2023-2024学年湖北省十堰市区县普通高中联合体高二（上）联考物理试卷（12月）（含解析）

这是一份2023-2024学年湖北省十堰市区县普通高中联合体高二（上）联考物理试卷（12月）（含解析），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图像，则下列说法中正确的是( )
A. 甲、乙两摆的振幅之比为1:2
B. t=4s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零
C. 甲、乙两摆的摆长之比为1:4
D. 甲、乙两摆摆球在最低点时摆线的拉力大小一定相等
2.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，已知x=12λ处质点的振动方程为y=Asin2πTt，则t=12T时刻的波形图正确的是
( )
A. B.
C. D.
3.如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球静止自由下落125cm，被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度为45cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.5kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力下列说法正确的是
( )
A. 足球对头部的平均作用力为足球重力的10倍
B. 足球与头部作用过程中动量变化量大小为4.0kg⋅m/s
C. 足球下落到与头部刚接触时动量大小为4.0kg⋅m/s
D. 足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为4.0N⋅s
4.如图所示，A、B两物体质量之比mA:mB=2:1，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则
( )
A. 若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成系统的动量守恒
B. 若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数不同，A、B、C组成系统的动量不守恒
C. 若A、B所受的摩擦力大小不相等，A、B、C组成系统的动量不守恒
D. 若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成系统的动量守恒
5.在正三角形ABC的三个顶点A、B、C处，各固定有一根垂直于三角形的长直导线，每根导线通有大小相同的恒定电流，电流方向如图所示，已知导线A受到的安培力大小为F，则导线C受到的安培力
( )
A. 大小为F，方向平行AB向左B. 大小为 3F，方向平行AB向右
C. 大小为 3F，方向垂直AB向下D. 大小为F，方向垂直AB向上
6.下图中关于磁场中的四种仪器的说法中错误的是( )
A. 甲图中要使粒子获得的最大动能增大，可以增大D形盒的半径
B. 乙图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同
C. 丙图是载流子为负电荷的霍尔元件通过如图所示电流和加上如图磁场时N侧带负电荷
D. 丁图长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量Q恒定，则前后两个金属侧面的电压与a、b、c均无关
7.如图所示，一质量为m的带电粒子从P点以垂直于磁场边界方向的速度v射入磁场，穿出磁场时，速度方向与入射方向夹角为θ。设磁感应强度为B、磁场宽度为d。粒子速度始终与磁场垂直，不计粒子所受重力和空气阻力。下列说法错误的是
( )
A. 在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子做的功为0
B. 在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量为0
C. 该粒子的比荷为vsinθBd
D. 该粒子在磁场中运动的时间为d⋅θv⋅sinθ
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0s时的波形图，图乙为质点P的振动图像，下列说法正确的是
( )
A. 该波的波速为1.5m/s
B. 该波沿x轴正方向传播
C. 0∼1s时间内，质点P运动的路程为2m
D. 该列波频率在传播过程中遇到尺寸大小为2m的障碍物不会发生衍射现象
9.足够大的光滑水平面上，一质量为m1=1.0kg的物块A静止在水平面上，A右边放有一质量为m2=1.0kg的长木板B，质量为m3=1.0kg的物块C放在长木板B的右端，C与长木板B间的滑动摩擦力的大小等于最大静摩擦力大小。现在给物块C水平向左的瞬时初速度v0=2.0m/s，物块C立即在长木板B上运动。B与A碰撞前，B、C已经达到共同速度；B、A碰撞后，两者粘在了一起；物块C始终未从长木板B上滑下。下列说法正确的是
( )
A. A、B碰撞前，
B. C达到的共同速度大小为1.0m/s
B.A、B碰撞后的瞬间，A、B的速度大小均为1.0m/s
C. A、B碰撞后的瞬间，A、B的速度大小均为0.5m/s
D. 最终A、B、C三者将以大小为23m/s的共同速度一直运动下去
10.如图所示，等腰直角三角形abc区域内(包含边界)有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，在bc的中点O处有一粒子源，可沿与ba平行的方向发射大量速率不同的同种粒子，这些粒子带负电，质量为m，电荷量为q，已知这些粒子都能从ab边离开abc区域，ab=2l，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用。关于这些粒子，下列说法正确的是( )
A. 速度的最大值为( 2+1)qBlm
B. 速度的最小值为qBlm
C. 在磁场中运动的最短时间为πm4qB
D. 在磁场中运动的最长时间为πmqB
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组在实验室用单摆做测定重力加速度的实验，实验装置如图所示。
(1)摆球的直径用螺旋测微器测出，如图乙所示，其读数为_____mm。
(2)正确操作测出单摆连续n次(n从“0”开始计数)通过最低点的时间为t，用毫米刻度尺测得摆线长为L，螺旋测微器测得摆球直径为d。用上述测得的量写出重力加速度的表达式：g=_____。
(3)某同学测得的g值比当地的重力加速度偏小，可能原因是_____。
A. 计算时将L当成摆长 B.把悬点到摆球下端的长度记为摆长
C. 开始计时时，秒表按下过晚 D.实验中误将60次全振动计为59次
12.在验证动量守恒定律实验中，实验装置如图所示，a、b是两个半径相等的小球，按照以下步骤进行操作：
Ⅰ.在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，将小球a从斜槽轨道上固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
Ⅱ.将木板水平向右移动一定距离并固定，再将小球a从固定点处由静止释放，撞到木板上得到痕迹B；
Ⅲ.把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从固定点处由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C。
①若碰撞过程中没有机械能损失，为了保证在碰撞过程中a球不反弹，a、b两球的质量m1、m2间的关系是m1__________m2。(选填“>”“=”或“45∘360∘⋅T=πm4qB，故C错误，D正确；
故选：AD。
11.【答案】 4.700 π2n2L+d2t2 AD##DA
【解析】】(1)[1]螺旋测微器的读数为
d=4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm
(2)[2]单摆时间t内完成全振动的次数为 n2 ，则单摆的周期为
T=2tn
单摆的摆长为
l=L+d2
根据单摆的周期公式
T=2π lg
可得重力加速度为
g=4π2lT2=π2n2L+d2t2
(3)[3]A.计算时将L当成摆长，此时得到重力加速度的表达式为
g′=4π2lT2=4π2n2Lt2
可知，此时测得的重力加速度将偏小，故A正确；
B.把悬点到摆球下端的长度记为摆长，则导致摆长l偏大，会使测得的重力加速度将偏大，故B错误；
C.开始计时时，秒表按下过晚，会导致测得的时间t偏小，从而导致测得的重力加速度偏大，故C错误；
D.实验中误将60次全振动计为59次，会使得记录的次数n偏小，从而导致测得的重力加速度偏小，故D正确。
故选AD。
12.【答案】(1)>；
(2)CD；
(3)m1 y2=m1 y3+m2 y1 ；
(4)m1y2=m1y3+m2y1
【解析】【分析】
本题考查验证动量守恒定律实验，掌握了实验原理才能顺利解决此类题目。
(1)若碰撞反弹，则影响速度的测定，所以为防止反弹，根据弹性碰撞的公式，必须使入射球的质量大于被碰球的质量。
(2)由平抛运动的规律求出小球抛出的水平初速度，由动量守恒定律写出需要验证的表达式，然后判断需要测量的物理量。
(3)(4)当m1⋅v0=m1⋅v1+m2⋅v2， 12m1v 02=12m1v 12+12m2v 22时，动量守恒， 机械能守恒，代入速度表达式即可求解。
【解答】
(1)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒，故有m1v0=m1v1+m2v2，碰撞前后动能相等，故有12m1v 02=12m1v 12+12m2v 22，解得v1=m1-m2m1+m2v0，若要使a球的速度方向不变，则m1>m2；
(2)(3)小球平抛运动的时间t= 2yg，则初速度v=xt=x g2y，显然平抛运动的初速度与下降高度二次方根的倒数成正比，当m1⋅v0=m1⋅v1+m2⋅v2，即m1 y2=m1 y3+m2 y1成立时系统的动量守恒；由以上可知，需测量的物理量有a球和b球的质量m1、m2和O点到A、B、C三点的距离y1、y2、y3，C、D正确。
(4)小球平抛运动的时间t= 2yg，则初速度v=xt=x g2y，当12m1v 02=12m1v 12+12m2v 22时，整理解得m1y2=m1y3+m2y1时，机械能守恒。
13.【答案】(1)若机械波沿x轴正方向传播， v=4n+33m/sn=0,1,2,3⋅⋅⋅ ，若机械波沿x轴负方向传播， v=4n+13m/sn=0,1,2,3⋅⋅⋅ ；(2) y=0.05sinπ2tm
【解析】(1)由题图可知，波长 λ=4m ，振幅 A=0.05m 。波的传播时间
Δt=t2−t1=3s
波速
v=ΔxΔt
若机械波沿x轴正方向传播，传播的距离
Δx=34+nλn=0,1,2,3⋅⋅⋅
联立得
v=4n+33m/sn=0,1,2,3⋅⋅⋅
若机械波沿x轴负方向传播，播的距离
Δx=14+nλn=0,1,2,3⋅⋅⋅
联立得
v=4n+13m/sn=0,1,2,3⋅⋅⋅
(2)在 t1 到 t2 时间内， 0.1m