湖北省咸宁市2022-2023学年高二下学期期末考试物理试卷（含答案）

这是一份湖北省咸宁市2022-2023学年高二下学期期末考试物理试卷（含答案），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
湖北省咸宁市2022-2023学年高二下学期期末考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1、如图甲所示，在匀强磁场中，匝数之比为的两个正方形金属线圈a、b绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势e随时间t变化的图像如图乙中曲线a、b所示，则( )

甲 乙
A.时刻，两线圈均处于垂直于中性面的位置
B.线圈a、b转速之比为2：3
C.线圈a、b在转动过程中最大磁通量之比为1：1
D.线圈a、b在转动过程中最大磁通量之比为1：2
2、一条轻长绳放置在水平桌面上，俯视图如图甲所示，用手握住长绳的一端O，从时刻开始用手带动O点沿垂直绳的方向（图甲中y轴方向）在水平面内做周期变大的简谐运动，内O点的振动图像如图乙所示。时轻长绳上的波形图可能正确的是( )

A. B.
C. D.
3、一定质量的理想气体经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中ba的延长线通过坐标原点，a、b、c、d四个状态气体的压强与温度如图所示，则( )

A.气体在ab过程中内能的增加量小于cd过程中内能的减少量
B.气体在ab过程中吸收的热量大于cd过程中放出的热量
C.气体在bc过程中体积的变化量小于da过程中体积的变化量
D.气体在bc过程中体积的变化量等于da过程中体积的变化量
4、如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴、以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环一直相对杆不动，下列判断正确的是( )

A.转动的角速度越大，细线中的拉力越大
B.转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力不变而环M与水平杆之间的弹力越大
C.转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小可能相等
D.转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小一定不相等
5、如图所示，虚线圆的半径为R，某激光器的一端固定于圆心O点，且绕O点以角速度ω转动，转动过程中从激光器的另一端连续发出功率为P、波长为λ的细束激光（不计光束截面积），在虚线圆某处固定一弧形接收屏，该接收屏沿虚线圆的长度为l。已知普朗克常数为h，激光传播的速度为c，则在激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为( )

A. B. C. D.
6、将一小球从地球竖直上抛，运动过程中小球受到的阻力与速率成正比，设向上为正方向，小球的速度、位移、动能和机械能分别为v、x、和E，以地面为零势能面，则下列描述小球运动过程的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7、2021年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图），电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。若某电荷量为q的正离子在此电场和磁场中运动，其速度平行于磁场方向的分量大小为，垂直于磁场方向的分量大小为，不计离子重力，则( )

A.电场力的瞬时功率为 B.该离子受到的洛伦兹力大小为
C.该离子的加速度大小不变，方向变化 D.的比值不断减小
二、多选题
8、“传统”光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，“浸没式”光刻在投影物镜和光刻胶之间填充液体，以便提高分辨率，如图所示。若浸没液体的折射率为1.7，当不加液体时光刻胶的曝光波长为187nm，则加上液体后( )

A.紫外线光子能量增加
B.紫外线进人液体后波长变为110nm
C.传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的1.7
D.“浸没式”光刻能提高分辨率是因为紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射
9、电影“流浪地球”曾出现太空电梯的场景。如图甲所示，设想在赤道上建造一个始终与地表垂直的太空梯，航天员可通过梯仓P缓慢地到达太空中某一位置，设该位置距地心的距离为r，地球半径为R，图乙中曲线A为地球引力对航天员产生的加速度大小随r变化的图线；直线B为航天员的向心加速度大小随r变化的图线。下列说法正确的是( )

甲 乙
A.航天员在处的速度大于地球的第一宇宙速度
B.地球同步卫星的轨道半径为，宇航员只在位置时处于完全失重状态
C.在大于的范围内，航天员与座椅间没有弹力且需系上安全带
D.在小于的范围内，航天员越接近地面感受到的“压力”越小
10、图甲为某科技兴趣小组制作的重力投石机示意图。支架固定在水平地面上，轻杆A可绕支架顶部水平轴在竖直面内自由转动。A端凹槽内装有一石子，B端固定一配重。某次打靶时，将杆沿逆时针方向转至与竖直方向成θ角后由静止释放，杆在配重重力作用下转到竖直位置时石子被水平抛出。石子投向正前方竖直放置的靶，打到靶心上方的“6”环处，如图乙所示。不计空气阻力，下列操作可能打中靶心“10”环的是( )

图甲 图乙
A.减小石子的质量 B.增大石子的质量
C.增大投石机到靶的距离 D.降低靶的高度
11、如图所示，在坐标系xOy中，弧BDC是以A点为圆心、AB为半径的一段圆弧，，，D点是圆弧跟y轴的交点。当在O点和A点分别固定电荷量为和的点电荷后，D点的电场强度恰好为零。下列说法正确的是( )

A.
B.圆弧BDC上的各点中，D点的电势最低
C.电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中，电势能先减小后增大
D.电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中，电势能先增大后减小
三、实验题
12、为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图所示的装置进行实验。实验中，当木块A位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面。将A拉到P点，待B稳定后由静止释放，A最终滑到Q点。分别测量PO、（Q的长度h和s。改变h，重复上述实验，分别记录几组实验数据。

（1）请根据表格中的实验数据在下图中作出图像。

（2）实验测得A、B的质量分别为、。根据
图像可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ=_________。（结果保留一位有效数字）
（3）实验中，滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果_________。（选填“偏大”或“偏小”）
13、某课外兴趣小组用如图甲所示的电路观察电解电容器的充、放电现象，并测量电容器的电容。

甲 乙 丙
（1）粗略观察充放电的电流大小和方向时，应选择表头为______（选填“乙”或“丙”）图的电流表。
（2）下列关于电容器充电时，充电电流i与时间t的图像，所带电荷量q与极板间的电压U的图像正确的是______。
A. B.
C. D.
（3）为了能测量电容，将甲图中电流表换成电流传感器。请根据电路图
连接实物图。

（4）电容器放电过程中，电流随时间变化的规律如图所示，计算机可以得出图像中图线跟横轴所围的面积为。已知电阻R为500Ω，直流电源电压恒为2V，则该电容器电容为_________（结果保留三位有效数字）。

（5）仅将500Ω的电阻R改为1000Ω，电流传感器内阻不计，重新观察电容放电曲线，请在原图像中大致画出电阻为1000Ω时的放电曲线。
四、计算题
14、端午节赛龙舟是中国民间传统水上体育娱乐项目，比赛时多人集体在鼓手的指挥下统一划浆竞赛。2022年端午节，某龙舟队以1分28.75秒的成绩获得龙舟锦标赛传统男子500米直道竞速项目的冠军。该次比赛可看成龙舟首先做初速度为零的匀加速直线运动，达到后做匀速直线运动完成比赛。（结果均保留3位有效数字）
（1）求龙舟匀加速阶段的加速度大小a；
（2）某次训练中，龙舟以加速度a加速达到v，由于鼓手失误，使龙舟从100m开始，在10s内速度均匀减小到，经调整操作，10s末龙舟重新开始以加速度a加速，加速到v后匀速完成训练。求龙舟由于鼓手失误而耽误的时间。
15、如图所示，两根平行的光滑金属导轨MN、PQ，距离为L，与左侧从M，P间连接的电阻R构成一个固定的水平U型导体框架，导轨电阻不计且足够长。框架置于一个方向竖直向下，范围足够大的匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场左侧边界是。质量为m、电阻为r、长度为L的导体棒垂直放置在两导轨上，并与导轨接触良好，给导体棒一个水平向右的初速度进入磁场区域，求：

（1）导体棒进入磁场瞬间加速度的大小；
（2）导体棒运动全过程中电阻R上产生的热量；
（3）导体棒在磁场中运动的位移x。
16、如图甲所示，质量为2m的足够长木板C置于水平面上，质量均为m的滑块A、B置于C上，B位于A右方某处。A、C间的动摩擦因数，B、C间，C与地面间的动摩擦因数。给C施加一水平向右的恒力F，经历时间t滑块A、B第一次相遇。F与t的关系如图乙所示。（设A、B间碰撞为弹性正碰，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，）求：

（1）滑块A、B的最大加速度、；
（2）A、B之间的初始距离L和滑块A的质量m；
（3）若，从刚开始施加力至A、B第二次相撞时拉力所做的
功W。

参考答案
1、答案：D
解析：磁通量与匝数无关，此为易错点。
2、答案：B
解析：由图乙可知波形图对应的质点起振方向沿y轴正方向，且开始时的周期较小，则对应的波形图开始时波长较小。故选B。
3、答案：C
解析：气体在ab、cd过程温度变化量相同，则气体在ab过程中内能的增加量等于cd过程中内能的减少量，选项A错误；ab过程中体积不变，则，cd过程中体积减小，则，则ab过程中吸收的热量，cd过程中放出的热量其中，ab过程中吸收的热量小于cd过程中放出的热量，选项B错误。气体在bc过程是等温压缩，压强增大到b态的1.5倍，则体积变为b态的；da过程是等温膨胀，压强变为d态压强的，则体积变为d态体积的2倍；因ab两态体积相等，设为V，则c态体积，d态体积，气体在bc过程中体积的变化量小于da过程中体积的变化量，选项D错误。
4、答案：C
解析：对N受力分析，受到竖直向下的重力、细线的拉力T、杆的水平支持力，因N处于静止状态，所以细线的拉力不变，环N与杆之间的弹力恒定；对M受力分析，受到细线的拉力、竖直向下的重力、竖直向上的支持力以及水平杆施加的摩擦力f，在竖直方向上合力为零，环M与水平杆之间的弹力恒定，选项A、B错误；在装置以较小角速度转动时，M所受摩擦力方向向右，随着角速度的增大，摩擦力先减小到零再反向增大。
5、答案：A
解析：激光器转动的周期为，转一周的过程中虚线圆单位长度接收到的光能量为，接收屏接收到的光能量为，每个光子能量为，则在激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为，联立解得，故选A。
6、答案：C
解析：小球在上升过程中，由牛顿第二定律得，v逐渐减小，则a减小，下降过程中有，v越来越大，故加速度继续减小，图像趋势正确，但速度为零时加速度为g，斜率不突变，图像应为平滑曲线，选项A错误；图斜率为，在上升过程中斜率变大，下降过程中斜率变小，选项B错误；图像斜率为合外力，向上运动过程变小，向下运动过程中继续变小，选项C正确；向上运动过程比向下过程中任意一个位置，摩擦力要更大，故向上过程中摩擦力做功更多一点，机械能损失要更多一点，选项D错误。
7、答案：C
解析：根据功率的计算公式可知，则电场力的瞬时功率为，选项A错误；由于与磁场B平行，则根据洛伦兹力的计算公式有，选项B错误；离子受到的电场力不变，洛伦兹力大小不变，方向总是与电场力方向垂直，则该离子的加速度大小不变，方向改变；选项C正确。根据运动的叠加原理可知，离子在垂直于纸面内做匀速圆周运动，沿水平方向做加速运动，则增大，不变，的比值不断增大，D错误。
8、答案：BC
解析：紫外线进入液体频率不变，根据可知光子能量不变，选项A错误；紫外线在液体中的波长，选项B正确；紫外线在真空中的传播速度是在液体中速度的1.7倍，选项C正确；紫外线在液体中波长变短，更不容易发生衍射，选项D错误。
9、答案：BC
解析：
10、答案：BC
解析：AB.由题意要打到“10”环处，则此时竖直方向位移要变大，此时水平方向石子做匀速直线运动，竖直方向石子做自由落体运动，由自由落体运动的位移公式可得向石子做自由落体运动，由自由落体运动的位移公式可得，即此时h要增大，故时间要增大，则此时水平方向位移不变，由匀速直线运动位移公式可得，在高度不变的情况下，显然是水平初速度过大，只要调节水平初速度变小就可以；由牛顿第二定律可知减小石子的质量可以增大加速度，抛出时初速度变大，增大石子的质量，抛出时初速度变小，故A错误，B正确。CD.增大投石机到靶的距离，可以增加时间，调高靶子，都可以击中靶心，故C正确，D错误。故选BC。
11、答案：BD
解析：A.由题意，根据电场强度的叠加可得，解得，故A错误；B.在点电荷形成的电场中，圆弧BDC上各点的电势相同；在点电荷形成的电场中，由B到D电势逐渐降低，由D到C电势逐渐升高，根据电势的叠加可知圆弧BDC上的各点中，D点的电势最低，故B正确；CD.由以上分析可知，从B沿着圆弧到C，电势先降低后升高，所以电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中，电势能先增大后减小，故C错误，D正确。故选BD。
12、答案：（1）；
（2）0.4；（3）偏大
解析：（2）B下落至临落地时根据动能定理有：，在B落地后，A运动到Q，有，解得：，图象的斜率为，求得：。
（3）滑轮轴的摩擦导致μ测量结果偏大。
13、答案：（1）乙；（2）A；
（3）；
（4）435；
（5）
解析：（1）充、放电的电流方向相反，应选择可以测量正反向电流的表头乙。
（2）电容器充电过程中，电流逐渐减小，电容器充电结束后，电流减为0，选项A正确、B错误；根据电容的定义式，电荷量与电压成正比，所以图线应为过原点直线，CD错误。
（3）
（4）根据可知图像中图线跟横轴所围的面积为通过的电荷量，Q=0.869mA·s=8.69×10-C。因此。
（5）仅将R为500Ω的电阻改为1000Ω，其它器件参数不变，且电流传感器内阻不计时，则时放电电流减小为原来的，但图像中图线跟横轴所围的面积不变，因此电阻为100Ω的放电曲线如图所示。

14、答案：（1）；（2）
解析：（1）根据题意，龙舟全过程的位移，运动时间，设匀加速运动的时间为，则匀速运动的时间为，
则有：
联立解得：
（2）100m前龙舟运动情况和比赛过程中一样，100m后内的位移
龙舟速度由再次加速到v的过程中，所用的时间，
通过的位移
若鼓手不失误，则龙舟匀速通过这两段位移，设需要的时间为，则
由鼓手失误而耽误的时间
联立解得：
15、答案：（1）；（2）；（3）
解析：（1）根据法拉第电磁感应定律，导体棒进入磁场瞬间感应电动势为，
根据闭合电路欧姆定律得
根据安培力公式得，
根据牛顿第二定律得，
联立解得导体棒进入磁场瞬间加速度为
（2）电阻R与电阻r串联，根据焦耳定律公式，
可得，
又因为能量守恒得，
联立解得
（3）当导体棒速度减为零时，由动量定理得，
又因为，

联立解得，
变形得
16、答案：（1）；；（2）；；（3）
解析：（1）对滑块A有，
解得，
对滑块B有
解得
（2）由图可知F足够大时A、B均相对C以恒定加速度滑动，相遇时间恒为
由运动学公式可得，
解得，
由图可知，当，滑块B与C恰好发生相对滑动，则有，
解得
（3）设三者均相对运动时拉力的最小值为，则有，
解得，
当时，对C：，
解得，
由于相遇时间为，由可得，则有第一次相撞前
，，，
碰撞前后C速度不变，由于A、B间碰撞为弹性正碰，则碰撞后速度交换


，，
设经过，A、B第二次碰撞，则有，
解得，
则整个过程木板运动的距离为，
则拉力所做的功为