2023-2024学年广西壮族自治区河池市高二（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年广西壮族自治区河池市高二（下）期末物理试卷（含答案），共10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。

1.中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料.如图所示为某合成云母的微观结构示意图，在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时，融化的石蜡呈现椭圆状，则该合成云母( )
A. 没有规则的外形
B. 有固定的熔点
C. 各原子都保持静止不动
D. 是多晶体
2.如图所示。将质量为m的小球悬挂在一轻质弹簧下端，静止后小球所在的位置为O点(图中未标出)。现将小球从O点向下拉至弹簧对小球的弹力大小为2mg(g为重力加速度)，然后释放，已知小球在运动过程中弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。则小球位于最高点时弹簧的弹力大小为( )
A. 2mg
B. 0
C. mg
D. 12mg
3.实验室用交流发电机和理想变压器组合给阻值为12Ω的电阻R0供电，电路如图所示。交流发电机的线圈内阻为4Ω，导线电阻不计，当理想变压器原、副线圈匝数比为1∶3时，R0消耗的功率与线圈内阻消耗的功率比为( )
A. 1∶1B. 3∶1C. 1∶3D. 1∶4
4.关于光的性质与应用，下列说法正确的是( )
A. 观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的衍射
B. 内窥镜利用了多普勒效应
C. 照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的反射现象引起的
D. 全息照片的拍摄利用了光的干涉原理
5.如图所示，L为直流电阻可忽略的线圈，R为定值电阻，C为电容器，开关S处于闭合状态。现突然断开S，并开始计时，电路工作过程中，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映LC回路中电流i(顺时针方向为正)、电容器中电场E(竖直向下为正)以及两极板间电势差Uab随时间变化的图像是( )
A. B.
C. D.
6.“挤毛巾”和“液桥”都是国际空间站展示的有趣实验.宇航员先将干毛巾一端沾水后能使得整个毛巾完全浸湿，然后再用力拧毛巾，只见毛巾被挤出的水像一层果冻一样紧紧地吸附在毛巾的外表面，宇航员的手也粘有一层厚厚的水.我国宇航员王亚平在空间站做“液桥实验”的情形如图所示.下列关于这两个现象的描述正确的是( )
A. 干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象
B. 水对宇航员的手和液桥板都是不浸润的
C. “液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，是由于液桥板分子之间的相互吸引
D. 在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为水不能浸润毛巾
7.如图所示，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场和水平向右的匀强电场，一质子从A点由静止释放，沿图示轨迹依次经过C、D两点。已知A、D两点在同一等势面上，不计质子重力。下列说法正确的是( )
A. 质子从C到D，电场力做的是正功
B. D点的电势低于C点的电势
C. 质子从A到C，洛伦兹力做正功
D. 质子在A点所受的合力等于在D点所受的合力
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。关于涡流、互感和自感、电磁阻尼和电磁驱动，下列说法正确的是( )
A. 真空冶炼炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的
B. 自感现象是特殊的电磁感应现象，同一线圈加铁芯后线圈自感系数增大
C. 互感现象是变压器工作的基础，互感现象说明了磁场具有能量
D. 阻尼摆摆动时产生的涡流不一定总是阻碍其运动
9.图甲是一列机械波在t=0时刻的波形图，该波沿x轴的正方向传播，图乙是质点A的振动图像，则下列说法正确的是( )
A. 该列波的传播速度为10m/s
B. 质点A经过0.4s的时间将沿x轴传播4m
C. 在t=0.2s时，质点A具有向下的最大加速度
D. 在t=0.3s时，x=2m处质点位于y=−4m处
10.如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为1.0×105Pa、体积为0.02L的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全，壶内空气压强不能超过5.0×105Pa；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为3.0×105Pa，当壶内空气压强降至1.0×105Pa时便不能向外喷水。现在喷壶中装入1.2L的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为1.0×105Pa。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是( )
A. 为了保证喷水效果，打气筒最少打气25次
B. 为了保证喷壶安全，打气筒最多打气40次
C. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1L
D. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为0.8L
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学用如图甲所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到最右侧，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。
(1)为使实验结果尽量准确，下列操作正确的是________(填字母)。
A.要尽可能保持环境温度不变
B.实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油
C.实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞
D.实验过程中应缓慢地推动活塞
(2)分别在环境温度为T1、T2(T1A. B．
C. D．
(3)该同学用此装置测量一小石子的密度。他先用天平测出其质量为m，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出如图乙所示的V−1p图像，则石子密度为________。(用题及图中相关物理量的字母符号表示)
(4)求出石子的密度比真实值_______(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
12.某同学利用如图甲所示的单摆测量当地的重力加速度。
(1)下列说法正确的是___________(填字母)。
A.测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态
B.摆长等于摆线的长度加上摆球的直径
C.测单摆的周期时，应从摆球经过最高点速度为0时开始计时
D.如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用木球作摆球
(2)若用l表示单摆的摆长，T表示单摆振动周期，可求出当地重力加速度大小g=__________。
(3)某同学为了提高实验精度，在实验中改变几次摆长l，并测出相应的周期T，算出T2的值，再以l为横轴、T2为纵轴建立直角坐标系，将所得数据描点连线如图乙所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度g=__________(用k表示)。
(4)地面上周期为2s的单摆经常被称为秒摆。若把该秒摆放在“天问一号”探测器中，则探测器刚发射离开地球表面时，此秒摆的周期__________2s(填“大于”“小于”或“等于”)。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.有一块半径为R，折射率为 3的半圆形玻璃砖，OOˈ是垂直于AB的半径，一束单色光沿着与玻璃砖的AB面成30°角的方向射到P点，经玻璃砖折射后射到D点且恰好发生全反射，如图所示，已知光在真空的传播速度大小为c，求：
(1)OP的长度；
(2)光从P点传播到D点的时间(计算结果保留根号)。
14.某实验小组设计了简易的气压传动装置。如图甲所示，面积为SA=6cm2的活塞A静止，与汽缸右端相距L1=2cm。用力缓慢右移活塞A，通过压缩气体顶起竖直放置的面积SB=3cm2的活塞B和上方高ℎ=4cm的水银柱，最终活塞A移到最右端，如图乙所示，活塞缓慢移动过程中，气体温度保持不变。气体视为理想气体，大气压强为p0=76cmHg，忽略弯管中的气体体积，装置不漏气，水银不溢出，不计摩擦和两活塞质量。
(1)求活塞B移动前活塞A移动的距离：
(2)若(1)过程活塞A对封闭气体做功W=6.12×10−2J，则此过程中气体对外吸热还是放热，并求出该部分的热量Q；
(3)求最终活塞B上升的高度L2。
15.如图所示，左侧圆弧光滑导轨与右侧足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中虚线de右侧存在方向竖直向上、范围足够大的匀强磁场，绝缘棒a垂直于圆弧导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为ℎ=1.8m，之后与静止在虚线de处的金属棒b发生弹性碰撞，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞，已知金属棒b和绝缘棒a的质量均为m=3kg，金属棒c质量是金属棒b质量的一半，重力加速度取g=10m/s2，求：
(1)绝缘棒a与金属棒b碰撞后瞬间两棒的速度大小；
(2)金属棒b进入磁场后，其加速度为最大加速度的一半时的速度大小；
(3)整个过程两金属棒b、c上产生的总焦耳热。
参考答案
1.B
2.B
3.C
4.D
5.A
6.A
7.D
8.BC
9.AD
10.BD
11.1)ABD
(2)C
(3) mV0
(4)偏大

12.(1)A
(2) 4π2T2l
(3) 4π2k
(4)小于

13.(1)作出光路图如图所示
由几何关系，可得
θ1=60∘
由折射定律
n=sinθ1sinθ2
可得
θ2=30∘ ， θ3=60∘
因为光到D点且恰好发生全反射，则
sinθ4=1n= 33
由正弦定理
Rsinθ3=OPsinθ4
解得OP的长度为
OP=23R
(2)由余弦定理可知
csθ3=PD2+OP2−R22⋅PD⋅OP
解得
PD=1+ 6R3
由光的折射定律，光在玻璃砖中的传播速度为
v=cn
光从P点传播到D点的时间为
t=PDv= 3+3 2R3c

14.(1)初始时，封闭气体压强
p1=p0=76cmHg
活塞B刚要移动时，封闭气体的压强
p 1′=76+4cmHg=80cmHg
由玻意耳定律
p1L1S=p 1′L 1′S
解得
L 1′=1.9cm
A移动的距离
x=L1−L 1′=0.1cm
(2)封闭气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律
ΔU=Q+W
其中
ΔU=0
得
Q=−W=−6.12×10−2J
则此过程气体向外放出 6.12×10−2J 的热量
(3)初始时，活塞A静止，封闭气体的压强为
p1=p0
最终封闭气体的压强大小为
p2=p0+ρgℎ=80cmHg
活塞缓慢移动过程中，气体温度保持不变，由玻意耳定律可知
p1L1SA=p2L2SB
解得
L2=3.8cm

15.(1)绝缘棒a从静止释放到与属棒b碰撞前过程，根据动能定理可得
mgℎ=12mv02
解得碰撞前瞬间绝缘棒a的速度大小为
v0=6m/s
绝缘棒a与金属棒b发生弹性碰撞过程，根据动量守恒和机械能守恒可得
mv0=mva+mvb
12mv02=12mva2+12mvb2
联立解得碰撞后瞬间两棒的速度大小分别为
va=0 ， vb=6m/s
(2)金属棒b刚进入磁场时，加速度最大，则有
am=BI0Lm=B2L2vbmR总
设金属棒b进入磁场后，其加速度为最大加速度的一半时，金属棒b、c的速度大小分别为 v′b 、 vc ，金属棒b、c组成的系统满足动量守恒，则有
mvb=mv′b+m2vc
此时回路的总电动势为
E=BL(v′b−vc)
根据题意有
12am=BILm=B2L2(v′b−vc)mR总
联立解得
v′b=5m/s
(3)当金属棒b、c速度相等时，回路的总电动势为0，回路电流为0，金属棒受到安培力为0，可知最终两棒以相同的速度做匀速直线运动，根据动量守恒可得
mvb=(m+m2)v共
解得最终共同速度为
v共=4m/s
根据能量守恒可知，整个过程两金属棒b、c上产生的总焦耳热为
Q=12mvb2−12(m+m2)v共2
解得
Q=18J