物理：广东省广州番禺区2022-2023学年高二下学期期末试题（解析版）

这是一份物理：广东省广州番禺区2022-2023学年高二下学期期末试题（解析版），共15页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

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. 某小组用图a的风速仪研究交流电，风杯在风力作用下带动与其连在一起的永磁铁转动；某一风速时，线圈中产生的交变电流如图b所示，则（ ）

A. 该交变电流的周期为
B. 该交变电流的频率为
C. 该交变电流的有效值为
D. 该交变电流的峰值为
【答案】C
【解析】由图b可知该交变电流的周期为，频率为
该交变电流的峰值为，有效值为
故选C。
2. “智能防摔马甲”是一款专门为老年人研发科技产品。该装置通过马甲内的传感器和微处理器精准识别穿戴者的运动姿态，在其失衡瞬间迅速打开安全气囊进行主动保护，能有效地避免摔倒带来的伤害。在穿戴者着地的过程中，安全气囊可以（ ）

A. 减小穿戴者与地面的接触时间B. 减小穿戴者所受重力的冲量
C. 减小穿戴者动量的变化量D. 减小穿戴者动量的变化率
【答案】D
【解析】ACD．设穿戴者所受合力为F，依题意，根据动量定理
可得
可知安全气囊的作用是延长了人与地面的接触时间，从而减小人所受到的合外力，即减小穿戴者动量的变化率，而穿戴者动量的变化量未发生变化，故AC错误，D正确；
B．由ACD选项分析可知，全气囊的作用是延长了人与地面的接触时间，而
穿戴者所受重力的冲量增大了，故B错误。
故选D。
3. 如图，安装在公路旁的多普勒测速仪，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波。并接收被车辆反射回来的反射波。当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比（ ）

A. 频率不变，波速不变B. 频率变小，波速不变
C. 频率变小，波速变小D. 频率变大，波速变大
【答案】B
【解析】根据多普勒效应可知，当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比，频率变小，波速不变。
故选B。
4. 如图所示，两根同一竖直方向平行放置的长直导线a和b中通有大小不同、方向均垂直于纸面向里的电流时，a对地面的压力恰好为零。已知长直导线a的质量为m，当地的重力加速度为g。如果长直导线b的电流改为垂直于纸面向外，大小不变，则a对地面的压力为（ ）
A. 0B. mgC. 2mgD. 3mg
【答案】C
【解析】长直导线a和b的电流方向，导线a和b相互吸引，因为a对地面的压力恰好为零，对a受力分析可知b对a的引力大小等于重力，方向竖直向上；当b的电流反向时，导线a和b相互排斥，再次对a受力分析可知地面对a的支持力等于2mg，根据牛顿第三定律，a对地面的压力为2mg。
故选C。
5. 图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位，下列说法正确的是（ ）

A. 按下按钮过程，螺线管P端电势较高
B. 松开按钮过程，螺线管Q端电势较高
C. 若更快按下按钮，则P、Q两端的电势差更大
D. 按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势
【答案】C
【解析】A．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出，螺线管充当电源，则Q端电势较高，故A错误；
B．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入，从P端流出，螺线管充当电源，则P端电势较高，故B错误；
C．若更快按下按钮，则螺线管中磁通量变化率越大，P、Q两端的电势差更大，故C正确；
D．住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，故D错误。
故选C
6. 如图是一个浮漂改装而成浮力振子，振子上的刻度表示振子受到的浮力大小，振子在平静水面的某次振动中，其所受浮力F随时间变化如图，则（ ）

A. 时刻，振子位于最低点B. 时刻，振子的动能最大
C. 时，振子位于最低点D. 时，振子的动能最大
【答案】A
【解析】AC．浮力，F浮最大时振子位于最低点，即时刻，振子位于最低点，故A正确，C错误；
BD．时，F浮最小，此时振子位于最高点，振子速度为0，
时，振子位于最低点，振子的速度也为0，
由振动的对称性可知时，振子速度最大，动能最大，故BD错误。
7. 无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（ ）
A. 电流流向沿a到bB. 振荡电流正在增大
C. 电场能正在向磁场能转化D. 电容器正在充电
【答案】D
【解析】AD．根据安培定则，可知电流流向沿b到a，电容器上极板带正电，电容器正在充电，故A错误，D正确；
BC．电容器正在充电，电路中电流正在减小，线圈中的磁场正在减弱，磁场能正在向电场能转化，故BC错误。
故选D。
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，至少有两个选项正确，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。）
8. 时刻，质点A开始带动细绳上各点上下做简谐运动，振幅为0.2m，时细绳上形成的波形如图，下列说法正确的是（ ）
A. 该波为横波
B. 该波为纵波
C. 时刻，质点A的振动方向向下
D. 0~0.4s内，质点A走动的路程为0.4 m
【答案】AC
【解析】AB．因细绳上每个质点的振动方向和波的传播方向垂直，故此列波是横波，故A正确，B错误；
C．根据波平移可知质点A在时的振动方向向下，故C正确；
D．由图可知，振动周期为
每个周期内，质点通过的路程为
0～4s内质点A运动的路程为0.8m，故D错误。
故选AC。
9. 如图甲，小明做摆角较小的单摆实验，是它的平衡位置，、是摆球所能到达的左右最远位置，小明通过实验测出当地重力加速度，并且根据实验情况绘制了单摆的振动图像如图乙，设图中单摆向右振动为正方向，则下列选项正确的是（ ）

A. 此单摆的振动频率是2Hz
B. 单摆的摆长约为1.0m
C. 仅改变摆球质量，单摆周期不变
D. 时刻，摆球位于点
【答案】BCD
【解析】A．由图乙可知，此单摆周期为
则此单摆的振动频率为
故A错误；
BC．根据单摆周期公式
可得单摆的摆长为
仅改变摆球质量，单摆周期不变，故BC正确；
D．时刻，由图乙可知，摆球位于负向最大位移处，图中单摆向右振动为正方向，则摆球位于点，故D正确。
故选BCD。
10. 如图所示是一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射波速为的超声波，超声波遇障碍物经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔。测量仪底部有一质量为的测重面板置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为，此时输出电压为（是重力加速度，是比例常数）。当某同学站上测重台时，测量仪记录的时间间隔为，输出电压为，则（ ）
A. 该同学的身高为B. 该同学的身高为
C. 该同学的质量为D. 该同学的质量为
【答案】BD
【解析】AB．由题意，当测重台没有站人时，有
站人时，有
解得人的身高
故A错误，B正确；
CD．无人站立时
有人时
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
三、实验题（本题共2小题，共15分）
11. 图甲为教学用的可拆变压器，A、B线圈均由材料和直径相同的导线绕制而成。

（1）某同学用多用电表欧姆挡分别测量A、B线圈的电阻值，发现A线圈电阻约为B线圈电阻的2倍，则可推断__________线圈的匝数多（选填“A”或“B”）；
（2）为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，在图乙中该同学把线圈A与学生电源连接，另一个线圈B与小灯泡连接。其中线圈A应连到学生电源的__________（选填“直流”或“交流”）输出端上；
（3）将与灯泡相连的线圈B拆掉部分匝数，其余装置不变，继续实验，则灯泡亮度__________（选填“变亮”或“变暗”）；
（4）某次实验时，变压器原、副线圈的匝数分别为220匝和110匝，学生电源输出端电压的有效值为6V，则小灯泡两端电压的有效值可能是__________。
A.12VB.6V
【答案】（1）A （2）交流 （3）变暗 （4）D
【解析】（1）[1]根据电阻定律可知相同材质相同截面积条件下导线越长电阻越大，故A线圈的匝数多；
（2）[2]变压器只能改变交流电压，线圈A应连到学生电源的交流输出端上；
（3）[3]线圈B拆掉部分匝数，则减小，因此变压器副线圈电压减小，灯泡的功率为
可知灯泡功率降低，亮度变暗；
（4）[4]理想变压器
可得
实验过程中由于存在漏磁、铁芯发热、导线发热等情况，副线圈的实际电压应小于理想变压器副线圈电压的理论值，应小于3V，可能为2.8V。
故选D。
12. 如图甲，某同学做“测定玻璃折射率”实验时已经画好了部分图线，并在入射光线AO上插上大头针、，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。

（1）下列确定位置的方法正确的是__________。
A．透过玻璃砖观察，使挡住的像
B．透过玻璃砖观察，使挡住的像
C．透过玻璃砖观察，使挡住、的像
（2）图甲中作出光线在玻璃砖中和出射后的光路图，并标出玻璃砖中光线的折射角；（ ）
（3）经过多次测量并作出图像如图乙，则玻璃砖的折射率为___________；（保留三位有效数字）
（4）若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画得偏左了一些，则测出来的折射率__________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）C （2）见解析 （3）1.49 （4）偏小
【解析】（1）[1]确定位置的方法正确的是：透过玻璃砖观察，使挡住、的像。
（2）[2]光路图如图所示

（3）[3]根据折射定律，玻璃砖的折射率为
（4）[4]若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画得偏左了一些，则、的连线与的较大偏右，测得的折射角偏大，根据
可知测出来的折射率偏小。
四、计算题（本题共3小题，共39分）
13. 如图a，边长为、总电阻为的正方形导线框，以恒定速度沿轴运动，并穿过图中宽度为、磁感应强度大小为的匀强磁场区域。
（1）求ab边刚进入磁场时，线框受到的安培力大小；
（2）以顺时针方向为电流的正方向，线框在图示位置时刻开始计时，请在图b中画出线框中的电流随时间变化的图像。（不用写分析和计算过程）
【答案】（1）；（2）见解析
【解析】（1）边刚进入磁场时，线框中产生的电动势为
线框中的电流为
线框受到的安培力大小为
联立解得
（2）以顺时针方向为电流的正方向，线框在图示位置时刻开始计时。
时间内，线框还未进入磁场中，线框中电流为0；
时间内，边进入切割磁感线，根据右手定则可知，线框中感应电流方向为逆时针（负方向），大小为；
时间内，整个线框都在磁场中，线框中电流为0；
时间内，线框离开磁场，只有边切割磁感线，根据右手定则可知，线框中感应电流方向为顺时针（正方向），大小为。
则线框中的电流随时间变化的图像如图所示

14. 超市为节省收纳空间，常常将手推购物车相互嵌套进行收纳。两辆质量均为的购物车相距静止在水平面上。第一辆车经工作人员猛推一下后沿直线运动，与第二辆车嵌套在一起，接着继续运动后停下来。两车相碰时间极短可忽略，车运动时所受阻力恒为车重的倍，重力加速度取，求：
（1）两辆车嵌套后的速度大小；
（2）两辆车在嵌套过程中损失的机械能；
（3）工作人员对第一辆车所做的功。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）对两辆车为整体，由牛顿第二定律
解得
根据运动学公式可得
解得两辆车嵌套后的速度大小为
（2）两辆车在嵌套过程中，根据动量守恒可得
解得
两辆车在嵌套过程中损失的机械能为
（3）对第一辆车，根据动能定理可得
解得工作人员对第一辆车所做的功为
15. 如图所示，O－xyz坐标系的y轴竖直向上，在yOz平面左侧区域内存在着沿y轴负方向的匀强电场，区域内存在着沿z轴负方向的匀强磁场，在yOz平面右侧区域同时存在着沿x轴正方向的匀强电场和匀强磁场，电场强度和磁感应强度大小均与yOz平面左侧相等，电磁场均具有理想边界。一个质量为m，电荷量为＋q的粒子从点以速度沿x轴正方向射入电场，经点进入磁场区域，然后从O点进入到平面yOz右侧区域，粒子从离开O点开始多次经过x轴，不计粒子重力。求：
（1）匀强电场的电场强度大小E；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（3）粒子从离开O点开始，第n（n＝1，2，3，…）次到达x轴时距O点的距离s。
【答案】（1）；（2）；（3）（n＝1，2，3，…）
【解析】（1）粒子电场中运动时，有
由牛顿第二定律
得
（2）在N点，设粒子速度v的方向与x轴间的夹角为，沿y轴负方向的速度为，则有
，，
解得
，，
粒子轨迹如图所示
根据几何关系，粒子做圆周运动轨迹的半径为
由牛顿第二定律得
解得
（3）将粒子在O点的速度分解
因同时存在电场、磁场，粒子以在磁场中做匀速圆周运动，同时粒子以初速度沿x轴正方向做匀加速运动，粒子离开O后，每转一周到达一次x轴，第n次到达x轴时，粒子运动的时间
解得
（n＝1，2，3，…）