安徽省合肥市百花中学等六校2022-2023学年高二物理下学期期末联考试题（Word版附解析）

2022-2023学年度第二学期合肥市六校联考高二年级期末教学质量检测物理学科试卷一、选择题（每小题4分，1-7为单选，8-10为多选，多选题漏选得2分，共40分）1.我国已开展空气中PM2．5浓度的监测工作，PM2．5是指空气中直径小于2．5微米的悬浮颗粒物，可在显微镜下观察到，它漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害．矿物燃料燃烧时废弃物的排放是形成PM2．5的主要原因，下列关于PM2.5的说法中正确的是A.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动B.PM2.5的无规则运动说明了空气分子做分子热运动C.PM2.5的质量越大，其无规则运动越剧烈D.温度越低，PM2．5无规则运动越剧烈【答案】B【解析】【分析】PM2.5是固体小颗粒，不是分子，温度越高，PM2.5的质量越小，其无规则运动越剧烈，由于周围大量空气分子对PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做无规则运动．【详解】PM2.5是固体小颗粒，不是分子，故PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动，故A错误；PM2.5的无规则运动说明了空气分子做分子热运动，故B正确；PM2.5的质量越小，其无规则运动越剧烈，故C错误；温度越高，PM2.5的无规则运动越剧烈，故D错误；故选B．【点睛】本题考查了PM2.5的有关问题，涉及的知识点是分子的热运动，难度不大，在当今雾霾天气严重的情况下，其与环保相结合具有很好的科普意义．2.下图中标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】A．由左手定则可知，通电直导线所受安培力的方向竖直向上，故A错误；B．由图可知，磁感应强度B与电流I平行，导线不受安培力，故B错误；C．由左手定则可知，通电直导线所受安培力的方向竖直向下，故C正确； D．由左手定则可知，通电直导线所受安培力的方向垂直纸面向外，故D错误。故选C。3.某磁场磁感线如图所示，有铜线圈自图示A位置落至B位置，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是（　　）A.始终顺时针B.始终逆时针C.先顺时针再逆时针D.先逆时针再顺时针【答案】C【解析】【分析】【详解】在下落过程中，磁感应强度先增大后减小，所以穿过线圈的磁通量先增大后减小，从A处落到O处，穿过线圈的磁通量增大，所以感应电流的磁场方向向下，则感应电流的方向为顺时针，从O处落到B处，穿过线圈的磁通量减少，产生的感应电流的磁场方向向上，则感应电流的方向为逆时针。故选C。4.如图所示，一边长为a的正方形线圈与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，磁感应强度为B。在Δt时间内将线圈绕虚线（磁场边界）翻转，在此过程中线圈产生的感应电动势为（　　）A.零B.C.D.【答案】C【解析】 【详解】在Δt时间内将线圈绕虚线（磁场边界）翻转过程中，磁通量变化为由法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势为故选C。5.一只电阻分别通过四种不同形式的电流，申流随时间变化的情况如下列各选项所示，A、B选项中电流按正弦规律变化，在相同时间内电阻产生热量最大的是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】A、B选项中电流有效值均为C选项中电流的有效值为，D选项中电流的有效值为，所以在相同时间内电阻产生热量最大的是D选项中的电流。故选D。6.如图甲为一列简谐横波在t＝2s时的波形图，图乙为这列波上质点P的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A.该横波向右传播，波速为0.8m/sB.t＝2s时，质点Q的振动方向为y轴负方向C.在2～4s时间内，质点P沿x轴向右平移2.0mD.在2～4s时间内，质点Q通过的路程为10cm【答案】D【解析】【详解】A．由题图乙知，在t＝2s时，质点P正通过平衡位置向下振动，根据“同侧法”可知波向右传播，由题图甲可知波长为λ＝1.6m由题图乙可知周期T＝4s则波速为故A错误；B．质点Q与质点P相距半个波长，故振动方向相反，则t＝2s时，质点Q沿y轴正方向运动，故B错误；C．质点不会随波迁移，只在平衡位置附近振动，故C错误；D．由题图甲可知振幅A＝5cm在2～4s时间内，质点振动半个周期，所以质点Q通过的路程为s＝2A＝10cm故D正确。故选D。7.如图所示，在xOy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角θ=45°。粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴。已知OM=a，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。则（　　） A.粒子带正电荷B.粒子速度大小为C.粒子在磁场中运动的轨道半径为aD.N与O点相距【答案】D【解析】【详解】A．粒子向下偏转，根据左手定则判断洛伦兹力，可知粒子带负电，A错误；BC．粒子运动的轨迹如图由于速度方向与y轴正方向的夹角，根据几何关系可知，则粒子运动的轨道半径为洛伦兹力提供向心力解得BC错误；D．与点的距离为 D正确。故选D。8.如图所示，用F表示两分子间的作用力，表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10变为的过程中（　　）A.F不断增大B.F先增大后减小C.F对分子一直做正功D.先增大后减小【答案】BC【解析】【详解】ABD．分子间的作用力是矢量，其正负不表示大小；分子势能是标量，其正负表示大小。读取图像信息知，由10r0变为r0的过程中，F先增大后变小至0。Ep则不断减小，故B正确，AD错误；C．该过程中，分子力始终为引力，做正功，故C正确。故选BC9.如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2：1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）A.电流表的示数为1AB.原线圈的输入功率为220WC.电压表的示数为110VD.副线圈输出交流电的周期为0.01s【答案】ABC【解析】【详解】AC．原线圈电压有效值为U1=220V，则根据匝数比可得次级电压有效值U2=110V，即电压表的示数为110V，则次级电流有效值 则初级电流表的读数为故AC正确；B．原线圈的输入功率为P1=U1I1=220×W=220W故B正确；D．副线圈输出交流电的周期为故D错误。故选ABC。10.水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力、分别作用在a、b上．一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下．两物体的v-t图线如图所示，图中AB∥CD．则整个过程中（　　）A.的冲量大于的冲量B.的冲量小于的冲量C.摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量D.合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量【答案】BD【解析】【详解】ABC．由图，AB与CD平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等，但的运动总时间小于的时间，根据可知，摩擦力对物体的冲量小于摩擦力对物体的冲量，根据动量定理，对整个过程研究得 由图看出则有即的冲量小于的冲量，故B正确，AC错误；D．根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，两个物体动量的变化量都为零，所以相等，故D正确。故选BD。二、实验题（11题10分，12题12分，共22分）11.某同学用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找不变量，图中CQ是斜槽，QR为水平槽，二者平滑相接，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点。若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP，米尺的零点与O点对齐。（1）入射球A的质量和被碰球B的质量的关系是_________（选填“>”“<”或“=”）；（2）碰撞后B球的水平射程约为________cm；（3）下列选项中，属于本次实验必须测量的的物理量是________（填选项前的字母）。A．水平槽上未放B球时，测量A球平均落点位置到O点的距离 B．A球与B球碰撞后，测量A球平均落点位置到O点的距离C．测量A球或B球的直径DD．测量A球和B球的质量、E．测量G点相对于水平槽面的高度H（4）若为不变量，则需验证的关系式为_______________。（用题中给出的字母表示）【答案】①.>②.64.7③.ABD④.【解析】【详解】（1）[1]要使两球碰后都向右运动应有A球质量大于B球质量，即；（2）[2]将10个点圈在圆内的最小圆的圆心作为平均落点，可由米尺测得碰撞后B球的水平射程约为64.7cm。（3）[3]从同一高度做平抛运动，飞行的时间t相同，而水平方向为匀速直线运动，故水平位移所以只要测出小球飞行的水平位移，就可以用水平位移的测量值代替平抛初速度。故需测出未放B球时A球飞行的水平距离和碰后AB球飞行的水平距离和，及AB两球的质量。故选ABD。（4）[4]若为不变量，需验证的关系式为，将代入上式得12.实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 (1)选择好器材，将符合实验要求的单摆悬线上端固定在铁架台上，测出悬点到小球球心的距离l；(2)将摆球拉离平衡位置一个小角度松手使其在竖直平面内摆动，测量单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=________。（用l、n、t表示）(3)甲同学测得的重力加速度数值大于当地重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是________。（填选项前的字母）A．开始摆动时振幅较小B．开始计时时，过早按下秒表C．测量周期时，误将摆球（n－1）次全振动的时间记为n次全振动的时间D．测量摆长时，以悬点到小球下端边缘的距离为摆长(4)乙同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图所示的图像，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量．你认为横坐标所代表的物理量是________（填“l2”“l”或“”）。若图线斜率为k，则重力加速度g=________（用k表示）。(5)丙同学正确完成实验操作后，整理器材时突然发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他测量时是将悬点到球心的距离作为摆长l，通过改变摆线的长度，测得5组l和对应的周期T。为了消除摆长不准对实验结果的影响，他画出l-T2图像，利用图像计算出重力加速度的表达式应为g=________。【答案】①.②.CD##DC③.④.⑤.【解析】【详解】(2)[1]根据单摆周期公式根据题意 解得(3)[2]A．开始摆动时振幅较小，g不变，A错误；B．开始计时时，过早按下秒表，t偏大，g偏小，B错误；C．测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间记为n次全振动的时间，n偏大，g偏大，C正确；D．测量摆长时，以悬点到小球下端边缘的距离为摆长，悬点到球心的距离才是摆长，l偏大，g偏大，D正确。故选CD。(4)[3]根据横坐标所代表的物理量是。[4]若图线斜率为k，根据图像则重力加速度为(5)[4]根据解得根据图像解得 三、计算题（共3题，计38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.如图所示，截面ABCD为矩形的透明设备放置在真空环境中AB=2a，一束光入射到上表面与AD夹角为θ=30°，折射到AB而中点时恰好发生全反射，光在真空中的传播速度为c，求：（1）该透明设备材料的折射率（可用根号表示）；（2）光从射入到第一次射出经历的时间。【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】（1）设该设备材料的折射率为n，在AD面上，设折射角为r，由折射定律得n=光线折射到AB面中点时恰好发生全反射，入射角等于临界角，则sinC=绘出光路图如下由几何关系知C+r=90°联立解得折射率 n=（2）光在介质中传播速度v=光从射入到第一次射出所经过的路程为则所需要的时间联立解得t=14.如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置，与水平方向的夹角为θ。两导轨间距为，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。（1）由b向a方向看到的装置如图，在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；（2）在加速下滑时，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】【详解】（1）经过分析可得，ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图如下图所示（2）当ab杆速度为v时，感应电动势为此时电路中电流为ab杆受到安培力为即有可得（3）当时，ab杆达到最大速度，则有15.如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧轨道半径R=0.45m，下端恰好与平台平滑对接，在光滑的水平面上有一个静止的、足够长的木板c，木板的右端紧靠侧壁竖直的平台，平台的上表面光滑并与木板上表面等高，小滑块a、b可视为质点。已知两个小滑块与木板的质量均为m=1kg，小滑块a、b与木板间的动摩擦因数均为=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。小滑块a由圆弧轨道顶端无初速释放，a、b碰撞时间极短。（1）求小滑块a滑到圆弧轨道底端对圆弧轨道的压力大小； （2）若初始小滑块b静止在木板右端，a、b碰后粘连在一起运动，求系统在整个运动过程中由于摩擦产生的热量；（3）若初始小滑块b静止在距离木板右端L=2.5m处，a、b间发生弹性碰撞，求碰撞后小滑块a、b之间的最大距离。【答案】(1)30N；(2)075J；(3)0.5m【解析】【分析】【详解】(1)小滑块a释放到达圆弧轨道底端的过程，根据动能定理得可得根据牛顿第二定律可得可得根据牛顿第三定律可知轨道受到的压力大小为30N(2)ab相碰过程由动量守恒定律可得ab与c相互作用过程由动量守恒定律可得系统在整个运动过程中由于摩擦产生的热量(3)a滑上c后做匀减速直线运动，加速度大小为 b、c一起匀加速运动的加速度为因此a滑上c后，先做减速运动，与b发生弹性碰撞后，有动量守恒定律和能量守恒定律可知，a、b速度互换，b相对ac向前运动，由于摩擦力作用，三者最后共速，由动量守恒可得则由功能关系可得可得