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2023-2024学年安徽省安庆市高二（下）期末考试物理试卷（含答案）
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这是一份2023-2024学年安徽省安庆市高二（下）期末考试物理试卷（含答案），共9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.下列关于光的说法错误的是( )
A. 喷泉旁常能看到彩虹，这属于光的色散现象
B. 观察太阳光下铅笔的影子，铅笔离地越高，影子边缘越模糊，这属于光的衍射现象
C. 使用偏光眼镜能够更清楚地透过前车窗观察车内的物品，是偏光眼镜能过滤前车窗的反射光
D. 将佩戴的两副眼镜镜片紧贴在一起，能看到贴合位置周围有明暗相间的条纹，这属于光的干涉现象
2.如图为某交流电电流随时间变化的图像，其有效值为( )
A. 24AB. 2+16AC. 2+14AD. 66A
3.如图所示，R2=R3=R4=2R1，线圈自感系数足够大、不计其电阻，下列说法正确的是( )
A. 开关闭合后瞬间，R1两端电压与R2两端电压之比为2：3
B. 开关闭合后瞬间，R1两端电压与R2两端电压之比为1：1
C. 开关闭合足够长时间后，R3两端电压与R4两端电压之比为2：3
D. 开关闭合足够长时间后，R3两端电压与R4两端电压之比为1：1
4.如图，在某介质中建立坐标系，位于x=−6m的波源P产生的简谐横波沿着x轴正方向传播，t=0时刻开始振动，t=3s时刻形成图中波形。下列说法正确的是( )
A. 波源P的起振方向向上
B. 0∼8s时间内，平衡位置位于x=−1m的质点所走过的路程为12cm
C. 若一观察者从x=2m处沿x轴负方向匀速运动，观察者接受到的此波频率小于波源频率
D. 若在x=2m处另有一波源Q产生波长为3m的简谐横波沿着x轴负方向传播，则在两列波相遇区域会产生干涉现象
5.如图甲，理想变压器原线圈两端电压恒为U1，原、副线圈匝数比为n1:n2，两定值电阻阻值均为R，变压器输入功率为P1。现从副线圈中间引出一根导线，连接成如图乙所示电路，此时变压器输入功率为P2，则P1:P2为( )
A. 1:1B. 1:4C. 4:1D. 1:2
6.如图甲所示，一轻弹簧上端固定，下端悬吊一个质量为m的小钢球，把小钢球从平衡位置向下拉下一段距离A=mgk，由静止释放，小钢球就沿竖直方向振动起来。以小钢球的平衡位置为坐标原点，竖直向下为正方向建立x轴，从小钢球某次经过平衡位置时开始计时，小钢球运动的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。已知重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小钢球处在平衡位置时弹簧的弹性势能最小
B. t1时刻小钢球受到的弹力大小等于2mg
C. t1、t3两个时刻小钢球的加速度相同
D. 若增大初始时从平衡位置下拉的距离，小钢球振动的周期增大
7.如图是某人站在压力传感器上做下蹲、起跳动作时，压力随时间变化的图像，a点对应开始下蹲时刻，b点对应下蹲至最低位置的时刻，图中阴影面积分别为S1、S2，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 人跳起后上升的最大高度为1.8m
B. 从人开始下蹲至离地，压力传感器对人的平均支持力大小为525N
C. bc过程，人始终处于超重状态
D. S1=S2
8.如图，空间存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场(未画出)，线状粒子源OM与屏ON垂直，ON=2OM=2L，粒子源能发射质量为m、电荷量为+q、速度大小为v，方向与磁场垂直且与OM夹角θ=45∘的粒子，已知v= 2qBL2m，不计粒子重力，则屏ON上有粒子打到的区域长度为( )
A. L
B. ( 2−1)L
C. 2− 22L
D. 2−12L
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图为LC振荡电路示意图，不计任何电阻与能量损失，周期为T，下列说法正确的是( )
A. 每个周期内磁场能有两次最大值B. 图示时刻，电流正在减小
C. 减小两极板距离，T将减小D. 再经T2时间，电容器将处于放电状态
10.如图，长直导线a、b、c、d、e位于正多边形的五个顶点上，通以大小相等、方向均垂直于纸面向外的电流，O为正多边形的中心，P为ab边的中点，下列说法正确的是( )
A. O点磁感应强度为零
B. P点磁感应强度方向沿PO方向
C. 若去掉长直导线e，O点磁感应强度方向沿Pe方向
D. 若将导线a中的电流增加为原来2倍，方向不变，O点磁感应强度方向为垂直aO连线向右
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学在研究“使用单摆测重力加速度”实验时，为避免摆球摆动过程中做圆锥摆运动，制作了如下图所示的双线摆：A、B两悬点距离为50cm，O为两绳结点，A、O距离为40cm，B、O距离为30cm，紧靠O点下方悬挂一金属小球，小球半径为5mm。甲、乙两图分别是侧视、正视示意图。
(1)该双线摆的摆长l=_____m。
(2)将摆简化为一个单摆如图丙所示，将小球向右拉至一定角度后静止释放，从小球第1次经过光电门至小球第2n+1次经过光电门总计用时为t，则单摆周期T=_____(用题中字母表示)。
(3)若该同学计算摆长时误将O点当作单摆最低点，忘了加上小球半径，该同学测量了一组数据后计算得到重力加速度g，则测量值____真实值(选填“>”或“<”)。
(4)某同学采用一根细线悬挂小球做此实验时，若小球做圆锥摆运动，测出周期T和摆长l，用g=4π2T2⋅l来计算重力加速度，则测量值_____真实值(选填“>”或“<”)。
12.一实验小组做“双缝干涉实验测光的波长”，如图所示。
(1)实验小组忘记了安装滤光片，则滤光片应该置于____；假如安装的是红色滤光片，此滤光片的作用是_____。(均选填选项字母)
a.透镜与单缝之间 b.单缝与双缝之间
c.过滤掉红色光 d.过滤掉除红色光外的其他色光
(2)在某次测量中，转动手轮，调节分划板位置，测得第1条亮条纹中心所对应的手轮读数为1.690mm，第7条亮条纹中心所对应的手轮示数如图乙所示，其读数为____mm。若双缝到屏距离L=0.75m，双缝间距d=0.5mm，则对应的光的波长λ=____m(结果保留两位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.间距为L的平行金属导轨CD、FG位于同一水平面上，其中DG(垂直于CD)之间接一电源电动势为E、内阻为R的直流电源，长度也为L、电阻也为R、质量未知的金属棒垂直放置于导轨上且接触良好，与导轨间的动摩擦因数μ= 33，空间存在垂直于DG边、斜向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场，与水平面夹角θ=60∘。已知重力加速度为g，导轨CD、FG及电源均固定，导轨电阻不计，金属棒始终静止，金属棒与导轨间接触良好。求：
(1)金属棒所受安培力大小；
(2)金属棒维持静止状态时，其质量的最小值。
14.如图，M、N是两根固定在水平面内间距为L的平行金属导轨，导轨足够长且电阻可忽略不计；导轨间有一垂直于水平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，阻值均为R、质量均为m的两金属棒a、b垂直于导轨放置，金属棒a与导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒b光滑。t=0时刻金属棒a以初速度v0进入磁场，此后运动过程中a、b始终与导轨垂直且接触良好，并且a、b不相碰，经时间t，金属棒a的速度为初速度的一半。已知重力加速度为g，求：
(1)金属棒a的初始加速度a1；
(2)t时刻金属棒b的速度v。
15.如图，光滑水平面上放置一质量为m的小车，小车左侧固定有半径为R的圆形管道，右侧固定有半径为2R的14圆形管道，中间用水平管道平滑连接，O1、O2分别为其圆心。一质量也为m的小球以某一水平初速度进入管道，小球恰好不会从右侧圆弧管道飞出，小球大小略小于管道内径，且管道内径远小于R，管道厚度及质量可忽略，不计所有阻力，重力加速度为g，求：
(1)小球进入管道的初速度大小；
(2)小球返回管道从左侧离开小车时，小球与小车的速度大小；
(3)若小球进入管道的初速度变为原来的2倍，求小球运动过程中与小车表面的最大距离ℎ以及小球在空中运动阶段小车运动的位移。
参考答案
1.B
2.D
3.C
4.B
5.A
6.B
7.D
8.D
9.AB
10.AD
11.(1)0.245；(2) tn；(3) <；(4) >。
12.(1) a；d；
(2) 7.870 ；6.9×10−7。
13.(1)金属棒的电流为I=E2R
金属棒所受安培力大小F=BIL
解得F=EBL2R
(2)根据平衡条件得Fsinθ=μFN Fcsθ+FN=mg
解得m=BELRg
14.解：(1)金属棒 a 进入磁场时，感应电动势E=BLv0，感应电流I=BLv02R，
根据牛顿第二定律BIL+μmg=ma1，解得a1=B2L2v02mR+μg；
(2) 0∼t 时间内对金属棒 a、b 分别列动量定理−BILt−μmgt=mv02−mv0，BILt=mv−0，
解得v=v02−μgt。
15.解：(1)小球恰好到达右侧圆弧管道末端时，两者恰好共速，根据水平动量守恒及能量守恒有mv0=2mv共
12mv02=mg⋅2R+12⋅2mv共2
解得v0=2 2gR
(2)设小球返回轨道从左侧离开小车时，小球的速度大小为 v1 ，小车的速度大小为 v2 ，根据水平动量守恒以及机械能守恒可得
mv0=mv1+mv2
12mv02=12mv12+12mv22
解得v1=0 ， v2=v0=2 2gR
故小球返回轨道，从小车左侧离开时速度为零，小车速度为 2 2gR 。
(3)若小球进入管道的初速度变为原来的2倍，小球将飞离管道，并做斜抛运动，上升至最高点时，根据水平动量守恒及能量守恒有
m⋅2v0=2mv共
12m2v02=mgℎ+12⋅2mv共2
解得ℎ=8R
即与小车表面的最大距离为 ℎ=8R ，小球离开小车时，小球与小车水平速度相同，设此时小球竖直速度分量为 vy ，水平速度分量为 vx ，根据水平动量守恒及能量守恒有
m⋅2v0=2mvx
12m2v02=mg⋅2R+12mvx2+12mvx2+vy2
解得vx=v0=2 2gR ， vy=2 3gR
小球在空中运动的时间t=2vyg
解得t=4 3Rg
小车运动位移x=vxt
解得x=8 6R
1.下列关于光的说法错误的是( )
A. 喷泉旁常能看到彩虹，这属于光的色散现象
B. 观察太阳光下铅笔的影子，铅笔离地越高，影子边缘越模糊，这属于光的衍射现象
C. 使用偏光眼镜能够更清楚地透过前车窗观察车内的物品，是偏光眼镜能过滤前车窗的反射光
D. 将佩戴的两副眼镜镜片紧贴在一起，能看到贴合位置周围有明暗相间的条纹，这属于光的干涉现象
2.如图为某交流电电流随时间变化的图像，其有效值为( )
A. 24AB. 2+16AC. 2+14AD. 66A
3.如图所示，R2=R3=R4=2R1，线圈自感系数足够大、不计其电阻，下列说法正确的是( )
A. 开关闭合后瞬间，R1两端电压与R2两端电压之比为2：3
B. 开关闭合后瞬间，R1两端电压与R2两端电压之比为1：1
C. 开关闭合足够长时间后，R3两端电压与R4两端电压之比为2：3
D. 开关闭合足够长时间后，R3两端电压与R4两端电压之比为1：1
4.如图，在某介质中建立坐标系，位于x=−6m的波源P产生的简谐横波沿着x轴正方向传播，t=0时刻开始振动，t=3s时刻形成图中波形。下列说法正确的是( )
A. 波源P的起振方向向上
B. 0∼8s时间内，平衡位置位于x=−1m的质点所走过的路程为12cm
C. 若一观察者从x=2m处沿x轴负方向匀速运动，观察者接受到的此波频率小于波源频率
D. 若在x=2m处另有一波源Q产生波长为3m的简谐横波沿着x轴负方向传播，则在两列波相遇区域会产生干涉现象
5.如图甲，理想变压器原线圈两端电压恒为U1，原、副线圈匝数比为n1:n2，两定值电阻阻值均为R，变压器输入功率为P1。现从副线圈中间引出一根导线，连接成如图乙所示电路，此时变压器输入功率为P2，则P1:P2为( )
A. 1:1B. 1:4C. 4:1D. 1:2
6.如图甲所示，一轻弹簧上端固定，下端悬吊一个质量为m的小钢球，把小钢球从平衡位置向下拉下一段距离A=mgk，由静止释放，小钢球就沿竖直方向振动起来。以小钢球的平衡位置为坐标原点，竖直向下为正方向建立x轴，从小钢球某次经过平衡位置时开始计时，小钢球运动的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。已知重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小钢球处在平衡位置时弹簧的弹性势能最小
B. t1时刻小钢球受到的弹力大小等于2mg
C. t1、t3两个时刻小钢球的加速度相同
D. 若增大初始时从平衡位置下拉的距离，小钢球振动的周期增大
7.如图是某人站在压力传感器上做下蹲、起跳动作时，压力随时间变化的图像，a点对应开始下蹲时刻，b点对应下蹲至最低位置的时刻，图中阴影面积分别为S1、S2，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 人跳起后上升的最大高度为1.8m
B. 从人开始下蹲至离地，压力传感器对人的平均支持力大小为525N
C. bc过程，人始终处于超重状态
D. S1=S2
8.如图，空间存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场(未画出)，线状粒子源OM与屏ON垂直，ON=2OM=2L，粒子源能发射质量为m、电荷量为+q、速度大小为v，方向与磁场垂直且与OM夹角θ=45∘的粒子，已知v= 2qBL2m，不计粒子重力，则屏ON上有粒子打到的区域长度为( )
A. L
B. ( 2−1)L
C. 2− 22L
D. 2−12L
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图为LC振荡电路示意图，不计任何电阻与能量损失，周期为T，下列说法正确的是( )
A. 每个周期内磁场能有两次最大值B. 图示时刻，电流正在减小
C. 减小两极板距离，T将减小D. 再经T2时间，电容器将处于放电状态
10.如图，长直导线a、b、c、d、e位于正多边形的五个顶点上，通以大小相等、方向均垂直于纸面向外的电流，O为正多边形的中心，P为ab边的中点，下列说法正确的是( )
A. O点磁感应强度为零
B. P点磁感应强度方向沿PO方向
C. 若去掉长直导线e，O点磁感应强度方向沿Pe方向
D. 若将导线a中的电流增加为原来2倍，方向不变，O点磁感应强度方向为垂直aO连线向右
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学在研究“使用单摆测重力加速度”实验时，为避免摆球摆动过程中做圆锥摆运动，制作了如下图所示的双线摆：A、B两悬点距离为50cm，O为两绳结点，A、O距离为40cm，B、O距离为30cm，紧靠O点下方悬挂一金属小球，小球半径为5mm。甲、乙两图分别是侧视、正视示意图。
(1)该双线摆的摆长l=_____m。
(2)将摆简化为一个单摆如图丙所示，将小球向右拉至一定角度后静止释放，从小球第1次经过光电门至小球第2n+1次经过光电门总计用时为t，则单摆周期T=_____(用题中字母表示)。
(3)若该同学计算摆长时误将O点当作单摆最低点，忘了加上小球半径，该同学测量了一组数据后计算得到重力加速度g，则测量值____真实值(选填“>”或“<”)。
(4)某同学采用一根细线悬挂小球做此实验时，若小球做圆锥摆运动，测出周期T和摆长l，用g=4π2T2⋅l来计算重力加速度，则测量值_____真实值(选填“>”或“<”)。
12.一实验小组做“双缝干涉实验测光的波长”，如图所示。
(1)实验小组忘记了安装滤光片，则滤光片应该置于____；假如安装的是红色滤光片，此滤光片的作用是_____。(均选填选项字母)
a.透镜与单缝之间 b.单缝与双缝之间
c.过滤掉红色光 d.过滤掉除红色光外的其他色光
(2)在某次测量中，转动手轮，调节分划板位置，测得第1条亮条纹中心所对应的手轮读数为1.690mm，第7条亮条纹中心所对应的手轮示数如图乙所示，其读数为____mm。若双缝到屏距离L=0.75m，双缝间距d=0.5mm，则对应的光的波长λ=____m(结果保留两位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.间距为L的平行金属导轨CD、FG位于同一水平面上，其中DG(垂直于CD)之间接一电源电动势为E、内阻为R的直流电源，长度也为L、电阻也为R、质量未知的金属棒垂直放置于导轨上且接触良好，与导轨间的动摩擦因数μ= 33，空间存在垂直于DG边、斜向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场，与水平面夹角θ=60∘。已知重力加速度为g，导轨CD、FG及电源均固定，导轨电阻不计，金属棒始终静止，金属棒与导轨间接触良好。求：
(1)金属棒所受安培力大小；
(2)金属棒维持静止状态时，其质量的最小值。
14.如图，M、N是两根固定在水平面内间距为L的平行金属导轨，导轨足够长且电阻可忽略不计；导轨间有一垂直于水平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，阻值均为R、质量均为m的两金属棒a、b垂直于导轨放置，金属棒a与导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒b光滑。t=0时刻金属棒a以初速度v0进入磁场，此后运动过程中a、b始终与导轨垂直且接触良好，并且a、b不相碰，经时间t，金属棒a的速度为初速度的一半。已知重力加速度为g，求：
(1)金属棒a的初始加速度a1；
(2)t时刻金属棒b的速度v。
15.如图，光滑水平面上放置一质量为m的小车，小车左侧固定有半径为R的圆形管道，右侧固定有半径为2R的14圆形管道，中间用水平管道平滑连接，O1、O2分别为其圆心。一质量也为m的小球以某一水平初速度进入管道，小球恰好不会从右侧圆弧管道飞出，小球大小略小于管道内径，且管道内径远小于R，管道厚度及质量可忽略，不计所有阻力，重力加速度为g，求：
(1)小球进入管道的初速度大小；
(2)小球返回管道从左侧离开小车时，小球与小车的速度大小；
(3)若小球进入管道的初速度变为原来的2倍，求小球运动过程中与小车表面的最大距离ℎ以及小球在空中运动阶段小车运动的位移。
参考答案
1.B
2.D
3.C
4.B
5.A
6.B
7.D
8.D
9.AB
10.AD
11.(1)0.245；(2) tn；(3) <；(4) >。
12.(1) a；d；
(2) 7.870 ；6.9×10−7。
13.(1)金属棒的电流为I=E2R
金属棒所受安培力大小F=BIL
解得F=EBL2R
(2)根据平衡条件得Fsinθ=μFN Fcsθ+FN=mg
解得m=BELRg
14.解：(1)金属棒 a 进入磁场时，感应电动势E=BLv0，感应电流I=BLv02R，
根据牛顿第二定律BIL+μmg=ma1，解得a1=B2L2v02mR+μg；
(2) 0∼t 时间内对金属棒 a、b 分别列动量定理−BILt−μmgt=mv02−mv0，BILt=mv−0，
解得v=v02−μgt。
15.解：(1)小球恰好到达右侧圆弧管道末端时，两者恰好共速，根据水平动量守恒及能量守恒有mv0=2mv共
12mv02=mg⋅2R+12⋅2mv共2
解得v0=2 2gR
(2)设小球返回轨道从左侧离开小车时，小球的速度大小为 v1 ，小车的速度大小为 v2 ，根据水平动量守恒以及机械能守恒可得
mv0=mv1+mv2
12mv02=12mv12+12mv22
解得v1=0 ， v2=v0=2 2gR
故小球返回轨道，从小车左侧离开时速度为零，小车速度为 2 2gR 。
(3)若小球进入管道的初速度变为原来的2倍，小球将飞离管道，并做斜抛运动，上升至最高点时，根据水平动量守恒及能量守恒有
m⋅2v0=2mv共
12m2v02=mgℎ+12⋅2mv共2
解得ℎ=8R
即与小车表面的最大距离为 ℎ=8R ，小球离开小车时，小球与小车水平速度相同，设此时小球竖直速度分量为 vy ，水平速度分量为 vx ，根据水平动量守恒及能量守恒有
m⋅2v0=2mvx
12m2v02=mg⋅2R+12mvx2+12mvx2+vy2
解得vx=v0=2 2gR ， vy=2 3gR
小球在空中运动的时间t=2vyg
解得t=4 3Rg
小车运动位移x=vxt
解得x=8 6R
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