2023-2024学年青海省西宁市第十四中学高二（下）期末考试物理试卷（含答案）

2023-2024学年青海省西宁市第十四中学高二（下）期末考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示，“”型导线固定并垂直于磁场放置在磁感应强度大小为的匀强磁场中、已知，垂直。导线通入恒定电流时，导线受到的安培力大小为( )
A. B. C. D.
2.如图所示，一细光束从空气经界面折射入平行玻璃砖，由界面出射至空气时分为了、两束。下列说法正确的是( )
A. 出射的、光必平行
B. 在玻璃中，光的传播速度大于光的传播速度
C. 若增大入射角，在下侧，出射光、将先后消失
D. 若用、光分别照射同一双缝干涉装置，形成的条纹间距光大于光
3.图甲所示为以点为平衡位置、在、两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是( )
A. 在时，弹簧振子可能运动到位置
B. 在与两个时刻，弹簧振子的速度相同
C. 从到的时间内，弹簧振子的动能持续地增加
D. 在与两个时刻，弹簧振子的加速度相同
4.如图所示，一砂袋用无弹性轻细绳悬于点，开始时砂袋处于静止状态，一弹丸以水平速度击中砂袋后未穿出，二者共同摆动。若弹丸质量为，砂袋质量为，弹丸和砂袋形状大小忽略不计，弹丸击中沙袋后漏出的沙子质量忽略不计，不计空气阻力，重力加速度为。下列说法中正确的是
A. 弹丸打入砂袋过程中，细绳所受拉力大小保持不变
B. 弹丸打入砂袋过程中，系统动量不守恒
C. 弹丸打入砂袋过程中所产生的热量为
D. 砂袋和弹丸一起摆动所达到的最大高度为
5.用质谱仪测量带电粒子的比荷，其原理如图所示，是粒子源，释放出的带电粒子不计重力经小孔飘入电压为的加速电场初速度可忽略不计，加速后经小孔进入磁感应强度大小为的匀强磁场中，最后打在照相底片上的点。测得点到的距离为，则该粒子的比荷等于( )
A. B. C. D.
6.如图所示，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线电阻，电阻，管内磁场的磁感应强度的图象如图所示以向右为正方向，下列说法错误的是( )
A. 通过电阻的电流方向是从到 B. 电阻两端的电压为
C. 感应电流的大小为 D. 内通过的电荷量为
7.如图所示的变压器为理想变压器，，两定值电阻的阻值均为，在原线圈两端接入电压为的正弦交流电源。若仅用导线连接、，变压器原线圈输入的功率为若仅用导线连接、，变压器原线圈输入的功率为若用导线连接、，再用导线连接、，变压器原线圈输入的功率为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，、是波传播路径上的两个质点，时刻，质点的位移为，质点在平衡位置。从零时刻起，质点的振动方程为，则下列判断正确的是( )
A. 波沿轴负方向传播
B. 波的传播速度大小为
C. 从图示时刻开始，质点比质点先到达波谷
D. 质点比质点振动超前
9.如图所示，两平行金属板、水平放置，板间存在电场强度为的匀强电场和磁感应强度为，方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个带正电的粒子在两板间沿中心线做匀速直线运动。粒子通过两平行板后从点进入磁感应强度为，方向垂直纸面向外的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板上的点，测得，两点间的距离为，不计粒子重力，则( )
A. 金属板电势高
B. 粒子在、两板间做匀速直线运动的速度大小
C. 粒子的电荷量与质量之比
D. 粒子在磁场中运动的时间为
10.如图所示，匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的磁场方向均沿水平方向垂直纸面向外，两磁场边界水平，磁场宽度均为，磁场Ⅰ下边界到磁场Ⅱ上边界间距为，磁场Ⅰ的磁感应强度大小为。边长为、电阻为的单匝正方形金属线框在垂直于磁场的竖直平面内，开始时边离磁场Ⅰ上边界距离为，由静止释放金属线框，线框在向下运动的过程中始终在竖直面内，且边始终水平，线框分别匀速穿过磁场Ⅰ、Ⅱ，重力加速度为，忽略空气阻力，则下列判断正确的是( )
A. 金属线框的质量为
B. 磁场Ⅱ的磁感应强度大小为
C. 线框经过磁场Ⅰ产生的焦耳热小于经过磁场Ⅱ产生的焦耳热
D. 线框经过磁场Ⅰ、Ⅱ产生的总焦耳热为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某实验小组要测量当地的重力加速度。由于没有摆球，小组成员找到了一块外形不规则的小金属挂件代替摆球做了一个如图所示的单摆。
用刻度尺测量悬线的长，将挂件拉开一个不大于的角度后释放，用秒表测出次全振动的总时间，则挂件振动的周期________。
改变悬线的长，并测出悬线长，重复实验，测出挂件振动的周期为，则当地的重力加速度为_________用、、、表示。
若多次改变悬线的长度重复实验，测得每次实验时悬线的长及对应的挂件振动的周期，作图像，得到的图像是一条_________填“过原点”或“不过原点”的倾斜直线，若图像的斜率为，则当地的重力加速度为_________。
12.在“用双缝干涉测光的波长”实验中：
下列说法正确的是______。
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉条纹位置时，应使分划板中心刻线与亮条纹的中心对齐
C.为减小测量误差，测出条亮条纹间的距离，再求出相邻两条亮条纹的距离
测量某亮纹位置时，手轮上的 示数如图，其示数为______。
测得相邻两条亮条纹间的距离，且已知双缝间距为，双缝到毛玻璃屏的距离为，由计算式______，求得所测光的波长为______。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.一定质量的理想气体从状态变化到状态，其过程如图所示，图线的反向延长线经过坐标原点，此过程中，气体吸收了的热量。已知气体在状态时的压强为，求：
气体从到的过程中，气体的压强是否发生了变化，并说明理由；
气体从到的过程中，气体的内能增加了多少？
14.如图所示，两根足够长的平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量的金属棒置于导轨上，在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计，金属棒由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好，不计空气阻力影响，已知金属棒与导轨间动摩擦因数，，取。
求金属棒沿导轨向下运动的最大速度。
求金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻上的最大电功率。
若从金属棒开始运动至达到最大速度的过程中，电阻上产生的焦耳热总共为，求这个过程的经历的时间。
15.如图所示，质量为的物块放在特殊材料动摩擦因数比较大制成的水平面上，绕过定滑轮的轻绳一端与物块相连，另一端吊着质量为的物块，处于静止状态。质量为的圆环套在轻绳上，在离物块高度为处由静止释放，与发生弹性碰撞，碰撞时间极短，当的速度刚好为零时，与发生第二次碰撞。已知重力加速度为，轻绳为不可伸长的刚性绳即、及绳可视为整体，圆环与绳之间无摩擦，不计空气阻力，求：
圆环与物块第一次碰撞前瞬间圆环的速度大小
圆环与物块碰撞后瞬间，圆环和物块的速度大小
物块与水平面间的动摩擦因数为多大。
参考答案
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不过原点

12.；
；
；
13.根据理想气体状态方程
气体从到的过程中，由图像可知
可知气体从到的过程中，气体做等压变化，气体的压强不变。
气体从到过程中，体积增大，气体对外做功大小为
根据热力学第一定律可得
解得气体的内能增加了

14.解：金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度，
由牛顿第二定律，
且，，，
解得；
金属棒以最大速度匀速运动时，电阻上的电功率最大，此时
，
联立解得；
设金属棒从开始运动到达到最大速度过程中，沿导轨下滑距离为，由能量守恒定律
，
根据焦耳定律，
联立解得，
通过回路的电荷量，
且，，
解得，
由动量定理：，
解得。

15.根据机械能守恒有
解得
与发生弹性碰撞，根据动量守恒，设向下方向为正
根据能量守恒
解得
，
设与水平面间的动摩擦因数为 ，碰撞后向下做匀减速直线运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律对、有
， ，
根据题意
， ，
解得

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