湖南省邵阳市重点中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（含解析）

邵阳市重点中学2023-2024学年高二上学期期末考试
物理试卷
时量:75分钟 满分：100
注意事项:
答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上.
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，
只有一项是符合题目要求的。
1.下列关于点电荷的说法中正确的是（　　）
A.体积大的带电体一定不是点电荷
B.当两个带电体的大小、形状对它们间相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看成点电荷
C.点电荷就是体积足够小的电荷 D.点电荷是电荷量和体积都很小的带电体
2.如图所示，实线为等量异种点电荷周围的电场线，虚线为以一点电荷为中心的圆，M点是两点电荷连线的中点，若将一正试探点电荷从虚线上N点移动到M点，则电荷所受电场力(　　)
A．大小不变　　　B．方向不变 C．逐渐减小 D．逐渐增大
3．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律，有一个长方体的金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a>b>c。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻值最小的是(　　)
4．如图所示电路中，L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻(光照越强，阻值越小)。闭合电键S后，随着光照强度逐渐增强(　　)
A．L1逐渐变暗，L2逐渐变亮 B．L1逐渐变亮，L2逐渐变暗
C．电源内电路消耗的功率逐渐减小 D．光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐增大
5.下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是(　　)
6.如图所示，一轻质弹簧固定在墙上，一个质量为m的木块以速度v0从右侧沿光滑水平面向左运动并与弹簧发生相互作用。设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内，那么，在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量I的大小为(　　)
A．I＝0 B．I＝mv0 C．I＝2mv0 D．I＝3mv0
二、选择题:本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有
多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7.(多选)如图所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置,关于振子的运动,下列说法正确的是（　　）
A.振子从A 点运动到C点时位移大小为OC,方向向右
B.振子从C点运动到A 点时位移大小为CA,方向向右
C.振子从A点运动到C点的过程中,速度在增大,加速度在减小
D.振子从A 点运动到О点的过程中,速度先增大后减小，加速度先减小后增大
8.(多选)如图所示是一列向右传播的简谐横波某一时刻的波动图像。对于图中A、B、C、D、E、F 、G、H、I九个质点，下列说法中正确的是（　　）
A.A、C、E、F、H具有相同的位移
B.A、C位移相同,H、F位移方向相反
C.B、Ⅰ振幅相同
D.A、B振幅相同
9.两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中，发生了如图所示的折射现象 (α>β)。下列结论中正确的是（　　）
A .在水中的传播速度，光束a比光束b大
B .在水中的传播速度，光束a比光束b小
C .水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小
D﹒水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大
10.（多选)1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是（　　）
A.该束粒子带负电
B.速度选择器的P1极板带正电
C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小
11（10分）．某同学现用如下图甲所示的气垫导轨和光电门装置来“验证动量守恒定律”，在气垫导轨右端固定一弹簧，滑块b的右端有强粘性的胶水。图中滑块a和挡光片的总质量为m1＝0.620 kg，滑块b的质量为m2＝0.410 kg，实验步骤如下：①按图安装好实验器材后，接通气源，先将滑块a置于气垫导轨上，然后调节底脚螺丝，直到轻推滑块后，滑块上的挡光片通过两个光电门的时间________；
②将滑块b置于两光电门之间，将滑块a置于光电门1的右端，然后将滑块a水平压缩弹簧，滑块a在弹簧的作用下向左弹射出去，通过光电门1后继续向左滑动并与滑块b发生碰撞；
③两滑块碰撞后粘合在一起向左运动，并通过光电门2；
④实验后，分别记录下滑块a挡光片通过光电门1的时间t1，两滑块一起运动挡光片通过光电门2的时间t2。
(1)完成实验步骤①中所缺少的内容。
(2)实验前用一游标卡尺测得挡光片的宽度d如图乙所示，则d＝________ cm。
(3)设挡光片通过光电门的时间为Δt，则滑块通过光电门的速度可表示为v＝________(用d、Δt表示)。
(4)实验中测得滑块a经过光电门1的速度为v1＝2.00 m/s，两滑块经过光电门2的速度为v2＝1.20 m/s，将两滑块和挡光片看成一个系统，则系统在两滑块相互作用前、后的总动量分别为p1＝________ kg·m/s，p2＝________ kg·m/s(结果均保留3位小数)。
12（12分）．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
(1)应该选择的实验电路是下图中的________(选填“甲”或“乙”)。
(2)现有电流表(0～0.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表(0～15 V)
B．电压表(0～3 V)
C．滑动变阻器(0～50 Ω)
D．滑动变阻器(0～500 Ω)
实验中电压表应选用______；滑动变阻器应选用______；(选填相应器材前的字母)
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在下图中的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U－I图线。
序号 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10
电流I/A 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480
(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E＝________ V，内电阻r＝________ Ω。(结果保留2位小数)
13（10分）．如图所示，质量为m的b球用长为h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处，质量也为m的小球a从距BC高h的A处由静止释放，沿光滑轨道ABC滑下，在C处与b球发生正碰并与b粘在一起。已知BC轨道距地面有一定的高度，悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg。则：
(1)a球与b球碰前瞬间的速度多大？
(2)a、b两球碰后，细绳是否会断裂？(要求通过计算回答)
14（10分）．如图所示，直角梯形玻璃砖ABCD，其中BCDE 是正方形，∠A＝30°，BC＝a。现有一束单色光从AD的中点M平行AB边射入，折射光线恰好过E点。求：
(ⅰ)该玻璃砖的折射率n；
(ⅱ)光线第一次从玻璃砖射出的点到B点的距离。
15.（14分）．如图甲所示，宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2)，存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向的周期性变化的电场(如图乙所示)，电场强度的大小为E0，E＞0表示电场方向竖直向上。t＝0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点。Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g。上述d、E0、m、v、g为已知量。
(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小；
(2)求电场变化的周期T；
(3)改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值。
邵阳市重点中学2023-2024学年高二上学期期末考试
物理参考答案
1.B
【解析】试题分析:不论两个带电体多大，只要它们之间的距离远远大于它们的大小，电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略，这两个带电体就可以看做是点电荷,A错误;由带电体看作点电荷的条件，当带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系，A、C、D错误;故选B。
2.D
【解析】由电场线的分布情况可知，N点电场线比M点电场线疏，则N点电场强度比M点电场强度小，由电场力公式F＝qE可知正点电荷从虚线上N点移动到M点的过程中，电场力逐渐增大；电场力方向与所在点的电场线的切线方向一致，一直在变化，故选项D正确。
A
【解析】由电阻的决定式可知,A选项中电阻RA=ρc/ab,B选项中电阻RB=ρb/ac,C选项中电阻Rc=ρa/cb,D选项中电阻RD=ρa/cb,由于a >b>c,则RA4.A
【解析】当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流逐渐增大，则L2逐渐变亮，U内＝Ir增大，由U＝E－Ir可知，路端电压减小，L2两端的电压增大，则L1两端的电压逐渐减小，故L1逐渐变暗，故选项A正确，B错误；电路中总电流增大，由P＝I2r知电源内电路消耗功率逐渐增大，故选项C错误；将L2看成电源内电路的一部分，光敏电阻R和L1消耗的总功率是等效电源的输出功率，由于等效电源的内阻大于外电阻，所以当光敏电阻的阻值减小，即外电阻减小时，等效电源的内、外电阻相差更大，输出功率减小，则光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐减小，故选项D错误。
C
【解析】根据在磁体外部同名磁极相互排斥可知选项A错误；应用安培定则可知环形电流中心线上的磁场方向由右向左，小磁针N极受到的磁场力向左，选项B错误；根据安培定则可知通电螺线管内部磁场向右，内部小磁针N极受到的磁场力向右，选项C正确；根据安培定则可知通电直导线右边磁场向里，小磁针N极应向里，选项D错误。
C
【解析】设木块离开弹簧时的速度为v，根据机械能守恒定律得：mv2＝mv02，所以v＝v0，设向右的速度方向为正方向，根据动量定理得：I＝mv－(－mv0)＝2mv0，故选项C正确。
7.AC
【解析】振子从A点运动到C点时的位移是以O点为起点﹐C点为终点﹐故大小为OC,方向向右﹐A正确;振子从C点运动到A点时位移是以O点为起点,A 点为终点﹐故大小为OA,方向向右,B错误﹔振子的合外力为弹簧的弹力﹐振子从A点运动到C点的过程和从A点运动到О点的过程中﹐弹力都在减小,故加速度都在减小,速度方向与加速度方向相同﹐故速度在增大,C正确,D错误。
8.BCD
【解析】在波动曲线中纵坐标y表示各质点偏离平衡位置的位移﹐故A错误,B正确;在简谐波中各质点都做简谐运动,振幅都等于波源的振幅﹐故C、D正确。
9 . AC
【解析】由图可知，入射角相等，b折射角小，由折射定律n=sin n/sin r可得水对光束a的折射率小，水对光束b的折射率大，由n =c/v可知，在水中的传播速度，光束a比光束b大，所以AC正确，BD错误。故选AC。
10.BD
【解析】由粒子在磁场中的偏转情况可判断粒子带正电,A错误;速度选择器中粒子受力平衡，可知粒子受到的电场力向下,P1极板带正电,B正确;在磁场中粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，可知半径r=mv/BqC错误,D正确。
11.　(1)相等　(2)1.550　(3)　(4)1.240　1.236
【解析】(1)在步骤①中气垫导轨安装时应保持水平状态，滑块在轨道上应做匀速直线运动，故滑块上的挡光片通过两光电门的时间相等。
(2)游标卡尺的主尺读数为15 mm，游标尺读数为0.05×10 mm＝0.50 mm，所以挡光片的宽度为d＝15 mm＋0.50 mm＝15.50 mm＝1.550 cm。
(3)由于挡光片的宽度比较小，故挡光片通过光电门的时间比较短，因此可将挡光片通过光电门的平均速度看成滑块通过光电门的瞬时速度，故滑块通过光电门的速度可表示为v＝。
(4)两滑块相互作用前系统的总动量为p1＝m1v1＝0.620×2.00 kg·m/s＝1.240 kg·m/s。两滑块相互作用后系统的总动量为p2＝(m1＋m2)v2＝(0.620＋0.410)×1.20 kg·m/s＝1.236 kg·m/s。
12.(1)甲　(2)B　C　(3)见解析图 (4)1.50(1.49～1.51)　0.83(0.81～0.85)
【解析】(1)干电池内电阻较小，远小于电压表内阻，选用甲电路时电源内电阻的测量值相对误差小。
(2)因为一节干电池的电压在1.5 V左右，所以电压表选用0～3 V量程的；为了便于调节，滑动变阻器选用变阻范围0～50 Ω的。
(3)作图过程略，如图：
(4)由U＝E－Ir知U－I图线在U轴上的截距表示E、斜率的绝对值表示r。
由图线可得E＝1.50 V，r＝0.83 Ω。
13.(1)　(2)会断裂
【解析】(1)设a球与b球碰前瞬间的速度大小为vC，由机械能守恒定律得mgh＝mv(2分)
解得vC＝(1分)
即a球与b球碰前瞬间的速度大小为。
(2)设碰后b球的速度为v，a、b碰撞过程中动量守恒，则
mvC＝(m＋m)v(2分)
故v＝vC＝(1分)
假设a、b球碰撞后将一起绕O点摆动，设小球在最低点时细绳拉力为FT，则FT－2mg＝2m(2分)
解得FT＝3mg(1分)
因FT＞2.8mg(1分)，故细绳会断裂。
14.(1)　(2)a
【解析】光线在玻璃砖内的光路图如图所示，由几何关系可知光线在AD面上的折射角为30°(2分)
折射率n＝＝＝(3分)
(ⅱ)在AB界面上，sin C＝＝＜sin 60°(2分)，入射角为60°大于临界角C，故光线发生全反射设光从BC界面上N点射出，由几何关系可知
BN＝atan 30°＝a(3分)
15.(1)　　(2)＋　(3)
【解析】(1)
mg＋qE0＝qvB，①(1分)
微粒做圆周运动，则mg＝qE0②(1分)
联立①②得q＝③(1分)
B＝④(1分)
(2)设微粒从N1运动到Q的时间为t1，做圆周运动的周期为t2，则
＝vt1⑤(1分)
qvB＝m⑥(1分)
2πR＝vt2⑦(1分)
联立③④⑤⑥⑦得t1＝(1分)
t2＝⑧(1分)
电场变化的周期
T＝t1＋t2＝＋⑨(1分)
(3)若微粒能完成题述的运动过程，要求d≥2R⑩(1分)
联立③④⑥得R＝(1分)
设在N1Q段直线运动的最短时间为t1min
由⑤⑩得t1min＝＝(1分)
因t2不变，T的最小值为
Tmin＝t1min＋t2＝(1分)