江苏省重点中学2023年春学期高二年级期中考试
物理试题
考生注意:1.本试题分为第I卷和第II目卷,共6页.
2.满分100分,考试时间为75分钟.
第I卷(40分)
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,只有一项符合题目要求)
1.下列关于机械波的说法中正确的是( )
A.发生干涉现象时,介质中振动加强点振动的振幅最大,减弱点振幅可能为零
B.产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
C.在一个周期内,介质的质点所通过的路程等于振幅
D.某一频率的声波,从空气进入水中时,波长和频率均增大
2. 如图所示,线圈和电流表相连,线圈和电源,开关连成一闭合电路.线圈和线圈绕在同一个竖直铁芯上.下列说法中正确的是( )
A.闭合和断开开关的瞬间,通过电流表的电流方向相同
B.闭合开关的瞬间,线圈、相互吸引
C.断开开关的瞬间,通过电流表的电流方向为从下向上
D.保持开关闭合,电流表指针偏转到某一位置,并保持不变
3.如图所示,等边三角形线框由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点与直流电源两端相接.已知导体棒受到的安培力大小为,则线框受到的安培力的大小为( )
A. B. C. D. 0
4.在如图甲、乙所示的电路中,电路中电源的电动势为,内阻为为电容器,定值电阻、、阻值相同.图甲中,流过电源的电流为,电源的效率为,电容器的带电量为;图乙中,流过电源的电流为,电源的效率为,电容器的带电量为,则下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,弹簧下面挂一质量为的物体,物体在竖直方向上做振幅为的简谐运动,物体振动到最高点时,弹簧正好为原长,则在振动过程中( )
A.物体的最大动能应等于
B.弹簧的弹性势能和物体的动能总和不变
C.弹簧的最大弹性势能等于
D.物体在最低点时的弹力大小应小于
6.如图甲所示,长为的两块平行金属板水平放置,两金属板间接如图乙所示的电压,一质量为、电荷量为的小球在时刻从贴近上极板的边缘以沿水平方向的初速度进入电场,一段时间后小球垂直撞在平行金属板右侧竖直放置的弹性绝缘板上并被原速反弹.不计小球与弹性板碰撞的时间,且在碰撞过程中小球的电荷量不发生变化,重力加速度为.下列说法错误的是( )
A.时刻两极板间的电压与两极板间距离的关系为
B. 两极板间距离的最小值为
C.小球在运动过程中的最大动能为
D.当时,小球回到出发点
7.一列沿轴负方向传播的简谐横波,时的波形如图()所示,处质点的振动图像如图()所示,则波速可能是( )
A. B. C. D.
8.一质量为的物块在合外力的作用下从静止开始沿直线运动. 随时间变化的图像如图所示,则( )
A.时物块的动量大小为
B. 时物块的动量大小为
C.时物块的速率为
D.时物块的速度为零
9.如图所示,单摆甲放在空气中,周期为;单摆乙放在以加速度向下加速的电梯中,周期为;单摆丙带正电荷,放在匀强磁场中,周期为;单摆丁带正电荷,放在匀强电场中,周期为,单摆甲、乙、丙及丁的摆长相同,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
10.如图所示,半径为的圆形区域中有垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度,一比荷为的带正电粒子从圆形磁场边界上的点以的速度垂直直径射入磁场,恰好从点射出,且,下列选项正确的是( )
A.粒子在磁场中运动的轨迹半径为
B.粒子从点射出方向竖直向下
C.若粒子改为从圆形磁场边界上的点以相同的速度入射,一定从点射出
D.若要实现带电粒子从点入射,从点出射,则所加圆形磁场的最小面积可调整为
第II卷(60分)
二、实验题(本题共1小题,共15分)
11.(15分)某同学将微安表改装成多量程电流表并进行校准:
(1)该同学要将一量程为的微安表(如图)改装为量程为的电流表,测得微安表内阻为,需要_________________(填“串联”或“并联”)阻值___________的电阻.
(2)关于将微安表改装成大量程的电流表,下列说法正确的是__________.
A.改装原理为并联电阻能增大通过微安表的电流
B.改装成电流表后,微安表本身允许通过的最大电流并不改变
C.改装后,微安表自身的电阻减小了
D.改装后使用时,微安表本身的参量都不变,整个并联电路允许通过的电流增大
(3)若把改装的电流表与标准的电流表串联进行校准,发现改装表的示数比标准表的示数偏小.
①出现这种问题如果是因为微安表内阻的测量有误差造成的,微安表的实际内阻稍________(选填“大于”或“小于”)
②下列措施可使读数变准确的是________.
A.在上并联一比小得多的电阻 B.在上并联一比大得多的电阻
C.在上串联一比小得多的电阻 D.在上串联一比大得多的电阻
【物理试题 第4页,共6页】
三、计算题(本题共4小题,共45分.作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)
12.(8分)一简谐横波在均匀介质中沿轴传播,为轴正方向上的两个点(且更靠近坐标原点),如图甲所示时刻开始计时,两点的振动图象如图乙所示,与间的距离为.求:
(1)处在平衡位置的质点从开始到第三次处于波峰位置时,质点在振动过程中通过的路程;
(2)该简谐横波的波长和波速.
13.(12分)如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距,左端接有阻值的电阻.一质量,电阻的金属棒放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度.棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以的加速度做匀加速运动,当棒的位移时撤去外力,棒继续运动一段距离后停下来.已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比,导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求:
(1)棒在匀加速运动过程中,通过电阻的电荷量;
(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热;
(3)外力做的功
14.(12分)如图所示,在平面内轴与边界之间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场区域的宽度为,轴下方和边界上方的空间有两个匀强电场,场强大小相等,方向与抽平行时刻,一质量为、电荷量为的粒子从点沿轴正方向射入电场,从轴上点进入磁场,进入磁场时速度大小为,方向与轴正方向夹角为,然后垂直于边界进人上方电场,点坐标为,粒子重力不计,求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子经过轴的横坐标.
15.(13分)在光滑的水平地面上,质量均为的滑块和中间夹一轻弹簧,轻弹簧处于原长状态,左端固定在上,右端与接触但不固定,质量为、半径为的四分之一光滑圆弧形滑块D放置在的右边,间距离足够远,质量为的滑块以初速度向右运动与发生碰撞,碰撞过程时间极短,碰后被反弹,速度大小为,重力加速度取.求:
(1)碰撞时损失的机械能:
(2)弹簧的最大弹性势能;
(3)能上升的最大高度.
江苏省重点中学2023年春学期高二年级期中考试·物理试题
参考答案、提示及评分细则
1.A 2.C 3.B 4.A 5.C 6.B 7.B 8.C 9.B 10.C
11.(1)并联(3分) 250(3分)
(2)B(3分)
(3)①大于(3分)②C(3分)
解析:(1)连接的电阻起分流作用,所以是并联,根据并联电路的特点可得,解得.
(2)把表头改装成大量程的电流表时,只是并联了一个分流电阻,使整体并联电路允许通过的最大电流增大,但表头的各特征量都不变,选项B、D正确.
(3)①根据并联电路的分流,改装后电流表示数偏小,即流过微安表的电流偏小,可推断微安表实际阻值应大于;②发现改装表的示数比标准表的示数偏小,说明流过表头的电流偏小,并联电阻稍小了些,要使电流表读数准确,应使并联电阻稍大些,故要中联一个很小的电阻,C正确.
12.解:(1)由题意知点振动了
则质点通过的路程为
(2)若波沿轴正方向传播有
联立得
若波沿轴负方向传播不
联立得
13.解:(1)设棒匀加速运动的时间为,回路的磁通量变化量为
由法拉第电磁感应定律得,回路中的平均感应电动势为
由闭合电路欧姆定律得,回路中的平均电流为
通过电阻的电荷量为
联立以上各式,代人数据解
(2)设撤去外力时棒的速度为,棒做匀加速运动过程中,由运动学公式得
设撤去外力后的运动过程中安培力做功为,由动能定理得
撤去外力后回路中产生的焦耳换
联立以上各式,代入数据解得
(3)由题意各,撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比
可得
在棒运动的整个过程中,由功能关系可得
联立以上各式,代人数据解得.
14.解:(1)
粒子从到点做类平抛运动,在方向做匀速度直线运动
在方向做匀加速直线运动
再由点速度合成图可知
联立以上几式可得
(2)由题意画出粒子的轨迹如图所示,偏转角为30°,由几何关系可知,粒子进入磁场做匀速圆周运动的半径
洛伦兹力提供向心力
解得
(3)由周期性可知粒子向上经过轴的位置为,
粒子向下经过轴的位置为,
15.解:(1)与碰撞时动量守恒
损失的机械能
(2)弹簧压缩到最短时弹簧的弹性势能最大,的速度相等,设此时速度为,
(3)设与弹簧分开时速度分别为'和,由题意得
解得
机械能
假设上升高度为时二者相对静止,在竖直方向速度为0,则,此时系统的机械能
因为,所以滑块在竖直方向速度不为0
设滑块能上升的最大高度为,由机械能守恒定律有
解得
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