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德优网2023陕西省西安市高新区高新一中高中物理考试期中高二上

2023-2024学年陕西省西安市高新一中高二(上)期中物理试卷

试卷总分:100分    命题人:dygzwlyn    考试时长:120分钟

一、选择题(14小题共56分)
1. (本题4分) 物理学理论是系统化了的物理知识,它以为数不多的物理概念为基石,以物理定律为核心,建立了经典物理学与近代物理学及其各分支的严密的逻辑体系。下列对有关概念理解正确的是(  )

A.功和冲量都是典型的状态量,而能量和动量是典型的过程量

B.冲量是表示作用在物体上的力在时间上的积累效应的物理量,是改变质点机械运动状态的原因

C.动量守恒定律在研究高速、微观领域时是不适用的

D.矢量是数学、物理学和工程科学等多个自然学科中的基本概念,动量是矢量,冲量是标量

2. (本题4分) 德优题库地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向,从而保护地球。下列说法中正确的是(  )

A.地磁场的磁感线从地理南极出发终止于地理北极

B.图中A处没有磁感线,说明该处不存在磁场

C.南北极处磁场非常强,故磁感线非常密集,可以相切

D.地球周围某点的磁场方向可以用磁感线在该点的切线方向表示

3. (本题4分) 德优题库如图所示,在水平放置的条形磁铁的N极附近,一个闭合线圈始终竖直向下加速运动,并始终保持水平。在位置B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行,A、B之间和B、C之间的距离相等,且都比较小。下列说法正确的是(  )

A.线圈在位置A时感应电流的方向为顺时针(俯视)

B.线圈在位置C时感应电流的方向为顺时针(俯视)

C.线圈在位置B时穿过线圈的磁通量变化率为零

D.线圈在位置C时的感应电流比在位置A时的大

4. (本题4分) 德优题库1932年,师从密立根的中国科学家赵忠尧,在实验中最早观察到正负电子对的产生与湮没,成为第一个发现正电子的科学家。此后,人们在气泡室中,观察到一对正负电子的运动轨迹,如图所示。已知匀强磁场的方向垂直照片平面向外,正负电子质量相等,电子重力忽略不计,则下列说法正确的是(  )

A.左侧为正电子运动轨迹

B.正电子与负电子分离瞬间,正电子速度大于负电子速度

C.正、负电子所受洛伦兹力始终相同

D.正、负电子在气泡室运动时,近似认为轨迹是一系列半径越来越小的圆,则它们的动能减小、周期不变

5. (本题4分) 工业上常用电磁流量计来测量高黏度、强腐蚀性的流体的流量Q(单位时间内流过管道横截面的液体体积),原理如图甲所示,在非磁性材料做成的圆管处加磁感应强度大小为B的匀强磁场,当导电液体流过此磁场区域时,测出管壁上下M、N两点间的电势差U,就可计算出管内液体的流量。为了测量某工厂的污水排放量,技术人员在充满污水的排污管末端安装了一个电磁流量计,如图乙所示,已知排污管和电磁流量计处的管道直径分别为2d和d。某次测量时,管壁上下M、N两点间的电势差为U0,则排污管的污水流量为(  )
A.
B.      
C.   
D.
6. (本题4分) 德优题库如图,一端连接电源的平行光滑导轨AB和CD水平放置在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与水平面成θ夹角且垂直于导体棒MN指向右上方;导轨所在平面内的轻弹簧平行于导轨,一端连接MN,另一端连接固定挡板P。已知导轨宽度为L,MN中电流为I,MN垂直于导轨且与导轨接触良好。则MN受力平衡后,下列说法正确的是(  )

A.弹簧处于拉伸状态

B.MN所受安培力大小为BIL

C.弹簧弹力大小为BILcosθ

D.导轨对MN的支持力小于MN的重力

7. (本题4分) 图甲为交流感应电动机的工作原理示意图。完全相同的线圈A、B、C竖直固定,其平面互成120°,且中心重合于O点(图中未画出)。当线圈连接三相交流电源时,其中心产生旋转磁场,磁场中的导线框也就随着转动。若线圈中通入图乙所示的正弦式交流电,三个线圈在的电流方向如图甲所示,此时线圈A中电流在O点产生磁场的磁感应强度大小为B0。已知每个线圈在O点产生磁场的磁感应强度大小与线圈中通入的电流成正比,则此时O点的磁感应强度大小为(  )

A.       
B.  
C.     
D.3B0
8. (本题4分) 德优题库如图所示,一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd,在水平拉力作用下,以恒定的速度沿x轴运动,磁场方向垂直纸面向里。从线圈进入磁场开始计时,直至完全进入磁场的过程中,设bc边两端电压为U,线框受到的安培力为F,线框的热功率为P,通过ab边的电荷量为q。下列关于U、F、P、q随时间t变化的关系图像正确的是(  )
A.德优题库
B.德优题库
C.德优题库
D.德优题库
9. (本题4分) 很多人喜欢躺着看手机,经常出现手机砸到头部的情况。若手机质量为120g,从离人头部约20cm的高度无初速度掉落,砸到头部后手机未反弹,头部受到手机的冲击时间约为0.2s,取g=10m/s2,下列分析不正确的是(  )

A.手机刚要接触头部之前的速度约为2m/s  

B.手机与头部作用过程中手机动量变化约为0.24kg•m/s 

C.手机对头部的冲量方向向下

D.手机对头部的平均作用力大小约为1.2N

10. (本题4分) 如图所示,足够长的光滑导轨OM、ON固定在竖直平面内,电阻不计,两导轨与竖直方向夹角均为30°。空间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为m、长为L的导体棒在竖直向上的拉力F作用下,从O点开始沿y轴向下以大小为v的速度做匀速直线运动,且棒始终与y轴垂直对称,与导轨接触良好。导体棒单位长度电阻值为r,重力加速度为g。则在导体棒从开始运动到离开导轨的过程中,下列说法正确的是(  )

A.导体棒中的感应电流逐渐增大  

B.导体棒沿导轨下落过程中减小的机械能等于导体棒产生的焦耳热

C.通过回路中某横截面上的电荷量为

D.导体棒在导轨上运动时拉力F与y的关系为

11. (本题4分) 德优题库如图所示,静止在光滑水平面上的两辆小车用细线相连,中间有一个压缩了的轻弹簧(与小车不栓接),烧断细线后(  )

A.两车同时开始运动

B.在弹簧第一次恢复原长前,两车的动能减少

C.在弹簧第一次恢复原长前,两车的移动的距离之比不变

D.在弹簧第一次恢复原长的整个过程中,两车动量的变化相同

12. (本题4分) 德优题库如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。与传统的制动方式相比,电磁制动是一种非接触的制动方式,避免了因摩擦产生的磨损。电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时,会产生涡流,使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是(  )

A.制动过程中,导体不会产生热量

B.制动力的大小与导体运动的速度有关

C.线圈中既可以通交流电,也可以通直流电

D.如果改变线圈中的电流方向,可以使导体获得促进它运动的动力

13. (本题4分) 如图为一种改进后的回旋加速器示意图,加速电场场强大小恒定,且被限制在AC板间,虚线之间无电场,带电粒子在P0处由静止经加速电场加速后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动,对该回旋加速器,下列说法正确的是(  )

A.带电粒子每运动一周被加速两次

B.加速粒子的最大速度与加速电场无关

C.AC板间的加速电场需要周期性变化  

D.右侧相邻圆弧间距离P2P3与P1P2的比值为

14. (本题4分) 用图1所示的洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动时发现,有时玻璃泡中的电子束在匀强磁场中的运动轨迹呈“螺旋”状。现将这一现象简化成如图2所示的情景来讨论:在空间存在平行于x轴的匀强磁场,由坐标原点在xOy平面内以初速度v0沿与x轴正方向成α角的方向射入磁场的电子运动轨迹为螺旋线,其轴线平行于x轴,直径为D,螺距为Δx,则下列说法中正确的是(  )
德优题库?

A.匀强磁场的方向为沿x轴正方向

B.若仅增大匀强磁场的磁感应强度,则直径D减小,而螺距Δx增大

C.若仅增大电子入射的初速度v0,则直径D增大,而螺距Δx将减小

D.若仅增大α角(α<90°),则直径D增大,而螺距Δx将减小

二、实验题(2小题共14分)
15. (本题8分) 如图甲所示,用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端,让A球仍从位置C由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。如图乙所示,M、P、N为三个落点的平均位置,未放B球时,A球的落点是P点,O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。
德优题库
(1)在这个实验中,除了图中器材外,实验室还备有下列器材,完成本实验还必须使用的两种器材是        
A.秒表、天平
B.天平、刻度尺
C.秒表、刻度尺
D.天平、打点计时器
(2)在某次实验中,测量出两个小球的质量m1、m2,记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上,测量出三个落点位置与O点距离OM、OP、ON。在实验误差允许范围内,若满足关系式        ,则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。(用测量的量表示)
(3)实验中小球斜槽之间存在摩擦力,这对实验结果        (选填“有”或“没有”)影响。
(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图丙所示。在水平槽右方竖直固定一木板,使小球1仍从斜槽上C点由静止滚下,重复上述实验的操作,得到两球落在木板上的平均落点M、P、N。用刻度尺测量木板上与B等高的点B′到M、P、N三点的高度差分别为L1、L2、L3,则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为        (用所测物理量的字母表示)。
16. (本题6分) 用图甲所示装置测量磁场的滋感应强度和某导电液体(有大量的正、负离子)的电阻率。水平管道长为l、宽度为d、高为h,置于竖直向上的匀强磁场中。管道上下两面是绝缘板,前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板,两导体板与开关S、电阻箱R、灵敏电流表G(内阻为Rg)连接。管道内始终充满导电液体,液体以恒定速度v自左向右通过。闭合开关S,调节电阻箱的取值,记下相应的电流表读数。
(1)与N板相连接的是电流表G的       极(填“正”或“负”)。

(2)将实验中每次电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表读数I绘制出图象为图乙所示的倾斜直线,其延长线与两轴的交点坐标分别为(﹣a,0)和(0,b),则磁场的磁感应强度为                      ,导电液体的电阻率为                     
三、计算题(3小题共30分)
17. (本题7分) 德优题库轻质细线吊着一质量为m=0.42kg、边长为L=1m的单匝正方形线圈,其总电阻为r=1Ω.在线圈的中间位置以下区域分布着磁场,如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。(g=10m/s2
(1)求线圈的电功率;
(2)求在t=4s时轻质细线的拉力大小。
18. (本题9分) 如图所示,在直角边长为L的等腰直角三角形ABC内有垂直于三角形平面向里的匀强磁场,∠B=90°。在顶点A有一粒子源,可以在垂直磁场的平面内,在AC和AB之间向各个方向均匀射入质量为m、电荷量为q、速度大小均为v0的带正电的粒子,结果有的粒子从AC边射出,不计粒子的重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)粒子在磁场中运动的最长时间及BC边有粒子射出的区域长度。
19. (本题14分) 如图所示,倾角为θ=30°的斜面固定在水平地面上,物块A的质量为M=3kg,静止在斜面上,距斜面底端为s=4m,物块B的质量为m=1kg,在斜面上距物块A上方l=2.5m的位置由静止释放,两物块均可看作质点,物块碰撞时无机械能损失,两物块由不同材料制成,A与斜面之间的动摩擦因数μ=,B与斜面间的摩擦忽略不计,重力加速度大小g=10m/s2,求:
(1)发生第一次碰撞后物块A的速度vA1和物块B的速度vB1
(2)两物块第一次碰撞与第二次碰撞之间的时间t;
(3)物块A到达斜面底端的过程中,两物块发生碰撞的总次数n。
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2023-2024学年陕西省西安市高新一中高二(上)期中物理试卷的细目表
  • 题号
  • 考点
  • 操作
  • 1
  • 矢量和标量的区分与判断,动量定理的内容和应用,
  • 查看
  • 2
  • 磁感线的概念和性质,地磁场,
  • 查看
  • 3
  • 楞次定律及其应用,
  • 查看
  • 4
  • 气泡室,
  • 查看
  • 5
  • 电磁流量计,
  • 查看
  • 6
  • 胡克定律及其应用,共点力的平衡问题及求解,安培力的计算公式及简单应用,
  • 查看
  • 7
  • 通电直导线周围的磁场,安培定则(右手螺旋定则),磁感应强度的定义与物理意义,
  • 查看
  • 8
  • 闭合电路欧姆定律的内容和表达式,电磁感应过程中的能量类问题,
  • 查看
  • 9
  • 用动量定理求平均作用力,
  • 查看
  • 10
  • 闭合电路欧姆定律的内容和表达式,安培力的计算公式及简单应用,导体平动切割磁感线产生的感应电动势,电磁感应过程中的动力学类问题,电磁感应过程中的能量类问题,
  • 查看
  • 11
  • 弹簧弹开两端物体的动量守恒问题,
  • 查看
  • 12
  • 涡流的产生及原理,电磁阻尼与电磁驱动,生活中的电磁感应现象,
  • 查看
  • 13
  • 回旋加速器,
  • 查看
  • 14
  • 牛顿第二定律与向心力结合解决问题,带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,
  • 查看
  • 15
  • 验证动量守恒定律,
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  • 16
  • 霍尔效应与霍尔元件,
  • 查看
  • 17
  • 法拉第电磁感应定律的内容和表达式,
  • 查看
  • 18
  • 牛顿第二定律的简单应用,牛顿第二定律与向心力结合解决问题,带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,
  • 查看
  • 19
  • 常见力做功与相应的能量转化,动量守恒与能量守恒共同解决实际问题,
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  • 闭合电路欧姆定律的内容和表达式,电磁感应过程中的能量类问题,
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  • 牛顿第二定律与向心力结合解决问题,带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,
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  • 验证动量守恒定律,
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  • 法拉第电磁感应定律的内容和表达式,
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