[物理]安徽省马鞍山市2023-2024学年高二下学期期末教学质量检测试卷(解析版)

这是一份[物理]安徽省马鞍山市2023-2024学年高二下学期期末教学质量检测试卷(解析版)，共16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。

一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1. 下列现象中，能说明液体存在表面张力的是（ ）
A. 鸭子可以浮在水面上B. 荷叶叶面上的露珠呈球形
C. 滴入水中的红墨水很快散开D. 悬浮在水中的花粉做无规则运动
【答案】B
【解析】A．鸭子能够浮在水面，这是因为它们受到了水的浮力，浮力的方向是竖直向上的。此时鸭子在竖直方向上的浮力与重力是一对平衡力，浮力等于重力，鸭子就会浮在水面上了，故A错误；
B．荷叶上的露珠存在表面张力，它表面的水分子表现为引力，从而使它收缩成一个球形，与表面张力有关，故B正确；
C．滴入水中的红墨水很快散开是扩散现象，是液体分子无规则热运动的反映，故C错误；
D．悬浮在水中的花粉做无规则运动是布朗运动，是液体分子无规则热运动的反映，故D错误。
故选B。
2. 单色平行光照射双缝，在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹。现用遮光板将其中的一个缝挡住，则在光屏上观察到（ ）
A. 中央亮而宽、两边窄而暗的条纹B. 一条亮纹
C. 宽度均匀的明暗相间的条纹D. 一片亮光
【答案】A
【解析】如果将双缝中的一条缝挡住，其他条件不变，光屏上出现的是光的衍射条纹，即中间宽而亮，两边窄而暗的条纹。
3. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图所示。时，平衡位置在2 m处的质点从零时刻起第一次到达波峰。则（ ）
A. 该波的周期为
B. 该波的波速为
C. 时，平衡位置在1m处的质点正处于波峰
D. 时，平衡位置在4m处的质点的加速度沿y轴正向
【答案】C
【解析】A．0s时，平衡位置在2 m处的质点向上振动，时，平衡位置在2 m处的质点第一次到达波峰。质点经历
即
故A错误；
B．由图可知波长，波速为
故B错误；
C．时，平衡位置在1m处的质点刚好做一次全振动，处于波峰。故C正确；
D．时，平衡位置在4m处的质点处于波峰位置，加速度沿y轴正负方向。故D错误。
故选C。
4. 下列关于热现象的描述中正确的是（ ）
A. 阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动
B. 分子间距离越大，分子势能越大
C. 分子间距离增大时，分子间的作用力可能先增大后减小
D. 一定质量的理想气体发生等容变化时，分子单位时间内与单位面积容器壁碰撞的次数不变
【答案】C
【解析】A．布朗运动有两个特征，一是温度越高，布朗运动越激烈；二是布朗运动是永不停息的；阳光下看到细小的尘埃的运动不具备这两个特征，所以尘埃的运动不是布朗运动， 故A错误；
B．当分子间距小于r0时，分子间距离越大，分子势能越小，故 B错误；
C．分子间距从平衡位置r0处开始增大时，分子间的作用力先增大后减小，故C正确；
D．一定质量的理想气体发生等容变化时，如果温度升高，分子热运动更加剧烈，分子单位时间内与单位面积容器壁碰撞的次数会变大，故 D错误。
故选C。
5. 已知LC振荡电路中电容器极板1上的电荷量随时间变化的曲线如图所示．则（ ）

A. a、c两时刻电路中电流最大，方向相同
B. a、c两时刻电路中电流最大，方向相反
C. b、d两时刻电路中电流最大，方向相同
D. b、d两时刻电路中电流最大，方向相反
【答案】D
【解析】AB．LC振荡电路中，电容器充放电时，由于线圈自感作用，使回路中电容器电荷量最大时，回路中电流为零，故AB错误；
CD．当电容器电荷量为零时，回路中电流最大，并且b、d两时刻充放电过程相反，电流方向就相反，故C错误，D正确。
故选D。
6. 如图所示，包含两种单色光的光束沿PO方向射入横截面为半圆形的柱体，O为半圆形的圆心，其折射光线分别从M、N两点射出。PO与法线的夹角， OM与分界面的夹角，真空中光速，则（ ）
A. 该介质对从M处射出色光的折射率为
B. 从M处射出色光在该介质中传播的速度为
C. 从M点射出的色光穿过该柱体所需的时间长
D. 从N点射出的色光频率比从M点射出的色光频率低
【答案】B
【解析】AB．由折射定律知，该介质对从M处射出色光的折射率
则从M处射出色光在该介质中传播的速度
故A错误，B正确；
CD．由图知，从N点射出的色光偏转更厉害，其折射率更大，由知，从N点射出的色光波速较小，色光在柱体内传播的距离相等，则从N点射出的色光穿过该柱体所需的时间长，折射率大的色光频率高，则从N点射出的色光频率比从M点射出的色光频率高，故CD错误。
故选B。
7. 如图所示，用一根不可伸长轻质绝缘细线将一通有恒定电流的金属棒挂在图示位置，电流方向垂直纸面向外，现在空间中加一匀强磁场，要使金属棒保持在图示位置静止且磁感应强度最小，则所加磁场方向应为（ ）
A. 沿细线向上B. 竖直向上
C. 水平向右D. 水平向左
【答案】A
【解析】要使金属棒保持在图示位置静止且磁感应强度最小，由
在I、L不变的情况下，磁感应强度最小，则所受的安培力最小。当安培力和拉力垂直的时候，安培力最小，因为电流方向垂直纸面向外，由左手定则，可知，所加磁场方向沿细线向上，故选A。
8. 如图所示，一质量为 M的光滑半圆柱静止在光滑的水平地面上，其半径为 R。半圆柱顶端放一质量为m的小滑块，开始时，它们均处于静止状态。小滑块在外界的微小扰动下由静止开始下滑，小滑块到达 P点时，离开半圆柱表面，此时半圆柱的速度大小为。已知OP与竖直方向的夹角为，重力加速度为g。则（ ）
A. 该过程中系统动量守恒
B. 小滑块在P点的速度大小为
C. 该过程中半圆柱相对地面的位移大小为
D. 该过程中半圆柱的弹力对小滑块做功为
【答案】D
【解析】A．系统在水平方向合力为零，故水平方向动量守恒，竖直方向合力不为零，竖直方向动量不守恒，故A错误；
B．系统机械能守恒，则有
解得
故B错误；
C．设半圆柱、小滑块相对地面的位移分别为，，则类比人船模型有
，
解得半圆柱相对地面的位移大小为
故C错误；
D．分析半圆柱，根据动能定理，可知小滑块对半圆柱的弹力做功为，由于系统机械能守恒，所以半圆柱的弹力对小滑块做功为，故D正确。
故选D。
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9. 图甲是某小型交流发电机示意图，两磁极 N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场， A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈内阻为，外接电阻的阻值为。则（ ）
A. 电流表的示数为5A
B. 线圈转动的角速度为
C. 电阻R消耗的功率为4750W
D. 线圈中产生的感应电动势的表达式为
【答案】AD
【解析】A．由图乙知交流电的最大值为
则有效值为
电流表的示数为有效值，则示数为5A，故A正确；
B．由图乙知交流电的周期为
则其角速度为
故B错误；
C．电流表的示数为有效值，为
电路中的电阻
则该电阻消耗的电功率
故 C错误；
D．电动势的最大值为
线圈中产生的感应电动势的表达式为
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，质量为M的框架放在水平面上，框架上悬挂一轻质弹簧，弹簧下端栓接一小球A， A下端再用细绳连接小球B， B未与框架接触，系统处于静止状态。现剪断细绳使 A球在竖直面内上下做简谐运动，当A球运动至最高点时，框架对地面的压力恰好为0。已知A球质量为m，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内，空气阻力不计。则（ ）
A. 弹簧原长时，小球A的速度有最大值
B. 小球B的质量为
C. 小球A从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹性势能先减小再增大
D. 小球A从最低点运动到最高点过程中，小球的机械能先增大后减小
【答案】BD
【解析】A．当小球在竖直方向做简谐运动时，小球受到的合力为零的位置是小球的速度最大的位置，故A错误；
B．当A球运动至最高点时，框架对地面的压力恰好为0。对框架受力分析，得出此时的弹簧弹力大小为
且弹簧处于压缩状态，小球做简谐振动最高点的合力为
根据简谐运动的对称性得出，小球A在最低点的合力大小与最高点大小相同，小球A在最低点的合力大小为小球B的重力，因此
故B正确；
C．小球A从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹性势能一直减小，故C错误；
D．小球A从最低点运动到最高点过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大，因为系统机械能守恒，故小球的机械能先增大后减小，故D正确。
故选BD。
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11. 某物理实验小组做“用单摆测量重力加速度”的实验。
（1）下列做法正确有__________。
A. 摆线应适当长些
B. 让小球的摆角应尽量大些
C. 摆球应选择密度较大的实心金属小球
D. 在使用停表测量周期时，为了方便应从摆球摆至最高点时开始计时并计数
（2）实验中，小明用游标卡尺测摆球直径，示数如图甲所示，则摆球直径应读为________mm。
（3）摆球的直径已经在第（2）问中测出，实验时测得摆线长为，单摆完成50次全振动所用的时间为100 s，则重力加速度大小__________。取，结果保留3位有效数字
（4）小松在运用图像处理实验数据，计算摆长时忘记加上摆球半径。则他作出的图像应该是乙图中的__________选填“①”或“②”。
【答案】（1）AC （2）20.4 （3）9.71 （4）①
【解析】（1）A．了减少误差，摆线应适当长些，故A正确；
B．单摆在摆角小于5度时的振动为简谐运动，单摆摆角不能太大，故B错误；
C．为减小空气阻力对实验的影响，摆球应选择密度较大的实心金属小球，故C正确;
D．在使用停表测量周期时，为了减少实验误差，应从摆球摆至最低点时开始计时并计数，故D错误。
故选AC。
（2）摆球的直径为
（3）单摆的周期
由
解得重力加速度大小
（4）由
可得
则图像纵截距为正值，故他作出的图像应该是乙图中的①。
12. 某物理兴趣小组要测量一节干电池的电动势和内阻。他们在实验室找到了如下器材：电流表（量程），电压表（量程），滑动变阻器，开关、导线若干。
（1）此电流表是由量程为1mA，内阻为的表头改装而成。则改装时，所使用的并联电阻的阻值为__________
（2）为了减小误差，他们应选择如图__________选填“甲”或“乙”所示的电路进行实验；
（3）按所选电路进行实验，得到多组电流表的示数I和对应的电压表示数U，以U为纵坐标，I为横坐标将得到的数据进行描点，连线后得到一条倾斜直线，如图丙所示，由图像得出电池组的电动势__________V，内阻__________。结果均保留2位小数
【答案】（1）0.1 （2）乙 （3）1.48 0.70
【解析】（1）电流表扩大量程需要并联一个小电阻来分流，并联的电阻越小分流越大，则量程越大。电流表量程为
则并联电阻的分流为599mA，根据并联电路电压相等有
解得
（2）改装后的电流表内阻明确已知，故采用图乙所示电路进行实验，没有系统误差。
（3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
其中
图像丙纵轴截距表示电源电动势，则
图像斜率绝对值为
解得内阻
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13. 如图所示，开口向上、内壁光滑的绝热汽缸竖直放置，内有卡口。质量的活塞放在卡口上，活塞的横截面积，缸内气体温度，压强。现通过电热丝体积不计缓慢加热缸内气体，使活塞离开卡口，并继续上升了，活塞离开卡口后上升的过程中气体吸收了的热量。已知外界大气压强，重力加速度g取。求：
（1）活塞刚要离开卡口时气体的温度
（2）活塞上升过程中气体内能的变化量。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）活塞刚好离开卡口时
由，得
活塞缓慢上升，气体压强不变，膨胀对外做功
由热力学第一定律得
14. 如图所示，在坐标系xOy的第一象限内存在垂直于xOy平面向里的匀强磁场，第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。一带电量为、质量为m的粒子，从y轴上的P点以某一速度沿垂直y轴方向进入电场，经x轴上的Q点进入磁场，在磁场中偏转后垂直y轴的方向进入第二象限。已知，，不计粒子重力。求：
（1）粒子过Q点时的速度v；
（2）磁感应强度的大小B。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）粒子在电场中运动时，竖直方向
水平方向
解得
（2）粒子进入磁场时
得
粒子在第一象限的运动轨迹如图所示，
为圆心，由几何关系可知为等腰三角形得
由
解得
15. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，固定有两根足够长的间距为L的光滑平行金属导轨，左侧向上弯曲，右侧水平，导轨的水平部分处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。两根金属棒MN、EF垂直导轨放置，与导轨接触良好，金属棒 EF的左侧连接一轻质绝缘弹簧，弹簧左端刚好与平齐。金属棒MN、EF的长度均为L、阻值均为R，金属棒 MN的质量为m，金属棒EF的质量为4m。导轨电阻不计，重力加速度为g。开始时，金属棒EF静止在导轨的水平部分，当金属棒 MN从竖直高度h处由静止释放，求：
（1）金属棒MN刚进入磁场瞬间的加速度大小a；
（2）若两金属棒能够挤压轻弹簧，当弹簧被挤压至最短时弹性势能大小为，试求解从MN进入磁场至弹簧被压缩至最短过程中，EF中产生的焦耳热Q；
（3）若从金属棒MN进入磁场到弹簧被压缩至最短所用时间为， MN的位移大小为，求弹簧的最大压缩量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）设MN到达磁场区域瞬间的速度为v0，由动能定理
电动势
电流
安培力
加速度
解得
（2）MN、EF组成的系统动量守恒，弹簧最短时MN、EF速度相同，
由能量守恒
解得
（3）设EF的位移大小为，某时刻 MN、EF的速度大小分别为、，由系统动量守恒：
即
在一段极短的时间内
对两边求和
由题意知
弹簧的压缩量
解得