?2023年西平縣高級中學高二年級春學期期中考試
物 理
本試卷共4頁,全卷滿分100分,考試時間90分鐘。
考生注意:
1.答卷前,考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。
2.回答選擇題時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其它答案標號?;卮鸱沁x擇題時,將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3.考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。
一、選擇題:本題共12小題,每小題4分,共48分。在每小題給出的四個選項中,第1~8題只有一項符合題目要求,第9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分。
1. 如圖所示,下列圖中從圖示位置開始計時,面積為的單匝線圈均繞其對稱軸或中心軸在磁感應強度為的勻強磁場中以角速度勻速轉(zhuǎn)動,能產(chǎn)生正弦交變電動勢的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】AD.由圖中可知,線圈轉(zhuǎn)動時磁通量始終等于零,線圈不會產(chǎn)生感應電動勢,AD錯誤;
B.由圖中可知,線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸從中性面開始勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生了正弦式的交變電動勢為

B正確;
C.由圖中可知,線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸從垂直于中性面位置開始勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生了正弦式的交變電動勢為

C錯誤。
故選B。
2. 如圖所示,無限長直導線M、N均通有大小為I的恒定電流,其中M在紙面內(nèi)水平放置,電流方向水平向右,N垂直于紙面放置,電流方向垂直紙面向里,兩導線在紙面連線的中點A處產(chǎn)生的磁感應強度大小均為B。則A點的磁感應強度大小為(  )

A. 0 B. B C. D. 2B
【答案】C
【解析】
【詳解】根據(jù)安培定則判斷得知,通電導線M在A處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向上,N在A處產(chǎn)生的磁場的沿紙面方向向左,由于兩個磁場的方向相互垂直,所以合磁場

故選C。
3. 如圖1所示,絕緣水平面上導體環(huán)甲、乙同心放置,導體環(huán)丙位于乙的右側(cè),乙中通有逆時針方向的電流且電流值按如圖2所示的規(guī)律變化,下列說法正確的是( ?。?br />
A. 甲中感應電流方向為順時針,有收縮趨勢
B. 甲中感應電流方向為逆時針,有擴張趨勢
C. 丙中感應電流方向為順時針,有收縮趨勢
D. 丙中感應電流方向為逆時針,有擴張趨勢
【答案】B
【解析】
【詳解】AB.根據(jù)右手定則可知,乙環(huán)在甲環(huán)中產(chǎn)生的磁場方向為垂直紙面向外,且磁感應強度不斷減弱,根據(jù)楞次定律可知甲中感應電流方向為逆時針,有擴張趨勢,故A錯誤,B正確;
CD.乙環(huán)在丙環(huán)中產(chǎn)生的磁場方向為垂直紙面向里,且磁感應強度不斷減弱,根據(jù)楞次定律可知丙中感應電流方向為順時針,有擴張的趨勢,故CD錯誤。
故選B。
4. 如圖所示的交流電,在0-T內(nèi)為正弦規(guī)律變化,則該交流電壓的有效值為(  )

A. 10V B. 5V C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】取一個周期進行分段,在前是正弦式電流,則電壓的有效值等于,后是恒定電流,則有效值等于5V,所以根據(jù)有效值定義,可得

解得

故選C。
5. 一質(zhì)點靜止在光滑水平面上,現(xiàn)對其施加水平外力F,F(xiàn)隨時間變化規(guī)律如圖所示,下列說法正確的是( )

A. 在0~6s時間內(nèi),位移先增后減 B. 在0~6s時間內(nèi),動量一直增加
C. 在2~8s時間內(nèi),F(xiàn)的沖量不為0 D. 在2~8s時間內(nèi),F(xiàn)做的功為0
【答案】D
【解析】
【詳解】AB.在0~6s時間內(nèi),由動量定理得

解得

所以在0~6s時間內(nèi),水平外力先是動力后是阻力,速度先增大后減小到零,動量先增大后減小,位移一直增大,故AB錯誤;
C.在2~8s時間內(nèi),F(xiàn)的沖量

故C錯誤;
D.在2~8s時間內(nèi),F(xiàn)的沖量為0,由動量定理知2s末與8s末物體的速度相等,又由動能定理可知在2~8s時間內(nèi),F(xiàn)做的功為0,故D正確。
故選D。
6. 如圖所示,在磁感應強度為B的勻強磁場中,有半徑為r的光滑半圓形導體框,OC為一能繞O在框架上滑動的導體棒,Ob之間連一個電阻R,導體框架與導體棒電阻均不計,若要使OC能以角速度勻速轉(zhuǎn)動,則外力做功的功率是( )

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【詳解】因為OC是勻速轉(zhuǎn)動的,根據(jù)能量守恒定律可得

又因為

聯(lián)立解得

故選C。
7. 如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為、,定值電阻R=27.5Ω,理想電流表的示數(shù)為0.5A,a、b兩端接正弦交流電源。下列判斷正確的是(  )

A.
B. 理想電壓表V的示數(shù)
C. 理想電流表的示數(shù)
D. 定值電阻R中電流變化的頻率為100Hz
【答案】C
【解析】
【詳解】ABC.根據(jù)題意可知交流電的最大值為

則理想電壓表示數(shù)等于交流電有效值,為

理想變壓器兩端功率相等,所以有

解得

由變壓器的電流關(guān)系

可得

故A、B錯誤,C正確;
D.定值電阻R中電流變化頻率為

故D錯誤。
故選C。
8. 如圖所示,在光滑水平面上有A、B兩輛小車,水平面的左側(cè)有一豎直墻,在小車B上坐著一個小孩,小孩與B車的總質(zhì)量是A車質(zhì)量的4044倍。兩車開始都處于靜止狀態(tài)且A、B兩輛小車靠在一起,小孩把A車以相對于地面為v的速度推出,A車與墻壁碰后仍以原速率返回,小孩接到A車后,又把它以相對于地面為v的速度推出。往后小孩每次推出A車,A車相對于地面的速度都是v,方向向左,則小孩把A車至少推出幾次后,A車返回時小孩不能再接到A車( )

A. 2021 B. 2022 C. 2023 D. 2024
【答案】C
【解析】
【詳解】取小孩和B車運動方向為正方向,小孩第一次推出A車后,小孩和B車獲得速度為v1,由動量守恒定律

小孩第二次推出A車后,小孩和B車獲得速度為v2,由動量守恒定律

小孩第三次推出A車后,小孩和B車獲得速度為v3,由動量守恒定律

以此規(guī)律可得小孩第n-1次推出A車后小孩和B車獲得速度為vn-1,第n次推出A車后,小孩和B車獲得速度為vn,第n次推出A車前后,由動量守恒定律

將推n次的等式相加,可得

當vn≥v時,再也接不到小車,即

解得

取正整數(shù),則

故選C。
9. 兩分子間的作用力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示,曲線與r軸交點的橫坐標為相距很遠的兩分子僅在分子力作用下,由靜止開始相互靠近直到無法靠近為止,若規(guī)定兩分子相距無窮遠時分子勢能為零,關(guān)于該運動過程,下列說法正確的是(  )

A. 當時,分子勢能最大
B. 若,則兩分子的動能隨著r的減小而增大
C. 若,則分子勢能隨著r的減小而增加
D. 該過程中,分子間作用力先做負功后做正功
【答案】BC
【解析】
【詳解】B.若,分子力表現(xiàn)為引力,則隨分子距離的減小,分子力做正功,分子勢能減小,分子的動能增大,選項B正確;
C.若,分子力表現(xiàn)為斥力,則隨著r減小,分子力做負功,則分子勢能增加,選項C正確;
A.由由以上分析可知,當時,分子力表現(xiàn)為零,此時分子勢能最小,選項A錯誤;
D.該過程中,分子力先表現(xiàn)為引力,后表現(xiàn)為斥力,則分子間作用力先做正功后做負功,選項D錯誤。
故選BC。
10. 傳感器是一種采集信息的重要器件,如圖所示,是一種測定壓力的電容式傳感器,當待測壓力F作用在可動膜片電極上時,可使膜片產(chǎn)生形變,引起電容的變化,將電容器、靈敏電流表和電源串接成閉合電路,則( ?。?br />
A. 當電容減小時,可知壓力F向上 B. 當電容增大時,可知壓力F向上
C. 若電流計有讀數(shù),則壓力發(fā)生變化 D. 若電流計有讀數(shù),則壓力不發(fā)生變化
【答案】BC
【解析】
【詳解】AB.當F向上壓膜片電極時,膜片電極向上彎曲,使電容器兩極之間距離減小,則電容會增大,A錯誤,B正確;
CD.當壓力發(fā)生變化時,電容器的電容會發(fā)生變化,電容器會不斷地充放電,所以電流計會有示數(shù);當壓力不變時,因電壓恒定,電容器帶電量不會發(fā)生變化,電流計沒有示數(shù),C正確,D錯誤。
故選BC。
11. 1922 年英國物理學家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素的研究榮獲了諾貝爾化學獎。若一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運動軌跡如圖所示,則下列說法中正確的是( ?。?br />
A. 該束帶電粒子帶正電
B. 速度選擇器的P1極板帶正電
C. 能通過狹縫S0的帶電粒子的速率等于
D. 在B2磁場中運動半徑越大的粒子,比荷越大
【答案】AB
【解析】
【詳解】A.根據(jù)粒子圓周運動軌跡,結(jié)合左手定則可以判斷粒子帶正電,A正確;
B.在速度選擇器中,粒子做勻速直線運動,合力為0,粒子帶正電,則洛倫茲力向上,電場力必向下,即上板P1帶正電,B正確;
C.帶電粒子在復合場中做直線運動,電場力與洛倫茲力平衡



C錯誤;
D.進入磁場中的粒子速度大小是一定的,根據(jù)



知在B2磁場中運動半徑越大,比荷越小。D錯誤。
故選AB。
12. 如圖所示,邊長為、電阻為的正方形導線框沿軸正方向運動。在外力作用下以速度勻速穿過三個寬度均為的勻強磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,已知三個區(qū)域中磁場的磁感應強度大小均為,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)域中的磁場方向分別為垂直紙面向里、向外和向里。若以磁感線垂直紙面向里時穿過線框的磁通量為正,產(chǎn)生的電流沿順時針方向的電動勢為正,外力向右為正,從線框剛進入磁場時開始計時,則下列反映線框中的磁通量、感應電動勢、外力和線框的電功率隨時間變化的圖象正確的是( ?。?。

A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】
【詳解】在線框進入磁場區(qū)域Ⅰ的過程中,穿過線框的磁通量

所以在時間內(nèi),磁通量隨時間均勻增加,由

可知在時間內(nèi)電動勢為定值,電流方向為逆時針,所以電動勢為負值,因感應電流



在此段時間內(nèi)也為定值,且方向向右,故為正,功率

同樣為定值。
同理,在時間內(nèi),先逐漸減小到零再反向增大,電動勢、電流為正值且均變成原來的兩倍,外力、功率變?yōu)樵瓉淼乃谋丁?br /> 在時間內(nèi),從負的最大逐漸減小到零再變?yōu)檎淖畲?,電動勢為負值且是時間內(nèi)電動勢的兩倍,外力和功率仍與時間內(nèi)大小相同。
在時間內(nèi),磁通量逐漸減小,外力、功率與時間內(nèi)大小相同,電動勢與時間內(nèi)大小相同但方向相反。
故選BC。
二、非選擇題:共52分。
13. 某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率,步驟如下
(1)用游標卡尺測量其長度如圖甲所示,由圖可知其長度______cm。

(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙,由圖可知其直徑______mm。
(3)用多用電表的電阻“”擋,按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻R,表盤的示數(shù)如圖丙,則該電阻的阻值約為______。
【答案】 ①. 5.035 ②. 4.700 ③. 140
【解析】
【詳解】(1)[1]該游標卡尺精確度為0.05mm,游標卡尺主尺讀數(shù)為50mm,游標尺的讀數(shù)為
7×0.05mm=0.35mm
所以游標卡尺讀數(shù)為
50mm+0.35mm=50.35mm=5.035cm
(2)[2]該螺旋測微器精確度為0.01mm,固定刻度讀數(shù)為4.5mm??蓜涌潭茸x數(shù)為
20.0×0.01mm=0.200mm
螺旋測微器讀數(shù)為
4.5mm+0.200mm=4.700mm
(3)[3]多用電表的電阻“×10”擋,由圖可知該電阻的阻值約為

14. 為驗證碰撞中的動量是否守恒,某實驗小組選取兩個體積相同、質(zhì)量不相等的小球,按下述步驟進行實驗。
①用天平測出兩小球的質(zhì)量(分別為和,且);
②按圖安裝好實驗裝置,將斜槽固定在桌邊,使斜槽末端切線水平,先不放小球,讓豎直擋板緊貼斜槽末端,再讓小球從斜糟頂端P處由靜止釋放,記下小球在豎直擋板上的撞擊位置O;
③將豎直擋板向右平移距斜槽末端一定距離,確保小球碰撞前后均能撞擊固定豎直擋板;
④先不放小球,讓小球從斜槽頂端P處由靜止釋放,記下小球撞擊豎直擋板的位置;
⑤將小球放在斜槽末端,再讓小球從斜槽頂端P處由靜止釋放,與發(fā)生碰撞,分別記下小球和撞擊豎直擋板的位置;
⑥圖中A、B、C點是該實驗小組記下的小球與豎直擋板撞擊的位置,用毫米刻度尺量出各個撞擊點到O的距離,分別為、、。

根據(jù)該實驗小組的測量,回答下列問題:
(1)小球與發(fā)生碰撞后,撞擊的是圖中的_______點,撞擊的是圖中的_______點(填字時A、B、C)。
(2)只要滿足關(guān)系式___________(用、、、、表示),則說明碰撞中的動量是守恒的。若測得,則___________。
【答案】 ①. C ②. A ③. ④. 6
【解析】
【詳解】(1)[1][2]小球離開斜槽后做平拋運動,設斜槽末端到豎直擋板水平距離為d,小球打到豎直擋板的運動時間為

小球做平拋運動的初速度v越大,小球做平拋運動的時間t越小,小球在豎直方向的位移

越小,由圖示可知,A是碰撞后被碰球的落點位置,B是碰撞前入射球的落點位置,C是碰撞后入射球的落點位置;
(2)[3][4]小球做平拋運動的時間為

小球做平拋運動的初速度為

碰撞前后入射球做平拋運動的初速度為


碰撞后被碰球的初速度為

碰撞過程系統(tǒng)動量守恒,以向右為正方向,由動量守恒定律得

整理得

若測得

可得碰撞后被碰小球下落時間、碰撞前入射小球下落的時間、碰撞后入射小球下落的時間之比為,則它們做平拋運動的初速度大小之比為,即

代入

解得

15. 帶活塞的汽缸封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,該理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的AB、BC和CA過程。已知氣體在狀態(tài)B時,溫度為480K。
(1)求氣體在狀態(tài)A時的溫度;
(2)若C到A過程中,氣體內(nèi)能減小了28J,則該過程中氣體與外界的熱量交換。

【答案】(1)120K;(2)放出熱量88J。
【解析】
【詳解】(1)從A到B過程,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

代入數(shù)據(jù)解得
TA=120K
(2)從C到A過程中,氣體體積減小,外界對氣體做功為
W=pA·△V=2×104×(6-3)×10-3J=60J
由熱力學第一定律得
△U=W+Q
解得
Q=△U-W=-28J-60J=-88J
所以該過程中氣體放出熱量88J。
16. 如圖所示,在第Ⅰ象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場,在第Ⅱ象限內(nèi)有水平向右的勻強電場。在該平面有一個質(zhì)量為、電荷量為的粒子以垂直軸的初速度,從軸上的點進入勻強電場,恰好與軸成角從點射出電場,再經(jīng)過一段時間恰好垂直于軸飛出,已知之間的距離為。(不計粒子重力)求:
(1)軸上點坐標;
(2)勻強磁場的磁感應強度大小。
(3)粒子在勻強磁場運動的時間。

【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【詳解】(1)根據(jù)題意可知,粒子在第Ⅱ象限內(nèi)做類平拋運動,垂直電場方向上有

沿電場方向,做勻加速直線運動,設加速度為,則有

恰好與軸成角從點射出電場,則有

聯(lián)立解得

則軸上點坐標為。
(2)根據(jù)題意,畫出粒子的運動軌跡,如圖所示

由幾何關(guān)系可知,粒子進入磁場時的速度為


由牛頓第二定律有

解得

(3)根據(jù)題意,由幾何關(guān)系可知,粒子在磁場中運動的弧長為

則粒子的運動時間為

17. 如圖所示,MN、PQ為足夠長的平行金屬導軌,間距,導軌平面與水平面間夾角,N、Q間連接一個電阻,勻強磁場垂直于導軌平面向上,磁感應強度。將一根質(zhì)量的金屬棒放在導軌的ab位置,金屬棒的電阻為,導軌的電阻不計。現(xiàn)由靜止釋放金屬棒,金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與導軌垂直,且與導軌接觸良好。已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù),當金屬棒滑行至cd處時,其速度大小開始保持不變,已知ab、cd位置之間距離為,,,。求:
(1)當金屬棒速度的大小為時,金屬棒加速度的大小a;
(2)金屬棒運動到cd位置時的速度大小;
(3)金屬棒由位置ab運動到位置cd的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量。

【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【詳解】(1)當金屬棒速度的大小為時,金屬棒受到的安培力為

方向沿導軌向上,其中

對金屬棒受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可知

解得

(2)當金屬棒滑行至cd處時,其速度大小開始保持不變,受力平衡,則

其中
,
解得

(3)金屬棒由位置ab運動到位置cd的過程中,由能量守恒定律可知

解得



解得

18. 如圖所示,一個質(zhì)量為的滑塊Q靜止于水平平臺最右端?,F(xiàn)有一的子彈P以水平初速度擊中滑塊Q,并穿出?;瑝K恰好能無碰撞地沿圓弧切線從A點進入光滑固定豎直圓弧軌道,并沿軌道下滑,A、B為圓弧軌道兩端點且其連線水平。已知圓弧軌道半徑,對應圓心角,光滑豎直圓弧軌道的最高點與平臺之間的高度差,取重力加速度大小,,,子彈和滑塊均視為質(zhì)點,不計空氣阻力,子彈穿出滑塊時間很短。求:
(1)滑塊平拋的初速度大小和運動到圓弧軌道最低點C時對軌道的壓力大??;
(2)子彈穿出滑塊時的速度大?。?br /> (3)若子彈穿過滑塊用時為,求子彈穿出滑塊過程中受到的平均阻力。

【答案】(1)3m/s;64.5 N;(2)320m/s;(3)4500N
【解析】
【詳解】(1)物塊平拋運動時,豎直方向所有

解得



設滑塊平拋的初速度大小為,由于滑塊無碰撞進入圓弧軌道,即落到A點時速度方向沿A點切線方向,則有

解得

滑塊無碰撞進入圓弧軌道A點時速度大小

設滑塊運動到最低點的速度大小為,對滑塊由A點到C點的過程,由機械能守恒定律得

最低點C,根據(jù)牛頓第二定律,有

解得

由牛頓第三定律可知,滑塊對軌道的壓力大小為64.5 N。
(2)對滑塊由動量定理得

對子彈由動量定理得



解得

(3)對子彈由動量定理得

代入數(shù)據(jù)解得

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