- 2} C$ ，小球 $a$ 从 $A$ 点以水平向右 $v_{σ} = 6 m / s$ 的初速度释放，与静止的小球 $b$ 发生弹性正碰，小球 $b$ 在粗粘材料上所受阻力为其重力的0.3倍，然后从 $C$ 点水平飞离水平轨道，落到水平面上的 $P$ 点， $P 、 C$ 两点间的高度差为 $H = 1.6 m$ 。小球可以视为质点，且不计空气阻力，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、求小球 $b$ 运动至 $B$ 点的速度大小；

(2)、求小球落点 $P$ 与 $B$ 点的最大水平距离；

(3)、通过调整 $B C$ 的长度，使小球恰好能运动到 $C$ 点，从 $C$ 点下落，小球落到地面后弹起，假设小球每次碰撞机械能损失 $75 %$ ，与地面多次碰撞后静止。求小球从 $C$ 点下落到静止所需的时间。

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