江苏省盐城市射阳中学2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题（含答案）

2023年秋学期高二年级期末考试
物理试卷
一、单选题(每题只有一个正确答案，每题4分，共44分)
1.在MgCl 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得 2s内分别有 个 和1.0×10 个Cl 通过溶液内部的横截面 M,( 以下说法正确的是( )
A. 正、负离子定向移动形成电流， 电流方向从 B到A
B. 溶液内正负离子沿相反方向运动，电流相互抵消
C. 溶液内电流方向从 A 到 B, 电流I=0.08A
D. 溶液内电流方向从 A 到B, 电流I=1.6mA
2. 在如图甲、 乙所示的电路中， 电源电动势为E=8V、 内电阻为r=3Ω，R是定值电阻，开关S闭合，规格为“4V，0.8W”的小灯泡L均正常发光，电动机M正常工作。下列说法正确的是
( )
A. 甲图中电源效率为80%
B. 甲图中定值电阻为7Ω
C. 乙图中电动机的内阻为17Ω
D. 乙图中电动机正常工作电压为3.4V
3. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动， 当A追上 B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是(取两球碰前的运动方向为正) ( )
4.《三国志》中记载：“置象大船之上，而刻其水痕所至，称物以载之，则校可知矣。”这是著名的曹冲称象的故事。某同学学过动量守恒定律之后，欲利用卷尺测定大船的质量。该同学利用卷尺测出船长为L，然后缓慢进入静止的平行于河岸的船的船尾，再从船尾行走至船头，之后缓慢下船，测出船后退的距离d，已知该同学自身的质量为m，若忽略一切阻力，则船的质
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量为 ( )
5.有一竖直的弹簧振子，小球静止时弹簧伸长量为 L。现将小球从平衡位置O 下拉一段距离
A，由静止释放并开始计时。已知小球做简谐运动的周期为 T，以O点为坐标原点，取竖直向下为正方向，则小球的位移x 随时间t的表达式为 ( )
6. 渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在 t=0时的波动图像如图1所示，图2为质点P 的振动图像，则 ( )
A. 该波的波速为 1.5m/s
B. 该波沿x轴乘方向传播
C. 0~1s时间内, 质点P 沿,轴运动了 1.5m
D. 0~1s时间内, 质点P运动的路程为 2m
7.把一根通电的硬直导线 ab 放在磁场中，导线中的电流方向由 b到a，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，俯视看，导线在安培力的作用下先顺时针转动，转过一个小角度后，接着边转动边向下移动，则虚线框内的场源可能是 ( )
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8.应用磁场工作的四种仪器如图所示，则下列说法中正确的是 ( )
A. 甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压成正比
B. 乙中不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子一定是同种粒子
C. 丙中通上如图所示电流和加上如图磁场时， 则霍尔元件的自由电荷为正电荷
D. 丁中长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量Q恒定， 前后两个金属侧面的电压与a、b无关
9. 如图所示，一正方形闭合导线框abcd，边长为L=0.1m， 各边电阻均为1Ω，bc边位于x轴上，在x轴原点右0.2m、磁感应强度为1T的垂直纸面向里的匀强磁场区域。当线框以4m/s的恒定速度沿x轴正方向穿越磁场区域的过程中，ab边两端电势差( 随位置变化的情况
10.现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备。电子感应加速器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成。当电磁铁绕组通以变化的电流时，产生变化的磁场，穿过真空室所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空室空间内就产
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生涡旋电场，电子将在涡旋电场作用下得到加速。如图所示(上部分为侧视图、下部分为真空室的俯视图)，若电子被“约束”在半径为 R的圆周上运动，当电磁铁绕组通有图中所示的电流时 ( )
A. 若电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速
B. 若电子沿顺时针运动，保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速
C. 若电子沿逆时针运动，保持电流的方向不变， 当电流减小时，电子将加速
D. 被加速时电子做圆周运动的周期不变
11.如图所示的交流电，前半周期为峰值是 2V的正弦式交流电的四分之一周期，后半周期为峰值是 1V的正弦式交流电的四分之一周期，则该交流电的电压有效值是 ( )
D. 1V
二、非选择题(第12题, 每空3分, 共15分; 第13题共6分; 第14题共8分;第15题共12分;第16题共 15分。)
12.某学习小组需要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有：
干电池一节(电动势约 1.5V， 内阻小于 1Ω)；
多用电表一个
电压表 V(量程3V, 内阻约3kΩ);
电流表 A (量程0.6A, 内阻约1Ω);
滑动变阻器 R(最大阻值为 20Ω)；
定值电阻 R (阻值 2Ω);
定值电阻 R (阻值 5Ω);
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开关一个，导线若干。
(1) 为了估测电池的电动势和内阻，先用多用电表进行测量，组内三位同学的操作如下，你认为正确的是 (单选，填正确答案标号)。
A. 小明选择直流电压 10V 档，红表笔接电池负极、黑表笔接电池正极，测量电池的电动势
B. 小莉选择直流电压2.5V档，红表笔接电池正极、黑表笔接电池负极，测量电池的电动势
C. 小阳选择欧姆挡合适的倍率，欧姆调零后，直接将红、黑表笔与电池两极连接，测量电池内阻
(2) ①该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在 U-I坐标纸上描点，如图乙所示，出现该现象的主要原因是 。(单选，填正确答案标号)
A. 滑动变阻器调节范围小 B. 电压表量程偏大 C. 干电池内阻较小
②针对出现的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，在图丙中用笔画线代替导线，请在答题卡上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路。
③改进方案后重新测量，得到数据并绘出新的 U-I图像如图丁，可得干电池内阻为 Ω。
④在该测量方案不变的前提下，请写出一种减小系统误差的方法 。
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13. 一列简谐横波， 在t=0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为20cm. P、Q两点的坐标分别为-1m和-5m，波沿x轴负方向传播. 已知 时，P 点第一次出现波谷. 试计算：
(1) 这列波的传播速度多大；
(2) 当Q点第二次出现波峰时，P 点通过的路程为多少.
14.如图所示，物块A 和上表面粗糙的长木板 B 放在光滑水平上，物块C静止在长木板 B的右端，物块A 的质量为2m，长木板B的质量为m。物块A 以速度v 向右运动，与长木板B发生弹性碰撞的时间极短，物块C 始终未滑离长木板 B，稳定后A、B、C恰好不再碰撞。求：
(1) A、B碰撞后瞬间A 的速度;
(2) B、C间摩擦产生的热量。
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15. 光滑平行的金属导轨 MN 和PQ，间距 ，与水平面之间的夹角( ，匀强磁场磁感应强度 ，垂直于导轨平面向上，MP 间接有阻值 2的电阻，其它电阻不计，质量 的金属杆 ab 垂直导轨放置，如图(a)所示. 用恒力 F 沿导轨平面向上拉金属杆ab，由静止开始运动,v-t图象如图(b)所示. 导轨足够长. 求：
(1) 恒力 F 的大小;
(2) 金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小；
(3) 根据 v-t图象估算在前 0.8s内电阻上产生的热量.
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16. 如图所示，在xOy平面内，有半径为L的圆形区域，圆心为O，在圆形区域以外存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，圆形区域内无磁场分布。现有质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标为(0，2L)的 P 点射入磁场，粒子的重力忽略不计。
(1)若该粒子从 P 点沿x轴正方向射入磁场且不进入圆形无磁场区域，求粒子速度大小范围：
(2)若粒子从 P 点射入方向不确定，要使该粒子直接从圆边界上的 Q点(图中未画出) 离开磁场进入无磁场区域，Q 点坐标为 求粒子从 P 点射入磁场的最小速度；
(3) 若该粒子从 P 点沿x轴正方向以初速度 射入磁场，能够再次回到P 点，画出粒子运动的轨迹图，并求出该粒子从出发到再次经过 P 点的时间。
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I-5 DDADA 6-10 DADBA 11A
12. B C
0.58Ω(0.50-0.62Ω均可) 选用内阻更大的电压表； 选用精度更高的电表等等
【详解】(1)[1]可以用多用电表的直流电压挡测粗测电源电动势，同时因为电池的电动势在1.5V左右，故选择2.5V档的直流电，由于欧姆表有内置电源，为保护电表不能用多用电表的欧姆挡直接测电源内阻；
(2) ①[2]根据闭合电路欧姆定律可得路端电压U=E--Jr
当电源内阻r太小时，干路电流I有较大变化时，Ir变化很小，电压表示数即路端电压 U变化很小，电压表示数变化范围很小；
②[3]应用伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流，电源内阻较小，为使电压表示数变化明显，把定值电阻与电源整体当作等效电源，为减小实验误差，相对于电源电流表应采用外接法，实物电路图如图所示
③[4]由图丁所示电源 U-I图象可知，电源电动势为
图象斜率的绝对值
则可得电源内阻
④[5]在该测量方案不变的前提下，减小系统误差的方法有选用内阻更大的电压表； 选用精度更
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高的电表等等。
13. (1)10m/s(2)180cm【详解】(1) 由图可知, 波长 ，质点的起振方向竖直向上，由 时，P 点第一次出现波谷，可知，
解得： 波速
(2) 波从 P 点传到Q 点用时,
Q点从开始振动到第二次出现波峰用时，
P 点振动的总时间为：
则 P 通过的路程为
14.(1) v ;
【详解】(1) 根据题意可知A、B发生弹性碰撞时，动量守恒，机械能守恒，有
解得
(2) 根据稳定后A、B、C恰好不再碰撞可知稳定后三者共速，B、C到达共速的过程中动量守恒，类似于完全非弹性碰撞，再根据能量守恒定律，则有
解得
【详解】(1) 由题图知，杆运动的最大速度为 有 代入数据解得]
(2) 由牛顿第二定律可得：
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得
(3) 由题图可知0.8s末金属杆的速度为 前0.8s 内图线与t轴所包围的小方格的个数约为 28个, 面积为 28×0.2×0.2=1.12, 即前0.8s内金属杆的位移为: 由能量的转化和守恒定律得： 代入数据解得: Q=4.12J.
【详解】(1)粒子从 P 点沿x 轴正方向射入磁场且不进入圆形无磁场区域的临界轨迹如图甲所示,
当粒子轨迹和无磁场圆最高点相切时，由几何知识可知，半径为
由洛伦兹力提供向心力，有 解得
当粒子轨迹和无磁场圆最低点相切时，由几何知识可知，半径为
由洛伦兹力提供向心力，有 解得
粒子速度大小范围为 和
(2) 若粒子从P 点射入，使该粒子直接从圆边界上的Q点离开磁场进入无磁场区域，粒子轨迹如图乙所示
当粒子速度最小时，PQ为轨迹圆直径，由几何知识，有
洛伦兹力提供向心力
解得
(3) 若该粒子从 P 点沿x轴正方向以初速度 射入磁场，根据洛伦兹力提供向心力，有
解得
故粒子运动的轨迹如图丙所示
由几何知识可知， 圆交点形成一个边长为 的等边三角形，粒子在每个圆经过 个圆，周期为
粒子从 P 点出发回到P 点经过3个圆弧和3 条边长，经过的时间为
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