湖北省武汉市新洲区2023-2024学年高二下学期期中物理试题
试卷更新日期：2024-05-10 类型：期中考试
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.
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1. 虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示.M 、N、P、Q点的颜色分别为
A、紫、红、红、紫 B、红、紫、红、紫 C、红、紫、紫、红 D、紫、红、紫、红2. 如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电站输出的电压U1不变；升压变压器输出电压为U2 ， 降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3 和U4。为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则（ ）
A、①为电流表，②为电压表 B、采用高压输电可以增大输电线中的电流 C、用户增多时，输电线损耗功率减少 D、用户增多时，升压变压器原线圈中的电流增大3. 自行车速度计的工作原理主要依靠的就是安装在前轮上的一块磁铁，当磁铁运动到霍尔传感器附近时，就产生了霍尔电压，霍尔电压通过导线传入一个小型放大器中，放大器就能检测到霍尔电压，这样便可测出在某段时间内的脉冲数．当自行车以某个速度匀速直线行驶时，检测到单位时间内的脉冲数为N ， 已知磁铁和霍尔传感器到前轮轮轴的距离均为R1 ， 前轮的半径为R2 ， 脉冲的宽度为 ， 峰值为Um ， 下列说法正确的是
A、车速越快，脉冲的峰值Um越大 B、车速越快，脉冲的宽度越大 C、车速为 D、车速为4. 物理学中有很多关于圆盘的实验，第一个是法拉第圆盘，圆盘全部处于磁场区域，可绕中心轴转动，通过导线将圆盘圆心和边缘与外面电阻相连。第二个是阿拉果圆盘，将一铜圆盘水平放置，圆盘可绕中心轴自由转动，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，第三个是费曼圆盘，一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴自由转动，在圆盘的中部有一个线圈，圆盘的边缘固定着若干带负电的金属小球。以下说法正确的是（ ）
A、法拉第圆盘在转动过程中，圆盘中磁通量不变，有感应电动势，无感应电流 B、阿拉果圆盘实验中，转动圆盘，小磁针会同向转动，转动小磁针，圆盘也会同向转动 C、费曼圆盘中，当开关闭合的一瞬间，圆盘会逆时针（俯视）转动 D、法拉第圆盘和阿拉果圆盘都是电磁驱动的表现5. 如图所示，LA、LB是两个电阻值都为r的完全相同的小灯泡，小灯泡的电阻值大于定值电阻R的电阻值。L是一个自感很大的线圈，它的电阻值与定值电阻的电阻值相等。由于自感现象，当开关S接通或断开时，下列说法正确的是（ ）
A、S接通时，灯泡LA先亮，LB后亮 B、S接通时，IA=IB C、S断开时，LB立即灭，LA先闪亮一下再灭 D、S断开时，IA=IB6. 如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界（边界竖直）匀强磁场，一直径与磁场区域宽度相同的闭合金属圆形线圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虚线方向匀速通过磁场。下列说法正确的是（ ）
A、线圈进磁场的过程中，线圈中的感应电流沿顺时针方向 B、该拉力的方向与线圈运动速度的方向相同 C、该拉力的方向水平向右 D、该拉力为恒力7. 如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，g取 。对于这个单摆的振动过程，下列说法中正确的是（ ）
A、单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sinπt(cm) B、单摆的摆长约为2.0m C、从t=2.5s到t=3.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大 D、从t=2.0s到t=2.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小8. 以下说法中正确的是（ ）
A、图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度 B、图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb'面射出 C、图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间距离L ， 两相邻亮条纹间距离Δx将减小 D、图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的9. 一兴趣小组利用玩具小车进行实验。如图所示，在质量为M的小车中用细线挂一质量为m0的小球。小车和小球以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m的静止物体发生碰撞，碰撞时间极短。在此碰撞过程中，可能发生的情况是（ ）
A、小车、物体、小球的速度都发生变化，三者构成的系统动量守恒，机械能守恒 B、小车、物体、小球的速度都发生变化，三者构成的系统动量守恒，机械能不守恒 C、小球的速度不变，小车和物体构成的系统动量守恒，机械能守恒 D、小球的速度不变，小车和物体构成的系统动量守恒，机械能不守恒10. 如图所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场。带电粒子（不计重力）第一次以速度沿截面直径入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转角；该带电粒子第二次以速度从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转角，则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的（ ）
A、半径之比为 B、速度之比为 C、时间之比为 D、时间之比为二、非选择题：本题共5小题，共60分。
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11. 在今天的生活中传感器的应用越来越广泛。小明想可不可以利用压力传感器和初中所学的物理知识来设计一个可以直接测量压力大小的“压力计”呢？他找到一个压力传感器，知道它的阻值R与受压力大小F的对应关系图像如图甲所示，当0≤F≤200N时图像为直线。下面他设计了“压力计”电路图如图乙所示。已知电源电压为12V，电流表的量程为50mA。
(1)、请根据电路图完善图丙的实物连接，要求闭合开关后滑动变阻器的滑片向右滑动时R1接入电路的阻值变大。(2)、闭合开关S，不施加压力，调节滑动变阻器接入电路部分的阻值，从最大值逐渐减小，当电流表读数为40mA时电压表读数为4V，可知R0=Ω。(3)、闭合开关S，不施加压力，继续调节滑动变阻器R1 ， 电流表指针指表盘正中间位置，将此位置标记刻度为F=0。此时滑动变阻器接入电路部分的阻值为Ω。(4)、此后小明在保持滑动变阻器阻值不变的前提下，逐渐对传感器施加压力，并将对应的压力值标记到电流表上，制成了一个简易的“压力计”。若此“压力计”测得的F=160N时，电流表对应的示数为mA。12. 在“验证动量守恒定律”实验中，实验装置示意图如图（a）所示。请完成下列题目：
(1)、本实验必须满足的条件是____。A、斜槽轨道的斜面必须是光滑的 B、斜槽轨道末端的切线是水平的 C、球a每次都要从同一高度由静止释放 D、碰撞的瞬间，球a与球b的球心连线与轨道末端的切线平行(2)、本实验必须测量的物理量有____。A、斜槽轨道末端到水平地面的高度H B、球a、b的质量ma、mb C、球a、b的半径r D、球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t E、记录纸上点O到A、B、C各点的距离 F、球a的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h(3)、按照本实验方法，验证动量守恒定律的关系式是。(4)、为测定未放球b时球a落点的平均位置，把刻度尺的0刻度线跟记录纸上的点O对齐，图（b）给出了球a落点附近的情况。由图可得距离应为cm。(5)、若再测得OA=2.68cm，OC=11.50cm，已知a、b两球的质量比为2：1，则系统碰撞后总动量与碰撞前总动量p的百分误差%。（结果保留2位有效数字）13. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m 和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。t=1s时刻两列波的图像如图所示，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处。
(1)、求两列波相遇的时刻；(2)、求0~2.75s 内质点M运动的路程。14. 如图所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角θ=37º，NQ间连接有一个R=4Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B0=1T。将一根质量为m=0.05kg、轨道间有效电阻为r=1Ω的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度。试解答以下问题：（g=10m/s2 ， sin37º=0.6，cos37º=0.8）
(1)、请定性说明金属棒在达到稳定速度前的加速度和速度各如何变化？(2)、当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大？金属棒ab两端的电势差多大？(3)、金属棒达到的稳定速度时重力做功的瞬时功率多大？15. 如图甲为飞机在航空母舰甲板上起飞的电磁弹射装置，其工作原理如图乙：水平固定的平行光滑导轨，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，金属棒MN垂直静置于导轨间，开关S先接1，电容器完全充电后，开关S再接至2使MN棒向右加速运动。当MN棒产生的感应电动势与电容器两极板的电压相等时，回路中电流为零，飞机达到起飞速度，已知直流电源的电动势E，电容器的电容C，两导轨的间距L（电阻不计），磁感应强度大小B，MN棒的质量、电阻R。在飞机起飞过程中，求：
(1)、MN棒受到的最大安培力F的大小和方向；(2)、若飞机起飞时速度为v，求飞机起飞过程中电容器释放的电荷量；(3)、飞机起飞时速度v的大小的表达式（用题干已知的物理量表示）。