安徽省合肥市庐江县2022-2023学年高二物理下学期期末试题（Word版附解析）

庐江县2022-2023学年度第二学期期末教学质量抽测高二物理试题第I卷（选择题共48分）一、选择题（本题共10小题，1-6为单选题，每小题4分，7-10为多选题，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。共48分）1.以下说法中正确的是（　　）A.若分子力表现为引力，分子势能都随分子间距离的增大而减小B.温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多C.石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的微粒排列结构不同D.缓慢压缩置于恒温下的不漏气导热汽缸内的理想气体，理想气体的内能减小【答案】C【解析】【详解】A．分子力表现为引力时，随分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，故A错误；B．单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数与温度有关，也与单位体积内含有的分子数有关，故B错误；C．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的微粒排列结构不同，故C正确；D．恒温下气体与外界没有热交换压缩气体，外界对气体做正功，内能变大，故D错误。故选C。2.如图所示是洛伦兹力演示仪，圆形励磁线圈A、B彼此平行且两圆形圆心连线与线圈平面垂直，通入电流后能够在两线圈间产生匀强磁场，磁场大小和方向可以通过调节两线圈中电流大小和方向来改变，一球形玻璃泡在两励磁线圈间正中央，玻璃泡内有电子枪，初速度为零的电子被大小可调的加速电压加速后从电子枪中射出。现有某电子从玻璃泡球心正下方的某点水平向左射出，不计电子重力及电子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）A.线圈A、B中电流方向相反B.若电子做圆周运动的轨迹半径减小了，则可能是两线圈中的电流增大了C.两线圈均通以逆时针方向电流，电子射出后沿顺时针方向运动 D.若电子做圆周运动的周期变小了，则可能是加速电压增大了【答案】B【解析】【详解】A．只要线圈间有磁场即可，所以线圈A和线圈B中电流方向可以相同，可以相反，故A错误；B．电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则即轨道半径减小，磁感应强度变大，两线圈中的电流增大，故B正确；C．两线圈均通以逆时针方向电流，根据右手螺旋定则可知磁感应强度方向垂直纸面向外，根据左手定则可知电子所受洛伦兹力沿左下方，所以电子射出电子枪后向左下方飞出，故C错误；D．根据可知电子做圆周运动周期与电子速度无关，即与加速电压无关，故D错误。故选B。3.手机上一般会有两个麦克风，一个位于手机下方，另一个位于手机顶部。位于手机顶部的麦克风为降噪麦克风。降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音等幅、等频的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果，理想降噪过程如图所示，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的声波。下列说法正确的是（　　）A.图示两列波叠加会产生振动加强点与振动减弱点相间稳定干涉波形B.图中P点为振动减弱点，Q点为振动加强点降噪声波C.图中P点为振动加强点，Q点为振动减弱点环境噪声D.噪音声波与降噪系统产生的声波相位相反【答案】D【解析】【详解】ABC．由于降噪麦克风降噪系统产生与外界噪音等幅、等频的声波，从而叠加后各点均为减弱点， 从而实现降噪的效果，故ABC错误；D．噪音声波与降噪系统产生的声波能够实现干涉相消，需要二者的振幅、频率相同，相位相反，叠加后相互抵消，因此D正确。故选D。4.如图所示，空间存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场和方向竖直向上、电场强度大小为E的匀强电场，质子从A点由静止释放，沿图中所示轨迹依次经过C、D两点.已知A、D两点在同一等势面上，下列说法正确的是（　　）A.质子从A到C，洛伦兹力不做功B.质子从C到D，电场力做正功C.C点的电势高于D点的电势D.质子在A点所受的合力大于在D点所受的合力【答案】A【解析】【详解】A．洛伦兹力永不做功，故A正确；B．CD垂直于电场线，为等势线，所以质子从C到D的过程在等势线上移动，电场力不做功，故B错误；C．CD为等势线，所以CD两点电势相等，故C错误；D．质子从A到D的过程洛伦兹力不做功，等势线上移动电场力不做功，所以AD两点的电场力和洛伦兹力大小相等，根据对成性可知A、D两点合力相等，故D错误。故选A。5.如图所示，光滑的水平面上放一半径为R的四分之一光滑圆弧，与竖直墙之间恰好放入一压力传感器（此时传感器示数为零），质量为m的小球（可视为质点）在圆弧的最高点（与圆心等高）由静止开始下滑，在小球下滑过程中，压力传感器的示数最大值为（　　） A.B.C.D.3mg【答案】C【解析】【详解】如图下落到某一位置从释放到该位置，根据动能定理可得在该位置，根据牛顿第二定律可得得，球对圆弧的压力圆弧对压力传感器力当时F最大因此C正确。故选C。6.煤矿中瓦斯爆炸危害极大，某同学查阅资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉原理监测矿井瓦斯含量的仪器，原理如图所示。在双缝后面放置两个完全相同的透明容器A、B，容器A中为干净的空气，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯含量，下列说法正确的是（　　） A.如果屏的正中央是亮纹，则B中的气体可能含瓦斯B.如果屏的正中央是暗纹，则B中的气体可能不含瓦斯C.如果屏上干涉条纹不停地移动，说明B中的气体瓦斯含量稳定D.只有用单色光照射单缝时，才可能在屏上出现干涉条纹【答案】A【解析】【详解】A．如果容器A、B中气体相同，则折射率相同，到屏的中央光程相同，所以中央为亮纹，若B中含有瓦斯，但是到屏的中央光程恰好相差波长的整数倍，中央也为亮纹，故B中可能含瓦斯，也可能不含，A正确；B．如果屏的正中央是暗纹，必有光程差，说明B中的气体与A中的气体成分不相同，一定含有瓦斯，故B错误；C．条纹不停地移动，则B中气体的折射率在变化，即瓦斯含量不稳定，故C错误；D．单色光或复色光都能出现干涉条纹，故D错误。故选A。7.手机无线充电技术越来越普及，图（a）是某款手机无线充电装置，其工作原理如图（b）所示。送电线圈ab间接入如图（c）所示的正弦交变电流。快充时，将S与1合上，送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为11V，充电功率为44W；慢充时，将S与2合上，送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为5V，充电功率为10W。装置线圈视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　）A.的阻值为10ΩB.的阻值为19.5ΩC.阻值为11ΩD.的阻值为22Ω 【答案】BC【解析】【详解】AC．输入交流电的有效值根据手机参数可知S与1接通次级线圈电流根据原副线圈电压之比等于匝数比可得副线圈电压则C正确，A错误；BD．S与2接通，根据手机参数可知此时次级电流根据原副线圈电压之比等于匝数比可得副线圈电压则B正确，D错误。故选BC。8.两个固定的同心金属圆环中间部分存在与圆面垂直的磁感强度为B的匀强磁场如图所示，一长度为的金属棒MN，处在如图所示位置时与两圆的交点分别为，其中将金属棒平均分成了四等份，已知大圆环的总电阻为，小圆环和金属棒的总电阻均为，当金属棒以速度v经过如图所示位置时，下列说法正确的是（　　） A.金属棒产生的总感应电动势为B.金属棒产生的总感应电动势为C.金属棒MP上产生的感应电流大小为D.金属棒MP上产生的感应电流大小为【答案】C【解析】【详解】AB．金属棒中产生的总感应电动势等于两段产生的感应电动势之和总感应电动势故AB错误；CD．整个电路的等效电路图如图所示，其中则总电阻金属棒MP上产生的感应电流故C正确，D错误。 故选C。9.霍尔推进器的内部结构可简化为如图所示的模型。圆形虚线边界1、2（共同圆心为O，两边界距离较近）之间存在径向均匀辐射磁场，已知径向磁场在实线圆处的磁感应强度大小为，空间中还存在垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场及垂直纸面方向的匀强电场（未画出）。若一质量为m、带电荷量为的粒子（不计重力）可沿实线圆以速率v沿逆时针方向做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）A.充当粒子做匀速圆周运动的向心力B.匀强电场的电场强度为C.粒子做匀速圆周运动的半径为D.粒子形成的等效电流为【答案】CD【解析】【详解】A．指向圆心O的洛伦兹力充当粒子做匀速圆周运动的向心力，故A错误；B．洛伦兹力与电场力等大反向，则有即故B错误； C．由洛伦兹力提供向心力有解得故C正确；D．设粒子做匀速圆周运动的周期为T，则有结合电流的定义式可得等效电流为综合解得故D正确。故选CD。10.如图所示的水面上，以波源甲为坐标原点O建立平面直角坐标系，时刻，波源甲以的频率上下振动，在水面上产生简谐横波，时刻，另一位于处的波源乙开始振动，时刻，两波分别到达图中虚线位置，此时处的质点恰好位于平衡位置且速度向下。已知两波源的起振方向、频率和振幅均相同，该水波的波速为，振幅为2cm，不计传播过程中的能量换耗，下列说法正确的是（　　）A.两波源未同时起振，水面上也能形成稳定的干涉图样B.，C.两波源起振方向向上D.两波源振动较长时间后，它们之间的连线上有6个点始终不动 【答案】ABD【解析】【详解】A．形成稳定的干涉图样的条件是：频率相同，相位差恒定的两列波。因两列波频率相同，若未同时起振初相不同，但相位差恒定。可以形成稳定的干涉图样。故A正确；B．时刻波源甲传播到虚线位置可知，传播距离0.3m，可得波源乙传播的距离为0.1m可得得故选项B正确；C．波长时刻甲刚好达到虚线位置，因此此时刻甲引起的振动在0.3m、0.2m和0.1m处质点振动相同，且与甲起振相同。又因为甲乙起振相同且处的质点恰好位于平衡位置且速度向下。故两波源起振方向向下。故C错误；D．振动加强点到两波源的距离差应为半波长的偶数倍，减弱点到两波源的距离差为半波长的奇数倍，连线中某点到波源甲的距离为，到波源乙的距离为，到两波源的距离差范围满足距离差为半波长的奇数倍为-0.05m，-0.15m，-0.25m，0.05m，0.15m，0.25m共六个。故有六个减弱点。故D正确。故选ABD。第II卷（非选择题共60分）二、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分。）11.某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素．（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示．这样做的目的是________（填字母代号）． A．保证摆动过程中摆长不变B．可使周期测量得更加准确C．需要改变摆长时便于调节D．保证摆球在同一竖直平面内摆动（2）他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L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为_______mm，单摆摆长为________m．（3）下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横作标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知，，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是________（填字母代号）．【答案】①.AC②.12.0③.0.9930④.A 【解析】【详解】（1）[1]在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，是为了防止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，方便调节摆长，故AC正确．（2）[2]游标卡尺示数为：[3]单摆摆长为：（3）[4]当摆角小于等于5°时，我们认为小球做单摆运动，所以振幅约为：当小球摆到最低点时速度较大，此时开始计时，误差较小，测量周期时要让小球做30-50次全振动，求平均值，所以A合乎实验要求且误差最小，故选A．【点睛】掌握单摆的周期公式，从而求解加速度，摆长、周期等物理量之间的关系；摆长要注意是悬点到球心的距离，一般可利用摆线长度加球的半径的方式得到，题目中的方式不是特别常用；单摆的周期采用累积法测量可减小误差．对于测量误差可根据实验原理进行分析．12.电源电动势在数值上等于外电路断开时的路端电压，但将电压表直接并联到电池两端时，由于电压表并非理想电表，与电源构成闭合回路，电路中会有电流通过，其示数并非外电路断路时的路端电压，因此并不能直接测出电源电动势。在测量电源电动势和内电阻的实验中，为了消除电表对电路结构的影响，小明设计了如图所示的电路。实验器材有：电池组E（电动势和内阻均未知），灵敏电流计G（零刻度在正中央），量程适当的电压表V，拉直的、粗细均匀的电阻丝ab（接入电路中的总长度为L，配有可自由滑动的电夹P）、待测电池（电动势、内阻均未知），电阻箱R，开关，导线若干。主要实验步骤如下： （1）按电路图连接实验电路，断开开关，闭合开关，滑动触片P，使灵敏G电流计刚好没有示数，电压表示数为，记下a、P间电阻丝的长度；此时a、P间的电压__________（用测得的和题中所给的物理量字母表示，下同）。（2）闭合开关，调节电阻箱R的阻值为，重复上述步骤，使灵敏电流计G示数再次为零，记录下a、P间电阻丝的长度，此时a、P间的电压__________。（3）由以上操作及记录的数据，可测得电源的电动势__________；__________。（4）改变电阻箱R的阻值，重复以上步骤，当灵敏电流计的示数刚好为零时，触片P位于不同位置，此时__________（填“需要”或“不需要”）重新读取电压表的示数。【答案】①.②.③.④.⑤.不需要【解析】【详解】（1）[1]电阻丝ab电流a、P间的电压电阻之比等于长度之比得解之得（2）[2]调节电阻箱R的阻值为，重复上述步骤，使灵敏电流计G示数再次为零.下面电路不变因此电压表示数仍未，电阻丝ab电流不变。a、P间的电压电阻之比等于长度之比得 解之得（3）[3][4]断开开关，闭合开关，滑动触片P，使灵敏G电流计刚好没有示数，此时与待测电源相连电路无电流，aP两端电压等于待测电源电动势闭合开关后，使灵敏电流计G示数再次为零，此时电阻箱R的两端电压等于aP两端电压，对上面电路由闭合电路欧姆定律可得得（4）[5]改变电阻箱R的阻值，当灵敏电流计的示数刚好为零时，上面待测电源所处的支路电流为0，下面电路电流不变，ab端电压不变，始终为。因此不需要重新读取电压表的示数。三、计算题（共34分，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，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，某种透明介质的截面是边长为的正方形，一束单色光从边1射入介质，经边2反射后射到边3上，入射光与边1的夹角为a，折射光与边2的夹角为，反射光与边3的夹角为，此单色光在该介质中发生全反射的临界角为C，已知，，光在真空中传播的速度为。求：（1）该介质对此单色光的折射率n；（2）不考虑多次反射情况，则光在该透明介质中传播的时间t。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由题知可得由几何关系得解得，，根据发生全反射的临界角公式知解得（2）由几何关系可得光在介质中传播的距离为在介质中的传播速度为不考虑多次反射情况，则光在该透明介质中传播的时间为 14.一列简谐横波在时的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)是质点Q的振动图象。求：（1）波速及波的传播方向；（2）质点Q的平衡位置的x坐标。【答案】（1）18cm/s，沿x轴负方向传播；（2）9cm【解析】【分析】【详解】（1）由图(a)可以看出，该波的波长为λ＝36cm由图(b)可以看出，周期为T＝2s波速为v＝＝18cm/s由图(b)知，当时，Q点向上运动，结合图(a)可得，波沿x轴负方向传播。（2）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、由图(a)知，x＝0处y＝－＝Asin(－)因此由图(b)知，在t＝0时Q点处于平衡位置，经Δt＝s，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，可得P、Q间平衡位置距离为＝vΔt＝6cm则质点Q的平衡位置的x坐标为＝9cm 15.如图所示，足够长间距的平行金属导轨MN、PQ固定在水平面内，MP端连有一电阻，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。一质量的导体杆静止地放在轨道上且与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，在水平向右的外力F作用下，导体杆从静止开始以向右匀加速运动，导体杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，且导体杆与导轨间动摩擦因数为，当导体杆的位移时撤去外力，导体杆又滑行了后停下，求：（1）撤去外力到导体杆停下通过电阻R的电荷量；（2）撤去外力到导体杆停下所经历的时间；（3）在如图中作出外力F与时间t关系图。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）撤去外力到导体杆停下过程中，则通过电阻R的电荷量又故 （2）设撤去外力到导体杆停下所经历的时间，并设撤去外力时杆ab速度为v，则由运动学有又带入数值得（3）设外力F作用时间为，则则由运动学有得外力F作用过程中的任意t时刻速度为且电流且对杆ab分析受力，由牛顿第二定律可得则外力F与时间t关系为作图如下