2023-2024年湖南省雅礼教育集团高二下学期期中考试物理试题（解析版）

雅礼教育集团2024年上期期中考试高二物理试卷一、单选题1.下列说法正确的是（）A.由于安培力可以做功，故洛伦兹力也可以做功B.通电导线放入磁场中，安培力越大，说明此处磁感应强度越大C.洛伦兹力一定不做功D.回路中只要有导线切割磁感线，则磁通量一定会发生变化【答案】C【解析】洛伦兹力始终与速度方向垂直，则一定不做功，故A错误，C正确；通电导线放入磁场中，安培力大小与电流大小、磁场强弱、电流方向与磁场方向夹角都有关，则无法根据安培力大小判断磁场强弱，故B错误；若整个回路完全处于竖直匀强磁场中，水平移动，虽然切割磁感线，磁通量依然不变，故D错误。故选C。2.如图所示，质量为的滑块沿倾角为的固定斜面向上滑动，经过时间，速度为零并又开始下滑，经过时间回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为，重力加速度为。在整个运动过程中，下列说法正确的是（）A.重力对滑块的总冲量为 B.支持力对滑块的总冲量为C.合外力的冲量为 D.摩擦力的总冲量为【答案】B【解析】根据冲量的定义知，重力对滑块的总冲量为，A错误；将重力按照垂直斜面和平行于斜面分解，可得支持力，支持力对滑块的总冲量为，B正确；滑块在滑上又滑下过程中，摩擦力一直做负功，所以在相同高度处上滑的速度大于下滑速度，开始小滑块的动量沿斜面向上，最后小滑块的动量沿斜面向下，因此全过程中，动量变化量不为零，根据动量定理可知，合外力的冲量不为，C错误；小滑块向上滑动时摩擦力方向沿斜面向下，小滑块向下滑动时摩擦力方向沿斜面向上，以沿斜面向上为正方向，则摩擦力的总冲量为，D错误。故选B。3.图（a）为一列波在时的波形图，图（b）为媒质是平衡位置在处的质点的振动图像，下列说法正确的是（）A.波沿轴正向传播 B.波在媒介中的传播速度为C.在的时间内，沿传播方向运动了 D.当时，运动到波谷位置【答案】D【解析】图（b）为媒质是平衡位置在处的质点的振动图像，则在时，振动方向为轴负方向，则图（a）中，根据质点振动方向和传播方向在图像同一侧可知波沿轴负向传播，故A错误；图（a）可知，机械波的波长为，图（b）可知振动周期为，则波速为，故B错误；只在平衡位置上下振动，不会沿传播方向运动，故C错误；图（b）可知，在时，在轴负方向最大位置，即运动到波谷位置，故D正确。故选D。4.如图所示是振荡电路和通过点的电流随时间变化的规律。若把流过点向右的电流方向规定为正方向，则下列说法正确的是（）A.在时间内，电容器放电，电场能增大 B.若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大C.若仅增大电容器极板间距，振荡频率减小 D.在时间内，电容器的上极板带正电【答案】D【解析】在内，回路中的电流顺时针方向增大，则电容器正在放电，则电场能减小，故A错误；由，可知若仅增大线圈的自感系数，振荡频率减小，由可知，若仅增大电容器的电容器极板间距，则电容减小，振荡频率增大，故B、C错误；在内，回路中电流逆时针方向减小，电容器正在充电，则电容器的上极板带正电，故D正确。故选D。5.水平架设的三根绝缘直流输电线缆彼此平行，某时刻电流方向如图所示，电缆线在最上方，两根电缆线、在下方，且位于同一水平高度处，为等腰三角形，，点是，连线的中点，电缆线上的点、点、点在同一竖直平面内，忽略地磁场，下列说法正确的是（）A.输电线缆、相互吸引 B.输电线缆所受安培力的方向竖直向下C.输电线缆在点处产生的磁场方向竖直向下 D.点处的磁场方向沿水平方向由指向【答案】D【解析】输电线缆、电流方向相反，相互排斥，故A错误；由右手螺旋定则及磁场的叠加可知、两条线缆在点所产生的合场强水平向右，根据左手定则知线缆受到的安培力方向竖直向上，故B错误；由右手螺旋定则可知线缆在点处产生的磁场方向由点指向点，故C错误；由右手螺旋定则及题意可知、线缆在点处产生的磁场方向等大反向，线缆在点处产生的磁场方向由点指向点，故合场强的方向由点指向点，故D正确。故选D。6.如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻的阻值为，滑动变阻器的最大阻值为，滑片初始位置在最右端。理想电压表的示数为，理想电流表的示数为。下列说法正确的是（）A.保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，减小，不变B.保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，消耗的功率增大C.保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，减小，增大D.保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，消耗的功率减小【答案】B【解析】由题意可知，原副线圈的匝数比为，则副线圈的电流为，根据欧姆定律可得副线圈的电压有效值为，则变压器原线圈的电压有效值为，设输入交流电的电压有效值为，则，可得，保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，不断变大，根据欧姆定律，可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则两端的电压不断变小，则电压表示数变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故B正确，A错误；设原副线圈的匝数比为，同理可得，则，整理可得，保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，不断变大，则变小，对由欧姆定律可知，可知不断变小，根据原副线圈的功率相等可知消耗的功率，整理可得，可知时，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后减小，故C、D错误。故选B。二、多选题7.如图所示，木块与水平面间的摩擦不计，子弹沿水平方向射入木块并在极短时间内相对于木块静止下来，然后木块压缩弹簧至弹簧最短。将子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程称为，此后木块压缩弹簧的过程称为，则（）A.过程中，子弹和木块所组成的系统机械能不守恒，动量也不守恒B.过程中，子弹和木块所组成的系统机械能不守恒，动量守恒C.过程中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量也守恒D.过程中，子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒，动量不守恒【答案】B、D【解析】子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程，子弹和木块组成的系统所受合外力近似为零，系统动量守恒，但要克服摩擦力做功，产生热量，系统机械能不守恒，故A错误，B正确；过程中，子弹、弹簧和木块所组成系统受到墙壁的作用力，外力之和不为零，则系统动量不守恒，但系统只有弹簧弹力做功，机械能守恒，故C错误，D正确。故选B、D。8.如图所示，在等边三棱镜截面内，有一束单色光从空气射向其边界上的点，已知该单色光入射方向与三棱镜边界的夹角，该单色光在三棱镜中的传播光线与底边平行。则下列说法中正确的是（）A.该单色光从空气进入棱镜后频率变小B.该单色光在介质中的折射率为C.该单色光在边界不会发生全反射D.若将该单色光换成频率更大的单色光仍然从点以相同的入射角入射，则从面上射出时的出射点将会沿向下移【答案】B、C、D【解析】该单色光从空气进入棱镜后频率保持不变，故A错误；单色光在三棱镜中的传播光线与底边平行，由几何关系可知，光在三棱镜界面处的入射角为，折射角为，根据折射定律可得该单色光在介质中的折射率为，故B正确；由几何关系可知，光线在边界的入射角等于，根据，入射角小于临界角，则该单色光在边界不会发生全反射，故C正确；若将该单色光换成频率更大的单色光仍然从点以相同的入射角入射，即三棱镜对该单色光的折射率增大，根据折射定律可知该单色光的折射角将减小，由几何关系可知，显然该单色光从AC面上射出时的出射点将会沿向下移，故D正确。故选B、C、D。9.如图所示，足够长的光滑三角形绝缘槽固定在水平面上，与水平面的夹角分别为和，加垂直于纸面向里的磁场，分别将质量相等、带等量正、负电荷的小球、依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上运动的说法正确的是（）A.在槽上，、两球都做匀加速直线运动，且B.、两球沿槽运动的最大速度为和，则C.、两球沿直槽运动最大位移为和，则D.、两球沿槽运动的时间为和，则【答案】A、C【解析】两小球受到的洛伦兹力都与斜面垂直向上，沿斜面方向的合力为重力的分力，故在槽上，、两球都做匀加速直线运动，加速度为，，可得，故A正确；当小球受到的洛伦兹力与重力沿垂直斜面向下分力相等时，小球脱离斜面，则，，可得，，故，故B错误；根据动力学公式，，可得、两球沿直槽运动的最大位移分别为，，根据数学关系可得，故C正确；、两球沿槽运动的时间分别为，，可得，故D错误。故选A、C。10.如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直于纸面匀强磁场（未画出），两个用同种导线绕制的单匝闭合正方形线框和，其边长分别为、，且满足，两线框的下边缘距磁场上边界的高度均为，现使两线框由静止开始释放，最后两线框均落到地面上。两线框在空中运动时，线框平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.若线框、刚进入磁场时的加速度大小分别为、，则B.若线框、落地时的速度大小分别为、，则C.若线框、在运动过程中产生的热量分别为、，则D.若线框、在运动过程中通过线框横截面的电荷量分别为、，则【答案】C、D【解析】线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度，切割磁感线产生感应电流，受到磁场的安培力大小为，由电阻定律有，（为材料的电阻率，为线圈的边长，为导线的横截面积），线圈的质量为（为材料的密度）。当线圈刚进入磁场时其加速度为，联立得，与无关，则，故A错误；线圈和进入磁场的过程先同步运动，由于当线圈刚好全部进入磁场中时，线圈由于边长较长还没有全部进入磁场，线圈完全进入磁场后做加速度为的匀加速运动，而线圈仍先做加速度小于的变加速运动，完全进入磁场后再做加速度为的匀加速运动，线圈做加速度为的匀加速运动的位移较大，所以落地速度关系为，故B错误；由能量守恒可得（是磁场区域的高度），因为，，所以可得，故C正确；根据，则知，故D正确。故选C、D。三、实验题11.某探究小组用图甲所示的实验装置测量重力加速度。铁架台上固定着光电门，让直径为的小球从处由静止开始自由下落，小球球心正好通过光电门。现测得小球由下落到的时间为，用刻度尺测得间的高度为。现保持光电门位置不变，将小球释放点缓慢移动到不同位置，测得多组数值，画出随变化的图线为直线，如图丙所示，直线的斜率为，则：（1）用游标卡尺测量小球直径时，游标卡尺的读数如图乙所示，则小球的直径为______；（2）由图线可求得当地重力加速度大小为______（用题中字母表示）；（3）若某次测得小球由下落到的时间间隔为，则可知此次小球经过光电门时的速度大小为______（用题中字母表示）。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）由分度的游标卡尺的读数规则可知小球的直径。（2）小球做自由落体运动，出发点在点，小球在点的速度为，则小球从到的过程有，整理得，可知为一次函数图像，斜率，解得。（3）由速度公式可知。12.某兴趣小组对研究手机电池产生兴趣，利用手边器材，先从测量电池组的电动势和内阻开始研究。如图1所示的实验原理图，已知电池组的电动势约为，内阻约。现提供的器材如下：A.电池组B.电压表（量程）C.电压表（量程）D.电阻箱E.定值电阻F.定值电阻G.开关和导线若干（1）如图1所示，要尽可能精确测量电源的电动势和内阻，电压表应选择________（选填“B”或“C”）；定值电阻应选择_______（选填“E”或“F”）。（2）改变电阻箱的阻值，记录对应电压表的读数，作出的图像如图2所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为、，定值电阻的阻值用表示，则可得该电池组的电动势为__________，内阻为_______。（用字母表示）（3）调节电阻箱阻值从零开始逐渐变大的过程中，电阻箱的功率如何变化_______。（选填“变大”“变小”“先变大后变小”“先变小后变大”）【答案】（1）C；E；（2）；；（3）先变大后变小【解析】（1）被测电池组的电动势约，故电压表应选择量程为的电压表，即选C；为减小电压表的分流的影响，定值电阻应选择阻值较小的定值电阻，即选E。（2）根据闭合电路欧姆定律可得，整理得，根据图像的斜率与纵截距可得，，解得，。（3）根据电源输出功率与外电阻的关系可知，外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大。将电阻等效为电源内阻（若考虑电压表的内阻，也将电压表的内阻等效为电源内阻），这样电阻箱的功率就是等效电源的输出功率，调节电阻箱阻值从零开始逐渐变大的过程中，因电阻箱阻值可以大于等效电源的内阻，故电阻箱的功率先变大后变小。四、解答题13.静止在水平地面上可视为质点的两小物块、的质量分别为，。两者之间有一被压缩的轻质微型弹簧，与其右侧的竖直墙壁距离，如图所示。某时刻将压缩的微型弹簧释放，使、瞬间分离，沿着与墙壁垂直的方向运动，恰好不会与墙壁发生碰撞。、与地面之间的动摩擦因数为，取。求：（1）弹簧释放后获得的速度大小；（2）弹簧释放后获得的速度大小；（3）弹簧释放前储存的弹性势能。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）弹簧释放后做匀减速直线运动，由动能定理，可得，解得。（2）依题意，释放弹簧过程中，系统动量守恒，有，解得。（3）根据能量守恒可知弹簧释放前储存的弹性势能为。14.如图所示，宽度的平行光滑金属导轨（足够长）固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。一根质量为的导体棒放在导轨上，两导轨之间的导体棒的电阻为，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平恒力使导体棒由静止开始运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好，经过后撤去外力（此时导体棒已达到最大速度）。空气阻力可