2023-2024学年湖南省张家界市高二（下）期末考试物理试卷（含答案）

2023-2024学年湖南省张家界市高二（下）期末考试物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.如图所示，做简谐振动的小球，平衡位置为点，关于小球，下列说法正确的是( )
A. 从点向左边运动，速度逐渐增大
B. 从点向右边运动，加速度越来越大
C. 从点向右边运动，位移越来越小
D. 从左边向点运动，位移越来越大
2.A.两质点从同一地点沿同一方向做直线运动，运动速度，随时间的变化规律如图所示。已知时刻两质点相遇，则相遇时质点的速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
3.目前，我国的北斗卫星超过颗，能够达到全球覆盖的成效，让世界再次认识到中国实力的强大。假设北斗卫星中的、、轨道如图所示，其中是近地卫星，是同步卫星。下列判断正确的是( )
A. 卫星的运行速度等于第一宇宙速度
B. 三颗卫星中，的向心加速度最大
C. 三颗卫星中，的机械能最大
D. 若受到稀薄空气的作用，轨道将会降低，动能逐渐减小
4.完全相同的两个光滑圆柱体的截面如图所示，对施加沿着水平直径向左的推力，使紧靠竖直墙壁，且的圆心与的最高点在同一水平线上，、均保持静止状态。已知、的质量均为，重力加速度为，则推力的大小为( )
A. B. C. D.
5.一半圆形玻璃砖的横截面如图所示，为直径，为圆心，一束单色光垂直入射到面上的点，在玻璃砖内恰好发生全反射，经三次全反射后从面上的点图中未画出出射，出射光线与入射光线平行，则玻
璃砖对该单色光的折射率为( )
A. B.
C. D.
6.如图所示，空间某区域存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向竖直向上。在点同时将两带电小球、以等大的速率分别向左、右两侧水平抛出后，二者均做匀速圆周运动，不考虑两球之间的相互作用。下列判断正确的是( )
A. 两球一定都带负电 B. 两球比荷不相等
C. 两球的轨道半径相等 D. 两球一定同时到达点正上方
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.一列简谐横波沿轴传播，某时刻的波形图如图所示，平衡位置位于坐标原点的质点振动图像如图所示。图所示的波动图像对应的时刻可能是( )
A. B. C. D.
8.如图所示，一个边长为、匝数为的正方形线框垂直放在磁感应强度为、范围足够
大的匀强磁场中，当线框以角速度在磁场中匀速转动时，下列说法正确的是( )
A. 当线框以为轴转动时，感应电动势的最大值是
B. 当线框以为轴转动时，感应电动势的有效值是
C. 从图示位置开始计时，当线框以为轴转动时，感应电动势的瞬时值表达式是
D. 从图示位置开始，当线框以为轴转动的过程中感应电动势的平均值大小是
9.如图所示，固定斜面的倾角为，与地面在点平滑连接。可视为质点的小物块从斜面顶端点由静止释放，最终停在地面上的点。已知小物块与斜面、水平面间的动摩擦因数相同，，小物块沿着斜面下滑的加速度大小为，下滑时间为，到达点时的速度大小为；若斜面高度不变，倾角变为图中斜面，与地面在点平滑连接，小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数不变。将小物块从斜面顶端点由静止释放，沿着斜面下滑，，下列判断正确的是( )
A. 小物块仍然停在地面上的点
B. 小物块沿着斜面下滑的加速度大小为
C. 小物块沿着斜面下滑的时间仍为
D. 小物块到达点时的速度大小为
10.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上，导轨间距为，导轨左端接有阻值为的电阻，整个空间处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。质量为、长度为、电阻为的导体棒静止在导轨上。现对导体棒施加一水平向右的恒力，使导体棒由静止开始向右运动，运动距离小于时已经匀速运动，运动距离为时撤去恒力，一段时间后导体棒静止。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。下列判断正确的是( )
A. 导体棒匀速运动时的速度大小为
B. 撤去拉力前的过程中，导体棒上产生的焦耳热为
C. 撤去拉力后的过程中，通过导体棒的电荷量为
D. 撤去拉力后，导体棒运动的距离为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学利用平抛运动的知识测量弹簧枪射出弹丸的速度，选用的器材有贴有白纸的屏、刻度尺、复写纸、支架等。实验时将器材按如图所示安装：用支架将弹簧枪固定好，接着弹簧枪向离枪一定距离的竖直屏发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸在白纸上留下落点位置。将竖直屏向远离弹簧枪方向移动，每次移动的距离均为。通过几次重复实验，挑了一张有个连续落点痕迹的白纸图中点为弹丸在竖直屏上打下的第一个点，每次发射时弹簧的压缩量相同，部分测量数据如图所示。重力加速度取。
下列实验步骤必要的是______填正确答案标号。
A.在安装时，必须确保弹簧枪口水平放置
B.为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸
C.屏放置时不竖直不影响实验结果
D.第一次实验时，需要测量弹簧枪枪口到屏的距离
根据测量的数据，可知弹丸离开弹簧枪的速度大小为______，、点间的距离为_____。
12.物理学习小组通过实验测量一节干电池的电动势和内阻。
同学们按照如图所示的电路进行实验，发现无论如何调节滑动变阻器的阻值，电压表的示数变化很小不为零，于是在电路中接入一个定值电阻阻值为，之后电压表示数变化正常，的作用是______填正确答案标号。
A.增大电流表的量程 增大电压表的量程
C.增大滑动变阻器的阻值范围 增大电源的等效内阻
小明同学通过查阅说明书，得知电流表的内阻，于是又对接入后的电路进行了改进，请在图方框中画出改进后的电路图仍包含_____。
根据改进后的实验方案，测得多组电压、电流，作出图像如图所示，由图线可得电池的电动势_____，_____。
根据改进后的实验方案完成实验，电池内阻的测量值_____真实值填“大于”“等于”或“小于”。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.第二十五届哈尔滨冰雪大世界“人气王”超级冰滑梯，在规模、长度和占地面积上均创历届之最。该冰滑梯可看成长为米的斜面，一名游客以的初速度开始匀加速下滑，到达冰滑梯底端的速度为，重力加速度取。求：
游客在冰滑梯上运动时加速度的大小以及运动的时间；
游客从冰滑梯滑下后在水平冰面上沿直线向前滑行游客由冰滑梯底端滑至水平面时速度大小不变、方向变为水平，若游客与水平冰面间的动摩擦因数为，游客在水平冰面上滑行多远后停下。
14.如图所示，水平面上方有水平向右的匀强电场。一质量为、带电量为的金属小球自点以大小为的速度竖直上抛，在最高点以速度与静止在绝缘支柱上的质量为、不带电的金属小球发生弹性正碰。两小球所用材料、形状和大小均相同，碰后带电量均分，重力加速度为，不计空气阻力和碰后两球间的相互作用。求：
电场强度大小；
碰撞后瞬间两金属球的速度大小和；
碰撞后两金属球运动的加速度大小和。
15.图为某儿童游乐园的“彩虹滑梯”，图为其结构示意图。假设滑梯由三段光滑圆弧轨道和一段粗水平轨道组成。三段圆弧轨道的半径均为，对应的圆心角分别为其中，在同一竖直线上，点处切线水平。某游客乘坐橡皮轮胎从轨道最高点由静止下滑，已知游客和橡皮轮胎的总质量为，轮胎与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为。求：
游客沿轨道滑到点时对轨道的压力大小；
为使游客不脱离轨道，的最大值为多少；
在为中最大值的情况下，为使游客能在水平轨道上停下，的最小长度为多少。
参考答案
1.
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4.
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6.
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11.


12.
等于

13.由运动学公式 ，解得游客在冰滑梯上运动时加速度的大小
游客在冰滑梯上运动的时间
由动能定理得
解得

14.金属小球 自 点以大小为 的速度竖直上抛，到达最高点速度仍为 ，则
解得
两球碰撞过程中动量及能量守恒，有
解得
由牛顿第二定律得
解得

15.设游客沿轨道 滑到 点时的速度为 ，由机械能守恒定律得
在 点由牛顿第二定律
联立解得
由牛顿第三定律得，游客沿轨道 滑到 点时对轨道的压力大小为 ；
设游客沿轨道滑到点时的速度为 ，由机械能守恒定律得
在点由牛顿第二定律
游客不脱离轨道，应满足
联立解得
所以 的最大值为 。
设游客滑到点时的速度为 ，由机械能守恒定律得
设的最小长度为，由动能定理得
联立解得

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