荆州市重点中学2023-2024学年高二上学期期末考试
物理试题
（全卷满分100分 考试用时75分钟）
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1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。
1.分析下列物理现象：“空山不见人，但闻人语响”；围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；当正在鸣笛的火车背离我们急驶而去时，我们听到汽笛声的音调变低；行军过桥时应便步走，防止桥梁倒塌．这些物理现象分别为( )
A. 衍射、干涉、多普勒效应、反射 B. 衍射、多普勒效应、干涉、折射
C. 衍射、干涉、多普勒效应、共振 D. 衍射、折射、多普勒效应、干涉
2.一通电直导线与轴平行放置，匀强磁场的方向与坐标平面垂直，导线受到的安培力为，若将该导线做如图所示的形状，放置在坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，则导线受到的安培力大小为( )
A. B. C. D.
3.一束垂直于半圆柱形玻璃砖平面的光，从的中点射入玻璃砖中，在界面上恰好发生全反射，则( )
A. 玻璃砖的折射率为
B. 玻璃砖折射率为
C. 光在玻璃砖内的传播速度比在空气中大
D. 若光从ABC圆面上入射，也有可能发生全反射现象
4.如图所示，回旋加速器两个形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近。若粒子源射出的粒子初速度不计电荷量为，质量为，粒子最大回旋半径为，加速电压为，下列说法中正确的是( )
A. 所加交流电源的周期为
B. 一个周期内粒子加速一次
C. 粒子加速后获得的最大动能为
D. 粒子在回旋加速器中的加速次数为
5.如图所示，图为振荡电路，通过点的电流如图所示，规定P点电流方向向右为正方向，下列说法正确的是( )
A. 到时间内，电容器正在充电，上极板带正电
B. 到时间内，电容器正在放电，上极板带负电
C. 到时间内，电路中的电场能转化为磁场能
D. 到时间内，电路中的磁场能转化为电场能
6.如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的直流电阻不计，电阻R的阻值小于灯泡D的阻值。在时刻闭合开关S，经过一段时间后，在时刻断开S，下列表示灯泡D的电流i随时间变化的图像中，正确的是( )
7. 将硬导线中间一段弯成直径d＝1 m的半圆形，它在磁感应强度大小B＝ T、方向如图所示的匀强磁场中绕ab轴匀速转动，硬导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有一“12 V,12 W”的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分电阻不计，下列说法中正确的是（ ）
A. 硬导线在磁场中匀速转动的转速为
B. 由图示位置开始计时，该感应电流的瞬时值表达式为
C. 由图示位置开始计时，该感应电流的瞬时值表达式为
D. 时导线中的瞬时电流大小为
8.做简谐运动的物体经过A点时，加速度的大小是；当它经过B点时，加速度的大小是。若AB之间的距离是，平衡位置与A点的距离可能为（）
A. B.
C. D.
9.某小型水电站交流发电机的输出电压为，先经升压变压器将电压升高，经总阻值为的输电线向远端用户输电，用户端用降压变压器将电压降到供用户使用。若用户的用电功率为，输电线上损耗的功率为，已知变压器均为理想变压器，其他电阻不计。下列说法正确的是（）
A. 输电线两端的电压
B. 降压变压器的输入电压
C. 升压变压器原、副线圈匝数比
D. 降压变压器原、副线圈匝数比
10. 如图所示，两根相距为的光滑金属导轨平行固定放置，左半部分倾斜，倾角，整个装置均处在磁感应强度为的竖直向上的匀强磁场中，导轨的电阻均不计。在导轨上放置金属杆ab、cd，ab被锁定，cd杆与水平面的竖直距离为0.3m。两杆的质量均为，长度恰好与导轨间距相同。其中，ab棒和cd棒电阻均为。现给cd沿倾斜轨道向下的初速度，cd棒刚好能做匀速直线运动，不计cd从倾斜轨道运动至水平轨道过程中的能量损失。当cd棒运动至水平导轨上时，解除ab棒锁定。下列说法中正确的是（）
A. cd棒所受安培力方向水平向左
B. cd棒在倾斜轨道上的速度大小为
C. cd棒在水平轨道上运动直至稳定过程中，ab棒上通过的电荷量为0.24C
D.整个过程回路中产生的总热量0.84J
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. （6分）热敏电阻是温度传感器的核心元件，某金属热敏电阻说明书给出的阻值随温度变化的图线如图甲所示，现有一课外活动小组利用该金属热敏电阻测量温度，提供实验器材如下：
A.直流电源，电动势，内阻不计 B.电压表，量程，内阻约
C.电流表，量程，内阻约 D.滑动变阻器，最大阻值
F.被测热敏电阻 G.开关、导线若干
（1）接通开关，改变滑动变阻器滑片的位置，对应的电流表、电压表示数如图丙、丁所示，由此得此时热敏电阻对应的电阻为_____。（结果保留一位有效数字）
（2）对应乙图，此时热敏电阻对应的温度为______结果保留两位有效数字。
（3）温度测量值______真实值填“大于”、“小于”或“等于”。
12. （10分）某同学利用单摆测定当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。
在测量单摆的周期时，他用秒表记下了单摆做次全振动的时间，如图乙所示，秒表的读数为______。为了更精确测量摆长，他用螺旋测微器测量小球的直径，如图丙所示，读数为______。
该同学经测量得到组摆长和对应的周期，画出图线，然后在图线上选取、两个点，坐标如图丁所示。则当地重力加速度的表达式______用、、和表示。
处理完数据后，该同学发现在计算摆长时误将摆球直径当成半径代入计算，则得出的重力加速度的值______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
该同学做完实验后，为使重力加速度的测量结果更加准确，其中合理的有______。
A.细线上端用铁夹子固定
B.摆线偏离平衡位置的角度不能太大
C.让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期
D.测量周期时应该从摆球运动到最高点时开始计时
13．（12分）两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为，波源的振幅均为。时刻两列波的图像如图所示，此刻平衡位置在和的两质点刚开始振动。质点的平衡位置处于处。
（1）求两列波相遇的时刻；
（2）求内质点M运动的路程。
（3）求PQ之间振动加强点的坐标。
14. （14分）如图所示，半径为的光滑圆形导轨处在垂直于圆平面的匀强磁场中，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里，一根长度略大于导轨直径的导体棒在外力的作用下以速率在圆形导轨上匀速从左端滑到右端，导体棒电阻和电路中的定值电阻均为，且导体棒材质均匀，其余电阻不计，导体棒与圆形导轨接触良好，求：
（1）图中时，两点电势差；
（2）图中时，通过电阻的电流大小；
（3）导体棒从左端滑到右端的整个过程中，电流的最大值。
15.（18分）如图所示，竖直虚线的左侧存在电场强度大小为、方向竖直向上的匀强电场，在虚线的右侧存在电场强度大小为、方向竖直向上的匀强电场与磁感应强度大小为、方向水平向外的匀强磁场。电荷量为q的带正电小球从虚线左侧的A点以水平向右的速度抛出，经过虚线上的D点时速度与虚线的夹角为30°，小球在虚线的右侧正好做匀速圆周运动，到达C点时速度正好水平向左，重力加速度大小为g，求：
（1）小球的质量m；
（2）小球从A到C的运动时间；
（3）若，当小球离开磁场时，虚线左侧的电场方向变为水平向左，大小变为，小球刚好能回到A点，求的大小。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C B A D A C C CD BD ACD
答案
11.（1）5 （2）55 （3）小于
12.（1）95.2 9.450 （2） （3）等于 （4）AB
13.（1）1.75s （2）16cm （3）（0.3m，0）、（0.5m，0）、（0.7m，0）
【详解】（1）由图可知，两列波会在M点相遇。 1分
两列波还需要传播的距离为
1分
对应时刻
1分
（2）0~1.75s内，M点还没有开始振动，M点总共振动的时间为1s，即1T。 1分
两波源与M点的距离分别为：
1分
由于波程差为零，且两列波振动步调相同，故M点为振动加强点，振幅为2A。 1分
在剩余的1T内，质点M运动的路程为：
2分
（3）波程差为的位置为振动加强点，故PQ之间振动加强点的坐标为：
4分（写对一个得1分，写全再得1分）
14.（1） （2） （3）
【详解】（1）时，导体棒MN全部接入电路，有效长度为2R，电阻为r。产生的感应电动势为：
1分
两点的电势差为：
2分
（2）时，导体棒MN接入电路的有效长度为R，此时有效电阻为：
产生的感应电动势为：
2分
回路中的总电阻为：
1分
回路中的电流为：
2分
（3）导体棒MN接入电路的有效长度为：
有效电阻为：
1分
产生的感应电动势为：
1分
产生的感应电流为：
2分
当时，上式取最大值，故感应电流的最大值为：
2分
15.（1） （2） （3）
【详解】（1）在虚线右侧做圆周运动，有：
2分
故：
1分
（2）由（1）可知：
故在虚线左侧竖直方向做初速度为0，加速度为2g的匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动。
由D点速度方向与虚线的夹角为可知，D点合速度、水平方向、竖直方向的速度分别为：
1分
从A到D的运动时间为：
2分
由几何关系得，从D到C所转圆心角为，运动时间为：
2分
故从A到C的总时间为：
1分
（3）AD之间竖直方向的距离为：
1分
离开磁场时的位置相比D点沿竖直方向向下移动了粒子圆周运动的半径R，半径的大小为：
1分
故回到A点竖直方向上的位移为：
1分
粒子再次回到左侧区域时，竖直方向只受重力，做初速度为，加速度为g的匀减速直线运动，设离开磁场后运动t时间回到A点，有：
1分
解得
1分
离开磁场至回到A点水平方向的位移：
1分
水平方向上做初速度为v，加速度为的匀加速直线运动，有：
1分
解得：
2分
