湖北省鄂州市部分高中协作体2023-2024学年高二上学期11月期中考试物理试题

2023年秋季鄂州市部分高中教科研协作体期中考试高二物理试卷考试时间：2023年11月16日上午 试卷满分：100分考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：选择性必修第一册第一章，选择性必修第二册第一章至第二章第2节。一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.下列说法正确的是（）A.一运动电荷在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零B.安培力的方向一定与通电导线垂直，但与磁场方向不一定垂直C.洛伦兹力的方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向不一定与电荷速度方向垂直D.由知，通电直导线垂直于磁场方向放置，B与通电直导线所受的安培力F成正比，与通电导F线I、L的乘积成反比2.随着城市高层建筑的增多，高空坠物不时发生，威胁着人们的安全，《中华人民共和国刑法修正案（十一）》新增高空抛物罪.假设一小球的质量约为25g，从高楼的窗户自由下落到地面，小球与地面接触时间约为后减速为零，下落到地面的瞬时速度约为20m/s.小球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小g取10m/s2.试估算小球对地面平均作用力的大小约为（） N 3.如图所示，“L”型导线abc固定并垂直于磁场放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中.已知ab=bc=l，ab垂直bc.导线通入恒定电流I时，导线abc受到的安培力大小为（）A.BIl B.BIl C.2BIl D.BIl4.如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（极性不明），当条形磁铁下落时，可以判定（）A.环中将产生俯视顺时针方向的感应电流B.环对桌面的压力将减小C.环有面积减小的趋势D.磁铁将受到竖直向下的电磁作用力5.用质谱仪测量带电粒子的比荷，其原理如图所示，A是粒子源，释放出的带电粒子（不计重力）经小孔S，飘入电压为U的加速电场（初速度可忽略不计），加速后经小孔S3进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后打在照相底片上的D点.测得D点到S3的距离为d，则该粒子的比荷等于（）A. B. C. D.6.如图甲所示，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=10cm2，螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=9Ω，磁感应强度B的变化规律Bt图像如图乙所示（以向右为正方向），则（）甲 乙A.感应电动势为B.感应电流为C.电阻R两端的电压为6VD.0~1s内感应电流的方向为从C点通过R流向A点7.如图所示，木块静止在光滑水平面上，两颗不同的子弹A、B分别从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块内，这一过程中木块始终保持静止.若子弹A射入的深度大于子弹B射入的深度，则（）A.子弹A的质量一定比子弹B的质量大B.入射过程中子弹A受到的阻力比子弹B受到的阻力大C.子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长D.子弹A射入木块时的初动能一定比子弹B射入木块时的初动能大8.在如图所示的电路中，将开关S闭合，灯泡正常工作，导线MM'与NN'互相平行，a点与两导线共面且到两导线距离相等，则下列说法正确的是（）A.两段导线互相吸引MB.两段导线互相排斥NC.两段导线在a点处产生的磁场方向垂直两导线平面向下D.两段导线在a点处产生的磁场方向垂直两导线平面向上9.一只质量为的乌贼吸入的水，静止在水中.遇到危险时，它在百分之一秒时间内把吸入的水向后全部喷出，以2m/s的速度向前逃窜.以下说法正确的是（）A.该乌贼与喷出的水的动量变化大小相等、方向相同B.该乌贼喷出的水的速度大小为28m/sC.该乌贼在这一次逃窜过程中消耗的能量为D.该乌贼喷出水的过程中对水的平均作用力大小为280N10.用如图所示的回旋加速器加速电荷量为q、质量为m的带电粒子，已知D形盒半径为R，所加磁场磁感应强度大小为B，a、b间所接电压为U，忽略两D形盒间狭缝的宽度.下列说法正确的是（）A.图中回旋加速器加速的带电粒子一定带正电B.回旋加速器a、b之间所接高频交流电的周期为C.回旋加速器加速后粒子的最大动能为D.回旋加速器D形盒的半径R、磁感应强度B不变，则加速电压U越高，粒子飞出D形盒的动能Ek越大二、实验题（本题共2小题，共16分）11.（8分）某实验小组设计了如图甲所示的实验装置测速度并验证动量守恒定律.甲 乙（1）图中水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电门1和光电门2，它们与数字计时器相连，弹性滑块A、B质量分别为mA、mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，利用游标卡尺测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度d=cm；（2）实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动，则mA、mB应满足的关系是mA（选填“大于”“等于”或“小于”）mB；（3）实验先调节气垫导轨成水平状态，再轻推滑块A，测得A通过光电门1的遮光时间为t1，A与B相碰后，B和A先后经过光电门2的遮光时间分别为t2和t3，碰前A的速度大小为vA=m/s；（4）在实验误差允许的范围内，若满足关系式（用字母mA、mB、t1、t2、t3表示），则可认为验证了动量守恒定律.12.（8分）如图所示，是研究电磁感应现象的实验装置，已知电流表的电流从正极流入时指针向右偏转，装置已完整连接且能正常工作.（1）磁铁插入螺线管或从螺线管中拔出来的过程，可以看到，磁铁相对于螺线管运动的时候，电流表的指针（选填“偏转”或“不偏转”），表明螺线管中（选填“有电流”或“无电流”）产生.（2）如图，N极向上抽出线圈的过程，电流表指针将（选填“向右偏”转或“向左偏转”），感应电流在线圈中心产生的磁场方向为（选填“向上”或“向下”），表明感应电流的磁场对原磁通的作用是.（3）楞次定律内容为：.三、计算题（本题共3小题，共计44分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.（12分）如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.在y轴上OM区间有一个线状粒子收集器紧贴y轴放置，现有大量质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子从x轴上的P点沿y轴正方向以不同速率射入磁场.已知OM=OP=2d，不计粒子重力，不考虑粒子间的相互作用.求：（1）一粒子刚好打到O点，则该粒子的入射速度大小；（2）粒子能打到收集器上的最大速率的大小及此时粒子在磁场中运动的时间.14.（14分）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=一端连接R=1Ω的电阻.导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T.质量为m=1kg的导体棒MN放在导轨上，其电阻r，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好并始终与导轨垂直，导轨的电阻可忽略不计.在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右做匀速运动，速度v=5m/s，并开始计时.求：（1）感应电动势E和M、N两点间的电势差；（2）在2s时间内，拉力做的功；（3）在2s末，撤去拉力，导体棒会逐渐减速直至停止运动.求从开始至停止的全过程中电阻R上产生的焦耳热。15.（18分）如右图所示，光滑水平面上有一质量M的平板车，车的上表面右侧是一段长L=2m的水平轨道，水平轨道左侧是一半径R的光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在O'点相切.车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧，一质量m的小物块（可视为质点）紧靠弹簧，弹簧储存的弹性势能为，整个装置处于静止状态.现将弹簧解除锁定，小物块被弹出，恰能到达圆弧轨道的最高点A.不考虑小物块与弹簧碰撞时的能量损失，不计空气阻力，取g=10m/s2.求：（1）小物块与水平轨道间的动摩擦因数；（2）小物块第二次经过O'点的速度大小；（3）从弹簧解除锁定至小物块到达圆弧轨道最高点过程中，平板车的位移.2023年秋季鄂州市部分高中教科研协作体期中考试•高二物理试卷参考答案、提示及评分细则当运动电荷与磁场方向平行时，其不受磁场力的作用，但该处的磁感应强度不一定为零，A错误；安培力的方向与通电导线及磁场均垂直，B错误；洛伦兹力方向一定与电荷的运动方向垂直，但电荷的运动方向不一定与磁场方向垂直，可以是任意角，C正确；磁感应强度描述磁场本身的强弱和方向，与放入磁场的电流元无关，不能说B与通电直导线所受安培力成正比，与I、L的乘积成反比，D错误.设向上为正方向，根据动量定理可知，对小球，解得，由牛顿第三定律可知小球对地面平均作用力的大小，只有选项B正确.有效长度为，则安培力大小为，则B正确.由楞次定律可知，选项C正确.电场中，由动能定理得，磁场中，由洛伦兹力提供向心力得，联立解得，故B、C、D错误，A正确.，，，D正确.阻力大小，作用时间均相同，，故D正确，A子弹质量较小，A错误.当开关S闭合，MM'与NN'中电流方向相反，则两导线相互排斥，则A错误，B正确；由安培定则及磁场叠加可知，C错误，D正确.乌贼与喷出的水动量变化大小相同，方向相反，A错误；，，B正确；，C错误；由，，D正确.保持始终加速，则交流电周期与粒子圆周运动周期相等，，故B正确；由左手定则可判断出图中回旋加速器加速的带电粒子一定是带正电的粒子，故A正确；在回旋加速器中，带电粒子每经过电场一次，获得动能，根据洛伦兹力提供向心力有，当粒子运动轨迹半径等于回旋加速器半径时，粒子速度最大，最大动能，与加速电压U无关，与D形盒的半径R的二次方成正比，所以D形盒的半径R、磁感应强度B不变，粒子飞出D形盒的最大动能不变，故C正确，D错误.11.（1）（2分）（2）大于（2分）（3）（2分）（4）（2分）解析：（1）游标卡尺的精度为，遮光片的宽度；（2）A和B发生弹性碰撞，若用质量大的A碰质量小的B，则不会发生反弹；（3）滑块经过光电门时挡住光的时间极短，则平均速度可近似替代滑块的瞬时速度，则碰前A的速度（4）碰后A的速度，碰后B的速度；由系统动量守恒有，化简可得表达式.12.（1）偏转（1分） 有电流（1分） （2）向左偏转（1分）向下（1分） 阻碍磁通量减小（2分） （3）感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化（2分）13.解：（1）由几何关系可知，此时粒子半径为由解得（2）由几何关系得恰好打到M点时粒子速度最大此时半径为由解得在磁场中运动时间则14.解：（1）感应电动势M、N两点间的电势差（2）棒匀速，拉力做的功（3）撤去拉力之前，拉力做功等于回路中产生的焦耳热Q1，撤去之后棒动能全部转化为焦耳热Q2，又因为R与r串联，R产生的焦耳热15.解：（1）平板车和小物块组成的系统，在水平方向上动量守恒，解除锁定前，系