四川省眉山市仁寿实验名校2023-2024学年高二（下）期中物理试卷

试卷更新日期：2024-06-20 类型：期中考试

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一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分，给出的四个选项中有且只有一个正确答案）

1. 自奥斯特实验证实了电流的周围存在磁场之后，许多科学家又做了很多实验研究电与磁的关系，其中发现通电导线与磁体间有相互作用的物理学家是（　　）

A、托马斯·杨 B、伏特 C、安培 D、特斯拉

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2. 如图所示是某质点做简谐运动的振动图像。设水平向右为正方向，根据图像中的信息，下列说法正确的是（　　）

A、质点的振幅是20cm B、在1.5s和2.5s这两个时刻，质点的位置相同 C、在2s到3s的时间内，振子速度增加，加速度减少 D、质点完成一次全振动的时间是4秒

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3. 如图所示，质量为m的带电小球用绝缘丝线悬挂于P点，另一带正电小球M固定在带电小球的左侧，小球平衡时，绝缘丝线与竖直方向夹角为θ ，且两球球心在同一水平线上．关于悬挂小球的电性和所受库仑力的大小，下列判断正确的是(　　)

A、正电， $\frac{m g}{t a n θ}$ B、正电，mgtan θ C、负电，mgtan θ D、负电， $\frac{m g}{t a n θ}$

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4. 如图所示，A、B为两个相同的灯泡（均发光），当变阻器的滑片P向下端滑动时（）

A、A灯变亮，B灯变暗 B、A灯变暗，B灯变亮 C、A、B灯均变亮 D、A、B灯均变暗

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5. 如图，一带电粒子在电场中由A点运动到B点，图中实线为电场线，虚线为粒子的运动轨迹，带电粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是（）

A、该粒子带负电 B、该粒子从A点运动到B点的过程中，其速率增大 C、该粒子从A点运动到B点的过程中，其电势能增大 D、该粒子从A点运动到B点的过程中，其加速度减小

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6. 如图所示，直角三角形ABC ， ∠A=60°，AD=DC ， B、C两点在同一水平线上，垂直纸面的直导线置于B、C两点，通有大小相等、方向向里的恒定电流，D点的磁感应强度大小为B₀。若把置于C点的直导线的电流反向，大小保持不变，则变化后D点的磁感应强度（　　）

A、大小为 $\frac{\sqrt{3}}{3}$ B₀ ，方向水平向左 B、大小为B₀ ，方向水平向右 C、大小为 $\sqrt{3}$ B₀ ，方向竖直向下 D、大小为2B₀ ，方向竖直向下

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7. 如图所示，水平地面上方空间有方向竖直向下的匀强电场，一质量 $m = 0.1 k g$ ，电荷量 $q = 0.2 C$ 的带正电小球从离地面高 $h = 5 m$ 的 $P$ 点，以 $v_{0} = 2 m / s$ 的初速度水平向右抛出，小球下落到地面上的M点。若撤去电场，小球仍从同一位置以相同的速度拋出，小球下落到地面上的 $N$ 点，测得M、N两点的距离 $d = 1 m$ 。 $M$ 、 $N$ 两点在图中均未画出，不计空气阻力，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，则匀强电场的电场强度大小为（　　）

A、 $5 N / C$ B、 $10 N / C$ C、 $15 N / C$ D、 $20 N / C$

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二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选得0分）

8. 下列四种情况中，可以产生感应电流的有（　　）

A、如图（a），闭合线圈在匀强磁场中沿垂直磁感线的方向水平向右运动 B、如图（b），导体棒在匀强磁场中沿磁感线方向上下运动 C、如图（c），条形磁铁插入线圈的过程 D、如图（d），小螺线管置于大螺线管中不动，开关接通瞬间

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9. 如图为 $t = 0$ 时刻一列沿x轴正方向传播的简谐横波的完整波形图，波速大小为 $5 m / s$ ， P点位于x轴上且横坐标为 $8 m$ ，下列说法正确的是（）

A、该机械波为横波 B、该机械波的频率为 $1.25 H z$ C、P点开始振动的方向沿y轴负方向 D、从 $t = 0$ 到 $t = 2 s$ ， P点振动路程为 $0.6 m$

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10. 如图，空间有一范围足够大的匀强电场，场强方向与梯形区域ABCD平行，已知 $A B ∥ C D$ ， $A D = D C = C B = \frac{1}{2} A B = 2 m$ ， $φ_{A} = 10 V$ ， $φ_{B} = 30 V$ ， $φ_{C} = 20 V$ ，一比荷为 $\frac{q}{m} = 0.6 C / k g$ 的带负电粒子由A点沿AD方向以速率v₀进入该电场，恰好可以通过C点。不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　）

A、D点电势为10V B、场强方向由D指向B C、该粒子到达C点时速度大小为 $\sqrt{21} m / s$ D、该粒子到达C点时速度方向与BC边垂直

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三、实验题（共2个小题，共16分）

11. 实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。

(1)、实验室有如下器材可供选用，实验时需要从以下器材中选择：____________（填写器材前面的字母）。

A、长约1m的细线 B、长约1m的橡皮绳 C、直径约2cm的铁球 D、直径约2cm的塑料球 E、米尺 F、时钟 G、停表

(2)、在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下：
①将单摆上端固定在铁架台上。
②测得摆线长度，作为单摆的摆长。
③在偏角较小的位置将小球由静止释放。
④记录小球完成n次全振动所用的总时间t ，得到单摆振动周期 $T = \frac{t}{n}$ 。
⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。
其中有一处操作不妥当的是。（填写操作步骤前面的序号）

(3)、发现(2)中操作步骤的不妥之处后，他们做了如下改进：让单摆在不同摆线长度的情况下做简谐运动，测量其中两次实验时摆线的长度l₁、l₂和对应的周期T₁、T₂ ，通过计算也能得到重力加速度大小的测量值。请你写出该测量值的表达式g=。

(4)、实验后同学们进行了反思。他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而实验中却要求摆角较小。请你简要说明其中的原因。

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12. 某同学要测量一节干电池的电动势和内阻。他根据老师提供的以下器材，画出了如图甲所示的原理图。
①电压表V（量程 $3 V$ ，内阻 $R_{V}$ 约为 $10 k Ω$ ）
②电流表G（量程 $3 m A$ ，内阻 $R_{G} = 100 Ω$ ）
③电流表A（量程 $3 A$ ，内阻约为 $0.5 Ω$ ）
④滑动变阻器 $R_{1}$ （ $0 ~ 20 Ω$ ， $2 A$ ）
⑤滑动变阻器 $R_{2}$ （ $0 ~ 500 Ω$ ， $1 A$ ）
⑥定值电阻 $R_{3} = 0.5 Ω$
⑦开关S和导线若干

(1)、该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻 $R_{3}$ 并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是A。（保留两位有效数字）

(2)、为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是。（填写器材编号）

(3)、该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V的读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势 $E =$ V，电源的内阻 $r =$ $Ω$ 。

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四、计算题（本大题共3个小题，共41分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）

13. 如图，电路中电源的电动势为 $E = 16 V$ 、内阻为 $r = 1 Ω$ ，电动机M的内阻为 $r_{M} = 1.5 Ω$ ，灯泡L上标有“ $4 V$ ， $8 W$ ”。电流表和电压表均为理想电表。闭合开关S，灯泡和电动机都正常工作。求：

(1)、电流表的示数；

(2)、电压表的示数；

(3)、电动机M的输出功率。

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14. 如图所示，光滑圆弧轨道的圆心为 $O_{1}$ （图中未画出），半径为 $R = 1 m$ ，圆弧底部中点为O ，两个大小可忽略，质量分别为 $m_{1}$ 和 $m_{2}$ 的小球A和B，A在离O点很近的轨道上某点， $A O_{1}$ 与竖直方向的夹角为 $θ$ ，并且 $c o s θ = 0.99$ ， B在O点正上方处，现同时释放两球，使两球在小球A第三次通过O点时恰好相碰，取 $g = 10 m / s^{2}$ ， $π^{2} \approx g$ 。求：

(1)、小球A做简谐运动的周期；

(2)、小球A经过最低点时的速度大小；

(3)、小球B应由多高处自由落下？

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15. 如图，水平轨道AB与半径为R的竖直半圆弧轨道BCD在B点平滑连接，整个装置处于与水平方向成 $45 °$ 角斜向上的匀强电场中，场强大小 $E = \frac{\sqrt{2} m g}{q}$ 。质量为m ，电荷量为q的带正电小球从水平轨道上A点静止释放后以水平速度 $v_{0} = \sqrt{3 g R}$ 经B点进入圆弧轨道。不计一切摩擦阻力，重力加速度大小为g。求：

(1)、水平轨道AB之间的距离；

(2)、小球运动到圆弧轨道上B点时所受轨道支持力的大小；

(3)、小球在轨道上运动的最大速度；

(4)、小球从D点离开圆弧轨道到第一次返回轨道所经历的时间。

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