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2024长沙雅礼中学高二下学期3月入学考试物理试卷含答案
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这是一份2024长沙雅礼中学高二下学期3月入学考试物理试卷含答案，共13页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
时量：75分钟 分值：100分
第Ⅰ卷 选择题（共44分）
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．如图所示，建筑工地上常用打桩机把桩打入地下。电动机先把重锤吊起一定的高度，然后静止释放，重锤打在桩上，接着随桩一起向下运动直到停止。不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A．整个运动过程中，重锤所受合外力冲量为零
B．重锤随桩一起向下运动过程中，合外力冲量向下
C．整个运动过程中，重锤和桩组成的系统动量守恒
D．重锤与桩的撞击过程中，机械能守恒
2．下图为交流发电机示意图，线圈沿逆时针方向匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．甲→乙过程中，AB边中的电流由A→BB．丙→丁过程中，AB边中的电流由A→B
C．图甲位置线圈中感应电动势最大D．图乙位置线圈磁通量最大
3．如图所示，长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，弹簧伸长量为x，棒处于静止状态．则（ ）
A．导体棒中的电流方向从b流向a
B．导体棒中的电流大小为
C．若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x变大
D．若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x变大
4．回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。和是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于的圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（ ）
A．若只增大交变电压U，则质子的最大动能会变大
B．若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子
C．质子第n次被加速前、后的动能之比为
D．质子第n次被加速前、后圆周运动向心加速度之比为
5．半圆柱玻璃砖的截面如图所示，O点为圆心，与直径AB垂直，一束与成（较小）角的白光沿半径方向入射到O点，紧贴A点有一与AB垂直的光屏，下列说法正确的是（ ）
A．光屏上A点上、下各有一个白色光斑
B．光屏上A点上、下各有一个彩色光带
C．光屏上A点上方有一彩色光带，下方有一白色光斑
D．光屏上A点上方有一白色光斑，下方有一彩色光带
6．两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环。当A以如图示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，下列说法正确的是（ ）
A．A可能带正电且转速减小B．A可能带负电且转速增大
C．若A带正电B有扩张的趋势D．若A带负电B有扩张的趋势
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t＝0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度的大小为0.1T
B．t＝0.3s时a、b两点间电势差为0.01V
C．磁场左右边界宽度为0.3m
D．在t＝0.4s至t＝0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.04N
8．在x轴上位于x＝0.5m的波源Q从t＝0时刻开始振动，在同一介质中形成沿x轴正、负方向传播的两列简谐横波，经过一段时间波源停止振动，t＝1.75s时形成的波形如图所示（未标波形部分表示此处质点此刻并没有振动），其中质点M的平衡位置位于处，质点N的平衡位置位于处。下列说法正确的是（ ）
A．沿x轴正、负方向传播的两列波传播速度不相同
B．简谐横波传播到质点M时起振方向沿y轴负方向
C．简谐横波的传播速度为2m/s
D．0～1.75s内质点N运动的总路程为1.4m
9．如图甲所示，质量为2kg的小球B与质量未知的小球C用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，另有一小球A以6m/s的初速度向右运动，t＝2s时球A与球B碰撞并瞬间粘在一起，碰后球B的图像如图乙所示。已知弹簧的弹性系数k＝240N/m，已知弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），整个运动过程中弹簧始终在弹性限度内。下列判断正确的是（ ）
A．碰后球B的速度为－1m/s时弹簧恢复原长B．A球质量为4kg
C．碰后球B速度为零时弹簧弹性势能最大D．碰后球B速度为零时C的加速度为零
10．如图所示，水平光滑桌面上，轻弹簧的左端固定，右端连接物体A，A和B通过细绳绕过定滑轮连接，已知A的质量为，B的质量为，弹簧的劲度系数为k，不计滑轮摩擦，开始时A位于O点，系统处于静止状态A在P点时弹簧处于原长，现将A物体由P点静止释放，A物体不会和定滑轮相碰，当B向下运动到最低点时绳子恰好被拉断且弹簧未超过弹性限度。已知弹簧振子的周期公式为，则下列说法正确的是（ ）
A．绳子能承受的最大拉力小于
B．弹簧的最大弹性势能是
C．绳断后A物体回到位置O点时与P点时的速度大小之比为
D．从绳断后A物体第一次由位置O回到位置P时所用的时间为
第Ⅱ卷 非选择题（共56分）
三、实验题（本题共2个小题，每空2分，共16分）
11．气垫是常用的一种实验仪器，它利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在轨道上，滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦；我们可以用带光电门1和光电门2的气垫轨道以及带有遮光片的滑块A和滑块B来验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示（两遮光片完全相同），采用的实验步骤如下：
a．调整气垫导轨，使导轨水平；
b．在滑块A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
c．按下电钮放开卡销，光电门1和光电门2连接的数字计时器会分别记录下滑块A、B上遮光片的遮光时间、。
（1）实验时用游标卡尺测遮光片的宽度d，结果如图乙所示，则遮光片的宽度d＝______mm。
（2）实验时测得含遮光片的滑块A、B的质量分别为、，若等式______成立，则说明滑块A、B构成的系统动量守恒。放开卡销前弹簧的弹性势能______（均用给定的物理量符号表示）。
（3）实验时若滑块A、B与弹簧分离前就已经通过光电门，则滑块A、B构成的系统动量______（填“守恒”或“不守恒”）。
12．为了测定一节干电池的电动势和内阻，现准备了下列器材：
①待测干电池E（电动势约为1.5V，内阻约为1.0Ω）
②电流表G（满偏电流为3.0mA，内阻为10Ω）
③电流表A（量程0～0.60A，内阻约为0.1Ω）
④滑动变阻器（0～5Ω，3A）
⑤滑动变阻器（0～1000Ω，1A）
⑥定值电阻
⑦开关和导线若干
（1）为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是______（填“”或“”）。
（2）在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材代号。
（3）如图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的图线（为电流表G的示数，为电流表A的示数），由该图线可求出被测电池的电动势E＝______V，内阻＝______Ω。（结果均保留小数点后两位数字）
四、计算题（本题共3个小题，共40分，要求有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只有结果没有过程的不能得分，有数值计算的必须写出数值和单位）
13．（12分）一种带有闪烁灯的自行车后轮结构如图所示，车轮与轮轴之间均匀地连接4根金属条，每根金属条中间都串接一个小灯，每个小灯阻值恒为R＝0.3Ω，金属条与车轮金属边框构成闭合回路，车轮半径r＝0.4m，轮轴半径可以忽略。车架上固定一个强磁铁，可形成圆心角的扇形匀强磁场区域，磁感应强度B＝2.0T，方向如图所示，若自行车正常前进时，后轮顺时针转动的角速度恒为，不计其他电阻和车轮厚度，求：
（1）金属条ab进入磁场时，ab间的电压
（2）自行车正常前进时，4个小灯总功率的平均值。
14．（14分）如图所示，“L”形木板C静置于足够大的光滑水平地面上，物块A静置在C上某处，底面光滑的物块B静置在A右侧到A的距离处，B与C右端的距离。现对A施加一大小F＝0.8N、方向水平向右的恒定推力，经过一段时间后撤去推力，此时A与B恰好发生弹性正碰，碰撞时间极短，再经过一段时间B与C右端碰撞并瞬间粘在一起。已知A、C的质量均为m＝0.1kg，B的质量为，A、C间的动摩擦因数，取重力加速度大小，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B均视为质点，物块A始终未滑离木板C。求：
（1）施加推力时C的加速度大小a；
（2）A、B第一次碰撞后瞬间A的速度大小以及B的速度大小；
（3）从撤去推力到B与C右端碰撞的时间t。
15．（14分）如图所示，正方形区域CDEF边长为L，该区域内无磁场，区域外MN上方存在垂直于纸面向外匀强磁场，MN下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，两匀强磁场磁感应强度大小均为B。磁场边界CD中点P处有一质子源，垂直于CD以某一速率向磁场发射质子。已知质子质量为m、电荷量为q，重力不计。
（1）质子速度多大时能从DE边垂直射入正方形区域？
（2）若质子源依次向外发射的速率为，已知，（n为发射质子的次数，数值取1，2，3…），且前一个质子返回至出口处时，恰能与后一个发出的质子发生完全非弹性碰撞，碰撞前后质子电荷量保持不变，求第n个质子与第n＋1个质子发射的时间间隔。（结果用L、表达）。
雅礼中学2024年上学期高二入学检测
高二物理答案
1．答案 A
解析 整个运动过程，重锤初始动量为零，末动量为零，根据动量定理，重锤所受合外力冲量为零，故A正确；B．重锤随桩一起向下运动过程，动量变化量方向向上，故合外力冲量向上，故B错误；整个运动过程，重锤和桩组成的系统初始动量为零，末动量为零，但运动过程动量不为零，知系统在运动过程不满足动量守恒，故C错误；重锤与桩的撞击过程会产生内能，所以撞击过程中机械能不守恒，故D错误。
2．答案 B
解析 甲→乙过程中，根据右手定则，AB边中的电流由B→A，故A错误；丙→丁过程中，根据右手定则，AB边中的电流由A→B，故B正确；图甲位置，线圈中磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中感应电动势最小，为零，故C错误；图乙位置，线圈中磁通量为零，故D错误。
3．答案 B
解析 由受力平衡可知安培力方向水平向右，由左手定则可知，导体棒中的电流方向从a流向b，故A错误；由于弹簧伸长为x，根据胡克定律有，可得，故B正确；若只将磁场方向缓慢顺时针或逆时针转过一小角度，则安培力在水平方向上的分力减小，根据力的平衡可得，弹簧弹力变小，导致x变小，故C、D错误。
4．答案 D
解析 由可知，质子经加速后的最大速度与回旋加速器的最大半径有关，而与交变电压U无关，故A错误；为了使质子能在回旋加速器中加速，质子的运动周期应与交变电压的周期相同，B错误；由以及可得质子第n次被加速前、后的动能之比为，速度之比为，向心加速度，向心加速度之比为，D正确。
5．答案 D
解析 由题可知，入射光线沿半径方向入射，各色光沿同一角度反射至A点上方同一位置，因此在A点上方形成白色光斑。而在AB界面光线发生折射后，由于不同色光的折射率不同，则折射角度也不同，所以在A点下方形成彩色光带。故选D。
6．答案 C
解析 若A带正电，逆时针转动产生逆时针方向的电流，A内磁场方向垂直纸面向外，当转速增大时，穿过B的磁通量增加，B中产生感应电流，根据楞次定律（增反减同）可知B中产生顺时针方向的电流，A错误；异向电流相互排斥，B环有扩张的趋势，C正确；若A带负电，逆时针转动产生顺时针方向的电流，A内磁场方向垂直纸面向内，当转速减小时，穿过B的磁通量减少，B中产生感应电流，根据楞次定律（增反减同）可知B中产生顺时针方向的电流，B错误，同向电流相互吸引，B环有收缩的趋势，D错误。
7．答案 BD
解析 由题图（b）可知，导线框经过0.2s全部进入磁场，则速度，选项B正确；由题图（b）可知，cd边切割磁感线产生的感应电动势，根据得，，选项A错误；根据右手定则及正方向的规定可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，t＝0.3s时ab边与cd边同时切割磁感线，回路中无感应电流，a、b两点间电势差为E＝0.01V，选项B正确；t＝0.4s时ab边出磁场右边界，所以磁场宽度为，选项C错误；在t＝0.4s至t＝0.6s这段时间内，导线框中的感应电流，所受的安培力大小为，选项D正确。
8．答案 BC
解析 由于沿x轴正、负方向传播的两列波是由同一波源的振动形成的，在同一介质中传播，可知沿x轴正、负方向传播的速度相同，故A错误；根据t＝1.75s时形成的波形，结合同侧法可知，沿x轴正方向传播的波的波前的起振方向沿y轴负方向，而所有质点的起振方向均相同，可知，质点M的起振方向沿y轴负方向，故B正确；根据t＝1.75s时形成的波形可知，波在1.75s内传播的路程为，则简谐横波的传播速度为，故C正确；波源的振动形式传播到质点N的时间为，该波的周期为，则0～1.75s内质点N运动的时间为，则0～1.75s内质点N运动的总路程为，故D错误。故选BC。
9．答案 AB
解析 AB发生完全非弹性碰撞，则，解得，ABC整体动量守恒，当弹簧恢复原长时，此时，满足，即，解得，当ABC共速时，，，联立解得，解得，此时小球B加速度最大
10．答案 ABC
解析 将A、B作为整体，A在P点时弹簧处于原长，根据牛顿第二定律，根据对称性，B到达最低点的加速度与初始位置大小相等，因此，解得绳子能承受的最大拉力，A正确；A处于O位置时，根据平衡条件，物体B下降到最低位置时，根据对称性，弹簧伸长量为，因此最大弹性势能，B正确；绳断后A物体回到位置O时，根据机械能守恒，可得A的速度；绳断后A物体回到位置P时，根据机械能守恒，可得A的速度，绳断后A物体回到位置O点时与P点时的速度大小之比为，C正确；绳段后，平衡位置为P点，从绳断到A物体第一次回到位置O时所用的时间，D错误。
11．答案 6.30 守恒
解析 （1）[1]游标卡尺的读数
（2）[2]根据光电门测速原理可知，滑块A、B上遮光片经过光电门1和光电门2的速度大小分别为、，若满足，即若等式成立，则说明滑块A、B构成的系统动量守恒。
[3]由能量守恒定律可知，放开卡销前弹簧的弹性势能等于放开卡销后滑块A、B增加的动能之和
（3）[4]弹簧对滑块A、B的弹力大小始终相等、方向相反，因此即使滑块A、B与弹簧分离前就已经通过光电门，系统动量仍守恒。
12．答案 见解析 1.45 0.90
解析 （1）[1]由于电源电压约为1.5V，而电流表的满偏电流为0.6A，根据欧姆定律可知回路的最小电阻约为
为了操作方便，滑动变阻应选。
（2）[2]将电流表G与定值电阻串联，改装成电压表，再利用伏安法测量电源电动势和内电阻，连接电路如图所示
（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律，整理可得
利用图像的斜率和截距可知，
联立解得，
13．答案 0.4V
解析 （1）当金属条ab进入磁场时，金属条ab相当于电源，（2分）
由等效电路图（如图）可知（2分）
（2分）
（2）（2分）
设车轮运动一周的时间为T，则每根金属条充当电源的时间为，则车轮运动一周电路中有电源的时间为（2分）
可知一个周期内，4个小灯总功率的平均值为（2分）
则自行车正常前进时，4个小灯总功率的平均值为
14．答案 （1）；（2）1m/s，4m/s；（3）0.8s
解析 （1）假设A、C相对静止，且此种情况下A、C的共同加速度大小为，根据牛顿第二定律有（1分）
解得（1分）
A、C间的最大静摩擦力，由于
则假设成立，因此施加推力时C的加速度大小（2分）
（2）A、C一起以大小为a的加速度做初速度为零的匀加速直线运动，设A、B碰撞前瞬间A、C的速度大小为，根据匀变速直线运动的规律有（1分）
解得（1分）
对A、B第一次发生弹性正碰的过程有，（2分）
解得，（1分）
（3）A、B第一次碰撞后，A向右做匀加速直线运动，C向右做匀减速直线运动，假设B滑到C右端前，A、C已达到共同速度，设该共同速度的大小为，根据动量守恒定律有
，解得（1分）
假设从A、B第一次碰撞到A、C达到共同速度的时间为，根据动量定理有，解得（1分）
在该段时间内，A、B、C向右运动的距离分别为
，，（1分）
因为
所以假设成立，此后A、C以共同速度向右运动，直到B与C右端碰撞，从A、C达到共同速度至B到达C右端的时间（1分）
因此（1分）
15．答案 （1）；（2）
解析 （1）粒子做匀速圆周运动，解得（2分）
做轨迹图如图所示
由几何关系可得（2分）
解得（2分）
（2）第一个质子做匀速圆周运动，解得（1分）
第一个质子返回至出口处时，恰能与第二个发出的质子发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律有
解得（1分）
由于碰撞后粒子电量变为先前的2倍，质量也变为先前的2倍，所以粒子在磁场中的轨道半径仍为不变，质子的轨迹如图所示
粒子在磁场中的时间（1分）
粒子在正方形区域内匀速直线运动的时间（1分）
可得粒子从P点射出至再次到达质子源的时间（1分）
同理，第二个粒子（质量为2m）碰撞，第三个粒子（质量为3m）碰撞，则第n个粒子（质量为nm）碰撞
解得 运动轨迹均相同（2分）
时量：75分钟 分值：100分
第Ⅰ卷 选择题（共44分）
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．如图所示，建筑工地上常用打桩机把桩打入地下。电动机先把重锤吊起一定的高度，然后静止释放，重锤打在桩上，接着随桩一起向下运动直到停止。不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A．整个运动过程中，重锤所受合外力冲量为零
B．重锤随桩一起向下运动过程中，合外力冲量向下
C．整个运动过程中，重锤和桩组成的系统动量守恒
D．重锤与桩的撞击过程中，机械能守恒
2．下图为交流发电机示意图，线圈沿逆时针方向匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．甲→乙过程中，AB边中的电流由A→BB．丙→丁过程中，AB边中的电流由A→B
C．图甲位置线圈中感应电动势最大D．图乙位置线圈磁通量最大
3．如图所示，长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上，劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定，另一端拴在棒的中点，且与棒垂直，整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，弹簧伸长量为x，棒处于静止状态．则（ ）
A．导体棒中的电流方向从b流向a
B．导体棒中的电流大小为
C．若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度，x变大
D．若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度，x变大
4．回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。和是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于的圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（ ）
A．若只增大交变电压U，则质子的最大动能会变大
B．若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子
C．质子第n次被加速前、后的动能之比为
D．质子第n次被加速前、后圆周运动向心加速度之比为
5．半圆柱玻璃砖的截面如图所示，O点为圆心，与直径AB垂直，一束与成（较小）角的白光沿半径方向入射到O点，紧贴A点有一与AB垂直的光屏，下列说法正确的是（ ）
A．光屏上A点上、下各有一个白色光斑
B．光屏上A点上、下各有一个彩色光带
C．光屏上A点上方有一彩色光带，下方有一白色光斑
D．光屏上A点上方有一白色光斑，下方有一彩色光带
6．两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环。当A以如图示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，下列说法正确的是（ ）
A．A可能带正电且转速减小B．A可能带负电且转速增大
C．若A带正电B有扩张的趋势D．若A带负电B有扩张的趋势
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t＝0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度的大小为0.1T
B．t＝0.3s时a、b两点间电势差为0.01V
C．磁场左右边界宽度为0.3m
D．在t＝0.4s至t＝0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.04N
8．在x轴上位于x＝0.5m的波源Q从t＝0时刻开始振动，在同一介质中形成沿x轴正、负方向传播的两列简谐横波，经过一段时间波源停止振动，t＝1.75s时形成的波形如图所示（未标波形部分表示此处质点此刻并没有振动），其中质点M的平衡位置位于处，质点N的平衡位置位于处。下列说法正确的是（ ）
A．沿x轴正、负方向传播的两列波传播速度不相同
B．简谐横波传播到质点M时起振方向沿y轴负方向
C．简谐横波的传播速度为2m/s
D．0～1.75s内质点N运动的总路程为1.4m
9．如图甲所示，质量为2kg的小球B与质量未知的小球C用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，另有一小球A以6m/s的初速度向右运动，t＝2s时球A与球B碰撞并瞬间粘在一起，碰后球B的图像如图乙所示。已知弹簧的弹性系数k＝240N/m，已知弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），整个运动过程中弹簧始终在弹性限度内。下列判断正确的是（ ）
A．碰后球B的速度为－1m/s时弹簧恢复原长B．A球质量为4kg
C．碰后球B速度为零时弹簧弹性势能最大D．碰后球B速度为零时C的加速度为零
10．如图所示，水平光滑桌面上，轻弹簧的左端固定，右端连接物体A，A和B通过细绳绕过定滑轮连接，已知A的质量为，B的质量为，弹簧的劲度系数为k，不计滑轮摩擦，开始时A位于O点，系统处于静止状态A在P点时弹簧处于原长，现将A物体由P点静止释放，A物体不会和定滑轮相碰，当B向下运动到最低点时绳子恰好被拉断且弹簧未超过弹性限度。已知弹簧振子的周期公式为，则下列说法正确的是（ ）
A．绳子能承受的最大拉力小于
B．弹簧的最大弹性势能是
C．绳断后A物体回到位置O点时与P点时的速度大小之比为
D．从绳断后A物体第一次由位置O回到位置P时所用的时间为
第Ⅱ卷 非选择题（共56分）
三、实验题（本题共2个小题，每空2分，共16分）
11．气垫是常用的一种实验仪器，它利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在轨道上，滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦；我们可以用带光电门1和光电门2的气垫轨道以及带有遮光片的滑块A和滑块B来验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示（两遮光片完全相同），采用的实验步骤如下：
a．调整气垫导轨，使导轨水平；
b．在滑块A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
c．按下电钮放开卡销，光电门1和光电门2连接的数字计时器会分别记录下滑块A、B上遮光片的遮光时间、。
（1）实验时用游标卡尺测遮光片的宽度d，结果如图乙所示，则遮光片的宽度d＝______mm。
（2）实验时测得含遮光片的滑块A、B的质量分别为、，若等式______成立，则说明滑块A、B构成的系统动量守恒。放开卡销前弹簧的弹性势能______（均用给定的物理量符号表示）。
（3）实验时若滑块A、B与弹簧分离前就已经通过光电门，则滑块A、B构成的系统动量______（填“守恒”或“不守恒”）。
12．为了测定一节干电池的电动势和内阻，现准备了下列器材：
①待测干电池E（电动势约为1.5V，内阻约为1.0Ω）
②电流表G（满偏电流为3.0mA，内阻为10Ω）
③电流表A（量程0～0.60A，内阻约为0.1Ω）
④滑动变阻器（0～5Ω，3A）
⑤滑动变阻器（0～1000Ω，1A）
⑥定值电阻
⑦开关和导线若干
（1）为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是______（填“”或“”）。
（2）在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材代号。
（3）如图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的图线（为电流表G的示数，为电流表A的示数），由该图线可求出被测电池的电动势E＝______V，内阻＝______Ω。（结果均保留小数点后两位数字）
四、计算题（本题共3个小题，共40分，要求有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只有结果没有过程的不能得分，有数值计算的必须写出数值和单位）
13．（12分）一种带有闪烁灯的自行车后轮结构如图所示，车轮与轮轴之间均匀地连接4根金属条，每根金属条中间都串接一个小灯，每个小灯阻值恒为R＝0.3Ω，金属条与车轮金属边框构成闭合回路，车轮半径r＝0.4m，轮轴半径可以忽略。车架上固定一个强磁铁，可形成圆心角的扇形匀强磁场区域，磁感应强度B＝2.0T，方向如图所示，若自行车正常前进时，后轮顺时针转动的角速度恒为，不计其他电阻和车轮厚度，求：
（1）金属条ab进入磁场时，ab间的电压
（2）自行车正常前进时，4个小灯总功率的平均值。
14．（14分）如图所示，“L”形木板C静置于足够大的光滑水平地面上，物块A静置在C上某处，底面光滑的物块B静置在A右侧到A的距离处，B与C右端的距离。现对A施加一大小F＝0.8N、方向水平向右的恒定推力，经过一段时间后撤去推力，此时A与B恰好发生弹性正碰，碰撞时间极短，再经过一段时间B与C右端碰撞并瞬间粘在一起。已知A、C的质量均为m＝0.1kg，B的质量为，A、C间的动摩擦因数，取重力加速度大小，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B均视为质点，物块A始终未滑离木板C。求：
（1）施加推力时C的加速度大小a；
（2）A、B第一次碰撞后瞬间A的速度大小以及B的速度大小；
（3）从撤去推力到B与C右端碰撞的时间t。
15．（14分）如图所示，正方形区域CDEF边长为L，该区域内无磁场，区域外MN上方存在垂直于纸面向外匀强磁场，MN下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，两匀强磁场磁感应强度大小均为B。磁场边界CD中点P处有一质子源，垂直于CD以某一速率向磁场发射质子。已知质子质量为m、电荷量为q，重力不计。
（1）质子速度多大时能从DE边垂直射入正方形区域？
（2）若质子源依次向外发射的速率为，已知，（n为发射质子的次数，数值取1，2，3…），且前一个质子返回至出口处时，恰能与后一个发出的质子发生完全非弹性碰撞，碰撞前后质子电荷量保持不变，求第n个质子与第n＋1个质子发射的时间间隔。（结果用L、表达）。
雅礼中学2024年上学期高二入学检测
高二物理答案
1．答案 A
解析 整个运动过程，重锤初始动量为零，末动量为零，根据动量定理，重锤所受合外力冲量为零，故A正确；B．重锤随桩一起向下运动过程，动量变化量方向向上，故合外力冲量向上，故B错误；整个运动过程，重锤和桩组成的系统初始动量为零，末动量为零，但运动过程动量不为零，知系统在运动过程不满足动量守恒，故C错误；重锤与桩的撞击过程会产生内能，所以撞击过程中机械能不守恒，故D错误。
2．答案 B
解析 甲→乙过程中，根据右手定则，AB边中的电流由B→A，故A错误；丙→丁过程中，根据右手定则，AB边中的电流由A→B，故B正确；图甲位置，线圈中磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中感应电动势最小，为零，故C错误；图乙位置，线圈中磁通量为零，故D错误。
3．答案 B
解析 由受力平衡可知安培力方向水平向右，由左手定则可知，导体棒中的电流方向从a流向b，故A错误；由于弹簧伸长为x，根据胡克定律有，可得，故B正确；若只将磁场方向缓慢顺时针或逆时针转过一小角度，则安培力在水平方向上的分力减小，根据力的平衡可得，弹簧弹力变小，导致x变小，故C、D错误。
4．答案 D
解析 由可知，质子经加速后的最大速度与回旋加速器的最大半径有关，而与交变电压U无关，故A错误；为了使质子能在回旋加速器中加速，质子的运动周期应与交变电压的周期相同，B错误；由以及可得质子第n次被加速前、后的动能之比为，速度之比为，向心加速度，向心加速度之比为，D正确。
5．答案 D
解析 由题可知，入射光线沿半径方向入射，各色光沿同一角度反射至A点上方同一位置，因此在A点上方形成白色光斑。而在AB界面光线发生折射后，由于不同色光的折射率不同，则折射角度也不同，所以在A点下方形成彩色光带。故选D。
6．答案 C
解析 若A带正电，逆时针转动产生逆时针方向的电流，A内磁场方向垂直纸面向外，当转速增大时，穿过B的磁通量增加，B中产生感应电流，根据楞次定律（增反减同）可知B中产生顺时针方向的电流，A错误；异向电流相互排斥，B环有扩张的趋势，C正确；若A带负电，逆时针转动产生顺时针方向的电流，A内磁场方向垂直纸面向内，当转速减小时，穿过B的磁通量减少，B中产生感应电流，根据楞次定律（增反减同）可知B中产生顺时针方向的电流，B错误，同向电流相互吸引，B环有收缩的趋势，D错误。
7．答案 BD
解析 由题图（b）可知，导线框经过0.2s全部进入磁场，则速度，选项B正确；由题图（b）可知，cd边切割磁感线产生的感应电动势，根据得，，选项A错误；根据右手定则及正方向的规定可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，t＝0.3s时ab边与cd边同时切割磁感线，回路中无感应电流，a、b两点间电势差为E＝0.01V，选项B正确；t＝0.4s时ab边出磁场右边界，所以磁场宽度为，选项C错误；在t＝0.4s至t＝0.6s这段时间内，导线框中的感应电流，所受的安培力大小为，选项D正确。
8．答案 BC
解析 由于沿x轴正、负方向传播的两列波是由同一波源的振动形成的，在同一介质中传播，可知沿x轴正、负方向传播的速度相同，故A错误；根据t＝1.75s时形成的波形，结合同侧法可知，沿x轴正方向传播的波的波前的起振方向沿y轴负方向，而所有质点的起振方向均相同，可知，质点M的起振方向沿y轴负方向，故B正确；根据t＝1.75s时形成的波形可知，波在1.75s内传播的路程为，则简谐横波的传播速度为，故C正确；波源的振动形式传播到质点N的时间为，该波的周期为，则0～1.75s内质点N运动的时间为，则0～1.75s内质点N运动的总路程为，故D错误。故选BC。
9．答案 AB
解析 AB发生完全非弹性碰撞，则，解得，ABC整体动量守恒，当弹簧恢复原长时，此时，满足，即，解得，当ABC共速时，，，联立解得，解得，此时小球B加速度最大
10．答案 ABC
解析 将A、B作为整体，A在P点时弹簧处于原长，根据牛顿第二定律，根据对称性，B到达最低点的加速度与初始位置大小相等，因此，解得绳子能承受的最大拉力，A正确；A处于O位置时，根据平衡条件，物体B下降到最低位置时，根据对称性，弹簧伸长量为，因此最大弹性势能，B正确；绳断后A物体回到位置O时，根据机械能守恒，可得A的速度；绳断后A物体回到位置P时，根据机械能守恒，可得A的速度，绳断后A物体回到位置O点时与P点时的速度大小之比为，C正确；绳段后，平衡位置为P点，从绳断到A物体第一次回到位置O时所用的时间，D错误。
11．答案 6.30 守恒
解析 （1）[1]游标卡尺的读数
（2）[2]根据光电门测速原理可知，滑块A、B上遮光片经过光电门1和光电门2的速度大小分别为、，若满足，即若等式成立，则说明滑块A、B构成的系统动量守恒。
[3]由能量守恒定律可知，放开卡销前弹簧的弹性势能等于放开卡销后滑块A、B增加的动能之和
（3）[4]弹簧对滑块A、B的弹力大小始终相等、方向相反，因此即使滑块A、B与弹簧分离前就已经通过光电门，系统动量仍守恒。
12．答案 见解析 1.45 0.90
解析 （1）[1]由于电源电压约为1.5V，而电流表的满偏电流为0.6A，根据欧姆定律可知回路的最小电阻约为
为了操作方便，滑动变阻应选。
（2）[2]将电流表G与定值电阻串联，改装成电压表，再利用伏安法测量电源电动势和内电阻，连接电路如图所示
（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律，整理可得
利用图像的斜率和截距可知，
联立解得，
13．答案 0.4V
解析 （1）当金属条ab进入磁场时，金属条ab相当于电源，（2分）
由等效电路图（如图）可知（2分）
（2分）
（2）（2分）
设车轮运动一周的时间为T，则每根金属条充当电源的时间为，则车轮运动一周电路中有电源的时间为（2分）
可知一个周期内，4个小灯总功率的平均值为（2分）
则自行车正常前进时，4个小灯总功率的平均值为
14．答案 （1）；（2）1m/s，4m/s；（3）0.8s
解析 （1）假设A、C相对静止，且此种情况下A、C的共同加速度大小为，根据牛顿第二定律有（1分）
解得（1分）
A、C间的最大静摩擦力，由于
则假设成立，因此施加推力时C的加速度大小（2分）
（2）A、C一起以大小为a的加速度做初速度为零的匀加速直线运动，设A、B碰撞前瞬间A、C的速度大小为，根据匀变速直线运动的规律有（1分）
解得（1分）
对A、B第一次发生弹性正碰的过程有，（2分）
解得，（1分）
（3）A、B第一次碰撞后，A向右做匀加速直线运动，C向右做匀减速直线运动，假设B滑到C右端前，A、C已达到共同速度，设该共同速度的大小为，根据动量守恒定律有
，解得（1分）
假设从A、B第一次碰撞到A、C达到共同速度的时间为，根据动量定理有，解得（1分）
在该段时间内，A、B、C向右运动的距离分别为
，，（1分）
因为
所以假设成立，此后A、C以共同速度向右运动，直到B与C右端碰撞，从A、C达到共同速度至B到达C右端的时间（1分）
因此（1分）
15．答案 （1）；（2）
解析 （1）粒子做匀速圆周运动，解得（2分）
做轨迹图如图所示
由几何关系可得（2分）
解得（2分）
（2）第一个质子做匀速圆周运动，解得（1分）
第一个质子返回至出口处时，恰能与第二个发出的质子发生完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律有
解得（1分）
由于碰撞后粒子电量变为先前的2倍，质量也变为先前的2倍，所以粒子在磁场中的轨道半径仍为不变，质子的轨迹如图所示
粒子在磁场中的时间（1分）
粒子在正方形区域内匀速直线运动的时间（1分）
可得粒子从P点射出至再次到达质子源的时间（1分）
同理，第二个粒子（质量为2m）碰撞，第三个粒子（质量为3m）碰撞，则第n个粒子（质量为nm）碰撞
解得 运动轨迹均相同（2分）
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