福建省龙岩市2022-2023学年高二下学期7月期末物理试题（解析版）

这是一份福建省龙岩市2022-2023学年高二下学期7月期末物理试题（解析版），共18页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 高空抛物行为被称为“悬在城市上空的痛”，带来很大的社会危害。2021年3月1日，高空抛物行为正式入刑。假设一瓶500mL瓶装水从45m高处自由落下，与地面接触时间为0.03s，撞击地面后速度变为0，则该瓶装水对地面的冲击力约为（ ）
A. 5NB. 100NC. 500ND. 1000N
【答案】C
【解析】设瓶装水质量为m，由质量与密度公式
得水的质量为
落地瞬间的速度为v，忽略空气阻力，由动能定理得
得速度为
瓶装水落地时受到自身的重力和地面的支持力，若规定向上为正方向，由动量定理得
解得
可得该瓶装水对地面的冲击力约为500N。
故选C。
2. 如图甲所示是某发电机的示意图。使线圈a沿轴线做简谐运动，线圈a中产生的感应电动势随时间变化的关系如图乙所示。线圈a连接了一个电阻R和理想电压表。线圈a及导线的电阻均不计。则下列说法正确的是（ ）

A. 电压表示数为0.5V
B. 线圈a输出电流的频率为10Hz
C. 其他条件不变，仅增大线圈a简谐运动的频率，电压的最大值不变
D. 其他条件不变，仅更换不同阻值的电阻，电压表示数不变
【答案】D
【解析】A．根据图像可知线圈产生的交流电的最大值为0.5V，有效值为
故A错误；
B．根据图像可知线圈产生的交流电的周期为0.2s，所以交流电的频率为
变压器不能改变交流电的频率，所以变压器输出电流的频率为5Hz，故B错误；
C．由题图可知，线圈a沿轴线做简谐运动切割磁感线，从而产生感应电动势，则设线圈a沿轴线做简谐运动的x—t的关系为
x = Acs(ωt)
则线圈a沿轴线做简谐运动的v—t的大小关系为
v = Aωsin(ωt)
线圈产生的感应电动势为
e = nB∙2πr2∙v = 2πnBr2Aωsin(ωt)
其中n为线圈匝数、r为线圈半径，则线圈最大电压为
Um= 4π2nBr2Af
故其他条件不变，仅增大线圈a简谐运动的频率，线圈产生的最大电压变大，故C错误；
D．由于线圈a及导线的电阻均不计，则电压表的示数为线圈的感应电动势的有效值，则根据选项C分析可知，仅更换不同阻值的电阻，电压表示数不变，故D正确。
3. 消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。消声器可以用来削弱内燃机、通风机等排放高速气流过程中发出的噪声。某消声器的结构及气流运行如图所示，波长为的声波沿水平管道自左向右传播，当声波到达a处时，分成两束波，它们分别通过和的路程，再在b处相遇，从而达到削弱噪声的目的。下列说法正确的是（ ）

A. 该消声器是根据波的衍射原理设计的
B. 两束波到达b点的路程差，则等于的奇数倍
C. 若声波的频率发生改变，则声波的传播速度也发生改变
D. 若b、c在同一条直线上，b、c之间的距离为，则c为声波的加强点
【答案】B
【解析】A．该消声器是根据光的干涉原理设计的，A错误；
B．两束相干波在b处相遇振动减弱，所以两束相干波到达b点的路程差 ，Δr应等于 的奇数倍，B正确；
C．若声波的频率发生改变，由于声波的传播速度由介质决定，所以声波的传播速度不发生改变，C错误；
D．b、c在同一条直线上，b、c之间的距离为 ，当两束相干波到达c点，路程差Δr仍然等于 的奇数倍，则c为声波的减弱点，D错误；
4. 如图所示，横截面为等边三角形的棱镜ABC，一束平行于截面的复色光从空气射向AB边的D点，BD长为AB长的四分之一，入射方向与AB边的夹角为，进入三棱镜折射后分为a、b两束单色光，a光偏折到BC边的E点，b光偏折到F点，已知，则下列判断正确的是（ ）

A. a光的频率小于b光的频率
B. a光在棱镜中传播速度较大
C. 入射方向与边AB垂直时，a光不能从BC边出射
D. 分别将a、b两束光通过同一双缝干涉装置，a光的条纹间距较大
【答案】C
【解析】A．根据折射定律
由图可知，入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，则a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，故A错误；
B．根据
由于a光的折射率大于b光的折射率，可知a光在棱镜中传播速度较小，故B错误；
D．根据
分别将a、b两束光通过同一双缝干涉装置，由于a光的频率大于b光的频率，则a光的波长小于b光的波长，a光的条纹间距较小，故D错误；
C．设棱镜对a光的折射率为，由图中几何关系可得
则a光从棱镜射出空气发生全反射的临界角满足
入射方向与边AB垂直时，a光在BC边的入射角为，由于
可知a光在BC边发生全反射，a光不能从BC边出射，故C正确。
故选C。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，一端用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是（ ）
A. 条纹方向与AB边平行
B. 条纹间距不是均匀的，越靠近BC边条纹问距越大
C. 减小薄片的厚度，条纹间距变小
D. 将红单色光换为蓝单色光照射，则条纹间距变小
【答案】D
【解析】A．薄膜干涉的光程差（d为薄膜厚度），厚度相同处产生的条纹明暗情况相同，因此条纹应与BC边平行，故A错误；
B．因为两玻璃间形成的空气膜厚度均匀变化，因此条纹是等间距的，故B错误；
C．减小薄片厚度，条纹间距将增大，故C错误；
D．将红光换成蓝光照射，入射光波长减小，条纹间距将减小，故D正确。
故选D。
6. 如图甲、乙所示理想变压器原线圈输入电压均为U，匝数均为100，副线圈上所连接的每个电阻的阻值均为R。图甲中两个副线圈的匝数分别为30、20，图乙中副线圈的匝数为50。下列说法正确的是（ ）

A. 图甲、乙中变压器的输入功率相等
B. 图乙中每个电阻的功率为
C. 通过图甲、乙中原线圈的电流之比为
D. 图甲中上、下两个电阻的功率之比为
【答案】BC
【解析】A．对图甲，由理想变压器的变压规律可得两个副线圈的电压分别
，
根据输入功率等于输出功率可得
对图乙，由理想变压器的变压规律可得副线圈的电压
乙中变压器的输入功率为
可知图甲、乙中变压器输入功率不相等，故A错误；
B．图乙中每个电阻的功率为
故B正确；
C．根据
，
可得
，
通过图甲、乙中原线圈的电流之比为
故C正确；
D．图甲中上、下两个电阻的功率之比为
故D错误。
7. 如图所示，水平面上固定着两根足够长的平行光滑导槽，质量为2m的光滑U形管静止在导槽上，U形管能在两导槽之间自由滑动，一质量为m的小球沿水平方向，以初速度从U形管的一端射入，从另一端射出。已知小球的半径略小于管道半径，下列说法正确的是（ ）

A. 该过程中，小球与U形管组成的系统动量守恒
B. 小球运动到U形管圆弧部分的最左端时，小球的速度大小为
C. 小球运动到U形管圆弧部分的最左端时，小球的速度大小为
D. 从小球入射至运动到U形管圆弧部分最左端过程中，导槽对U形管的冲量大小为
【答案】CD
【解析】A．该过程中，小球与U形管组成的系统沿两导槽方向动量守恒，但垂直导槽方向动量不守恒，故A错误；
BC．从小球射入至运动到U形管圆弧部分的最左端的过程时，小球和U形管平行导槽方向速度相同，对此过程满足平行导槽方向动量守恒定律，有
解得
由系统机械能守恒得
解得小球的速度大小为
故B错误，C正确；
D．小球运动到U形管圆弧部分最左端时，还有个分速度是沿着U形管切线方向，设为，由速度的合成与分解可知
对小球由动量定理得
由于力的作用是相互的，所以平行导槽受到的冲量大小为
故D正确。
故选CD。
8. 一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，m、n是介质中的两个质点，质点m的平衡位置坐标为，图乙是质点n的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波波长为6m
C. 质点m从时开始，再经回到平衡位置
D. 质点n在时的位移为
【答案】BD
【解析】A．由图乙可知，质点n在时沿y轴正方向运动，结合图甲根据逆向波形法，可知波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．根据波动方程
由图甲知，振幅，当时，，当时，，可得，波长
故B正确；
D．由图乙，波的周期为，可得质点n的振动方程为
质点n在时的位移为
故D正确；
C．由于波沿x轴负方向传播，设质点m从平衡位置开始到第一次位移为5cm的时间为，则
解得
则质点m从时开始第一次到波峰的时间为
再从波峰到平衡位置的时间为，因此整个过程时间为
故C错误。
故选BD。
三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14~16题为计算题。考生根据要求作答。
9. 我国领先全球的特高压输电技术为国家“碳中和”做出独特的贡献。若在传输电能总功率不变和输电线电阻不变情况下，将原来550kV超高压输电升级为1100kV特高压输电，输电线上的电流变为原来的________倍，输电线上损失的功率为原来损失功率的________倍。
【答案】0.5 0.25
【解析】[1]在功率不变时，电压升高为原来的2倍，则传输电流变为原来的。
[2]若输电线不变，则输电线上损失的电压
变为原来的；输电线上损失的功率
因此输电线上损失的功率变为原来的。
10. 图甲为观察光的干涉和衍射现象的实验装置，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。某次实验时用绿色激光照射，得到图乙所示的光强分布情况，则缝屏上安装的是________（选填“单缝”或“双缝”）。为减小条纹宽度，可改用________色激光照射。（选填“红”或“紫”）

【答案】单缝 紫
【解析】[1]由图乙可知，光强分布条纹中间宽、两边窄，可知是衍射条纹，所以在缝屏上安装的是单缝；
[2]由单缝衍射图样特点知，波长越小的可见光单缝衍射条纹宽度越小，故改用紫色激光照射。
11. 如图所示，光滑水平面上用轻绳连接质量分别为2m和m的两个物体A和B，物体A静止，物体B以初速度水平向右运动，绳子被拉紧时突然断裂，物体B的速度变为，则物体A的速度变为________。此过程中系统损失的机械能为________。

【答案】
【解析】[1]根据动量守恒可得
解得物体A的速度为
[2]此过程中系统损失的机械能为
解得
12. 在做“用单摆测重力加速度”的实验时，利用图甲实验装置，某同学先测得摆线长为99.20cm，摆球直径为1.60cm。

（1）若摆球运动到最低点开始计时，且记数为1，到第81次经过最低点所用的时间如图乙所示，则秒表读数为________。
（2）根据测得的实验数据可知，重力加速度的大小________m/s。（结果保留小数点后两位）
（3）实验结束后，该同学发现他测得的重力加速度比当地重力加速度的数值大，其原因可能是________。
A．计数结束时秒表太迟按下
B．把摆线长与摆球直径之和作为摆长来计算
C．单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长
【答案】（1）80.0 （2）9.86 （3）B
【解析】（1）[1]由图乙可知，秒表读数为
（2）[2]摆球运动到最低点开始计时，且记数为1，到第81次经过最低点，单摆完成摆动周期的次数为
单摆周期为
单摆摆长为
根据单摆周期公式
可得
（3）[3]根据
A．若计数结束时秒表太迟按下，则测量值偏大，使得测量值偏小，故A错误；
B．把摆线长与摆球直径之和作为摆长来计算，则测量值偏大，使得测量值偏大，故B正确；
C．单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长，则测量值偏小，使得测量值偏小，故C错误。
13. 酒驾严重危害交通安全，喝酒不开车已经成为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精测量仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到如下器材，并设计如图丙所示的测量电路：
A．干电池组（电动势E = 3.0V，内阻r = 1.2Ω）
B．电流表（满偏电流60mA，内阻Rg= 4.8Ω）
C．电阻箱R0（最大阻值9999.9Ω）
D．开关及导线若干
（1）如图丁所示，该同学想将酒精气体浓度为零的位置标注在表头20mA处，则应将电阻箱R0的阻值调为________Ω；
（2）完成步骤（1）后，某次在实验室中试测酒精浓度时，表头指针如图丁所示。已知酒精浓度在0.2 ~ 0.8mg/mL之间属于酒驾；酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于醉驾，则该次测试的酒精浓度属于________范围（选填“酒驾”或“醉驾”）；
（3）使用较长时间后，干电池组电动势降低，内阻增大，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）64.0 （2）酒驾 （3）偏小
【解析】（1）[1]表头G显示电流为20mA，且由图乙可知，当酒精气体浓度为零时，该气体传感器电阻R = 80Ω，根据闭合电路欧姆定律可得
解得
R0= 64.0Ω
（2）[2]由图丁可知，表头指针指在30mA处，则根据闭合电路欧姆定律可得得
解得
R′ = 30Ω
对应乙图可知当R′ = 30Ω时酒精含量约为0.4mg/mL，属于酒驾范围。
（3）[3]使用较长时间后，干电池组电动势降低，内阻增大，根据
同一酒精浓度下，电路中的总电流将偏小，流经表头的电流也同比偏小，故所测得的酒精浓度值偏小。
14. 如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，已知时质点P恰好第二次到达波谷位置。
（1）求出该简谐波的周期；
（2）求出质点Q在0.8s内振动的路程s；
（3）以Q点开始起振为计时起点，写出其振动方程。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）根据逆向波形法，可知0时刻，质点P向下振动，在时质点P恰好第二次到达波谷位置，则有
求得
（2）由图可知该列波波长为
波速
振动传到Q点所用时间为
又因为
所以质点Q在0.8s内振动的路程
（3）以Q点开始起振为计时起点，其振动方程为
15. 为迎接2023年杭州亚运会，杭州市举办了盛大的灯光秀，灯光秀用到某种发光二极管，如图所示为该二极管发出的某单色光沿SA射向用透明材料制成的四分之一球体，此单色光在透明材料中的折射率为，已知O为球心，半径为R，S、O、E在同一直线上，，，光在真空中传播的速度为c。求：
（1）光从A点进入球体时的折射角；
（2）光从B点出射时折射角；
（3）该单色光在球体内传播的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）作出的光路如图所示

由几何关系可得
可得入射角为
由折射定律得
可得
解得光从A点进入球体时的折射角为
（2）在中，根据正弦定理可得
解得
由折射定律得
可得
解得光从B点出射时的折射角为
（3）光在玻璃半球体中传播的距离为
光线在透明半球体中的速度为
故光线在透明半球体中的时间为
16. 如图所示，倾角为、足够长的斜面固定在水平面上，两物块A、B的质量分别为、，物块A光滑、物块B与斜面间的动摩擦因数。物块B静置于斜面上，物块A从与物块B相距处由静止释放。设物块A与B的碰撞时间极短且无机械能损失，重力加速度。求：
（1）物块A与B第一次碰撞后瞬间两物块速度大小；
（2）物块A与B第二次碰撞前物块A的速度大小；
（3）物块A与B第三次碰撞前摩擦力对物块B做的总功。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】（1）物体A沿斜面下滑的加速度为，根据牛顿第二定律可得
物块A第一次与物块B碰撞前的速度为
物块A与B第一次碰撞后的速度分别为、，根据动量守恒和机械能守恒可得
解得
，
则物块A与B第一次碰撞后瞬间两物块的速度大小分别为，。
（2）由于
可知碰撞后物块B匀速下滑，设第一次碰撞后经时间再次碰撞，根据运动关系，有
解得
第二次碰撞前物块A的速度为
（3）物块A与B第二次碰撞后的速度分别为、，根据动量守恒和机械能守恒可得
解得
，
设第二次碰撞后经时间再次碰撞，根据运动关系，有
解得
第一次碰撞到第三次碰撞，摩擦力对物块B做的总功为