安徽省蚌埠市2022-2023学年高二物理下学期期末试题（Word版附解析）

蚌埠市2022—2023学年度第二学期期末学业水平监测高二物理本卷满分100分，考试时间75分钟。第Ⅰ卷（选择题共46分）一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.关于电磁波，下列说法正确的是（　　）A.电磁波不能在真空中传播B.电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场C.电场或磁场随时间变化时一定会产生电磁波D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在【答案】B【解析】【详解】A．电磁波的传播不需要介质，则电磁波能在真空中传播，故A错误；B．周期性变化的电场产生磁场，周期变化的磁场产生电场，由近及远地传播形成电磁场，故B正确；C．均匀变化的电场（磁场）产生稳定的磁场（电场），则不能形成电场波，故C错误；D．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故D错误。故选B。2.手机上一般会有两个麦克风，一个比较大的位于手机下方，另一个位于手机顶部。小明同学查阅手机说明书后知道手机顶部的麦克风为降噪麦克风。该同学进一步查阅资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。理想情况下的降噪过程如图所示，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。下列说法正确的是（　　）A.降噪声波的频率大于环境噪声的频率B.降噪声波的频率小于环境噪声的频率C.降噪麦克风的工作原理是声波的衍射D.降噪麦克风工作原理是声波的干涉【答案】D 【解析】【详解】AB．由图可以看出，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉，因为两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，AB错误；CD．降噪麦克风的工作原理利用频率相同的两列声波等幅反相，叠加后振动减弱，起到降噪作用，是声波的干涉，C错误，D正确。故选D。3.一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的（　　）A.频率小，发生全反射的临界角小B.频率大，发生全反射的临界角小C.频率小，发生全反射的临界角大D.频率大，发生全反射的临界角大【答案】C【解析】【分析】【详解】由光路图可知a光的偏折程度没有b光的大，因此a光的折射率小，频率小，由全反射可知折射率越小发生全反射的临界角越大。故选C。4.如图所示，两根同一竖直方向平行放置的长直导线a和b中通有大小不同、方向均垂直于纸面向里的电流时，a对地面的压力恰好为零。已知长直导线a的质量为m，当地的重力加速度为g。如果长直导线b的电流改为垂直于纸面向外，大小不变，则a对地面的压力为（　　）A.0B.mgC.2mgD.3mg【答案】C 【解析】【详解】长直导线a和b的电流方向，导线a和b相互吸引，因为a对地面的压力恰好为零，对a受力分析可知b对a的引力大小等于重力，方向竖直向上；当b的电流反向时，导线a和b相互排斥，再次对a受力分析可知地面对a的支持力等于2mg，根据牛顿第三定律，a对地面的压力为2mg。故选C。5.如图甲所示为一小型发电机的原理图，矩形线圈的电阻为1Ω。在外力作用下矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈两端与的电阻构成闭合回路。通过电阻R的电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）A.该发电机线圈转动的角速度为200πrad/sB.线圈转至图甲位置时，线圈中感应电流最大C.该发电机产生交流电感应电动势峰值为VD.电阻R消耗的电功率为4000W【答案】D【解析】【详解】A．由图乙可知，该发电机线圈转动周期为0.02s，角速度为故A错误；B．线圈转至图甲位置时，磁场与线圈平面垂直，线圈中感应电流最小，故B错误；C．由图乙可知最大感应电流根据闭合电路欧姆定律得交流电的感应电动势峰值为故C错误； D．由图乙可知感应电流的有效值电阻R消耗的电功率为故D正确。故选D。6.如图所示，磁场方向垂直纸面向里，金属导轨EF、CD在竖直平面内垂直磁场平行放置，并通过绕在竖直铁芯上的导线连接，铁芯正上方有一水平放置的金属环，金属杆AB竖直放置，与导轨EF、CD垂直且始终接触良好，现突然用外力向右拉动金属杆AB，下列说法正确的是（　　）A.AB中电流由A到B，金属环受到的安培力向上B.AB中电流由A到B，金属环受到的安培力向下C.AB中电流由B到A，金属环受到的安培力向上D.AB中电流由B到A，金属环受到的安培力向下【答案】C【解析】【详解】金属杆AB向右运动，由右手定则可知，杆中电流由B到A；因穿过金属环的磁通量突然增加，根据楞次定律推论可知，金属环受到的安培力向上。故选C。7.如图所示，在半径为R的圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的一条直径。一带电粒子从a点射入磁场，速度大小为2v，方向与ab成30°角，经磁场偏转后从b点飞出，已知粒子在磁场中运动的时间为t，不计粒子所受重力，则（　　） A.该带电粒子带负电B.粒子在磁场中做圆周运动的半径为RC.若仅将速度大小改为v，则粒子在磁场中运动的时间为D.若仅将速度大小改为v，则粒子在磁场中运动的时间为2t【答案】D【解析】【详解】A．根据左手定则判断知，该带电粒子带正电，故A错误；B．依题意，设粒子以速度飞入磁场中时，在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据几何知识可得粒子在磁场中做圆周运动的半径为故B错误；CD．依题意，可画出粒子以和两种情况下在磁场中运动轨迹如图所示粒子以速度大小为2v飞入磁场时，半径为，根据几何知识可得此时粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角为，粒子在磁场中运动的时间为；若仅将速度大小改为v，根据则粒子在磁场中运动的半径变为，利用几何知识可判断知，此时粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角为，粒子在磁场中运动的时间 根据可知粒子在磁场中运动的周期与速度无关，则可得粒子以速度飞入磁场时，在磁场中运动的时间为故C错误，D正确。故选D。二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）8.如图，理想变压器原线圈加正弦式交流电，副线圈上接有电阻R灯泡、，闭合开关S，滑片P处于图示位置，灯泡正常发光。则（　　）A.保持开关S闭合，将滑片P向下移，灯泡变暗B.保持开关S闭合，将滑片P向上移，灯泡变暗C.保持滑片P位置不变，断开开关S，灯泡变暗D.保持滑片P位置不变，断开开关S，灯泡变亮【答案】AD【解析】详解】AB．保持开关S闭合，将滑片P向下移，则次级匝数减小，次级电压减小，则灯泡变暗；同理将滑片P向上移，灯泡变亮，选项A正确，B错误；CD．保持滑片P位置不变，次级电压不变，断开开关S，灯泡熄灭，并且次级电阻变大，电流减小，电阻R上的电压减小，灯泡上的电压变大，则变亮，选项C错误，D正确。故选AD。9.电视机显像管应用了电子束磁偏转原理。如图所示，电子束经电子枪加速后进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，经磁场偏转后打在荧光屏上产生亮点。已知电子的比荷为k，加速电子束的电子枪电压为U。 电子束按图中方向偏转，在匀强磁场中运动轨迹所对应的圆心角为，由此可知（　　）A.图中偏转磁场的方向为垂直纸面向外B.电子进入偏转磁场时的速度为C.电子在偏转磁场中运动轨迹的半径为D.电子在偏转磁场中的运动时间为【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．由左手定则可判断出偏转磁场的方向为垂直纸面向外，故A正确；B．设电子质量为m，电荷量为e，电子束射入到偏转磁场时的速度为v，由动能定理解得故B错误；C．电子进入偏转磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力解得故C正确； D．电子在磁场中的运动时间故D错误。故选AC。10.如图（a），质量M=4kg、倾角为θ的斜面体置于粗糙水平面上，质量m=1kg的小物块置于斜面顶端，物块与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ。t=0时刻对物块施加一平行于斜面向下的推力F，推力F的大小随时间t变化的图像如图（b）所示，t=2s时物块到达斜面底端。斜面体始终保持静止，重力加速度g=10ms2，在物块沿斜面下滑过程中，下列说法正确的是（　　）A.物块到达斜面底端时的动能为32JB.斜面的长度为8mC.斜面体对水平面的压力大小始终为50ND.水平面对斜面体的摩擦力水平向右且逐渐增大【答案】AC【解析】【详解】A．物块与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ可知则物体所受的合力为F，由F-t图像以及动量定理可知可得v=8m/s则动能选项A正确；B．若物块匀加速下滑，则斜面的长度为 而物块做加速度增大的加速运动，则物块的位移大于8m，即斜面长度小于8m，选项B错误；CD．滑块对斜面体有沿斜面向下的摩擦力，大小为垂直斜面的压力大小为两个力的合力竖直向下，大小为mg，则斜面体对水平面的压力大小始终为Mg+mg=50N，斜面体在水平方向受力为零，则受摩擦力为零，选项C正确，D错误；故选AC。第Ⅱ卷（非选择题共54分）三、非选择题（本题共5小题，共54分）11.在“验证动量守恒定律”实验中，装置如图所示，按照以下步骤进行操作：①在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，使小球a从斜槽轨道上由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；②将木板水平向右移动一定距离并固定，再使小球a从同一位置由静止释放，撞到木板上得到痕迹B；③把小球b静止放在斜槽轨道最右端，让小球a仍从同一位置由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C。（1）为了保证在碰撞过程中a球不反弹，a、b两球的质、间的关系是___________。（填“＞”、“＜”或“＝”）（2）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是___________（填序号）。A.小球a、b半径可以不同B.斜槽轨道末端必须保持水平C.需用秒表测定小球在空中飞行的时间（3）实验测得，小球a、b质量分别为、、O点到A、B、C三点的距离分别为、、，若碰撞前后ab总动量守恒，则需要验证的表达式为______________________。（用所测物理量的字母表示） 【答案】①.＞②.B③.【解析】【详解】（1）[1]为了保证在碰撞过程中a球不反弹，a、b两球的质、间的关系是＞。（2）[2]A．小球a、b半径必须相同，从而保证两球能发生正碰，选项A错误；B．斜槽轨道末端必须保持水平，从而保证做平抛运动，选项B正确；C．实验中小球做平抛运动的速度则不需要用秒表测定小球在空中飞行的时间，选项C错误。故选B。（3）[3]验证的关系因可得12.某同学用单摆测定当地的重力加速度。（1）他在组装单摆时，在摆线上端的悬点处，采用了甲乙两种方式，正确的方式是________（填“甲”或“乙”）； （2）该同学组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度为l，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图丙所示，则该摆球的直径d为______mm，单摆摆长L=________（用l、d表示）。（3）该同学通过多次实验得出数据画出摆长L和周期T2图像，如图，请根据图像求出重力加速度的值_____m/s2。（已知π2≈9.86，结果保留三位有效数字）（4）如果测得的g值偏大，可能的原因是_____（填序号）。A．计算摆长时用摆线长度B．开始计时时，停表没有及时按下C．摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加D．实验中误将30次全振动记为31次【答案】①.乙②.12.0③.④.9.66##9.60##9.61##9.62##9.63##9.64##9.65##9.67##9.68##9.69##9.70##9.71##9.72##9.73##9.74##9.75##9.76##9.77##9.78##9.79##9.80⑤.BD##DB【解析】【详解】（1）[1]采用乙方式，可以防止运动过程中摆长发生变化，如果需要改变摆长来探究摆长与周期关系时，也方便调节摆长。（2）[2]游标卡尺的主尺读数为12mm，游标卡尺为00.1mm，则摆球的直径为12.0mm； [3]单摆摆长为总悬点到摆球的最低端的长度减去摆球的半径，即（3）[4]根据单摆周期公式可知根据图像可知，图像的斜率解得（4）[5]已知测得的g值偏大，根据可知，可能是测量的摆长偏大或者测量的周期偏小。A．计算摆长时用摆线长度，则测量的摆长偏小，故A错误；B．开始计时时，停表没有及时按下，则测量的周期偏小，故B正确；C．摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加，说明测量摆长比实际摆长小，故C错误；D．实验中误将30次全振动记为31次，则计算出的周期偏小，故D正确。故选BD。13.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正向传播，t＝0时刻的波动图像如图甲所示，质点M的振动图像如图乙所示。已知t＝0时刻质点M恰好完成一次全振动，M、N两质点的平衡位置均在x轴上，N点的坐标为19m。求：（1）此简谐横波传播速度的大小；（2）0~10s内质点N运动的路程。 【答案】（1）5m/s；（2）760cm【解析】【详解】（1）根据图甲可知，简谐波的波长为4m，周期为0.8s，所以简谐波的传播速度为大小为（2）t＝0时刻质点M恰好完成一次全振动可知，此时波恰好传到7m处，简谐波传播到N点需要的时间为所以质点N振动的时间为0~10s内质点N运动的路程14.在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD，木板AB上表面粗糙，滑块CD上表面是光滑的圆弧，其始端D点切线水平且与木板AB上表面平滑相接，如图所示。一可视为质点的物块P，质量也为m，从木板AB的右端以初速度滑上木板AB，过B点时速度为，，又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处。已知物块P与木板AB间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：（1）物块滑到B处时木板的速度；（2）木板的长度L；（3）滑块CD圆弧的半径。【答案】（1），方向向左；（2）；（3） 【解析】【详解】（1）物块由点A到点B时，取向左为正方向，由动量守恒定律得又解得且速度方向向左。（2）物块由点A到点B时，根据能量守恒定律得解得（3）由点D到点C，滑块CD与物块P组成的系统在水平方向上动量守恒，则有滑块CD与物块P组成的系统机械能守恒，则有联立解得，滑块CD圆弧的半径为15.如图所示，某光滑金属导轨由水平平行轨道和竖直圆周轨道组成，水平平行轨道MN、ST相距L＝0.5m，轨道左端用阻值R＝10Ω的电阻相连。水平轨道的某段区域有竖直向上、磁感应强度B＝6T的匀强磁场。光滑金属杆ab的质量m＝0.2kg、电阻r＝5Ω，金属杆以v＝5m/s的初速度沿水平导轨从左端冲入磁场，离开磁场后沿竖直圆周轨道上升的最大高度H＝0.2m。设金属杆ab与轨道接触良好，并始终与导轨垂直，导轨电阻忽略不计，且不考虑ab的返回情况，取。求：（1）金属杆刚进入磁场时，通过金属杆的电流大小和方向； （2）电阻R产生的焦耳热；（3）磁场区域的长度。【答案】（1）1A，方向从a沿杆流向b；（2）1.4J；（3）1m【解析】【详解】（1）导体棒刚进入磁场时，切割磁感线产生的电动势感应电流由右手定则知感应电流方向从a沿杆流向b；（2）出离磁场后解得导体棒整个运动过程，根据能量守恒定律电阻R上的焦耳热解得（3）设通过磁场时的电量为q，在磁场长度为x，在磁场中的运动过程，根据动量定理又因为 解得