山东省青岛市莱西市2023-2024学年高二上学期11月期中考试物理试题（含答案）

莱西市2023-2024学年高二上学期11月期中考试
物理试题（等级考）
2023.11
本试卷共100分，考试时间90分钟。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个进项中，只有一项是符合题目要求的。
1.物理学在发展完善的过程中，不同年代的物理学家对物理现象进行观察、思考和研究、在实验论证、逻辑推理、演绎论证等基础上建构了现在比较完善的体系。下列关于物理学重大历史事件描述合理的是（ ）
A.19世纪30年代，库仑认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，电荷之间通过电场相互作用，并引入电场线的手段进行描述
B.安培发现了电流的热效应
C.奥斯特在一次讲课中，他偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时指南针转动了。这就是电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系
D.法拉第受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说
2.关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ）
A.沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
B.小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
C.由可知，某处的磁感应强度大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的成反比
D.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零
3.物理观念建构过程中都有特定的物理情境、对应的条件。关于动量守恒的条件，下列说法正确的是（ ）
A.只要系统所受外力的合力为零，系统动量一定守恒
B.只要系统内某个物体做加速运动，系统动量就不守恒
C.只要系统所受合外力恒定，系统动量守恒
D.只要系统内存在摩擦力，系统动量不可能守恒
4.如图所示电路，电源电动势为，内电阻为，定值电阻的阻值为，且。开始时和均能发光，当滑动变阻器的滑片从图示位置向上滑动稍许时，下列说法正确的是（ ）
A.、都变暗 B.滑动变阻器的电流一定变大
C.变亮，变暗 D.电源的输出功率一定变小
5.一个直流电动机，当转子被抱死时，它两端所加电压为0.2V，通过它的电流为0.2A；当它两端所加电压为8V，电动机正常工作时，通过电动机的电流为2A。由此可知电动机正常工作时（ ）
A.电动机消耗的电功率为24W B.电动机的焦耳热功率为12W
C.电动机输出的机械功率为12W D.电动机的工作效率为85%
6.如图在真空中一个光滑绝缘的水平面上，有两个完全相同的金属球、，两球质量均为，静止在磁感应强度的匀强磁场中的C球带正电，电荷量，在磁场外的不带电的A球以速度进入磁场中与C球发生正碰后，C球对水平面压力恰好为琴，设向右为正，不计涡流的影响，重力加速度为，则碰后A球的速度大小为（ ）
A.0m/s B.2m/s C.7m/s D.12m/s
7.如图竖直放置的等边三角形，其中两点在同一竖直线上，点在三角形中心。三角形的三个顶点处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A.处的磁感应强度的方向竖直向下 B.导线所受安培力的方向与边平行
C.、两导线之间的安培力是斥力 D.处的磁感应强度方向垂直纸面向里
8.“雨打芭蕉”是文学中常见的抒情意向。当雨滴竖直下落的速度为时，将一圆柱形量杯置于雨中，测得时间内杯中水面上升的高度为。为估算雨打芭蕉产生的压强，建立以下模型，芭蕉叶呈水平状；所有落到芭蕉叶上的雨滴，都有一半向四周溅散开，溅起时竖直向上的速度大小为，另一半则留在叶面上；芭蕉叶上的积水很少可忽略，但雨滴的重力不能忽略。不计风力以及淀起的水珠对下落雨滴的影响。已知水的密度为，则关于压强下列说法正确的是（ ）
A.小于 B.小于 C.大于 D.小于
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.一只质量为0.9kg的乌贼吸入0.1kg的水后，静止在水中。通到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以2m/s的速度向前逃窜。下列说法正确的是（ ）
A.在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为
B.在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成系统的动量增大
C.乌贼喷出的水的速度大小为18m/s
D.在乌贼喷水的过程中，有18J的生物能转化成机械能
10.某同学做“旋转的液体”实验，实验装置如图所示，在玻璃皿中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，蹄形磁铁两极正对部分的磁场可视为匀强磁场。已知电源的电动势为，内阻，限流电阻，玻璃血中两电极间液体的等效电阻为。闭合开关后，当液体旋转稳定时，电压表的示数为，此时下列说法正确的是（ ）
A.从上往下看，液体做顺时针旋转动 B.从上往下看，液体做逆时针旋转动
C.电源的输出功率为3.0w D.液体中产生的热功率为0.5w
11.如图所示，一块长、宽、高分别为、、的矩形霍尔元件，元件内单位体积自由电子数为，电子电量大小为通入方向向上，大小为的电流，此时显示屏闭合，元件处于垂直于右侧面、方向水平向右，大小为的匀强磁场中，前后表面间出现大小为的电压，以此控制屏幕的熄灭。则关于该元件的下列说法正确的是（ ）
A.后表面的电势比前表面的低 B.自由电子受到的洛伦兹力大小为
C.自由电子受到的洛伦兹力大小为 D.电压满足
12.如图，质量为的小车静止在光滑水平面上，小车段是半径为的四分之一光滑圆弧，段是长为的水平粗糙轨道，两段轨道相切于点。一质量为的滑块从小车上的点由静止开始沿轨道滑下，然后滑入轨道，最后恰好停在点，已知小车质量，滑块与轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A.小车和滑块组成的系统动量守恒 B.滑块运动过程中，最大速度为
C.滑块从到运动过程中，小车 D.滑块运动过程中对小车的最大压力为
三、非选择题，共6小题，共60分。
13.（6分）
利用DIS实验装置验证变力作用下的动量定理时，组装了如图所示的装置。将力传感器、光电传感器接入计算机，将遮光片的宽度和小车质量输入计算机。推动小车使其与力传感器测力点发生碰幢，通过传感器在计算机中描绘出碰撞中作用力随时间变化的图像，得出小车受到此力的冲量。由光电传感器测量的时间等得到小车动量的变化量。比较小车受到的力的冲量和动量变化量，来验证动量定理。
某次验证实验时测得的数据如图乙所示。
甲 乙
（1）由图乙中数据可求出碰撞过程小车动量的变化量为______kgm/s，小车受到的力的冲量为________Ns。
（2）从图中可以看出碰撞前、后物体接近、远高“力传感器测力点”的动量大小相差不大。根据图中数据可知物体接近测力点过程中通过光电门的时间为，________s。
14.（8分）测一节干电池的电动势和内电阻。某同学设计了如图甲所示的实验电路，已知电流表内阻与电源内阻相差不大。
甲 乙
（1）连接好实验电路，开始测量之前，滑动变阻器的滑片P应调到________（选填“”或“”）端。
（2）闭合开关，接位置1，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数。
（3）重复（1）操作，闭合开关，接位置2，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表示数。
（4）建立坐标系，在同一坐标系中分别描点作出接位置1、2时图象如图乙所示。
①接2时的图线是图乙中的__________（选填“A”或“B”）线。
②每次测量操作都正确。由于接位置1，电压表的分流作用，接位置2，电流表的分压作用，分别测得的电动势和内阻与真实值不相等。则由图乙中的A和B图线，可得电动势和内阻的真实值，______V，________Ω。（保留3位有效数字）
③进一步对该实验误差进行分析，下列说法中正确的是
A.开关接1时，电池电动势的测量值等于真实值，电池内阻的测量值小于真实值。
B.开关接1时，电池电动势的测量值小于真实值，电池内阻的测量值大于真实值。
C.开关接2时，电池电动势的测量值等于真实值，电池内阻的测量值大于真实值。
D.开关接2时，电池电动势的测量值小于真实值，电池内阻的测量值小于真实值。
15.（7分）如图所示，体育课上一位同学正在练习用头颠球。某一次顺球，球由静止下落1m，足球落到头部与头部作用时间0.1s后，以大小为4.8ms的速度被重新顶起离开头部，经0.4s竖直上升至最高点。已知足球的质量为0.4kg，足球在空中受到的空气阻力大小恒定，与头部接触过程不计空气阻力。重力加速度g取10/s，在此次颠球过程中，求：
（1）足球上升过程中，受到的空气阻力的冲量大小；
（2）足球与头部作用过程中，头对足球的平均作用力。
16.（9分）如图甲所示，水平放置的两光滑平行导轨、间的距离，垂直于导轨平面有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度，棒垂直于导轨放置，系在棒中点的水平绳跨过定滑轮与物块相违，质量为18kg的物块放在电子秤上。物体一直静止在电子秤上，电子秤的读数随滑动变阻器阻值变化的规律如图乙所示，导轨及棒的电阻均不计，取。求：
甲 乙
（1）磁场方向；
（2）电源电动势和内阻。
17.（14分）如图甲是一种回旋加速器的原理图：半径为的两个中空形盒，处于垂直于盒面向里、磁感应强度为的匀强磁场中。两形盒左端狭缝处放置一场强恒定的加速电场，加速电压为。质量为，带电量为的带正电粒子从处进入加速电场。粒子初速度很小，可以忽略。粒子经加速后再进入形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，接着又从处进入两形盒之间的真空狭缝（两虚线狭缝之间无电场、无磁场）。多次加速后，从形盒右侧的边缘M处沿切线引出。粒子在狭缝中运动时间很小，可忽略。求：
（1）粒子第一次被加速后，在磁场中的运动的轨迹半径；
（2）粒子能够获得的最大速度和加速的次数；
（3）粒子从第一次进入电场到被加速到最大速度引出，需要的总时间。
18.（16分）如图所示，足够长的光滑水平面与足够长的倾角为的斜面体连接，质量为的滑块以初速度沿水平面向左运动，经过一段时间与静止在斜面体底端质量为的滑块发生弹性碰撞，碰后滑块反弹，水平向右运动。已知滑块与斜面体之间的动摩擦因数为4=0.5，，，重力加速度为g，忽略滑块在斜面与水平面连接处的能量损失。
（1）通过计算说明两滑块质量满足关系；
（2）求滑块向上滑动的最大距离；上滑过程中摩擦力对滑块的冲量；
（3）若两滑块能发生第二次碰撞，求滑块与滑块的质量之比满足什么条件？（结果可保留根号）
莱西市2023-2024学年高二上学期11月期中考试
物理答案
2023.11
选择题：（1-8题每题3分，9-12题每题4分；共计40分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 C B A D C B A C ACD BD AB BCD
三、非选择题（本题共6个小题，共计60分）
13.（6分）（1）0.2041 0.1972
（2）（每空2分）
14.（8分）（1）（1分）
（4）① A （2分）
②1.50（1分） 1.50（2分） ③C （2分）
四、解答题（7分+9分+14分+16分）
15.（7分）解：
（1）足球上升过程中，根据动量定理得：（2分）
解得：（1分）
（2）根据题意， 解得：（1分）
足球由静止下落过程，根据动能定理：（1分）
解得
足球被顶起过程，根据动量定理：（1分）
解得
头部对足球的作用力大小为，方向竖直向上。（1分）
16.（9分）解：
（1）绳子张紧，安培力水平向左。由左手定则得，磁场方向向上。（2分）
（2）当电阻箱阻值为1Ω时，对物体：.（1分）
整理得
根据闭合电路欧姆定律回路电流①（2分）
当电阻箱阻值为5Ω时，对物体：（1分）
整理得
根据闭合电路欧姆定律回路电流②（1分）
由①②联立得（1分）（1分）
17.（14分）解：
（1）粒子第一次被电场加速，根据动能定理得：（2分）
进入磁场后，做匀速圆周运动，根据向心力公式：（2分）
解得：（1分）
（2）设粒子经电场第n次加速后，获得最大速度，由动能定理得：（2分）
根据题意粒子进入磁场后，做匀速圆周运动的最大半径为r，根据向心力公式：
（2分）
解得： （2分）
（3）质子在磁场中，做匀速圆周运动的周期：
（2分）
与速度无关。所以质子在磁场中运行的总时间为：
（1分）
18.（16分）解：
（1）由题意可知两滑块完成弹性碰撞，设碰后滑块、的速度分别为、，
碰撞过程中由动量守恒定律、机械能守恒得：（2分）
（2分）
解得 （1分）
因为，所以（1分）
（2）设滑块沿斜面上滑的最大位移为，由动能定理得：
（2分）
解得（1分）
根据题意（1分）解得：
摩擦力的冲量为（1分）
方向沿斜面向下（1分）
（3）设滑块滑回斜面底端的速度为，
根据动能定理
解得：（1分）
欲使两滑块发生第二次碰撞，则应满足，整理得（1分）