湖北省新高考联考协作体2023-2024学年高二（下）收心考试物理试卷

试卷更新日期：2024-03-26 类型：开学考试

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一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1. 下列说法正确的是（）

A、磁场是一种为研究物理问题而假想的物质
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、法拉第最早提出了“场”的概念，首次揭示了电现象和磁现象之间的联系
D、场强 $E = \frac{F}{q}$ 和磁感应强度 $B = \frac{F}{I L}$ 都采用了比值定义法，它们方向与电场力 $F$ 的方向相同或相反

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2. 如图所示，两个相同的导体圆环同轴固定放置，圆心分别为 $O_{1}$ 、 $O_{2}$ ， $O$ 点为 $O_{1}$ 、 $O_{2}$ 连线的中点。两圆环中通有相同的电流，则（）

A、 $O$ 处磁感应强度为零 B、 $O$ 处的磁场方向水平向左
C、 $O_{1}$ 、 $O_{2}$ 处的磁感应强度不相同 D、两圆环间存在相互排斥的力

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3. 如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管 $a$ 端流入为正，在 $0 \sim 4 s$ 内下列说法正确的是（）

A、从上往下看， $0 \sim 1 s$ 内圆环中的感应电流沿逆时针方向
B、 $2 s$ 时圆环中的感应电流大于 $0.5 s$ 时感应电流
C、 $1 s$ 时金属圆环所受安培力最大
D、 $1 \sim 3 s$ 感应电流方向不变，金属圆环所受安培力方向也不变

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4. 医院中需要用血流计检测患者身体情况。血流计原理可以简化为如图所示模型，血液内含有少量正、负离子，从直径为 $d$ 的血管右侧流入，左侧流出。流量值 $Q$ 等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为 $B$ 的匀强磁场， $M$ 、 $N$ 两点之间可以用电极测出电压 $U$ 。下列说法正确的是（）

A、离子所受洛伦兹力方向均竖直向下
B、血液中正离子多时， $M$ 点的电势高于 $N$ 点的电势
C、血液流速为 $v = \frac{U}{B d}$
D、血液流量 $Q = \frac{π U d}{2 B}$

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5. 如图所示，一个倾斜的弹簧振子从 $A$ 点释放， $O$ 点为振动的平衡位置，振子在 $A$ 、 $B$ 两点之间做简谐运动。不计一切摩擦，下列说法正确的是（）

A、在振子运动的过程中，由弹簧弹力充当回复力
B、从 $A$ 向 $B$ 运动的过程中，振子的速度和加速度方向始终相同
C、整个过程中振子的机械能守恒
D、弹簧振子在 $B$ 点的弹性势能一定比在 $A$ 点的弹性势能大

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6. 如图甲所示是来测量脂肪积累程度的仪器，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例 $($ 体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电 $)$ ，模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比，脂肪含量低者（）

A、 $R_{1}$ 消耗的功率小
B、电源的效率大
C、电压表示数与电流表示数的比值 $\frac{U}{I}$ 小
D、电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值 $\frac{Δ U}{Δ I}$ 大

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7. 一质量为 $0.5 k g$ 的物块静止在水平地面上，物块与水平地面间的动摩擦因数为 $0.2$ 。现给物块一水平方向的外力 $F$ ， $F$ 随时间 $t$ 变化的图线如图所示，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取 $10 m / s^{2}$ ，则（）

A、 $0 \sim 1 s$ 时间内，重力的冲量为零 B、在 $0 \sim 4 s$ 的时间内，物块受到的摩擦力的冲量方向不变 C、 $t = 1 s$ 时物块的动量大小为 $5 k g \cdot m / s$ D、 $t = 3 s$ 时物块的动量大小为 $0 m / s$

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二、多选题：本大题共3小题，共12分。

8. 如图所示，下列图片场景解释说法正确的有（）

A、如图甲，内窥镜利用了光的全反射原理
B、如图乙，肥皂膜上的彩色条纹是光的色散现象
C、如图丙，是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样
D、如图丁，立体电影原理和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理一样

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9. 如图所示，在方向垂直纸面向里，磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框 $a b c d$ ，线框以恒定的速度 $v$ 沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框 $d c$ 边始终与磁场右边界平行，线框边长 $a d = L$ ， $c d = 2 L$ ，线框导线的总电阻为 $R$ ，则在线框离开磁场的过程中，下列说法中正确的是（）

A、 $a b$ 间的电压为 $\frac{2 B L v}{3}$ B、流过线框截面的电量为 $\frac{2 B L^{2}}{R}$ C、线框所受安培力的合力为 $\frac{2 B^{2} L^{2} v}{R}$ D、线框中的电流在 $a d$ 边产生的热量为 $\frac{2 B^{2} L^{3} v}{3 R}$

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10. 某横波沿 $x$ 轴正方向传播，在 $t = 0$ 时刻恰好传播到 $x = 2 m$ 处的 $B$ 点 $;$ 从 $t = 0$ 时刻起，质点 $A$ 在 $t = 0.5 s$ 时恰好第三次位于平衡位置。质点 $P$ 位于 $x = 5 m$ 处，下列说法正确的是（）

A、质点 $B$ 的起振方向上
B、该波的波速为 $v = 5 m / s$
C、 $t = 1.1 s$ 时，质点 $P$ 已经走过的路程是 $0.10 m$
D、质点 $A$ 的振动方程为 $2 s i n (5 π t + π / 2) (m)$

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三、实验题：本大题共2小题，共14分。

11. 在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如下图甲所示。光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值 $R$ 随时间 $t$ 的变化图线如图乙所示，则该单摆的振动周期为。若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径 $2$ 倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将 $($ 填“变大”“不变”或“变小” $)$ 。

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12. 用如图所示的装置可以“验证动量守恒定律”，在滑块 $A$ 和 $B$ 相碰的端面上装有弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。

(1)、实验前需要调节气垫导轨水平：在轨道上只放滑块 $A$ ，轻推一下滑块 $A$ ，其通过光电门 $1$ 和光电门 $2$ 的时间分别为 $t_{1}$ 、 $t_{2}$ ，当 $t_{1}$ $t_{2} ($ 填“ $>$ ”“ $=$ ”或“ $<$ ” $)$ ，则说明气垫导轨水平。

(2)、滑块 $A$ 置于光电门 $1$ 的左侧，滑块 $B$ 静置于两光电门间的某一适当位置，给 $A$ 一个向右的初速度，通过光电门 $1$ 的时间为 $Δ t_{1}$ ， $A$ 与 $B$ 碰撞后 $A$ 通过光电门 $2$ 的时间为 $Δ t_{2}$ ， $B$ 通过光电门 $2$ 的时间为 $Δ t_{3}$ ，为完成该实验，不必测量的物理量有（）

A、遮光片的宽度 $d$ B、滑块 $A$ 的总质量 $m_{1}$ C、滑块 $B$ 的总质量 $m_{2}$ D、光电门 $1$ 到光电门 $2$ 的间距 $L$

(3)、若实验测得遮光片的宽度 $d = 0.835 c m$ ，滑块 $A$ 的质量 $m_{1} = 0.3 k g$ ，滑块 $B$ 的质量 $m_{2} = 0.1 k g$ ， $Δ t_{1} = 50 m s$ ， $Δ t_{2} = 104 m s$ ， $Δ t_{3} = 35 m s$ 。
$①$ 计算可知两滑块相互作用前系统的总动量为 $p =$ $k g \cdot m / s$ ，两滑块相互作用以后系统的总动量算得 $p^{'} = 0.048 k g \cdot m / s$ 。 $($ 计算结果保留两位有效数字 $)$
$②$ 若实验相对误差绝对值 $δ_{r} = \frac{碰撞前后总动量之差}{碰撞前总动量} \times 100 % \leq 5 %$ ，即可认为系统动量守恒，则本实验中 $δ_{r} =$ 。在误差范围内 $($ 填“能”或“不能” $)$ 验证动量守恒定律。

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四、计算题：本大题共3小题，共46分。

13. 如图所示，光导纤维 $($ 可简化为长玻璃丝 $)$ 的示意图，直圆柱状的纤维长为 $L$ ，当一束激光射向它的左端面中点，且光线与端面夹角为 $37 °$ 时，恰好不能从侧壁射出，光在真空中的传播速度为 $c$ 。已知 $(s i n 37^{\circ} = 0.6, c o s 37^{\circ} = 0.8)$

(1)、求该光导纤维的折射率；

(2)、调整激光束的入射方向，试求光在光导纤维中经历的最短时间 $t$ 。

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14. 在平面直角坐标系 $x O y$ 中， $M$ 点坐标为 $(0, h)$ ，第Ⅰ象限存在沿 $y$ 轴负方向的匀强电场，第 $I V$ 象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为 $B$ ，一质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的带正电的粒子从 $y$ 轴正半轴上的 $M$ 点以一定的初速度垂直于 $y$ 轴射入电场，经 $x$ 轴上的 $N$ 点与 $x$ 轴正方向成 $θ = 60^{\circ}$ 角射入磁场，最后从 $y$ 轴负半轴上的 $P$ 点垂直于 $y$ 轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求：

(1)、粒子在磁场中运动的轨道半径 $R$ ；

(2)、粒子在 $M$ 点的初速度 $v_{0}$ 的大小；

(3)、粒子从 $M$ 点运动到 $P$ 点的总时间 $t$ 。

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15. 如图水平桌面光滑，有一轻弹簧左端固定在 $A$ 点，质量为 $m = 0.1 k g$ 物块与弹簧不栓接，今有作用在物块上的水平力 $F$ 将弹簧从原长位置缓慢压缩 $($ 弹簧始终在弹性限度内 $)$ 一定形变量后锁定，解除锁定后物块以初速度 $v_{0} = 9 m / s$ 滑上质量为 $M$ 的小车， $M = 2 m$ ，再滑上固定在竖直平面内半径 $r = 0.1 m$ 的光滑半圆形轨道，最后恰好从 $N$ 点飞出，水平桌面、车的上表面和轨道最低点高度都相同，开始时小车右端距 $M$ 点足够远，车碰到圆轨道后立即停止运动，物块与车上表面间动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，小车与水平地面的摩擦力不计。 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、水平外力 $F$ 做的功；

(2)、物体滑上 $M$ 点时受到半圆轨道的弹力；

(3)、小车长度。

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