湖南省长沙市雅礼教育集团2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷
试卷更新日期：2024-03-20 类型：期末考试
一、选择题(本题共10小题，单选每题4分，多选每题5分，共44分。其中第1-6题为单选题，只有一个选项符合题目要求。第7-10题为多选题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错得0分)
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1. 如图是我们的校园一卡通，在校园内将一卡通靠近读卡器，读卡器向外发射某一特定频率的电磁波，一卡通内线圈产生感应电流，驱动卡内芯片进行数据处理和传输，读卡器感应电路中就会产生电流，从而识别卡内信息.与图中具有同一原理最近的是（ ）
A、
B、
C、
D、
2. 在如图所示的平行板电容器中，电场强度E和匀强磁场磁感应强度B相互垂直.一带电粒子(重力不计)从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子（ ）
A、一定带正电 B、速度 C、若速度 ， 粒子一定不能从板间射出 D、若此粒子从右端沿虚线方向进入，仍做直线运动3. 如图所示，粗细均匀的正六边形线框abcdef由相同材质的导体棒连接而成，顶点a，b用导线与直流电源相连接，正六边形abcdef处在垂直于框面的匀强磁场中，若ab直棒受到的安培力大小为6N，则整个六边形线框受到的安培力大小为（ ）
A、7N B、7.2N C、9N D、30N4. 如图甲，把小球安装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球和弹簧穿在光滑的水平杆上。小球做简谐振动时，沿垂直于振动方向以速度v匀速拉动纸带，纸带上可留下痕迹，a、b是纸带上的两点，如图乙所示，不计一切阻力。下列说法正确的是（ ）
A、t时间内小球的运动路程为vt B、小球运动过程中的机械能守恒 C、小球通过a点时的速度大于通过b点时的速度 D、小球通过a点时的加速度大于通过b点时的加速度5. 如图所示，空间内存在四分之一圆形磁场区域，半径为R，磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向外，比荷为的电子从圆心O沿OC方向射入磁场。要使电子能从弧AD之间射出，弧AD对应的圆心角为53°，下面可供选择四个速度中，电子的入射速度可能是（ ）(不计电子的重力)
A、 B、 C、 D、6. 一束只含两种频率的光，照射到底面有涂层的平行均匀玻璃砖上表面后，经下表面反射从玻璃砖上表面射出后，光线分为a、b两束，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A、增大从空气到玻璃的入射角(90°之内)，a、b光可能在玻璃内上表面发生全反射 B、用同一装置进行单色光双缝干涉实验，a光的相邻亮条纹间距大于b光的相邻亮条纹间距 C、a光的频率小于b光的频率 D、当从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角较小7. 如图，小明做自感现象实验时，连接电路如图所示，其中L是自感系数较大、直流电阻不计的线圈，L1、L2是规格相同的灯泡，D是理想二极管.则（ ）
A、闭合开关S，L1都逐渐变亮，L2一直不亮 B、闭合开关S，L2逐渐变亮，然后亮度不变 C、断开开关S，L1逐渐变暗至熄灭，L2变亮后再与L1同时熄灭 D、断开开关S，L1逐渐变暗至熄灭，L2一直不亮8. 某电磁弹射装置的简化模型如图所示，线圈固定在水平放置的光滑绝缘杆上，将金属环放在线圈左侧。闭合开关时金属环被弹射出去，若（ ）
A、从右向左看，金属环中感应电流沿逆时针方向 B、将电源正负极调换，闭合开关时金属环将向右运动 C、将金属环放置在线圈右侧，闭合开关时金属环将向右运动 D、金属环不闭合，则闭合开关时不会产生感应电动势9. 如图所示，两根等高光滑的圆弧导轨，导轨电阻不计。在导轨顶端右侧连有一阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。现有一根长度稍长于导轨间距的金属棒从导轨最低位置cd开始，在外力作用下以初速度沿轨道做匀速圆周运动，由cd运动至最高位置ab，则该过程中，下列说法正确的是（ ）
A、通过R的电流方向由里向外 B、通过R的电流大小在变小 C、金属棒所受安培力一直减小 D、外力做的功等于整个回路产生的焦耳热10. 如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg，且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板的左端无初速放置一质量为0.1kg，电荷量q的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左，大小为0.6N的恒力，g取10m/s2。则（ ）
A、若q=-0.2C，木板和滑块一起做加速度减小的加速运动，最后做v=10m/s匀速运动 B、若q=+0.2C，滑块先匀加速到v=6m/s，再做加速度减小的加速运动，最后做v=10m/s匀速运动 C、若q=-0.2C，木板和滑块一直以2m/s2做匀加速运动 D、若q=+0.2C，木板先以2m/s2做匀加速运动，再做加速度增大的加速运动，最后做a=3m/s2匀加速运动二、实验题(共14分，每空均2分)
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11. 如图所示，某同学利用气垫导轨和光电门“验证动量守恒定律”。将气垫导轨放置在水平桌面上，导轨的左端有缓冲装置，右端固定有弹簧。将滑块b静止放于两光电门之间，用弹簧将滑块a弹出。滑块a被弹出后与b发生碰撞后反弹回来，b与缓冲装置相碰后立即停下，测得滑块a、b质量分别为ma、mb ， 两个滑块上安装的挡光片的宽度均为d。
(1)、实验中记录下滑块b经过光电门时挡光片的挡光时间为t0 ， 滑块a第一次、第二次经过光电门A时，挡光片的挡光时间分别为t1、t2 ， 则通过表达式可以验证动量守恒定律。物块a、b的质量大小关系为mamb(填“>”“＜”或“=”)；(2)、将滑块b上的挡光片取下，在两滑块a端面粘上轻质尼龙拉扣，使两滑块碰撞能粘在一起运动，记录下滑块a上挡光片经过光电门A的挡光时间为ta ， 滑块a、b粘在一起后挡光片经过光电门B的挡光时间为tb ， 若两滑块的质量仍为ma、mb ， 则验证动量守恒定律的表达式是。12. 某电阻Rx的阻值约为100Ω，现要用如图所示的电路测量其阻值，可选器材如下：
A电源E(电动势约3V)；
B滑动变阻器R1(最大阻值10kΩ)；
C滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)；
D电压表V(量程0~3V，内阻为1kΩ)；
E电流表A1(量程0~10mA，内阻约为1Ω)；
F电流表A2(量程0~30mA，内阻约为3Ω)；
G开关、导线若干。
(1)、电流表应选择(填“E”或“F”)；(2)、某同学做实验的过程中，发现滑动变阻器的滑片即便在很大范围内滑动，电压表和电流表的示数都几乎为零，不方便获得多组电压电流数据，于是向你求助。你帮他检查后发现器材完好，电路连接无误，各接线柱接触良好。请帮该同学判断最有可能存在的问题：；(3)、为了消除因电表内阻造成的系统误差，测量时S2应接(填“a”或“b”)。某次测量中读得电压表的示数为1.60V，电流表的示数为17.2mA，消除系统误差之后，算得Rx的阻值为Ω(保留3位有效数字)。三、计算题(本题共3个小题，共42分，要求有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只有结果没有过程的不能得分，有数值计算的必须写出数值和单位)
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13. 如图所示，水平放置电阻不计的固定平行轨道，间距L=0.6m，两端连接电动势E=12V，内阻r=0.5Ω的电源及R=1.5Ω的电阻，一根金属杆放置于平行导轨上且垂直于两轨道，其在轨道间的电阻为R0=1Ω，质量为m0=0.2kg，轨道与金属杆接触良好，绝缘细线通过滑轮连接金属杆及重物，空间中存在一个垂直于水平面向上的磁场，磁感应强度大小为B=1T，忽略一切摩擦，重力加速度g=10m/s2 ， 求：
(1)、当金属杆静止时，流过金属杆的电流大小是多少？重物的质量是多少？(2)、若金属杆与轨道间摩擦不能忽略，且动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若金属棒能保持静止，所挂重物的质量范围是多少？14. 一质量M＝6kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量m＝6kg，停在B的左端，质量为m0＝1kg的小球用长为L＝0.8m的轻绳悬挂在固定点O，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度为h＝0.2m(相对于地面，且不考虑B板厚度)，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知A、B间的动摩擦因数μ＝0.1(g＝10m/s2)，求：
(1)、小球运动到最低点与A碰撞前瞬间小球的速度大小；(2)、小球与A碰撞后瞬间物块A的速度大小；(3)、为使A、B达到共同速度前A不滑离木板，木板B至少多长。15. 如图甲所示，xOy平面内y轴左侧有宽为L的匀强电场区域，电场方向平行于y轴向上，匀强电场左侧有一电压为U的加速电场。一质量为m、带电量为+q的带电粒子(不计重力)从A点飘入加速电场，加速后由x轴上的P(-L，0)点进入匀强电场，之后从y轴上的Q(0，)点进入y轴的右侧。
(1)、求粒子经过P点时的速度大小；(2)、求匀强电场的场强大小E及达到Q点速度大小；(3)、若y轴右侧存在一圆形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，取磁场垂直纸面向外为正方向。时刻进入磁场的粒子始终在磁场区域内沿闭合轨迹做周期性运动，求圆形磁场区域的最小面积S以及粒子进入磁场时的位置到y轴的最短距离x。(忽略磁场突变的影响)