福建省安溪第一中学等四校2023-2024学年高二下学期期末联考物理试卷

这是一份福建省安溪第一中学等四校2023-2024学年高二下学期期末联考物理试卷，共11页。试卷主要包含了单选题，双选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

考试科目：物理 满分：100分 考试时间：75分钟
命题者：审核者：
一、单选题（本大题共4小题，共16分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）
1．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．图甲为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图甲可知状态③的温度最高
B．图乙中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体重力的作用
C．图丙中，洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板受到的重力，其原因是玻璃板受到大气压力作用
D．图丁中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量
2．研究发现，如果人体受到的冲击力超过自身重力的7倍将可能发生严重后果。现用假人模拟人体从高处跌落，测得假人从接触地面开始大约经速度减为0，不计空气阻力，重力加速度大小取，则可能发生严重后果相对应的临界跌落高度大约为（ ）
A．2mB．5mC．7mD．10m
3．电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B．磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈。下列说法正确的是（ ）
A．穿过线圈的磁通量为
B．永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大
C．永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小
D．永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向
4．已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B的大小与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线M、N分别通以大小相等、方向相反的电流，沿MN和其中垂线建立直角坐标系xOy。规定磁场沿y方向为正，则磁感应强度B随x、y变化的图线正确的是（ ）
A．B．
C．D．
二、双选题（本大题共4小题，共24分，在每小题给出的四个选项中，有两个选项正确，全部选对的得6分，选不全的得3分，选错或不答的不得分）
5．振动和波存在于我们生活的方方面面，关于下列几幅图片描绘的情景分析正确的是（ ）
A．图甲救护车向右运动的过程中，A听到警笛声的频率比B听到的高
B．图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号频率越高效果越好
C．图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与人体内脏及身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤
D．图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为1的声波通过上下两通道后相遇的路程差可以为
6．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速均为5m/s。时刻二者在处相遇，波形图如图所示。关于平衡位置在处的质点P，下列说法正确的是（ ）
A．时，P偏离平衡位置的位移为2cm
B．时，P偏离平衡位置的位移为-2cm
C．时，P向y轴负方向运动
D．时，P向y轴正方向运动
7．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，电流表、电压表均为理想电表，是定值电阻，R是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小），D为灯泡。输入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是（ ）
A．输入电压的瞬时值表达式为
B．用光照射R时，电流表的示数变小
C．用光照射R时，电压表的示数变大
D．用光照射R时，电压表的示数变小
8．如图所示，两水平虚线间存在垂直于纸面方向的匀强磁场，两虚线的距离为，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框由虚线1上方无初速度释放，在释放瞬间ab边与虚线1平行且相距h。已知导体框的质量为m，总电阻为r，重力加速度为g，ab边与两虚线重合时的速度大小相等，忽略空气阻力，导体框在运动过程中不会发生转动，则（ ）
A．导体框在穿越磁场的过程中，可能先加速后减速再加速
B．导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热大于
C．导体框在穿越磁场的过程中，最小速度为
D．导体框穿越磁场所用的时间为
三、非选择题（共60分，其中9~11题为填空题，12、13题为实验题，14~16为计算题。根据要求作答。）
9．（3分）如图所示的电路中，L是一个自感系数很大的线圈，直流电阻可忽略不计，和是两盏完全相同的灯泡。开关S闭合后，灯泡会________（选填“逐渐”或“立刻”）变亮；闭合开关一段时间后，________（选填“比亮”、“比亮”或“两灯一样亮”）；开关S断开瞬间，流经灯泡的电流方向是从________（选填“a到b”或“b到a”）。
10．（3分）如图，真空中一条直径1cm、长5m的圆柱形棒用折射率为的透光材料制成。一细束激光由其左端的中心点以的入射角斜射入棒中，则第一次折射的折射角为________，该束激光在棒中________（填“能”或“不能”）发生全反射，该激光在棒中传输所经历的时间约为________s（本格计算结果保留2位有效数字）。
11．（3分）如图所示，回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个D形金属盒。两金属盒处在垂直于盒面的匀强磁场中，a、b分别与高频交流电源两极相连接，在两个D形盒之间的狭缝区域形成电场。粒子由加速器的中心附近进入加速器，粒子从________（填“磁场”或“电场”）中获得能量，粒子每次经过D形盒区域，轨迹半径越来越大，在磁场回转所用的时间________（填“保持不变”、“越来越长”或“越来越短”）；若增大电场电压，减小磁场的磁感应强度，相应调整交变电场的频率，其余条件不变，则粒子最终离开回旋加速器的速率________（填“增大”、“减小”或“无法确定”）
12．（6分）图（a）是用双缝干涉测量光的波长的实验装置。
（1）测量过程中，下列说法正确的是________。
A．换用间距更大的双缝，相邻两亮条纹中心的距离增大
B．把绿色滤光片换成红色滤光片，相邻两亮条纹中心的距离减小
C．把屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离增大
（2）在某次测量中，测量头如图（b）所示，调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数为________mm；转动手轮，使分划板中心刻线向一侧移动到另一条亮条纹的中心，由螺旋测微器再读出一读数。
（3）若实验测得第1条亮条纹到第5条亮条纹中心间的距离，已知双缝间距，双缝到屏的距离，则对应的光波波长________m（本格计算结果保留3位有效数字）。
13．（6分）1834年，物理学家楞次在分析了许多实验事实后，总结得到电磁学中一重要的定律——楞次定律，某兴趣小组为了探究该定律做了以下物理实验：
（1）“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置中滑动变阻器采用限流接法，请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路补充完整。
（2）图甲实验电路连接后，开关闭合瞬间，发现电流计指针向左偏转；开关处于闭合状态时，电流计指针________（选填“偏转”或“不偏转”）；滑动变阻器滑片P向左快速移动时，电流计指针________偏转（选填“向左”“向右”或“不”）。
（3）为了进一步研究，该小组又做了如图乙实验，磁体从靠近线圈上方由静止下落。在磁体穿过整个线圈的过程中，传感器显示电流i随时间t的图像如图丙所示，由图可得到的结论是________。
A．感应电流方向与磁铁下落速度的大小有关
B．感应电流方向与线圈中的磁通量增减有关
C．感应电流大小与线圈中磁通量的变化快慢有关
14．（10分）如图所示，内壁光滑的绝热薄圆柱形气缸直立在水平地面上，其横截面积，高，用一质量厚度可忽略的绝热活塞封闭一定质量的理想气体。气缸缸口处有固定卡环，使活塞不会从气缸中顶出，封闭气体可利用电热丝缓慢加热。初始状态封闭气体的温度为27℃，活塞正好位于气缸中央。已知大气压强，气缸密封良好。重力加速度大小取
（1）求初始状态封闭气体的压强；
（2）求活塞刚好上升到卡环处时封闭气体的温度；
（3）若该封闭气体温度升高到800K的过程中，吸收了750J的热量，求此过程中气体内能的变化量。
15．（13分）如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，整个空间存在竖直向上的匀强电场，y轴两侧均有方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧的磁感应强度大小是右侧的两倍。时刻，一个带正电微粒从O点以的初速度射入y轴右侧空间，初速度方向与x轴正方向成60°，微粒恰能做匀速圆周运动，第一次经过y轴的点记为P，OP长。已知微粒电荷量，质量，重力加速度g取10，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）y轴右侧磁场的磁感应强度大小；
（3）粒子第2次经过P点的时刻（结果可含π）。
16．（16分）如图甲，一质量为m的物块B用一长度为的轻绳悬挂于P点处，初始时其与竖直方向的夹角，P点正下方处有一钉子。另一物块A与轻质小弹簧连接，静止于光滑水平面上。现自由释放物块B，当其运动至P点正下方时轻绳碰到钉子后立即断裂，之后物块B将在光滑水平面上匀速直线运动，直至接触弹簧（假定在物块B触地过程中机械能没有损失，轻绳在断裂后不影响物块B的后续运动）。记物块B第一次与弹簧接触的时刻为，第一次与弹簧分离的时刻为。第一次碰撞过程中，A、B的图像如图乙所示。A、B分离后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的B再次碰撞。斜面倾角，高度，与水平面光滑连接。已知弹簧始终处于弹性限度内，且弹力大小F与弹簧形变量x的关系如图丙所示，其中、为已知量，重力加速度记为g，。求
（1）轻绳即将断裂时的张力T；
（2）A的质量；
（3）B第一次与弹簧作用过程中，弹簧的最大形变量x（用符号m、、、表示）；
（4）物块A与斜面间的动摩擦因数的取值范围。（可用分数表示）。
安溪一中、养正中学、惠安一中、泉州实验中学
2024年春季高二年期末联考物理参考答案
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．
1．A2．B3．D4．C
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分．
5．AC6．BD7．AD8．CD
三、非选择题：共60分
9．（3分）
逐渐（1分） 两灯一样亮（1分） b到a（1分）
10．（3分）
30°（1分） 能（1分） （1分）
11．（3分）
电场（1分） 保持不变（1分） 减小（1分）
12．（6分）
（1）C（2分） （2）1.130（2分） （3）（2分）
13．（6分）
（1）（2分）
（2）①不偏转（1分） ②向左（1分） BC（2分）
14．（10分）
（1）对活塞分力分析，得
①（2分）
解得 ②（1分）
（2）活塞到达缸口卡环之前压强不变，由理想气体状态方程，得
③（2分）
解得：（或） ④（1分）
（3）由于，活塞到达缸口卡环，气体对外做功为
⑤（1分）
由热力学第一定律得，
⑥（2分）
解得 ⑦（1分）
15．（13分）
（1）微粒射入y轴右侧空间，恰能做匀速圆周运动，说明微粒受到的电场力与重力平衡，有
①（2分）
解得匀强电场的电场强度大小为
②（1分）
（2）由微粒做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律
③（2分）
设微粒做圆周运动的轨道半径为，由几何关系，得
④（1分）
联立解得y轴右侧磁场的磁感应强度大小为
⑤（1分）
（3）由题知微粒在y轴左侧的轨迹半径为
⑥（1分）
得
粒子从射入到第二次经过P点的运动轨迹如图，由
⑦
知粒子在y轴两侧运动的周期分别为
⑧（1分）
⑨（1分）
粒子第2次经过P点的时刻为
⑩（2分）
解得粒子经过P点的时刻为
eq \\ac(○,11)（1分）
16．（16分）
（1）设B摆至最低点的速度为v，根据动能定理有
①（1分）
解得
轻绳即将断裂时，对B受力分析有
②（1分）
又因为
解得 ③（1分）
（2）设B与弹簧分离时A、B的速度分别为、，B第一次与弹簧作用过程，由动量守恒定律，得
④（1分）
由能量守恒定律，得
⑤（1分）
又由图得
解得， ⑥（1分）（求出即可得分）
（3）时弹簧具有最大弹性势能，设A、B的速度为v，由动量守恒定律，得
⑦（1分）
由能量守恒定律，得
⑧（1分）
由丙图得
弹簧力F与形变量x成线性关系，有
⑨（1分）
解得 ⑩（1分）
（4）A若要与B发生二次碰撞，其不能越过斜面。若A在斜面顶端的速度恰为0
由动能定理得
解得，所以要满足 eq \\ac(○,11)（1分）
A若要与B发生二次碰撞，其除了不能越过斜面之外，其返回至水平面时速度大小必须比B的大。设此时A在斜面上的最大高度为，，返回水平面时的速度恰为，根据动能定理得
eq \\ac(○,12)（1分）
解得，所以要满足 eq \\ac(○,13)（1分）
最后，A能够从斜面上滑下必须满足条件
，解得 eq \\ac(○,14)（1分）
综上可得A与斜面间的动摩擦因数应满足
eq \\ac(○,15)（2分）