湖南省长沙市浏阳市2022-2023学年高二物理上学期期末试题（Word版附解析）

2022年下学期期末质量检测考试试卷高二物理一、选择题。（本大题共12小题，每小题4分，共48分。1~8小题为单选题，每个小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求；9~12题为多选题，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分）1.交通路口的红绿灯为良好的交通秩序提供了保障，如图为某路口交通指示灯的示意图，根据所学知识对交通指示灯的推断正确的是（　　）A.红灯、黄灯、绿灯是串联的B.红灯、黄灯、绿灯是并联的C.红灯与黄灯并联后再与绿灯串联D.绿灯与黄灯并联后再与红灯串联【答案】B【解析】【详解】由于红、黄、绿灯可以单独亮灭，所以三盏灯是并联关系，故选B。2.物理是源自于生活的科学，只要细心观察，生活中处处皆是物理。下列生活中的情景说法正确的是（　　）A.在没有空气的宇宙空间，火箭无法利用反冲进行加速B.当静止的章鱼向前喷水时，利用反冲可使身体向后运动C.在船头和码头安装旧轮胎是为了延长作用时间，以减小码头对船的冲量D.体操运动员在落地时总要屈腿是为了减小动量的变化量，使运动员避免受伤【答案】B【解析】【详解】A．火箭的加速利用了反冲原理，靠喷出气流的反作用力进行加速，没有空气也可以，故A错误；B．章鱼通过身体前面的孔喷向前水，利用反冲可以使身体向后运动，故B正确；C．在船头和码头安装旧轮胎是为了延长作用时间，以减小码头对船的作用力，故C错误；D．体操运动员在落地时总要屈腿是为了减小地面对运动员的冲击力，使运动员避免受伤，故D错误。故选B。3. 如图所示为磁场、磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，当在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当赫姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时（　　）A.小磁针N极向里转B.小磁针N极向外转C.小磁针在纸面内向左摆动D.小磁针在纸面内向右摆动【答案】A【解析】【分析】【详解】由于线圈中电流沿顺时针方向，根据安培定则可以确定，线圈内部轴线上磁感线方向垂直于纸面向里。而小磁针N极受力方向和磁感线方向相同，故小磁针N极向里转。故A正确，BCD错误。故选A。4.磁电式电流表（表头）最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程。已知某一表头，内阻，满偏电流，要将它改装为量程为的电流表，所做的操作是（　　）A.串联一个的电阻B.并联一个的电阻C.串联一个的电阻D.并联一个的电阻【答案】D【解析】【详解】改装成电流表是要扩大电流的量程，使用并联电路的分流原理，要并联的阻值为故选D。5.如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（　　） A.充电宝输出的电功率为B.手机电池产生的焦耳热为C.手机电池产生的焦耳热为D.手机电池储存的化学能为【答案】B【解析】【详解】A．由题意可得充电宝输出的电功率为故A错误；BC．根据焦耳定律可得手机电池产生的焦耳热为因为U不是手机电池的内电压，所以故B正确，C错误；D．根据能量守恒定律可知，充电宝输出的电能一部分转化为手机电池的化学能E，一部分转化为电池内电阻产生的焦耳热Q，则故D错误。故选B。6.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示。下列表述正确的是（　　） A.M带负电，N带正电B.M的速率小于N的速率C.洛伦兹力对M做正功，对N做负功D.M的运行时间大于N的运行时间【答案】A【解析】【详解】A．由左手定则判断出M带负电荷，N带正电荷，故A错误；B．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得由图可知N的半径小于M的半径，所以M的速率大于N的速率，故B错误；C．洛伦兹力方向与速度方向始终垂直，所以洛伦兹力对粒子不做功，故C错误；D．粒子在磁场中运动半周，即时间为其周期的一半，而周期为，与粒子运动的速度无关，所以M的运行时间等于N的运行时间，故D错误。故选A。7.一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的磁感应强度在竖直方向的分量为B，螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则（　　） A.，且a点电势低于b点电势B.，且a点电势低于b点电势C.，且a点电势高于b点电势D.，且a点电势高于b点电势【答案】A【解析】【分析】【详解】磁感线竖直分量方向向上，每个叶片都切割磁感线，根据右手定则，a点电势低于b点电势；因所以电动势为故选A。8.某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，组成了一个新变压器，如图甲所示，线圈作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，原、副线圈的匝数比为，电源输出的电压如图乙所示，线圈接小灯泡。若他组成的新变压器可视为理想变压器，则（　　）A.电源输出电压的频率为B.若小灯泡两端并联交流电压表，则此电压表示数为C.若小灯泡两端并联一个电阻，电源的输出功率减小D.将线圈改接在学生电源的直流输出端，小灯泡也能发光【答案】B 【解析】【详解】A．根据电源输出电压的周期可知A错误；B．由图乙可知，原线圈的电压的最大值为，则有效值，根据理想变压器电压公式解得B正确；C．小灯泡并联一个电阻，则电阻减小，而副线圈电压不变，因此，输出功率增大，C错误；D．理想变压器是传输交流电，因此原线圈接直流电无作用，D错误。故选B。9.关于下列四幅图的说法中正确的是（　　）A.一切电流都可以用变压器改变它的电压B.为使电子感应加速器真空中产生顺时针方向的感生电场，电磁铁线圈中的电流应该由强到弱C.真空冶炼炉是利用锅体涡流产生的热量使炉内的金属熔化D.探雷器是利用用涡流工作的，探测时是地下的金属感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警【答案】D【解析】【详解】A．用变压器改变交变电流电压，不能改变恒定电流的电压，故A错误；B．电子感应加速器是利用电磁铁间变化的磁场产生感生电场使电子加速的仪器，图中上面电磁铁的下端是S极，下面电磁铁的上端是N 极，所以电磁铁在真空室中产生的磁感应强度方向向上，电磁铁线圈中的电流由强到弱时，由楞次定律可知，电子感应加速器真空中产生逆时针方向的感生电场，故B错误；C．真空冶炼炉的工作原理是炉内的金属导体内产生涡流使其熔化，故C错误；D．探测器中有交流电流；其产生变化的磁场；其磁场会在金属物品中感应出涡流；而涡流产生的磁场又会发过来影响线圈中的电流，从而使仪器报警；故D正确。故选D10.某同学设计了一个测量水流速度的装置，示意图如图所示。电阻可忽略的金属丝一端悬挂小球，另一端固定在点。电阻丝水平放置，并与金属丝接触良好，其中点位于点正下方。开关闭合后，可通过仪表（可看作理想电表）读出水流的速度大小。下列说法正确的是（　　）A.仪表是一个电流表B.水流速度变大，则整个电路的总功率变小C.水流速度变大，则通过电阻的电流变大D.水流速度变大，则仪表的示数变小【答案】B【解析】【详解】A．仪表C并联在电阻丝的两端，故仪表C是一个电压表，故A错误；BCD．水流速度变大，OP与竖直方向的夹角变大，电阻丝AB连入电路的电阻变大，回路中的总电阻变大。根据闭合电路欧姆定律可知总电流I变小，即通过R的电流变小，整个电路的总功率变小，仪表C的示数可知，增大，即仪表C的示数变大，故B正确，CD错误。故选B。11.近年来，随着智能手机的普及，手机已经成为人们日常生活中必不可少的通讯工具，人们对手机的依赖性也越强，有些人甚至喜欢躺着看手机，经常出现手机滑落砸到眼睛的情况。如图所示，若一部质量m=200g 的手机，从离人眼约h=20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为t=0.01s，取重力加速度g=10m/s2，下列分析正确的是（　　）A.手机对眼睛的冲量方向竖直向上B.手机对眼睛的作用力大小约为42NC.全过程手机重力的冲量大小约为0.6N·sD.全过程手机动量的变化量大小约为0【答案】BD【解析】【详解】A．手机对眼睛的作用力方向竖直向下，根据冲量的定义式，可知冲量方向与作用力的方向一样均为竖直向下。故A错误；B．取竖直向下为正方向，设眼睛对手机的作用力为F，根据动量定理可得又联立，解得故B正确；C．全过程手机重力的冲量大小为又联立，解得故C错误；D．全过程手机动量的变化量大小为 故D正确。故选BD。12.如图所示，边长为L、电阻值为R的正方形线圈abcd处于磁感应强度为B的匀强磁场中，将线圈以速度v匀速拉出磁场的过程中，下列结论正确的是（　　）A.线圈中感应电流的大小为B.线圈中产生的热量为C.外力对线圈做的功为D.移动线圈的外力的功率为【答案】AC【解析】【详解】A．导线ab切割磁感线得出感应电动势为感应电流A正确；B．线框中产生的热量为B错误；C．依题意，可知外力对线圈所做的功等于线圈克服安培力做的功，即等于线圈中产生的焦耳热，故有C正确; D．线圈匀速运动，可得移动线圈的外力的功率等于克服安培力做功的功率，即D错误。故选AC。二、实验题（本大题3小题，共17分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。）13.如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置：①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将________偏转（填“向左”“向右”或“不”）；②连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是________；A．插入铁芯B．拔出A线圈C．变阻器的滑片向左滑动D．断开开关S瞬间【答案】①.向右②.BD【解析】【详解】①[1]已知闭合开关瞬间，A线圈中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转，可知磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转；当开关闭合后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转；②[2]A．要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据楞次定律知，磁通量应减小。插入铁芯时，B线圈中的磁通量增加，A错误；B．拔出A线圈时，B线圈中的磁通量减小，B正确；C．变阻器的滑片向左滑动时，电流增大，B线圈中的磁通量增大，C错误；D．断开开关S瞬间，电流减小，B线圈中的磁通量减小，D正确。故选BD。 14.某同学欲采用课本上介绍的气垫导轨和光电计时器等装置进行“验证动量守恒定律”的实验，如图所示，A、B两滑块做相向运动，已知安装在A、B两滑块上的窄片宽度均为d，在碰撞前滑块A、B经过光电门时，窄片挡光时间分别为Δt1和Δt2，碰撞后滑块A、B粘合在一起运动，运动方向与碰撞前滑块B运动方向相同，此后滑块A再次经过光电门时窄片挡光时间为Δt。（1）滑块A、B碰撞前速度的大小分别为vA=__________，vB=__________。（2）为了验证碰撞中动量守恒，除了上述已知条件外，还必须要测量的物理量有_____。A．滑块A包括窄片的总质量m1B．滑块B包括窄片的总质量m2C．碰撞后滑块B经过光电门时窄片挡光的时间ΔtBD．两个光电门之间的距离L【答案】①.②.③.AB【解析】【详解】（1）[1][2]根据极短时间内物体的平均速度等于瞬时速度得物块A、B碰撞前速度的大小分别为（2）[3]碰撞后A、B的速度如果碰撞过程动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得m2vB-m1vA=（m1+m2）v则有 整理得为了验证碰撞过程中动量守恒，还必须测量的物理量有：滑块A、B包括窄片的总质量m1、m2，故选AB。15.在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻（约5Ω）。（1）该同学用螺旋测微器测金属丝的直径d如图，则d=___________mm；（2）为了精确测量金属丝的阻值，某同学设计了如图所示的电路进行实验，实验室提供了电源（电动势3.0V，内阻不计）。开关、若干导线外，还提供下列实验器材：A．电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）B．电流表（量程0~3.0A，内阻约0.02Ω）C．电压表（量程0-3V，内阻约3kΩ）D．电压表（量程0~15V，内阻约15kΩ）E．滑动变阻器（最大阻值2Ω）F．滑动变阻器（最大阻值1kΩ）为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用___________，电压表应选用___________，滑动变阻器应选用___________（选填实验器材前对应的字母）（3）该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，实验中用刻度尺测出金属丝的长度L，则该金属丝电阻率ρ的表达式为ρ=_________（用符号表示） 【答案】①.0.396##0.397##0.398②.A③.C④.E⑤.【解析】【详解】（1）[1]由图读出（2）[2][3][4]电源电动势3.0V，则电压表选择量程为3V的C，电路最大电流约为则电流表选择量程为0.6A的A，滑动变阻器采用分压接法，选择总阻值较小的E。（3）[5]根据电阻定律根据欧姆定律故三、计算题（本题共3小题，共35分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。）16.如图所示，在光滑水平面上，两个物体的质量都是m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m的物体，以一定速度继续前进。求：（1）碰撞后物体的速度大小；（2）碰撞后该系统的总动能损失；（3）碰撞过程中物体A的受到的冲量I。【答案】（1）；（2）；（3），方向与初速度方向相反【解析】 分析】【详解】（1）根据动量守恒定律，有解得（2）碰撞前总动能碰撞后总动能碰撞过程中总动能损失（3）碰撞过程中物体A受到的冲量方向与初速度方向相反17.如图所示，长度为L=0.1m、电阻r=0.3Ω、质量m=0.1kg的金属棒CD，垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑的金属导轨上，导轨间距离也为L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计。导轨左端接有R=0.5Ω的电阻，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面，磁感强度B=4T。现以水平向右的恒定外力F使金属棒右移，当金属棒以v=2m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，求：（1）电路中理想电流表和与理想电压表的示数；（2）拉动金属棒的外力F的大小；（3）若此时撤去外力F，金属棒将逐渐慢下来，最终停止在导轨上。求撤去外力到金属棒停止运动的过程中，金属棒上产生的电热。【答案】（1）1A，0.5V；（2）0.4N；（3）0.075J【解析】 【详解】（1）杆产生的电动势为，电流表的示数为，电压表示数为，感应电动势闭合电路欧姆定律解得（2）设杆受到的拉力为，安培力大小则有（3）由能量守恒，回路中产生的电热等于棒动能的减少量金属棒上产生的电热18.如图所示是一台质谱仪的工作原理图，电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为零。这些离子经加速后通过狭缝O沿着与垂直磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在底片上，已知ON水平，放置底片的区域MN=L，且OM=L。某次测量发现MN中左侧区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧区域QN仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后，原本打在区域MQ的离子即可在区域QN检测到。求：（1）原本打在MN中点P的离子质量m；（2）离子在磁场中的运动时间t；（3）为使原本打在P点的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】解：（1）对离子在加速电场，由动能定理得在磁场中做匀速圆周运动有联立解得打在P点解得（2）离子在磁场中做匀速圆周运动的周期在磁场中运动的时间（3）由（1）知，当离子在磁场中运动半径为r时，有 解得加速电压离子打在Q点有解得离子打在N点有r2=L解得所求电压的范围