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    安徽省阜阳市2022-2023学年高二物理下学期期末考试试题(Word版附解析)
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    安徽省阜阳市2022-2023学年高二物理下学期期末考试试题(Word版附解析)

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    这是一份安徽省阜阳市2022-2023学年高二物理下学期期末考试试题(Word版附解析),共18页。试卷主要包含了 本试卷共100分, 请将各题答案填写在答题卡上, 本试卷主要考试内容,05N/m等内容,欢迎下载使用。

    阜阳市2022~2023学年度高二年级下学期教学质量统测
    物 理
    考生注意:
    1. 本试卷共100分。考试时间75分钟。
    2. 请将各题答案填写在答题卡上。
    3. 本试卷主要考试内容:必修第三册第十章至第十三章,选择性必修第一册,选择性必修第二册。
    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. 一列简谐横波某时刻波形如图甲所示,由该时刻开始计时,质点N的振动情况如图乙所示下列说法正确的是( )

    A. 该横波沿x轴负方向传播 B. 该时刻质点L向y轴正方向运动
    C. 该时刻质点K与M的速度、加速度都相同 D. 质点N经半个周期将沿轴移动到L点
    【答案】A
    【解析】
    【详解】A.结合波形图和质点N的振动图像可知,该时刻质点N在平衡位置向上振动,可知该横波沿x轴负方向传播,故A正确;
    B.由于该横波沿x轴负方向传播,根据“上坡下、下坡上”,可知质点L该时刻向y轴负方向运动,故B错误;
    C.该时刻质点K与M的速度均为零、加速度大小相同,方向相反,故C错误;
    D.质点只能在自己平衡位置附近振动,而不随波迁移,故D错误。
    故选A。
    2. 如图,光沿AO从空气射入折射率为的介质中,以O点为圆心R为半径画圆,与折射光线的交点为B,过B点向两介质的交界面作垂线,交点为N,BN与AO的延长线的交点为M。以O点为圆心,OM(设为r)为半径画另一圆。根据以上数据,该介质的折射率是( )

    A B. C. D.
    【答案】B
    【解析】
    【详解】由图可知,折射率

    故选B。
    3. 某同学准备乘飞机外出游玩时,在阜阳西关机场看到一条“严禁携带超过160Wh的充电宝搭乘飞机”的乘客须知。该同学携带的某品牌充电宝标识“160Wh,32000mAh”参数。关于这些数据,下列说法正确的是( )
    A. 参数“160Wh”表示160J
    B. 参数“160Wh”标注的是该充电宝电荷量
    C. 参数“32000mAh”标注的是该充电宝的额定能量
    D. 该充电宝充满电时存储的能量相当于大约57吨的重物由静止自由下落1m时所具有的动能
    【答案】D
    【解析】
    【详解】ABD.根据

    可知参数“160Wh”是能量的单位,且

    而根据机械能守恒,57吨的重物由静止自由下落1m时所具有的动能

    故AB错误,D正确;
    C.根据

    可知参数“32000mAh”标注的是该充电宝储存的电荷量。
    故C错误。
    故选D
    4. 如图,沿南北方向放置一水平长直导线,在导线正下方附近水平放置一个小磁针,小磁针初始时处于静止状态。现给导线中通入恒定电流,从上往下看,小磁针逆时针偏转,待最终静止时小磁针在水平面内偏转了,已知地磁场的水平分量为,则下列说法正确的是( )

    A. 通电长直导线的电流方向为从北指向南
    B. 通电长直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度大小为
    C. 通电长直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度大小为
    D. 通电长直导线中电流大小变为原来的2倍,则小磁针最终静止时与初始位置之间的夹角变为原来的2倍
    【答案】C
    【解析】
    【详解】A.小磁针处于地磁场和电流磁场中,其指向是合磁场的方向,根据安培定则,可判断直导线的电流应是由南向北,故A错误;
    BC.
    分析题意知各分磁场与合磁场的关系如图,其中地磁场的水平分量为

    根据数学关系知,通电长直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度大小为

    故B错误,C正确;
    D.通电长直导线中的电流大小变为原来的2倍,则通电长直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度大小变为,设小磁针最终静止时与初始位置之间的夹角设为,则

    则小磁针最终静止时与初始位置之间的夹角没变为原来的2倍,故D错误。
    故选C。
    5. 图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为、,电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于或等于5000V时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。下列说法正确的是( )

    A. 图中开关闭合,时电压表的示数为5V
    B. 图中开关闭合,时电压表的示数为2.5V
    C. 当时,原、副线圈的电流频率
    D. 要实现点火,变压器原、副线圈的匝数满足
    【答案】D
    【解析】
    【详解】AB.图中开关闭合,电压表测量的是电压的有效值,可知时或者时电压表的示数为

    选项AB错误;
    C.变压器不改变交流电的频率,则原、副线圈的电流频率

    选项C错误;
    D.要实现点火,变压器原、副线圈的匝数满足



    选项D正确。
    故选D。
    6. 某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”,其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上,下端悬吊0.9N重物时,弹簧下端的指针指在木板上刻度为C的位置;悬吊1.0N重物时,指针指在木板上刻度为O的位置,OC的距离为2cm。将1.0N的重物固定在弹簧下端和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。我们可以把“竖直加速度测量仪”固定在电梯墙壁上用来测量电梯竖直上下运行时的加速度,g取,以加速度方向向上为正,下列说法正确的是( )

    A. 该弹簧的劲度系数为0.05N/m
    B. 指针指在A位置时,小球此时处于超重状态
    C. 指针指在A位置时,“竖直加速度测量仪”的示数为
    D. 指针指在B位置时,“竖直加速度测量仪”的示数为
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A.设弹簧劲度系数为,根据受力平衡可得

    联立可得

    故A错误;
    B.指针指在A位置时,弹簧弹力小于小球的重力,则小球的合力方向向下,加速度方向向下,小球此时处于失重状态,故B错误;
    C.指针指在A位置时,此时弹簧弹力为

    根据牛顿第二定律可得

    可得

    由于加速度方向向下,则“竖直加速度测量仪”的示数为,故C错误;
    D.指针指在B位置时,此时弹簧弹力为

    根据牛顿第二定律可得

    可得

    加速度方向向上,则“竖直加速度测量仪”的示数为,故D正确。
    故选D。
    7. 如图,用材料相同、粗细均匀的电阻丝折成正方形金属框架ABCD,边长为L,每边电阻为r,框架与一电动势为E,内阻也为r的电源相接,垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场,则电键闭合电路稳定后,框架受到安培力大小为( )

    A. B. C. D.
    【答案】C
    【解析】
    【详解】正方形金属框架ABCD在AC间的等效电阻为r,等效长度为,流过线框的等效电流

    框架受到安培力大小为

    解得

    故选C。
    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,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里。一束电子以垂直于磁场边界的速度v从M点射入宽度为d的强磁场中,从N点穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为。下列说法正确的是(  )

    A. 电子的比荷为 B. 电子的比荷为
    C. 电子穿越磁场的时间为 D. 电子穿越磁场的时间为
    【答案】BC
    【解析】
    【详解】AB.根据数学知识知

    解得电子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为

    根据洛伦兹力提供向心力

    解得电子的比荷为

    故A错误,B正确;
    CD.根据数学知识知电子在磁场中运动的时间为,电子在磁场中做匀速圆周运动的周期

    故电子穿越磁场的时间为
    故C正确,D错误。
    故选BC。
    9. 如图,匀强电场中A、B、C是位于同一条电场线上的三点,,。将电荷量为的负点电荷从A点移动到B点,静电力做功为。则下列说法正确的是( )

    A. A、B间的电势差为100V
    B. A、B、C三点中C点电势最高
    C. 匀强电场的场强大小为1000V/m
    D. 把该电荷从B点移动到C点,电势能增加了
    【答案】CD
    【解析】
    【详解】A.在匀强电场中,由得

    A、B间的电势差为-100V,故A错误;
    B.因为负点电荷从A点移动到B点,静电力做的正功,故静电力方向由A指向B,负电荷受力的方向与电场线的方向相反,故电场线方向由B指向A,沿电场线的方向电势降低,故B点的电势最高,故B错误;
    C.在匀强电场中

    故C正确;
    D.把该电荷从B点移动到C点,电场力做功为

    故电势能增加了,故D正确;
    故选CD。
    10. 如图,水平面内固定两根光滑、足够长平行金属导轨P、Q间距为L,电阻可忽略。装置处于竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。t1时刻,两粗细均匀金属棒a、b获得相同大小的瞬时速度相向运动,时刻,流经a棒的电流为0。已知金属棒a、b由相同材料制成,长度均为L,电阻分别为R和2R,a棒的质量为m。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,a、b棒没有相碰,则(  )

    A. 时刻a棒加速度大小为
    B. 时刻b棒速度为0
    C. 时间内,通过a、b棒某一横截面的电荷量相等
    D. 时间内,a棒产生的焦耳热为
    【答案】ACD
    【解析】
    【详解】A.根据右手定则,金属棒a、b进入磁场时产生的感应电流均为顺时针方向,则回路的电动势为a、b各自产生的电动势之和,即
    E=2BLv0
    感应电流

    对a由牛顿第二定律得
    BIL=ma
    解得

    故A正确;
    B.由题意知,金属棒a、b电阻率相同,长度均为L,电阻分别为R和2R,根据电阻定律有

    可得
    Sa=2Sb
    可知a的体积是b的2倍,密度相同,则a的质量是b的2倍,即b的质量为。
    a、b在磁场中时,通过的电流总是反向等大,所受安培力总是反向等大,a、b组成的系统合外力为零,则此系统动量守恒。
    t2时刻流过a的电流为零,a、b之间的磁通量不变,可知两者此时速度相同,设为v。取水平向右为正方向,由动量守恒定律得

    解得

    即时刻,b棒的速度为

    故B错误;
    C.t1~t2时间内,通过a、b的电流总是相等根据q=It,可知通过a、b棒横截面的电荷量相等。故C正确;
    D.t1~t2时间内,对a、b组成的系统,由能量守恒定律得

    解得

    a棒产生的焦耳热

    故D正确。
    故选ACD。
    三、实验题:本题共2小题,共18分。
    11. 某同学用单摆测重力加速度。实验时改变摆长,测出几组摆长l和对应的周期T的数据,作出图像,如图所示。

    (1)利用A、B两点的坐标可求得重力加速度表达式______。
    (2)本实验用图像计算重力加速度,______(选填“能”或“不能”)消除因摆球质量分布不均匀而造成的测量误差。请说明理由:____________。
    【答案】 ①. ②. 能 ③. 根据(1)问所求重力加速度的表达式,摆球质量分布不均匀不会影响的结果,不影响图像斜率,所以不会对重力加速度的测量造成影响
    【解析】
    【详解】(1)[1]根据单摆的周期与摆长的关系,有

    根据A、B两点的坐标结合图像的斜率可知

    所以重力加速度表达式

    [2][3]能;根据(1)问所求重力加速度的表达式,摆球质量分布不均匀不会影响的结果,不影响图像斜率,所以不会对重力加速度的测量造成影响。
    12. 充电宝是手机及时充电的一种重要工具。一充电宝的电动势约为5V,内阻很小,最大放电电流为2A,某实验小组在实验室中测定它的电动势和内阻。他们剥开充电宝连接线的外绝缘层,里面有四根导线,红导线为充电宝的正极,黑导线为充电宝的负极,其余两根导线空置不用。实验器材有:
    A. 待测充电宝;
    B. 量程为3.0A,内阻约为的电流表;
    C. 量程为6V,内阻约为的电压表;
    D. 量程为15V,内阻约为的电压表;
    E. 阻值为,额定电流为3A的滑动变阻器;
    F. 阻值为的定值电阻;
    G. 阻值为的定值电阻;
    H. 开关S一个,导线若干。
    (1)采用如图甲所示电路图,电压表应选用______(选填“C”或“D”),定值电阻应选用______(选填“F”或“G”)。

    (2)请根据电路图甲,把实物图乙电路补充完整。______

    (3)该同学记录了8组数据,并在坐标纸上画出该充电宝的图线如图丙所示。由图线可知该充电宝的电动势______V,内阻______。(保留两位小数)

    (4)该同学继续实验,记录了各种电量情况下充电宝电动势,数据如表中所示:
    电量(%)
    100
    80
    60
    40
    20
    5
    充电宝电动势(V)
    5.07
    5.04
    5.04
    500
    5.14
    5.08
    根据表中数据,忽略测量的偶然误差,你认为充电宝的电动势与储电量有什么样的关系?________
    【答案】 ①. C ②. F ③. ④. 5.06 ⑤. 0.10 ⑥. 充电宝的电动势和内阻与储电量无关
    【解析】
    【详解】(1)[1] [2]充电宝的电动势约为5V,电压表应选用C;根据闭合电路欧姆定律

    可知定值电阻应选用F;
    (2)[3] 实物图连接如图

    (3)[4] [5]根据闭合电路欧姆定律有

    变形可得

    则图象的截距代表电动势,斜率代表内阻,则有


    (4)[6] 由表中数据可知充电宝的电动势和内阻与储电量无关。
    四、计算题:本题共3小题,共36分。在答题纸上写出必要的解题步骤和简要的文字说明。
    13. 老师给小明一个密封盒,其表面有一个灯泡与一个可变电阻器。为了探究密封盒里灯泡和可变电阻器是如何连接的,小明首先连接了一个如图所示的电路,他将可变电阻器的R减小,并将变化结果记录在表中。
    (1)请判断盒中可变电阻器和灯泡是如何连接的,并说明理由;
    (2)利用表中的数据,求灯泡的电阻值;
    (3)将两个1.5V的电池串联来代替低压电源,进行同样的实验,发现当R减小时,灯泡的亮度发生了变化,请问灯泡亮度是增大还是降低,请解释这一现象。
    数据:低压学生电源电压 = 3V 电流表内阻不计
    R的初始值 = 15Ω 电流表的初始读数 = 2.60A
    R的最终值 = 5Ω 电流表的最终读数 = 3.00A
    观察结果:灯泡的亮度保持不变。

    【答案】(1)并联,理由见解析;(2)1.25Ω;(3)降低,解释见解析
    【解析】
    【详解】(1)在可变电阻的变化过程中,灯泡亮度始终不变,因此灯泡两端电压不变,所以两者并联,电路图如图所示

    (2)R = 15Ω时,R的电流

    流过小灯泡的电流为
    I2= I-I1= 2.40A
    小灯泡的电阻为

    (3)因为电池具有内阻,所以当R减小时,电路中的总电流增大,内电压增大,外电压减小,因此灯泡的电压减小,小灯泡亮度会降低。
    14. 如图,MN、PQ为无限长平行直线,间距为d,在MN、PQ的上下区域分布有大小为B,方向相反的匀强磁场。从A点沿与PQ边界夹角为45°的方向发射一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子经过上、下方磁场各一次后恰好回到A点。求:
    (1)粒子入射的速度大小;
    (2)粒子从A点出发又回到A点所用时间。

    【答案】(1);(2)
    【解析】
    【详解】(1)由题意知,粒子在磁场中做匀速圆周运动,粒子运动轨迹如图所示。根据牛顿第二定律,有

    由几何关系知


    解得

    解得

    (2)根据



    粒子在磁场中运动的时间为

    粒子在MN、PQ之间运动的时间

    所以粒子从A点出发回到A点所用的总时间为


    15. 如图,质量均为的木块A和B,并排放在光滑水平地面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为的细线,另一端系质量为的小球C。现将C球拉起使细线水平伸直,并由静止释放C球。已知重力加速度为,求:
    (1)木块A、B分离后,B的速度大小;
    (2)C球第一次运动到O点正下方时,C球在水平方向的位移大小;
    (3)在整个运动过程中,木块A的最大速度及此时小球C的速度。

    【答案】(1)1m/s;(2);(3)A的最大速度为,方向水平向左,C的速度为,方向水平向右。
    【解析】
    【详解】(1)A、B和C组成的系统,水平方向动量守恒,系统机械能守恒。
    当小球C运动到O点正下方时,A、B有共同速度,且此时恰好分离,设此时C的速度为,A、B速度为,以水平向左为正,根据系统水平动量守恒和机械能守恒


    带入数据得


    则A、B分离时,B的速度大小1m/s,方向水平向右。
    (2)设C球第一次从右向左运动到O点正下方时,小球C水平方向的位移为,A、B水平方向的位移为,以水平向左为正方向
    根据系统水平方向动量守恒

    方程两边同乘以极短时间

    求和



    由几何关系知

    联立解得


    (3)当小球从左侧最高点向右运动到O点正下方时,对A、C系统,A此时有最大速度。设此时C的速度为,A此时的速度为,以水平向左为正方向,根据水平动量守恒和系统机械能守恒,有


    带入数据得



    综上所述,A的最大速度为,方向水平向左。
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