浙江省杭州外國語學校2023-2024學年高二上學期期末物理試題（原卷版）

杭州外國語學校2023-1高二年級期末考試物理試題卷一、選擇題I（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）1.“神舟十三號”載人飛船于2021年10月16日凌晨成功發(fā)射，在軌運行6個月后于2022年4月16日返回地球。創(chuàng)造了中國載人航天任務的新紀錄。在發(fā)射與回收過程中，地面測控站對飛船進行跟蹤測量與控制時，傳輸信號所使用的是電磁波譜中的（）A紅外線 B.無線電波 C.紫外線 D.X射線2.如圖所示，、、是水平固定在正三角形三個頂點的三條長直導線，三根導線均通有大小相等、方向相同的恒定電流，則導線所受安培力的情況是（）A.導線所受安培力的大小為零B.導線所受安培力的方向豎直向上C.撤掉導線后，導線所受安培力的方向不變D.撤掉導線后，導線所受安培力變小3.如圖所示，一平板車停在光滑的水平面上，某同學站在小車上，若他設計下列操作方案，最終能使平板車持續(xù)地向右駛去的是（）A.該同學在圖示位置用大錘連續(xù)敲打車的左端B.只要從平板車一端走到另一端即可C.在車上裝個電風扇，不停地向左吹風D.他站在車的右端將大錘丟到車的左端4.宇宙射線在射向地球時，由于地磁場的存在會改變其帶電粒子的運動方向，從而對地球上的生物起到保護作用。如圖所示為地磁場對宇宙射線作用的示意圖，現(xiàn)有來自宇宙的一束電子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些電子在進入地磁場時將A.相對于原直線運動方向向東偏轉B.相對于原直線運動方向向西偏轉C.相對于原直線運動方向向南偏轉D相對于原直線運動方向向北偏轉5.如圖所示，一個粒子源發(fā)出很多種帶電粒子，經(jīng)速度選擇器后僅有甲、乙、丙、丁四種粒子沿平行于紙面的水平直線穿過豎直擋板上的小孔，之后進入正方形虛線框內(nèi)，虛線框內(nèi)分布著垂直紙面向里的勻強磁場，四種粒子的運動軌跡如圖所示，則關于速度選擇器兩極板間磁場方向和四種粒子的比荷大小說法正確的是（）A.垂直于紙面向里，甲的比荷最大B.垂直于紙面向里，丙的比荷最大C.垂直于紙面向外，丙的比荷最大D.垂直于紙面向外，丁的比荷最大6.匝數(shù)為N的矩形線框ABCD放在垂直紙面向里的磁場中，開始線框所在的平面與磁場方向垂直，如圖所示，現(xiàn)以線框的AB邊為軸使其在水平面內(nèi)以恒定的加速度勻速轉動，經(jīng)測量可知此時線框的轉動周期為To，線框中所產(chǎn)生的感應電動勢的最大值為Em．下列選項中正確的是()A.線框中所產(chǎn)生的感應電動勢的有效值為B.線框在轉動一周的過程中穿過線框磁通量的最大值為C.線框轉動過程穿過每匝線框磁通量變化率的最大值為D.線框轉動一周的過程中電流方向始終不變7.如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度為，電阻為、半徑為、圓心角為的扇形閉合導線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉動（O軸位于磁場邊界），則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的有效值為（）A. B. C. D.8.如圖所示是法拉第做成的世界上第一臺發(fā)電機模型的原理圖，將銅盤放在磁場中，讓磁感線垂直穿過銅盤；圖中a、b導線與銅盤的中軸線處在同一豎直平面內(nèi)；轉動銅盤，就可以使閉合電路獲得電流.若圖中銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應強度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時針勻速轉動銅盤的角速度為。則下列說法正確的是（）A.回路中有大小和方向周期性變化電流B.回路中電流大小恒定，且C.回路中電流方向不變，且從a導線流進燈泡，再從b導線流向旋轉的銅盤D.若將勻強磁場改為仍然垂直穿過銅盤的正弦變化的磁場，不轉動銅盤，燈泡中一定有電流流過9.兩個質量相等的小球在光滑水平面上沿同一直線同方向運動，A球的動量是7kg·m/s，B球的動量是5kg·m/s，A球追上B球時發(fā)生碰撞，則碰撞后A、B兩球的動量可能值是（）A.pA=6kg·m/s，pB=6kg·m/s B.pA=3kg·m/s，pB=9kg·m/sC.pA=－2kg·m/s，pB=14kg·m/s D.pA=－5kg·m/s，pB=15kg·m/s10.在如圖所示的電路中，L是直流電阻可以忽略的電感線圈，閉合開關S，電路穩(wěn)定后突然斷開開關S并開始計時，已知LC振蕩電路的振蕩周期為T，則在時間內(nèi)（）A.電容器在放電 B.電場能轉化為磁場能C.A板所帶的負電荷增加 D.L產(chǎn)生的自感電動勢減小11.如圖所示，一定質量的導體棒ab橫放在U形金屬框架上?？蚣芄潭ǚ旁诮^緣水平面上，框架粗糙，電阻不計且足夠長，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中。t=0時刻，垂直于ab導體棒施加水平恒力F，使ab從靜止開始加速，作用一段時間后，撤掉外力F。下列導體棒ab速度隨時間變化圖像中可能正確的是（）A. B.C. D.12.如圖所示，閉合導線框的質量可以忽略不計，將它從如圖所示位置勻速向右拉出勻強磁場。若第一次用0.3s拉出，外力所做的功為W1，通過導線橫截面的電荷量為q1；第二次用0.6s拉出，外力所做的功為W2，通過導線橫截面的電荷量為q2，則（）A.W1<W2，q1<q2 B.W1=W2，q1=q2C.W1>W2，q1=q2 D.W1>W2，q1>q213.如圖為某質譜儀的示意圖，由豎直放置的速度選擇器、偏轉磁場構成。由三種不同粒子組成的粒子束以某速度沿豎直向下的方向射入速度選擇器，該粒子束沿直線穿過底板上的小孔O進入偏轉磁場，最終三種粒子分別打在底板MN上的、、三點，已知底板MN上下兩側的勻強磁場方向均垂直紙面向外，且磁感應強度的大小分別為、，速度選擇器中勻強電場的電場強度的大小為E，不計粒子的重力以及它們之間的相互作用，則（）A.速度選擇器中的電場方向向右，且三種粒子電性可正可負B.三種粒子從進入速度選擇器到打在MN上速度都不變C.如果三種粒子的電荷量相等，則打在點的粒子質量最大D.如果三種粒子電荷量均為q，且、的間距為，則打在、兩點的粒子質量差為二、選擇題II（本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得3分，選對但不選全的得2分，有選錯的得0分）14.考生入場時，監(jiān)考老師要用金屬探測器對考生進行安檢后才允許其進入考場。探測器內(nèi)有通電線圈，當探測器靠近任何金屬材料物體時，就會引起探測器內(nèi)線圈中電流變化，報警器就會發(fā)出警報；靠近非金屬物體時則不發(fā)出警報。關于探測器工作原理，下列說法正確的是（）A.探測器利用的是靜電感應現(xiàn)象B.探測器利用的是磁場對金屬的吸引作用C.探測器利用發(fā)射和接收電磁波進行工作的D.當探測器靠近金屬物體時，能在金屬中形成渦流，進而引起線圈中電流的變化15.如圖甲，在磁感應強度的勻強磁場中，兩平行光滑金屬導軌豎直放置，導體棒PQ向下運動的圖像如圖乙所示，導體棒受向上的拉力F，后撤去拉力F。兩導軌間距離，電阻，導體棒的電阻、質量，導軌電阻不計。圖乙中內(nèi)的圖線為直線，取，下列說法中正確的是（）A.時，導體棒所受拉力F為2.5NB.前4s內(nèi)，通過電阻R的電荷量為40CC.導體棒可以達到的最大速度為40m/sD.整個過程中拉力F對棒的沖量大小為10N·s三、填空題（本大題共2小題，每空2分，共16分）16.某同學做“驗證動量守恒定律”實驗，實驗裝置如圖甲所示，用天平稱得入射小球A的質量，被碰小球B的質量，入射小球A與被碰小球B半徑相同。（1）實驗中，直接測定小球碰撞前、后的速度是不容易的，但是可以通過僅測量______（填選項前的字母），間接地解決這個問題：A.小球開始釋放高度hB.小球拋出點距地面的高度HC.小球做平拋運動的水平位移D.小球的直徑（2）多次釋放A球后，取各落點位置的平均值，測得各落點痕跡到O點的距離：，，。若將小球的質量與水平位移的乘積作為“動量”，請將下面的表格填寫完整。（結果保留三位有效數(shù)字）OP/mOM/mON/m碰前總動量碰后總動量______根據(jù)上面表格中的數(shù)據(jù)，你認為能得到的結論是______；（3）實驗中，關于入射小球在斜槽上釋放點的高低對實驗影響的說法中正確的是______A.釋放點越低，小球受阻力越小，入射小球速度越小，誤差越小B.釋放點越低，兩球碰后水平位移越小，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度的測量越準確C.釋放點越高，兩球相碰時，相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后動量之差越小，誤差越小D.釋放點越高，入射小球對被碰小球的作用力越大，軌道對被碰小球的阻力越?。?）某實驗小組在進行實驗中，由于實驗桌靠近豎直墻壁，導致小球飛出都撞擊到豎直墻壁上，于是同學們把白紙固定在豎直墻壁上，再放上復印紙，并在白紙上標出小球放在槽口處球心的等高點O，然后重復前面的實驗操作，如圖乙所示，M、P、N分別為落點的痕跡，測得M、P、N分別與O之間的豎直距離、、，當滿足關系式______時（用、和、、表示），即可證明入射小球A與被碰小球B碰撞過程中動量守恒。17.某實驗小組用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關系”，可拆變壓器如圖所示。（1）以下給出的器材中，本實驗需要用到的是______；A．干電池B．學生電源C．實驗室用電壓表D．多用電表（2）關于本實驗，下列說法正確的是______；A．為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B．因為使用的電壓較低，通電時可直接用手接觸裸露的導線進行連接C．實驗時可以保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，探究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響D．變壓器開始正常工作后，通過鐵芯導電將電能從原線圈傳遞到副線圈（3）為了減小能量傳遞過程中的損失，鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成。作為橫擋的鐵芯Q的硅鋼片應按照下列哪種方法設計______。A．B．C．D．四、計算題（本大題有4小題，9分+9分+12分+9分=39分，答題時要求寫出公式和必要的分析過程）18.如圖所示，相距為d、板間電壓為U的平行金屬板M、N間有垂直紙面向里、磁感應強度為B0的勻強磁場；在pOy區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外磁感應強度為B的勻強磁場；pOx區(qū)域為無場區(qū)。一正離子沿平行于金屬板、垂直磁場射入兩板間并做勻速直線運動，從H（0，a）點垂直y軸進入第Ⅰ象限。(1)求離子在平行金屬板間的運動速度；(2)若離子經(jīng)Op上某點離開磁場，最后垂直x軸離開第Ⅰ象限，求離子在第Ⅰ象限磁場區(qū)域的運動時間；(3)要使離子一定能打在x軸上，則離子的荷質比應滿足什么條件？19.如圖所示，一個小型旋轉電樞式交流發(fā)電機，其矩形線圈的長度為a，寬度為b，共有n匝，總電阻為r．與線圈兩端相接觸的集流環(huán)上接有一個阻值為R的定值電阻．線圈以角速度ω在磁感應強度為B的勻強磁場中繞與磁場方向垂直的對稱軸OO'勻速轉動，沿轉軸OO'方向看去，線圈轉動方向沿順時針．(1)在圖中畫出線圈經(jīng)過圖示位置時通過電阻R上的感應電流的方向．(2)從圖示位置(線圈平面平行于磁場方向)開始計時，經(jīng)多長時間，通過電阻R上的電流的瞬時值第一次為零．(3)與電阻并聯(lián)的交流電壓表的示數(shù)是多少?20.如圖所示，一個質量為m、電阻不計、足夠長的光滑U形金屬框架MNQP，位于光滑水平桌面上，分界線分別與平行導軌MN和PQ垂直，兩導軌相距L。在的左右兩側存在著區(qū)域很大、方向分別為豎直向上和豎直向下的勻強磁場，磁感應強度的大小均為B。另有質量也為m的金屬棒CD，垂直于MN放置在左側導軌上，并用一根細線系在定點A。已知細線能承受的最大拉力為，CD棒接入導軌間的有效電阻為R?，F(xiàn)從時刻開始對U形框架施加水平向右的拉力，使其從靜止開始做加速度為a的勻加速直線運動。（1）求框架從開始運動到細線斷裂時速度的大小，以及所需的時間；（2）求在細線尚未斷裂的