安徽省合肥市第六中学2022-2023学年高二物理下学期期末试题（Word版附解析）

2022~2023学年度高二年级期末学情检测物理考生注意：1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。2．答题前，考生务必用直径0.5毫米，黑色，墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米，黑色，墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4．本卷命题范围：高考范围。一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题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）1.汽车在平直公路上以的速度匀速行驶，前方突遇险情，司机紧急刹车，汽车做匀减速运动，加速度大小为，经时，汽车运动的位移大小为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】根据题意有设汽车停止的时间为，根据可得则汽车经时，运动的位移大小为故选B。2.如图所示，两倾角为的光滑平行导轨，质量为的导体棒垂直放在导轨上，整个空间存在竖直向上的匀强磁场。现导体棒中通有由a到的恒定电流，使导体棒恰好保持静止。已知磁感应强度大小 为，导体棒中电流为，重力加速度取，忽略一切摩擦，，则此时平行导轨间距为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】磁场方向竖直向上，由左手定则可知，安培力水平向右，由力的平衡条件得解得故选B。3.如图所示，质量分别为和的两小球A、B（均可视为质点），在光滑的水平面上以相同的角速度绕轻杆的一端点做匀速圆周运动，已知，则轻杆段与段的拉力大小等于（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】对球受力分析，有对球受力分析有 联立可得故选D。4.如图所示，一个足够大的水池盛满清水，水深h，水池底部中心有一点光源A，其中一条光线以30°入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105°，在岸上的人在水面上要想看不到水里的光，需要放置木板的最小面积为（）Aπh2B.2πh2C.3πh2D.4πh2【答案】A【解析】【详解】在岸上的人在水面上要想看不到水里的光，则光源射向水面的光线必须在水面处发生全反射，若发生全反射，则根据入射角与折射率之间的关系有解得则根据几何关系可得水面上亮斑的半径为故亮斑的面积为因此要想在岸上的人在水面上看不到水里的光，需要放置木板的最小面积为。故选A。5.科学家威廉—赫歇尔首次提出了“双星”这个名词。现有由两颗中子星A、B组成的双星系统（不考虑其他星球的影响），可抽象为如图所示绕点做匀速圆周运动的模型。已知A的轨道半径小于B的轨道半径，若A、B的总质量为M，A、B间的距离为L，A、B运动周期为，则下列说法正确的是（　　） A.A的线速度一定大于B的线速度B.A的质量一定小于B的质量C.若一定，则越大，越小D.若一定，则越大，越小【答案】C【解析】【详解】A．因为双星的角速度相等，且由得故的线速度一定小于的线速度，故错误；B．由于每颗星的向心力都是由双星间相互作用的万有引力提供的，因此大小必然相等，由万有引力提供向心力有联立可得因为所以 即的质量一定大于的质量，故B错误；CD．双星系统有联立可得由此式可知，若定，则越大，越小，若一定，则越大，越大，故C正确，D错误。故选C。6.如图所示为湖边一倾角为的大坝的横截面示意图，水面与大坝的交点为，一人站在A点处以速度沿水平方向扔小石块。已知、，忽略人的身高，不计空气阻力，重力加速度取，下列说法正确的是（　　）A.若，则石块不能落入水中B.若，则石块可以落入水中C.若石块能落入水中，则越大，落水时速度方向与水平面的夹角越大D.若石块不能落入水中，落到斜面上时速度方向与水平面的夹角恒定【答案】D【解析】【详解】AB．小球恰好落在点，下落的高度则运动的时间 则初速度则若，则石块可能落入水中；若，则石块不一定落入水中，选项AB错误；C．若石块能落入水中，下落的高度一定，竖直分速度一定，结合平行四边形定则知初速度越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小，选项C错误；D．石块不能落在水中，石块竖直位移与水平位移的比值是定值，有速度与水平方向的夹角因为一定，则速度与水平方向的夹角一定，可知石块落到斜面时速度方向与斜面的夹角一定，选项D正确。故选D。7.静电透镜是利用电磁场来偏转和聚焦电子束，两个电势不等的同轴圆筒就构成了一个最简单的静电透镜。静电透镜的原理图如图所示，圆筒A带负电，圆筒B带正电，圆筒之间形成静电场的等差等势面如图中的虚线所示。当电子束沿中心轴从圆筒A射向圆筒B时，静电场使平行入射的电子束汇聚于中心光轴上，这就形成了最简单的静电透镜。现有电子在a点射入，则下列说法正确的是（　　）A.若电子a点水平射入，后经过a、b、c三点，所受电场力先增大后减小，电势增大，电势能减少B.若电子在a点水平射入，则电子将做匀加速直线运动C.若电子在a点以与水平方向成某一角度射入，该电子可能做类平抛运动D.若电子在a点以与水平方向成某一角度射入，该电子可能做匀速圆周运动【答案】A 【解析】【详解】A．根据等势线的疏密程度可知，从a点到c点电场强度先增大后减小，则所受的电场力先增大后减小；由圆筒A带负电，圆筒B带正电可知，从a点到c点电势增大；电子带负电，则电势能减小，故A正确；B．由图可知电场为非匀强电场，电子所受的电场力非恒力，由牛顿第二定律知加速度在改变，则电子不会做匀加速直线运动，故B错误；CD．由图可知电子在a点以与水平方向成某一角度射入，受到的电场力的大小和方向都在改变，则电子不会做类平抛运动，也不做匀速圆周运动，故C、D错误。故选A。8.如图甲所示，物块的质量为、初速度为，在一水平向左大小不变的力作用下从点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻该力突然反向，整个过程中物块的关系图像如图乙所示，重力加速度取，则下列说法正确的是（　　）A.内物块做匀减速运动B.在时刻，该力反向C.力的大小为D.物块与水平面间的动摩擦因数为0.3【答案】ACD【解析】【详解】A．由及图中信息可得，以向右为正方向，在0~5m时，物块的加速度为由可得减速到零所需要的时间为即0~1s内做匀减速运动，故A正确； B．由图可知，力F在x=5m时反向，由题意可知，初速度为10m/s，则0~5m时物块的运动时间为即在t=1s时刻恒力反向，故B错误；CD．由上述分析可得，在5m~13m内，物块的加速度为则由题意及牛顿第二定律可得解得F=7N故CD正确。故选ACD。9.如图所示，将一支质量为的按压式圆珠笔的按压式小帽朝下按在桌面上，无初速放手后笔将会竖直向上弹起，离开桌面可上升，然后再竖直下落。重力加速度取，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）A.笔在离开桌面后的下降阶段处于超重状态B.放手时，笔内部弹簧储存的弹性势能大于C.笔从离开桌面到落回桌面过程的时间为D.放手后到笔向上离开桌面的过程，弹簧的弹性势能全部转化为笔的动能【答案】BC【解析】 【详解】A．笔在离开桌面后的下降阶段，加速度向下，处于失重状态，故A错误；B．放手后笔离开桌面到高度，由能量守恒可知弹簧储存的弹性势能大于，故B正确；C．根据竖直上抛运动的对称性可知，笔从离开桌面到落回桌面过程的时间为故C正确；D．放手后到笔向上离开桌面的过程，弹簧的弹性势能转化为笔的动能和重力势能，故D错误。故选BC。10.手机无线充电的工。作原理如图甲所示，它由送电线圈和受电线圈组成。已知受电线圈匝数为20匝、内阻为，在两端接一阻值为的电阻。若受电线圈内磁通量随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）A.时刻，受电线圈中产生的感应电流最大B.电阻两端的电压为C.无线充电，线圈内阻上产生的焦耳热为D.时间内，通过电阻的电荷量为【答案】AD【解析】【详解】A．时刻，受电线圈内磁通量为零，但磁通量的变化率最大，故此时感应电动势最大，感应电流最大，故A正确；B．由图乙可知在受电线圈中产生的感应电动势的最大值为 受电线圈中产生的电动势的有效值为电阻两端的电压为故B错误；C．根据闭合电路欧姆定律可得，受电线圈中的感应电流为无线充电，线圈内阻上产生的焦耳热为故C错误；D．时间内，受电线圈中的磁通量的变化量为则通过电阻的电荷量为故D正确。故选AD。二、实验题（本题共2小题，共16分）11.某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥模拟器最低点时速度大小的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为）。完成下列填空：（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图甲所示，托盘秤的示数为1.00kg。 （2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图乙所示，该示数为______kg。（3）将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示。根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力大小为______N（保留三位有效数字）；小车通过最低点时的速度大小为______m/s。（重力加速度g取，计算结果可保留根号）序号123451.801.751.851.751.85【答案】①.1.50②.8.00③.【解析】【详解】（2）[1]托盘秤的分度值为0.1kg，则读数为1.50kg；（3）[2][3]对表格中的5次m值求平均值得1.8kg则小车经过凹形桥最低点时对桥的压力大小为由（2）可知小车的质量为在最低点合力提供向心力，得代入数据解得12.某同学为了测量某一节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材：A．待测干电池（电动势约为，内阻约为）B．电流表（满偏电流，内阻为）C．电流表（量程，内阻约为）D．滑动变阻器（，额定电流为）E．滑动变阻器（，额定电流为） F．电阻箱（阻值为）G．开关一个，导线若干为了能比较准确地进行测量，根据要求回答下列问题：（1）实验中滑动变阻器应选________。（填“”或“”）（2）为了操作方便，需利用电流表和电阻箱改装成量程为的电压表，需_______（填“串联”或“并联”）阻值_________的电阻箱。（3）根据题意在图甲中画出符合该同学实验要求的电路图______。（4）如图乙所示，是同学根据正确的实验得到的数据作出的图线，其中，纵坐标为电流表G的示数，横坐标为电流表A的示数。由图可知，被测干电池的电动势为_________，内阻为_________。（结果均保留两位有效数字）【答案】①.②.串联③.900④.见解析⑤.1.4⑥.0.67【解析】【详解】（1）[1]为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的。（2）[2][3]为了操作方便，需利用电流表和电阻箱改装成量程为的电压表，需串联电阻；根据串联特点有（3）[4]电路图如图所示 （4）[5][6]忽略改装电压表的分流影响，由闭合电路欧姆定律有可得可知图像的纵轴截距为解得电动势为图像的斜率绝对值为解得内阻为三、计算题（本题共3小题，共38分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。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，导热性能良好气缸开口向上竖直放置，a、b是固定在气缸内壁的卡环，两卡环间的距离为h。缸内一个质量为m、横截面积为S的活塞与气缸内壁接触良好，且无摩擦不漏气，活塞只能在a、b之间移动，缸内封闭一定质量的理想气体。此时环境温度为T0，活塞与卡环b刚好接触但无作用力，活塞离缸底的距离为4h，两卡环能承受的最大压力为，活塞的厚度不计，大气压强，重力加速度大小为g。求：（1）要使卡环不被破坏，环境的最低温度；（2）当环境温度提高到时，缸内气体的压强。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）开始时，气体温度缸内气体压强设温度降低到T2时，活塞对b卡环的压力大小为，此时缸内气体压强气体发生等容变化，则有解得（2）假设环境温度为时，活塞与卡环a接触且a没有被破坏，设此时缸内气体压强为p3，根据理想气体状态方程有解得设此时活塞与卡环a的作用力大小为F，则解得假设成立，因此缸内气体压强为。14.如图所示，水平光滑的地面上，固定一个带有挡板且上表面光滑的木块Q。轻弹簧一端固定在挡板上，另一端与质量为的小滑块接触但不粘连。现缓慢推小滑块，使弹簧压缩并用细线锁住，此时弹簧的弹性势能为。某时刻烧断细线，弹簧恢复原长瞬间滑块获得一定速度滑上木块P，P的质量为 ，其段为粗糙的水平面，长度为，bc段为一光滑斜面，斜面和水平面平滑连接。小滑块运动到段高为处又滑下来，运动到点前与物体P相对静止。重力加速度取。求：（1）滑块离开弹簧时的速度大小；（2）滑块在段受到的摩擦力；（3）小滑块最后的速度及整个过程中因摩擦产生的热量。【答案】（1）6m/s；（2）3N；（3）2m/s，12J【解析】【详解】（1）根据解得（2）小滑块运动到bc段高为处时与木块具有共同的速度根据小滑块与木块动量守恒有根据能量守恒有联立解得（3）小滑块与木块相互作用的整个过程动量守恒，所以解得所以系统损失的机械能为15.如图所示，第一象限内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小 的匀强磁场，第二象限内存在水平向右的匀强电场E1（大小未知），第三、四象限内存在与y轴正方向成45°角、场强大小为的匀强电场。现有一个比荷的带正电粒子从x轴上的A点以初速度垂直x轴射入电场，经y轴上的N点进入第一象限，已知A点横坐标为，N点纵坐标为2.0m，不计粒子重力，求：（1）第二象限内匀强电场的场强E1的大小；（2）粒子从A点出发到刚进入第四象限运动的时间；（3）粒子从A点出发后第二次经过x轴时，距坐标原点的距离。【答案】（1）；（2）；（3）2m【解析】【详解】（1）粒子的运动轨迹如图所示y方向有解得 x方向有解得（2）设粒子经N点时速度方向与y轴正方向的夹角为，有解得故设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，由向心力公式有解得粒子在磁场中做圆周运动的周期为由几何关系可知，粒子在磁场中运动的圆心角为粒子在磁场中运动时间为粒子从A点出发到刚进入第四象限运动的时间为（3）粒子在第四象限内做类斜抛运动，粒子竖直方向做匀减速运动，设速度减为零所用时间为，有 解得粒子水平方向做匀加速运动，沿x轴负半轴运动的距离为粒子第二次经过x轴时到坐标原点的距离