甘肃省张掖市山丹县2024-2025学年度第一学期高二物理期末考试卷（含答案）

2024-2025学年度第一学期高二物理期末考试卷
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.相隔一定距离的电荷或磁体间的相互作用是怎样发生的？这是一个曾经使人感到困惑、引起猜想且有过长期争论的科学问题。世纪以前，不少物理学家支持超距作用的观点。英国的迈克尔法拉第于年提出了电场和磁场的概念，解释了电荷之间以及磁体之间相互作用的传递方式，打破了超距作用的传统观念。年，他用电力线即电场线和磁力线即磁感线形象地描述电场和磁场，并解释电荷磁的各种现象。下列对电场和磁场的认识，正确的是( )
A. 法拉第提出的磁场和电场以及电力线和磁力线都是客观存在的
B. 在电场中由静止释放的带正电粒子，一定会沿着电场线运动
C. 通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的
D. 磁感线上某点的切线方向跟放在该点的通电导线的受力方向一致
2.在真空中静止的两个等量正点电荷，点为两电荷连线的中点，点在连线的中垂线上，若在点由静止释放一个电子，如图所示，仅在静电力作用下，关于电子的运动，下列说法正确的是( )
A. 电子在从点到点运动的过程中，加速度可能先增大后减小，速度一定越来越大
B. 电子在从点到点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C. 电子运动到点时，加速度为零，速度也为零
D. 电子通过点后，速度越来越大
3.如图所示，水力采煤时，用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤层，设水柱横截面积为，水速为，水的密度，假设水柱射在煤层的表面上，冲击煤层后水的速度变为零，求水柱对煤层的平均冲击力大小是( )
A. B. C. D.
4.如图所示，电源电动势为，内阻为，所有电表均为理想电表。闭合开关和，待电路稳定后，两极板中间位置处有一带电油滴恰好静止。、为定值电阻，下列说法正确的是( )
A. 闭合开关、，待电路稳定后，将电容器上极板向上移动时，带电油滴的电势能减小
B. 闭合开关，断开开关，将滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，电源的输出功率增大
C. 闭合开关、，将滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，电压表的示数变化量绝对值与电流表的示数变化量绝对值的比值减小
D. 闭合开关，，将滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，通过电流表的电流方向由
5.如图所示，在竖直固定的光滑绝缘圆环轨道上，套着两带电小环、。两小环处于静止状态，且刚好位于同一水平线上。若小环缓慢漏电，则( )
A. 漏电前，、两小环质量和电量均相同
B. 漏电过程中，小环对轨道的压力大小不变
C. 漏电过程中，两小环始终在同一高度且库仑力逐渐减小
D. 漏电过程中，若小环固定，则小环受到轨道的支持力逐渐增大
6.如图所示，一半径为的圆盘上均匀分布着电荷为为的正电荷，在垂直于圆盘且过圆心的轴线上有、、，四个点，和、和，和，和间的距离均为，在点处有一电荷量为的固定点电荷，在点有一电荷量为的固定点电荷。已知点处的电场强度大小为为静电力常量，方向由指向，则点处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
7.新冠肺炎疫情发生以来，国产大型运输机运“胖妞”成为众多驰援武汉运输队伍中最亮眼的明星。设想运在平直跑道上起飞的过程：飞机从点由静止出发，依次经过跑道上的，两点，、，其速度随位移的变化规律如图。飞机从点到点的运动过程中质量视为不变，则下列说法正确的是
A. 运飞机在直跑道上起飞的过程是匀加速直线运动
B. 运飞机在点的加速度小于在点的加速度
C. 运飞机在之间和之间的动能增加量相等
D. 运飞机在点所受合外力等于在点所受合外力
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.质量为的物块在竖直向上的拉力作用下由静止开始运动，物块运动的图像如图所示。忽略空气阻力的影响，重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 内，拉力的大小为 B. 时，物块开始下降
C. 内，物体处于超重状态 D. 物体上升的最大高度为
9.波源位于坐标原点，从时刻开始沿轴正方向做简谐运动，其振动图像如图甲所示，一个周期之后波源停止运动，当时形成的简谐波波形图如图乙所示，质点的平衡位置。关于此时刻的该简谐波，下列说法正确的是( )
A. 质点的平衡位置的坐标为
B. 该简谐波的波长为
C. 质点的平衡位置
D. 质点从计时开始到时运动的路程为
10.随着我国航空母舰数量的增加，我国海上军事力量进一步加强，新一代航母阻拦系统将采用电磁阻拦技术，基本原理如图所示，飞机着舰时关闭动力系统，利用尾钩钩住绝缘阻拦索并拉动轨道上的一根金属棒，导轨间距为，飞机质量为，金属棒质量为，飞机着舰后与金属棒以共同速度进入磁场，轨道端点间电阻为，金属棒电阻为，不计其它电阻和阻拦索的质量。轨道内有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为。金属棒运动一段距离后与飞机一起停下，测得此过程中电阻上产生的焦耳热为，不计一切摩擦，则( )
A. 整个过程中通过电阻的电荷量为
B. 整个过程中通过电阻的电荷量为
C. 经过位置时，克服安培力做功的功率小于
D. 通过最后的过程中，电阻上产生的焦耳热为
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共22分。
11.在“测定电池的电动势和内阻”实验中，甲图为某同学采用的电路以及获得的电压与电流的关系图像，由此可得该电池的电动势为 ，内阻为 。答案保留三位有效数字
本实验的误差来自于电压表的分流作用，这将导致电动势的测量值 选填“偏大”或“偏小”，内阻的测量值 选填“偏大”或“偏小”。
为了尽可能减小误差，该同学用相同的实验器材又采用了如图乙的电路接法，获得的电压与电流的关系图像如图乙所示，结合甲、乙两次实验数据，可得电池真实的电动势为 ，内阻为 。
12.某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律。他在气垫旁加装了位置感应器可以将任一时刻该滑块与某点的距离记录下来，测得两滑块的质量分别为，，两滑块、在气垫导轨上摩擦力可忽略不计发生正碰，该同学通过实验描绘出碰撞前后滑块、的位移时间图像如图所示。
由图可知滑块、在 时发生碰撞
碰撞前滑块的动量为 ，滑块的动量为 ，碰撞后滑块、粘在一起运动，两滑块整体的动量为
若实验允许的相对误差绝对值最大为，则本实验的相对误差绝对值为 ，可得出的实验结论是 。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，一半径为的玻璃半球，点是半球的球心，虚线过球心与半球截面垂直的直线。有一束单色光平行于从点射入玻璃，从点射出玻璃后交于点，已知，，光在真空中的传播速度为。不考虑被半球的内表面反射后的光线，求：结果保留根号
玻璃的折射率
若不改变光的入射方向，仅将入射点向左平移，移到点图中未画出时，在圆弧面上刚好没有光线射出，求的长度是多少
14.如图，将一质量为、高度为的光滑圆弧槽放置在足够大的光滑水平面上，在其左侧放置一质量未知的滑块。某时刻，将一质量为的小球可视为质点从光滑圆弧槽的顶点处由静止释放，三个物体均在同一直线上运动，重力加速度大小取，求：
若圆弧槽固定，小球滑到水平面上时，小球的速度大小
若圆弧槽不固定，小球滑到水平面上时，圆弧槽和小球的速度大小
接问，若小球与滑块发生弹性碰撞后恰好不能追上圆弧槽，滑块的质量大小结果保留位有效数字
15.如图所示，在平行板电容器的两板之间，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度，方向垂直纸面向里，电场强度，为板间中线。紧靠平行板右侧边缘坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度，磁场边界和轴的夹角。一束带电量的同位素正离子从点射入平行板间，沿中线做直线运动，穿出平行板后从轴上坐标为的点垂直轴射入磁场区，离子通过轴时的速度方向与轴正方向夹角在之间，不计离子重力，求：
离子运动的速度大小
离子从运动到轴的最长时间
若只改变区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到轴上，磁感应强度大小应满足什么条件
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】
偏小 偏小


12.【答案】

在误差允许的范围内，动量守恒

13.【答案】解：作出过点的法线，如图所示
根据几何关系有
解得
由于
则
由几何关系，得
由折射定律，得玻璃的折射率
当移到时，在圆弧面恰好发生全反射，有
又由几何关系可知
联立解得

14.【答案】解：由动能定理，
解得。
以圆弧槽和小球为系统，在水平方向动量守恒，机械能守恒，以水平向左为正方向，有，
，
解得，，
所以圆弧槽和小球的速度大小分别为和。
小球与滑块发生弹性碰撞，动量和机械能均守恒，有，
，
小球与滑块弹性碰撞后恰好不能追上圆弧槽，则，
解得。
15.【答案】解：离子在两板间时有
解得：
当通过轴时的速度方向与轴正方向夹角为时，到达轴上的点，如图所示
则
所以
当通过轴时的速度方向与轴正方向夹角为时，到达轴上的点，则
所以
所有离子速度都相同，当离子运动路程最长时，时间也最长，由图知当时离子运动时间最长，则
由牛顿第二定律有
则
当时，同位素离子质量最大
若质量最大的离子不能穿过直线，则所有离子必都不能到达轴，由图可知使离子不能打到轴上的最大半径
如图所示
设使离子都不能打到轴上，最小的磁感应强度大小为，则
解得
则

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