山西省临汾市左木乡中学2022-2023学年高二物理上学期期末试卷含解析

山西省临汾市左木乡中学2022-2023学年高二物理上学期期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.如图所示，2019个质量均为m的小球通过完全相同的轻质弹簧(在弹性限度内)相连，在水平拉力F的作用下，一起沿光滑水平面以加速度a向右做匀加速运动，设1和2之间弹簧的弹力为F1—2，2和3间弹簧的弹力为F2—3，2018和2019间弹簧的弹力为F2018—2019，则下列结论正确的是A.F1—2：F2—3：……F2018—2019=1：2：3：……2018B.从左到右每根弹簧长度之化为1：2：3：……2018C.如果突然撤去拉力F，撤去F瞬间，第2019个小球的加速度为F/m，N其余每个球的加速度依然为aD.如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间第1个小球的加速度为0，第2个小球的加速度为2a，其余小球加速度依然为a.参考答案：AD【详解】A．以整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得：F=2019ma，解得；以后面的第1、2、3…2018个小球为研究对象，根据牛顿第二定律可得可知F1-2=F，F2-3=F，…F2018-2019=F，则F1-2：F2-3：……F2018-2019=1：2：3：……2018，故A正确；B．因为每根弹簧的劲度系数相等，根据胡克定律可知，从左到右每根弹簧伸长量之比为1：2：3：……2018，但是总长度之比不等于1：2：3：……2018，故B错误；C．突然撤去F瞬间，因弹簧的弹力不能突变，可知除第2019个球所受合力突然变为F，加速度为，其他球的合力未变，所以其他球的加速度依然为a，故C错误；D．如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间第1个小球受到的合力为零，则加速度为0，第2个小球受到的合力变为，则加速度为，其余小球受到的合力不变，加速度依然为a，故D正确。2.如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁。当磁铁向下运动（但未插入线圈内部）时，线圈中A．没有感应电流B．感应电流的方向与图中箭头方向相反C．感应电流的方向与图中箭头方向相同D．感应电流的方向不能确定参考答案：C3.如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（）A．O点处的磁感应强度为零B．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同C．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反D．a、c两点处磁感应强度的方向不同参考答案：B【考点】磁感应强度．【分析】根据右手螺旋定则确定两根导线在a、b、c、d四点磁场的方向，根据平行四边形定则进行合成．【解答】解：A、根据右手螺旋定则，M处导线在o点产生的磁场方向竖直向下，N处导线在o点产生的磁场方向竖直向下，合成后磁感应强度不等于0．故A错误．B、M在c处产生的磁场方向垂直于cM偏下，在d出产生的磁场方向垂直dM偏下，N在c处产生的磁场方向垂直于cN偏下，在d处产生的磁场方向垂直于dN偏下，根据平行四边形定则，知c处的磁场方向竖直向下，d处的磁场方向竖直向下，且合场强大小相等．故B正确．C、M在a处产生的磁场方向竖直向下，在b处产生的磁场方向竖直向下，N在a处产生的磁场方向竖直向下，b处产生的磁场方向竖直向下，根据场强的叠加知，a、b两点处磁感应强度大小相等，方向相同．故C错误．D、a、c两点的磁场方向都是竖直向下，方向相同．故D错误．故选：B4.若静止在平直铁道上的列车以恒定的功率启动，在启动后的一小段时间内，关于列车的运动，下列说法正确的是A．做匀加速直线运动B．列车的速度和加速度均不断增加C．列车的速度增大，加速度减小D．列车做匀速运动参考答案：C5.（多选）在如图所示的电路中，线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A，B是两个相同的灯泡，下列说法中正确的是()A．S闭合后，A，B同时发光且亮度不变B．S闭合后，A立即发光，然后又逐渐熄灭C．S断开的瞬间，A，B同时熄灭D．S断开的瞬间，A再次发光，然后又逐渐熄灭参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一弹簧振子，周期是0．5s，振幅为2cm，当振子通过平衡位置向右运动，时开始计时，那么2秒内振子完成_________次全振动，通过路程_________cm，在2．4s未，振子于位于平衡位置_________侧，向_________方向运动。参考答案：7.以15m/s的速度平抛一个小球,小球的质量为1㎏,经2s小球落地,不计空气阻力,g取10m/s．小球落地时的速度大小为_____m/s．在这一过程中,小球的动量变化的大小为_____㎏·m/s．参考答案：答案:25,20

8.（4分）如图所示：红光和紫光沿同一方向射向玻璃半球的球心，经折射后从球面射出，若红光在玻璃中传播时间为t红，紫光在玻璃中传播时间为t紫，则a是

光，t红

t紫（填＞、＜或=）参考答案：红；＜9.一光滑半圆形圆环固定在竖直平面内，环上套着一个质量为m的小球P，用细绳相连系于A点，处于平衡状态，如图所示．若细绳与水平面夹角为30°，则细绳对小球的拉力FT为

，环对小球的弹力FN为

参考答案：mg，对小球进行受力分析：重力mg、绳对小球的拉力FT和环对小球的弹力FN，作出力图，如图．

根据平衡条件得知：重力mg与绳对小球的拉力FT的合力与环对小球的弹力FN大小相等，方向相反，则由几何知识得到：FT=mg．

又2mgcos30°=FN，得到FN=10.（2分）一质点作简谐运动的位移—时间图像如图所示，则位移随时间变化的关系式为____________________________。

参考答案：m（2分）11.如图所示，两木块A和B叠放在光滑水平面上，质量分别为m和M，A与B之间的最大静摩擦力为f，B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子。为使A和B在振动过程中不发生相对滑动，则它们的振幅不能大于

，它们的最大加速度不能大于

参考答案：12.将一物体以速度v0=10m/s水平抛出，当物体的速度变到与水平方向夹角为45°时所经历的时间为_________；当物体的位移变到与水平方向夹角为45°时所经历的时间为_________。参考答案：1s

2s

13.如图所示，同一闭合线圈，第一次用一根条形磁铁插入，第二次用两根条形磁铁插入，前后插入的速度相同，问哪一次电流表指针偏转角度大？

(第一次或第二次)参考答案：第二次三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在1731年，一名英国商人发现，雷电过后，他的一箱新刀叉竟显示出磁性．请应用奥斯特的实验结果，解释这种现象．参考答案：闪电产生的强电流产生磁场会使刀叉磁化．15.（12分）如图所示，有两个带正电的粒子P和Q同时从匀强磁场的边界上的M点分别以30°和60°（与边界的交角）射入磁场，又同时从磁场边界上的同一点N飞出，设边界上方的磁场范围足够大，不计粒子所受的重力影响，则两粒子在磁场中的半径之比rp:rQ=____________，假设P粒子是粒子（），则Q粒子可能是________，理由是_______________________________。参考答案：(1)两粒子在磁场中的半径之比：（5分）（2）可能是质子（3分），质量数与电荷数之比为1:1（4分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m=1kg的物块A、B、C处于静止状态．B的左侧固定一轻弹簧，弹簧左侧的挡板质量不计．现使A以速度v0=4m/s朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，且B和C碰撞过程时间极短．此后A继续压缩弹簧，直至弹簧被压缩到最短．在上述过程中，求：（1）B与C相碰后的瞬间，B与C粘接在一起时的速度；（2）整个系统损失的机械能；（3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能．参考答案：解：（1）从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0=2mv1，设碰撞后瞬间B与C的速度为v2，向右为正方向，由动量守恒定律得：mv1=2mv2，解得：v2=；（2）设B与C碰撞损失的机械能为△E．由能量守恒定律得：mv12=△E+?2mv22，整个系统损失的机械能为：△E=mv02=，（3）由于v2＜v1，A将继续压缩弹簧，直至A、B、C三者速度相同，设此时速度为v3，弹簧被压缩至最短，其弹性势能为Ep，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0=3mv3，由能量守恒定律得：mv02﹣△E=?3mv32+EP，解得：EP=mv02=．答：（1）B与C相碰后的瞬间，B与C粘接在一起时的速度为1m/s；（2）整个系统损失的机械能为1J；（3）弹簧被压缩到最短时的弹性势能为4.33J．【考点】动量守恒定律；动能定理；功能关系．【分析】（1）碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出速度．（2）应用能量守恒定律可以求出损失的机械能．（3）系统动量守恒，由动量守恒定律求出速度，然后应用能量守恒定律可以求出弹簧的弹性势能．17.（8分）在图中，R1=29.0Ω，R2=19.0Ω。当开关S扳到位置1时，测得电流I1=0.20A；扳到位置2时，测得电流I2=0.30A。求电源的电动势和内阻。参考答案：解析：解得：

18.如图甲所示，光滑绝缘水平面上，磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界，磁场的方向竖直向下。MN的左侧有一质量m=0.1kg，bc边长L1=0.2m，总电阻R=2Ω的矩形线圈abcd。t=0s时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过1s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1s，线圈恰好完全进入磁场。整个运动过程中，线圈中感应电流I随时间t变化的图象如图乙所示。求：（1）线圈bc边刚进入磁场时的速度v1和线圈在第1s内运动的距离x；（2）线圈ab边的长度L2；（3）ad边刚要进入磁场时，拉力的功率。参考答案：、解：（1）t1=1s时，线圈bc边进入磁场，感应电动势E1=BL1v1,

（1分）感应电流，

（1分）解得v1=0.5m/s，

（1分）

（1分）（2）线圈在磁场中运动时，感应电流,由乙图可知，电流随时间均匀增加，故线圈在磁场中做匀加速运动，