福建省泉州市第七高级中学校2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题（含答案）

泉州市第七高级中学校2022-2023学年高二下学期期中考试
物理试卷
全卷满分100分，考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置
2.选择题的作答:每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
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1~6题只有一项符合题目要求，第7~10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.
1.在一水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑绝缘圆弧轨道。一铜质小球自轨道左侧的A点无初速度释放，则下列说法中正确的是( )
A.小球环最终停在轨道的最低点 B.小球能滑到轨道右侧与A点等高处
C.小球运动过程中机械能守恒 D.小球是铜质的，因此小球无涡流产生
2.扬声器(如图甲所示)是其纸盆中心振动产生声音的。图乙是扬声器纸盆中心质点做简谐运动的振动图像，不计质点的重力，下列说法正确的是( )
A.在0~时间内，纸盆中心质点振动的速度先增大后减小
B.在时间内，纸盆中心质点振动的加速度先增大后减小
C.在~时间内，纸盆中心质点振动的位移大小为A，路程为2A
D.在~时间内和在0~时间内，纸盆中心质点合外力做功不同
3.LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则( )
A.若电容器正在放电，则电容器上极板带正电
B.若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
C.若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大
D.若在电容器板间插入电介质，则振荡频率会增大
4.某电磁感应式无线充电系统原理如图所示，当下方送电线圈两端a、b接上220V的正弦交变电流后，会在上方临近的受电线圈中产生感应电流，从而实现充电器与用电装置间的能量传递。若该装置等效为一个无漏磁的理想变压器:送电线圈的匝数为，受电线圈匝数为，且。两个线圈中所接的电阻、的阻值都为R，当该装置给手机充电时，测得两端的电压为cd两端电压的三分之一，下列说法正确的是( )
A.流过送电线圈、受电线圈的电流之比为3:1
B.电阻和所消耗的功率之比为1:3
C.受电线圈cd两端的输出电压为66V
D.ab端输入电压不变，若减小的阻值，受电线圈的输出电压不受影响
5.将一轻弹簧与小球组成的弹簧振子竖直悬挂，上端装有一记录弹力的拉力传感器。当振子上下振动时，弹力随时间的变化规律如图所示。已知弹簧的劲度系数k=100N/m，g取10m/s2.下列说法正确的是( )
A.小球的质量为2k
B.t=2s时小球的加速度为0
C.小球的振幅为0.2m
D.0~2s时间段内，弹簧的弹力对小球的冲量大小为20N·s
6.如图所示，某人用水管冲洗竖直墙面，水龙头的流量(单位时间流出水的体积)可视为一定，水管的入水口与水龙头相连接，水从出水口水平出射，水打到墙面后不反弹顺墙面流下。若用手挤压出水口，使出水口的横截面积变为原来的一半，则被水流冲击部分的墙面所受压强约为原先的多少倍？( )
A.1 B.2 C.4 D.8
7.一单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则下列说法正确的是( )
A.此单摆的摆长约为1m
B.若摆长增加，共振曲线的峰将向右移动4
C.若把该单摆从福建移到北京，要使其固有频率不变，应增加摆长
D.列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振
8.如图所示，L是自感系数足够大的线圈，其直流电阻与灯泡、的电阻相同，两灯泡的额定电压、额定功率相同，额定电压小于电源的电动势，闭合电键S，则下列判断正确的是( )
A.闭合电键后，、两灯泡逐渐变亮
B.闭合电键后，、两灯泡逐渐变暗至熄灭
C.断开电键一瞬间，灯泡中有从右向左的电流
D.断开电键一瞬间，灯泡的功率变为原来的四分之一
9.如图所示，质量为的小木船静止在湖边附近的水面上，船身垂直于湖岸，船面可看作水平面，并且比湖岸高出h。在船尾处有一质量为m的铁块，将弹簧压缩后再用细线将铁块拴住，此时铁块到船头的距离为L，船头到湖岸的水平距离，弹簧原长远小于L。将细线烧断后该铁块恰好能落到湖岸上，忽略船在水中运动时受到水的阻力以及其它一切摩擦力，重力加速度为g.下列判断正确的有( )
A.铁块脱离木船后在空中运动的水平距离为
B.铁块脱离木船时的瞬时速度大小为h
C.小木船最终的速度大小为
D.弹簧释放的弹性势能为
10.如图所示，水平面上固定有间距为1m的平行光滑导轨，磁感应强度为1T的匀强磁场方向竖直向下，导体棒ab的质量为1kg、电阻为2Ω；cd的质量为2kg、电阻为1Ω.开始时ab静止，cd棒以6m/s的初速度向右运动，经过t=4s，棒ab、cd的运动开始稳定.运动过程中两棒始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，其它电阻不计，以下分析正确的是( )
A.达到稳定前ab棒做加速运动，加速过程加速度变小cd棒做减速运动，减速过程加速度的大小变大
B.在t时间内通过ab棒电量q=8C
C.整过程回路中产生焦耳热Q=12J
D.在t时间内ab棒与cd棒之间的距离增了12m
二、填空题、实验题(本题共4小题，1112题各4分，13题5分，14题7分，共20分)
11.我国在输电中使用的特高压输电技术，其输电电压现在已经可以超过1000kV，技术水平世界领先。在如图所示的远距离输电线路中，已知小型发输中线电厂的总输出功率为2.5万kW，线圈n2上的输电电压U为用100kV，用户使用220V家庭电路，用户得到的功率为2.4万kW，两个变压器均视为理想变压器。则输电线上的总电输电线阻为________Ω，变压器T2的匝数比________.
12.如图，质量为m=1kg的A球用长为L=1m的轻质细线悬挂于固定点O，初始时细线与竖直向下夹角为37°，将A由静止释放.与此同时，质量为M=3m的B球沿光滑水平面向左运动，两球恰好在O点正下方发生弹性正碰，碰后B球恰好静止。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，g取10m/s2。A、B碰撞前，A球在O点正下方绳的拉力为__________N，B球碰前速度应为_________m/s.
13.某研究性学习小组利用停表、刻度尺、细线和一形状不规则的石块测当地的重力加速度，操作步骤如下:
①用细线系好石块，细线上端固定在O点；
②用刻度尺测出悬线的长度L
③将石块拉开一个小角度，然后由静止释放；
④石块经过最低点时开始计时，用停表测出n次全振动的总时间t，则振动周期；
⑤改变悬线的长度，重复实验步骤②③④
请回答下列问题:
(1)若将L作为摆长，将对应的L、T值分别代入周期公式，计算出重力加速度g.取g的平均值作为当地的重力加速度，得到的测量值和实际值相比____________.(填“偏大”或“偏小”)
(2)因石块重心不好确定，为精确测出重力加速度，该同学采用图象法处理数据，以L为横坐标，T2为纵坐标，作出T2-L图线，且操作正确，则图线应为_________(填“甲”、“乙”“丙”)，由图象可得重力加速度g=_________.
14.某学习小组采用图甲所示气垫导轨装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。其主要实验步骤如下，请回答下列问题。
(1)用天平测得滑块A、B(均包括挡光片)的质量分别为、；用游标卡尺测得挡光片的宽度均为d。若某次用游标卡尺测量挡光片的宽度时的示数如图乙所示，则其读数为_________mm.
(2)充气后，调节气垫导轨下面的旋钮，导轨左侧放一个滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时，若与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.05s、0.06s，则应使导轨右端_________(选填“调高”或“调低”)。
(3)气垫导轨已经调节水平后，滑块B放在两个光电门之间，滑块A向左挤压导轨架上的轻弹簧，并释放滑块A，滑块A一直向右运动，与光电门1相连的计时器的示数只有一个，为，与光电门2相连的计时器的示数有两个，先后为、.
(4)在实验误差允许范围内，若表达式_________(用测得的物理量表示)成立，说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒:若表达式_________(仅用、和表示)成立，说明滑块A、B碰撞过程中机械能和动量均守恒。
三、解答题(本题共4小题，15题6分、16题9分，17题12分，18题13分共40分)
15.某中学的实验室内有一秒摆(周期T=2s的单摆)，一位同学用其做实验，该同学使摆球偏离平衡位置的距离为4cm，然后静止释放摆球，得到如图所示的振动图像。取地球表面的重力加速度g=10m/s2，.不计空气阻力。
(1)振动图像中A和b应该标注的数值为多少？
(2)求秒摆的摆长；
(3)已知月球上的自由落体加速度为m/s2，求地球上的秒摆在月球表面的振动周期。
16.如图所示，MN、PQ为间距L=0.5m够长的平行导轨，.导轨平面与水平面间的夹角，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B=1T将一根质量为m=0.05kg、电阻r=1Ω金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，两根导轨的电阻均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，当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd距离NQ为s=4.5m.(g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)求:
(1)金属棒达到的稳定速度；
(2)金属棒从开始下滑至cd处过程中电阻R产生的焦耳热.
17.如图所示，质量为3m的小球甲用长为L=1.8m的不可伸长的轻绳悬挂在O点正下方。在光滑水平地面上有一质量为2m的长木板丙，在长木板的最左端有一质量为m的小滑块乙，乙和丙一起向左匀速运动，小球甲刚好和小滑块乙在同一水平线上。在运动过程中，甲与乙只发生一次弹性碰撞，且碰撞前乙的速度为=12m/s。已知小滑块乙与长木板丙间的动摩擦因数，重力加速度g=10m/s2，甲、乙均可视为质点.
(1)求甲与乙发生弹性碰撞后，小球甲上升的最大高度；
(2)求木板长度为多少时，乙不会从木板上掉落.
18.间距为L=0.5m的两根平行光滑金属导轨MN、PQ固定放置在同一水平面内，两导轨间存在大小为1T、方向垂直导轨平面的匀强磁场，导轨左端串接一阻值为R=1Ω的定值电阻导体棒垂直于导轨放在导轨上，如图所示。当水平圆盘匀速转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在水平方向往复运动，T形支架进而驱动导体棒在水平面内做简谐运动，以水平向右为正方向，其位移x与运动时间t的关系为(x和t的单位分别是米和秒)。已知导体棒质量为m=0.2kg，总是保持与导轨接触良好，除定值电阻外其余电阻均忽略不计，空气阻力忽略不计，不考虑电路中感应电流的磁场，求:
(1)在s时间内，通过导体棒的电荷量；
(2)在s时间内，T形支架对导体棒做的功；
(3)当T形支架对导体棒的作用力为0时，导体棒的速度。
泉州市第七高级中学校2022-2023学年高二下学期期中考试
物理试卷答案
1.A 2.B 3.B 4.C 5.D 6.C 7.AC 8.CD 9.BD 10.CD
11.(4分)16Ω，4800:11；12.(4分)14N，2m/s；13.(1)偏小(1分)；(2)甲(2分)，(2分)；
14【答案】(1)5.20(1分)；(2)调低(2分)；(3)(2分)；(4)(2分)；
15(6分)【答案】(1)A=0.04m，b=1；(2)l=1m；(3)s
(1)由题意可知，振幅为0.04m，则A=0.04m，秒的周期是2s，故.(2分)
(2)根据单摆周期公式，可知摆长为l=1m，(2分)
(3)当此单摆在月球上时由周期公式，
代入数据可得s，(2分)
16(9分)解析:金属棒ab运动产生的感应电动势，(1分)
由闭合电路欧姆定律得，则，(1分)
安培力.，(1分)
对金属棒受力平衡有，，(1分)
所以此时的速度：m/s，(1分)
(2)金属棒从开始下滑到cd处的过程中，回路产生的焦耳热为O.
由能量守恒有；，(2分)
而电阻R产生的体耳执，(1分)
解得=0.04J.(1分)
17.(12分)【答案】(1)1.8m；(2)18m；
【解析】(1)以向左为正方向，甲与乙发生弹性碰撞，二者组成的系统水平方向动量守恒，设碰撞后瞬间甲、乙的速度分别为、，
则根据动量守恒定律和机械能守恒定律得：，(1分)
，(1分)
解得=6m/s，=-6m/s，(2分)
对小球根据机械能守恒定律有，(1分)
解得.(1分)
(2)对于滑块和长木板，设满足条件的长木板的最小长度为L1，最终二者共同速度为，
则根据动量守恒定律和能量守恒定律得
，(2分)
，(2分)
解得=6m/s，(2分)
即木板长度大于18m时，乙不会从木板上掉落.
18.【答案】(13分)(1)设简谐运动周期为T，根据和，
得s，① 1分
内，导体棒运动的位移大小，② 1分
感应电动势的平均值，③ 1分
感应电流的平均值，④
通过导体棒的电荷量，⑤ 1分
联立解得，⑥ 1分
(2)根据关系式，可得t时刻导体棒的速度m/s，⑦ 1分
通过导体棒的感应电流，⑧ 1分
联立解得A，⑨
根据⑦⑨可知=1m/s，A，
在s内，设T形支架对导体棒做功为，电阻R上产生的热量为Q，根据功能关系，
有，⑩ 1分
，
联立解得J， 1分
(3)根据⑦式，可得t时刻导体棒的加速度
m/s2， 1分
导体棒受到的安培力N，⒁ 1分
分析可知，导体棒在平衡位置的右侧向右运动的某一时刻.T形支架对导体棒的作用力可以为0，
此时，根据牛顿第二定律，有，⒂
联立⑦ ⒂解得m/s，⒃ 1分
根据简谐运动的对称性可知，导体棒在平衡位置的左侧向左运动的某一时刻，T形支架对导体棒的作用力也可可为0，此时m/s，⒄ 1分