安徽省皖北县中联盟（省重点高中）2023-2024学年高二下学期期中联考物理试卷（C卷）

高二物理C卷满分：100分考试时间：75分钟注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名，准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.如图为智能手表采用的无线充电方式简化图，充电底座提供220V的交流电压，手表端获得5V的交流电压，下列关于无线充电方式简化图的说法正确的是（）A.底座与手表上的线圈匝数之比肯定为44∶1B.无线充电手表线圈与底座线圈之间发生了互感现象C.充电过程中底座与手表之间始终存在相互作用的电磁斥力D.底座与手表之间插入一张薄纸，手表就不能进行无线充电了【答案】B【解析】【详解】A.由于手表线圈与底座线圈之间存在漏磁，故两线圈之比不等于电压比，故A错误；B.无线充电是底座线圈磁场变化引起手表充电线圈磁通量变化，是手表线圈与底座线圈之间发生了互感现象，故B正确；C.根据楞次定律，底座线圈电流减小时，手表线圈产生同向电流，两者有吸引力，底座线圈电流增大时，手表线圈产生反向电流，两者有排斥力，故C错误；D.底座与手表之间插入一张薄纸，手表线圈仍能感应出电流，故D错误。故选B。2.如图，圆形绝缘塑料桶外表面有一圈导电涂层，桶内装有导电溶液，导电涂层与导电溶液靠近且相互绝缘即构成电容器。导电涂层、溶液与恒压电源的两极相连（图中未画出），下列说法正确的是（）A.若导电溶液高度增加，电容器电容减小B.若导电溶液高度减小，电容器电压减小C.刮去塑料桶外表面部分涂层，电容器电荷量减小D.刮去塑料桶外表面部分涂层，电容器电压增大【答案】C【解析】【详解】A．若导电溶液高度增加，相当于正对面积增加，由，可知电容增大，故A错误；B．导电溶液高度减小，电容器正对面积减小，由，可知电容减小，但电压不变，故B错误；CD．刮去塑料桶外表面部分涂层，电容器正对面积减小，由，可知电容减小，连接电源，电压不变，由可知电容器电荷量减小，故C正确，D错误。故选C。3.空间存在沿x轴方向的电场，其电势随坐标x的变化如图所示（取无穷远处电势为零）。一比荷绝对值为k的带负电粒子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，某时刻以速度经过A点，下列说法正确的是（）A.坐标原点О处电场强度为零 B.此后粒子运动的最大速度为C.此后粒子运动的最小速度为 D.此后粒子将做往复运动【答案】B【解析】【详解】A．电势随坐标x变化的图像中，斜率表示电场场强大小，所以坐标原点О处电场强度不为零，故A错误；B．粒子在B点有最大速度，根据动能定理有解得故B正确；CD．假设粒子可到达C点，且在C处速度最小，则有且，解得所以粒子可到达C点，之后在电场力作用下一直向右加速，故CD错误。故选B。4.如图，水平长直玻璃管外套有线圈，线圈与电压传感器组成闭合回路，玻璃管内、线圈的左侧有一磁铁通过细绳与电动机（图中未画出）相连。通过调节磁铁速度大小以及接入回路中的线圈匝数，可以研究法拉第电磁感应定律。现分别让磁铁以恒定速度v、2v匀速穿过线圈，线圈接入回路中的匝数分别调节为n、2n，得到下列四幅线圈两端电压随时间变化的图像（图像中标注的时间段对应磁铁通过的距离是相同的）。已知磁铁运动过程中不会发生翻转，线圈缠绕方向已标出，电压传感器可视为理想电压表，下列说法正确的是（）A.从右向左看，线圈电流方向先顺时针后逆时针B.图3对应的磁铁速度为2v、线圈匝数为nC.线圈对磁铁的作用力先向左后向右D.图3、图4中t轴上方面积相同【答案】D【解析】【详解】A．磁铁S极向右，线圈磁通量先变大后变小，根据楞次定律与右手螺旋定则，线圈电流方向先逆时针后顺时针，A错误；B．磁铁以恒定速度v、2v穿过线圈，所用时间分别为t、，所以图1，图3对应的磁铁速度为v，图2、图4对应的磁铁速度为2v，若其余条件相同，仅匝数分别为n、2n时，线圈电动势最大值应为2倍关系，图1，图2对应的线圈匝数为n，图3，图4对应的线圈匝数为2n，B错误；C．根据楞次定律来拒去留可知线圈对磁铁的作用力始终阻碍两者的相对运动，C错误；D．根据法拉第电磁感应定律，图3、图4中t轴上方面积为，D正确。故选D。5.如图，长虚线b左侧存在垂直平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，矩形线圈垂直磁场放置，a、b点为上、下两边中点。已知矩形线圈匝数为N，总电阻为r，长、宽分别为2L1、L0。若线圈以ab为轴匀速转动，角速度为，下列说法正确的是（）A.线圈在图示位置时，电动势最大B.线圈磁通量的最大变化率为C.线圈上电动势的有效值为D.从图示位置开始，经时间，通过线圈的电荷量为【答案】C【解析】【详解】A．图示位置线圈不切割磁场线，故电动势为零，故A错误；B．由图示位置转过时，磁通量变化率最大为，故B错误；C．线圈上电动势随时间变化图像如图线圈上电动势的有效值为故C正确；D．从图示位置开始，经时间，通过线圈的电荷量为故D错误。故选C。6.如图，间距为L的平行、足够长的光滑金属导轨固定于水平面上，左侧连接一定值电阻R，质量为m，长度也为L的金属棒垂直静置于导轨上。空间存在垂直于水平面向上。磁感应强度大小为B的匀强磁场。现给金属棒一向左的垂直于棒的水平速度v0，同时对金属棒施加垂直于棒，水平向右的拉力F，使金属棒在导轨上做匀变速直线运动，经时间t0，恰好回到初位置。已知重力加速度为g，除左侧定值电阻R外其余电阻均不计，拉力的初始值为F0。关于这段时间内的运动过程，下列说法正确的是（）A.金属棒电流方向始终为顺时针方向 B.金属棒加速度大小为C.金属棒回到初位置时拉力大小为 D.拉力随时间变化图像（Ft）为一条直线【答案】D【解析】【详解】A．金属棒向左运动时，电流方向为逆时针，金属棒向右运动时，电流方向为顺时针，故A错误；B．金属棒在导轨上做匀变速直线运动，经时间t0，返回原位置，加速度不变，故回到原位置的速度大小为v0，方向向右，取向左为正方向，则有解得故B错误；C．刚开始时，有金属棒回到初位置时，有解得故C错误；D．金属棒向左运动时，有金属棒减速为零时，有金属棒向右运动时，有全程来看，斜率不变，F随t均匀变化，故D正确。故选D。7.如图1，取两个完全相同的金属铝球a，b，将b球切割为两个半球，并用绝缘材料粘合到一起，忽略粘合剂质量和厚度。如图2，一通电长直导线竖直放置，先后将a，b球以相同的初速度从离地面足够高的同一点水平抛出，球a、b落地速度大小分别为va、vb，离抛出点的水平距离分别为xa、xb，运动时间分别为ta、tb，产生的热量分别为Qa、Qb，不计空气阻力，两球运动轨迹与导线处于同一竖直平面。下列选项正确的是（）A.va<vb B.xa=xb C.ta=tb D.Qa>Qb【答案】C【解析】【详解】A．由于抛出点离地足够高，落地前水平速度会减为零，只有竖直速度，故故A错误；B．b球被切割成两小部分，相同情况下涡流较小，电磁阻力较小，球落地时水平速度均已经减为零，运动时间相同，故故B错误；C．长直导线产生的磁场中，与长直导线相同距离处的磁感应强度大小相等，距离越远，磁场越弱，所以金属球运动在球中产生涡流，但电磁阻力方向水平，竖直方向只受重力，下落时间相等，故C正确；D．初末速度均相同，重力做功相同，所以下落过程产生的热量也相同，故D错误。故选C。8.如图甲，质量均为1kg的塑料球和金属球通过细线连接，放置于水中，细线竖直，两小球由静止释放后，向上做匀加速直线运动，2秒后细线断开，图乙为金属球向上运动过程中的速度时间（vt）图像，不计水的阻力，当金属球速度减为零时，塑料球的速度大小为（）A.20m/s B.16m/s C.10m/s D.0m/s【答案】A【解析】【详解】两小球向上运动过程中，合外力始终不变，0~5s内，根据系统动量定理有解得v=20m/s故选A。二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。9.如图，V形金属导轨放置于水平面上，一足够长金属棒在外力作用下以恒定速度沿导轨角平分线匀速运动，金属棒与导轨接触良好，并始终垂直于角平分线，金属棒与导轨单位长度的电阻均为r，不计摩擦。初始时，金属棒位于导轨最左端，金属棒运动过程中产生的电动势为E，回路电流大小为I，它们随时间t变化的图像可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】BC【解析】【详解】AB．设V形金属导轨的夹角为2θ，则故A错误，B正确；CD．闭合回路总电阻为解得故C正确，D错误。故选BC。10.如图，AB线段为线状粒子源，能先后发射速度大小均为v0，方向在纸面内且垂直于AB向上的相同带电粒子，粒子的电荷量为q（q>0），质量为m。线段上方某区域存在垂直于纸面向外的有界匀强磁场，使得所有粒子进入磁场后都能经过磁场中的C点，其中从B点射出的粒子到达C点时速度方向偏转了270°。已知A、B、C三点共线，且，不计带电粒子的重力及粒子间相互作用力，下列说法正确的是（）A.粒子在磁场中做圆周运动的半径为d B.磁场的磁感应强度大小为mC.所有粒子在磁场中运动的最短时间为 D.磁场区域最小面积为【答案】AD【解析】【详解】A.从B点射出的粒子到达C点时速度方向偏转了，其轨迹如图，故半径r=d故A正确；B.由得B=故B错误；C.自A点射出的粒子到达C点时，时间最短，最短时间为，故C错误；D.由题意可知，所有粒子聚焦于C点，最小磁场区域如图阴影区域所示故D正确。故选AD。三、非选择题：共5小题，共58分。11.某实验小组采用下图装置研究两小球碰撞过程中的动量守恒。图中桌面上斜槽末端点О与地面上的斜面的顶端正好等高无缝衔接。选取半径相同但质量不同的两个金属小球1，2，测得其质量分别为m1、m2；实验时先让小球1从斜槽顶端S处静止滚下，从斜槽末端О点飞出后落到斜面上的P点；再把小球2放置在斜槽末端О点，仍让小球1从斜槽顶端S处静止滚下，两球发生正碰后均从O点飞出，落在斜面上的M、N两点。（1）下列说法正确的有_________（填选项字母）。A.斜槽越光滑，实验效果越好B.斜槽末端必须水平C.为完成实验，还需要测量斜槽高度h（2）为保证两球碰撞后，小球1不会被反弹，两小球质量关系需满足m1_____m2（选填“大于”“等于”或“小于”）。（3）实验小组测出小球与斜面的碰撞点到О点距离LOM、LOP、LON，若满足表达式____________（用题中所测物理量字母表示），则可验证两球碰擅满足动量守恒定律。【答案】（1）B（2）大于（3）【解析】小问1详解】AC．只要保证小球1两次下落到斜槽末端的速度大小一样即可，斜槽不必光滑，不需要测量斜槽高度h，故AC错误；B．为保证小球飞出后做平抛运动，斜槽末端需要保证水平，故B正确。故选B。【小问2详解】由动量守恒和能量关系解得若m1小于m2，两球碰后，小球1被反弹，所以需满足m1大于m2。【小问3详解】小球做平抛运动，有，，解得，故验证的表达式为12.一实验小组为了完成“测电源电动势和内阻”的实验，准备了以下材料：电池组（由两节干电池组成）电流表（量程0~0.6A）、电阻箱、开关、导线若干。（1）若要完成实验，请将下面图1中的实物图的连接进行完善_____。（2）完成电路连接后，改变电阻箱阻值R，记录电流表对应的示数Ⅰ，某次电流表示数如图2，此时，电流表读数为___________；（3）若不考虑电流表内阻影响，根据图3可得，电池组的电动势为E=_______V，内阻r=________Ω（结果均保留两位有效数字）。（4）若考虑电流表内阻影响，电池组的电动势测量值_________真实值（不考虑偶然误差，选填“大于”“小于”或“等于”）。【答案】（1）见解析（2）0.34（3）①.3.0##2.9##3.1②.1.1##1.0##1.2（4）等于【解析】【小问1详解】由于没有电压表，所以采用安阻法测电动势和内阻，实物连线如图所示【小问2详解】图中电流表的量程为，分度值为，由图可知电流表读数为。【小问3详解】[1][2]根据欧姆定律可得可得1结合题中图像可得，解得，【小问4详解】若考虑电流表内阻影响，设电流表的内阻为，根据欧姆定律可得可得则图像的斜率为可知电池组的电动势测量值等于真实值。13.将一根硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆半径为2r，小圆半径为r，线圈右侧有一间隙，通过导线与滑动变阻器R构成闭合回路。线圈内有垂直线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t变化关系为，、k（>0）均为常量。已知大小线圈的总电阻为R0，滑动变阻器阻值调为2R0，忽略线圈连接处的间隙。求：（1）经过时间T通过滑动变阻器R的电荷量；（2）连接处a、b两点电势差Uab。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律得通过滑动变阻器电流为通过滑动变阻器的电量为解得（2）根据楞次定律判断，通过线圈电流为逆时针，故b电势比a电势高,连接处a、b两点电势差14.如图，在平面直角坐标系xOy中，y轴左侧存在沿x轴正方向的匀强电场，y轴右侧存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，两侧电场的电场强度大小相同，电场、磁场的范围均足够大。一质量为m、电量为q（q>0）的带电粒子以一定的初速度v0（未知）沿y轴正方向从坐标点（d，0）射入第二象