2023-2024学年重庆市部分区高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年重庆市部分区高二（下）期末物理试卷，共13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。
1．（4分）电磁波在日常生产生活中已经被大量应用。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．控制电视、空调的遥控器发射的信号是γ射线
B．智能手机发射与接收的信号是无线电波
C．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是紫外线
D．银行、商店用来鉴别钞票真伪的验钞机使用的是X射线
2．（4分）宇宙中的星球都在不停地运动。测量某星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出该星球靠近或远离我们的速度。其运用的原理是（ ）
A．波的干涉B．波的衍射
C．波的反射D．多普勒效应
3．（4分）某实验室使用的学生电源，一端输入220V的交流电，另一端输出8V的交流电，则连接该学生电源的输入端和输出端之间的理想变压器的原、副线圈匝数之比为（ ）
A．55：2B．55：1C．2：55D．1：55
4．（4分）关于教材中的四幅插图，下列说法正确的是（ ）
A．图甲：当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会反向转动
B．图乙：给真空冶炼炉通入高频交流电，通电的导线会产生大量热量，从而冶炼金属
C．图丙：在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，如果忽略摩擦，铜盘会一直转动下去
D．图丁：微安表的表头在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起从而保护电表指针，这是利用了电磁驱动原理
5．（4分）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，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置，P、Q端与门铃（图中未画出）连接构成回路。下列说法正确的是（ ）
A．按下按钮的过程，螺线管P端电势较高
B．松开按钮的过程，螺线管Q端电势较高
C．按下和松开按钮的过程，螺线管产生的感应电流方向相同
D．按下和松开按钮的过程，螺线管所受磁铁的安培力方向相反
6．（4分）在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的浮船上下做受迫振动。如图，船下方通过长为L的绝缘轻杆连接着质量为m，长度为d的水平金属棒MN，位于纸面内。已知整个系统在竖直方向近似做简谐运动，浮船的运动速度随时间变化的关系式v＝Aωsin（ωt+φ）。若将海面下地磁场的水平分量视为磁感应强度大小为B、垂直于纸面向里的匀强磁场，忽略金属棒MN的电阻，则（ ）
A．金属棒MN两端电压的最大值
B．金属棒MN两端电压的最大值Um＝BLAω
C．金属棒MN两端电压的有效值
D．金属棒MN两端电压的有效值
7．（4分）如图所示，两个固定倾斜放置的光滑平行金属导轨间距为L，其电阻不计，导轨平面与水平方向的夹角为θ，导轨上端接入一内电阻可忽略的电源，电动势为E。一粗细均匀的金属棒电阻为R，质量为m，水平放在导轨上且与导轨接触良好，欲使金属棒静止在导轨上不动，则下列说法正确的是（ ）
A．可加竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为
B．可加竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为
C．所加匀强磁场磁感应强度的最大值为
D．所加匀强磁场磁感应强度的最大值为
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
（多选）8．（5分）如图是一列简谐横波的波形图，传播速度v＝1m/s，则该列简谐横波（ ）
A．一定向右传播B．波长为1m
C．振幅为0.4mD．周期为2s
（多选）9．（5分）发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户输电线的总电阻为R，通过输电线的电流强度为I，用户端电压为U2，则输电线上损失的功率为（ ）
A．B．C．I2RD．I（U1﹣U2）
（多选）10．（5分）如图所示，半径为R的圆形区域内（含边界）有垂直圆形区域向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，a、b、c、d为圆上等间隔的四点，O为圆心。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子，从a点沿aO方向以某速度进入磁场，历时离开磁场，不计粒子重力。若该粒子从圆上e点沿平行aO方向以相同大小的速度进入磁场，∠eOa＝30°，则该粒子从e点进入磁场后（ ）
A．从圆上c点离开磁场
B．从圆上d点离开磁场
C．该粒子在磁场中运动时间为
D．该粒子在磁场中运动时间为
三、实验题（本题共2小题，11题6分，12题9分，共15分。）
11．（6分）利用如图1所示装置“测量某单色光的波长”。
（1）实验中，若想增加从目镜中观察到的条纹数量，可将毛玻璃屏向 （选填“靠近”“远离”）双缝的方向移动；
（2）某次测量时，手轮上的示数如图2所示，则其示数为 mm；
（3）若双缝中心之间的距离为d，毛玻璃屏与双缝之间的距离为l，测得第1条亮条纹中心到第n条亮条纹中心之间的距离为Δx，则该单色光的波长的表达式λ＝ 。
12．（9分）2024年4月24日，中国发布载人月球探测工程目标——2030年前实现中国人登陆月球。宇航员其任务之一是通过单摆测量出月球表面的重力加速度大小，若没有合适的摆球，就从地上找到了一块大小适中、外形不规则的小石块代替。目前实验舱中还有以下设备：刻度尺、轻细线（无弹性）、秒表和足够高的固定支架。宇航员设计了如下实验，以完成本次登月的这项任务。
实验步骤如下：
A.如图，用细线将石块系好，将细线的上端固定于O点；
B.将石块拉至一个大约5°的角度，然后由静止释放；
C.从石块摆到最低点开始计时，测出n次全振动的总时间t1；
（1）测得的单摆周期为 ；
（2）若细线OM长L，用OM的长作为摆长，则求出的月球表面的重力加速度大小为 ；求出的重力加速度的值比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。
（3）为了能更准确地测量出重力加速度，宇航员缩短细线长度，重复B、C步骤，得到n次全振动的总时间t2；若细线缩短的长度为ΔL（ΔL小于刻度尺量程），则重力加速度的表达式为 （用题中已知物理量表示）。
四、计算题（本题共3小题，13题10分，14题14分，15题18分，共42分，要求写出必要的文字说明和重要的步骤，只写出最后结果不得分。）
13．（10分）一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，OABC为矩形，，AB＝2d，OCD是以O为圆心的圆。现有一细束单色光在图示平面内从AB中点P以i＝45°的入射角射入，折射后经过O点。
（1）求玻璃砖的折射率；
（2）作出光从P点进入玻璃砖到射出玻璃砖的光路图。
14．（14分）如图所示为质谱仪的原理图，由加速电场、速度选择器和偏转磁场组成。在速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场。偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过加速电场加速后，进入速度选择器，并能沿直线穿过速度选择器，从A点垂直于MN进入偏转磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达底片的C点。已知加速电场的电势差为U、速度选择器中的电场方向水平向右，场强大小为E，偏转磁场的磁感应强度为B2，带电粒子的重力忽略不计。求：
（1）粒子从加速电场射出时速度的大小；
（2）速度选择器中匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）A点到C点的距离。
15．（18分）如图所示，长直金属杆M、N在水平固定的平行光滑长直金属导轨上运动，导轨间距为L；导轨上P、Q两点连线与导轨垂直，PQ左、右两侧区域分别充满垂直于导轨平面且方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。初始时刻，N静止在PQ左侧导轨上，M从N左侧以初速度v0水平向右运动。M、N质量均为m、在导轨间的电阻均为R，整个运动过程中，两金属杆始终与导轨垂直并接触良好。感应电流产生的磁场、导轨电阻、空气阻力及两金属杆粗细均忽略不计，导轨足够长。
（1）求初始时刻杆N受到的安培力大小；
（2）若M、N在PQ左侧未相撞，N到达边界PQ时速度大小为，求此时M的速度大小；
（3）在（2）的条件下，若M到达边界PQ时速度大小为，求M、N最终速度大小。
2023-2024学年重庆市部分区高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
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，只有一项最符合题目要求。）
1．（4分）电磁波在日常生产生活中已经被大量应用。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．控制电视、空调的遥控器发射的信号是γ射线
B．智能手机发射与接收的信号是无线电波
C．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是紫外线
D．银行、商店用来鉴别钞票真伪的验钞机使用的是X射线
【答案】B
2．（4分）宇宙中的星球都在不停地运动。测量某星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出该星球靠近或远离我们的速度。其运用的原理是（ ）
A．波的干涉B．波的衍射
C．波的反射D．多普勒效应
【答案】D
3．（4分）某实验室使用的学生电源，一端输入220V的交流电，另一端输出8V的交流电，则连接该学生电源的输入端和输出端之间的理想变压器的原、副线圈匝数之比为（ ）
A．55：2B．55：1C．2：55D．1：55
【答案】A
4．（4分）关于教材中的四幅插图，下列说法正确的是（ ）
A．图甲：当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会反向转动
B．图乙：给真空冶炼炉通入高频交流电，通电的导线会产生大量热量，从而冶炼金属
C．图丙：在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，如果忽略摩擦，铜盘会一直转动下去
D．图丁：微安表的表头在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起从而保护电表指针，这是利用了电磁驱动原理
【答案】B
5．（4分）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，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置，P、Q端与门铃（图中未画出）连接构成回路。下列说法正确的是（ ）
A．按下按钮的过程，螺线管P端电势较高
B．松开按钮的过程，螺线管Q端电势较高
C．按下和松开按钮的过程，螺线管产生的感应电流方向相同
D．按下和松开按钮的过程，螺线管所受磁铁的安培力方向相反
【答案】D
6．（4分）在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的浮船上下做受迫振动。如图，船下方通过长为L的绝缘轻杆连接着质量为m，长度为d的水平金属棒MN，位于纸面内。已知整个系统在竖直方向近似做简谐运动，浮船的运动速度随时间变化的关系式v＝Aωsin（ωt+φ）。若将海面下地磁场的水平分量视为磁感应强度大小为B、垂直于纸面向里的匀强磁场，忽略金属棒MN的电阻，则（ ）
A．金属棒MN两端电压的最大值
B．金属棒MN两端电压的最大值Um＝BLAω
C．金属棒MN两端电压的有效值
D．金属棒MN两端电压的有效值
【答案】C
7．（4分）如图所示，两个固定倾斜放置的光滑平行金属导轨间距为L，其电阻不计，导轨平面与水平方向的夹角为θ，导轨上端接入一内电阻可忽略的电源，电动势为E。一粗细均匀的金属棒电阻为R，质量为m，水平放在导轨上且与导轨接触良好，欲使金属棒静止在导轨上不动，则下列说法正确的是（ ）
A．可加竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为
B．可加竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为
C．所加匀强磁场磁感应强度的最大值为
D．所加匀强磁场磁感应强度的最大值为
【答案】A
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
（多选）8．（5分）如图是一列简谐横波的波形图，传播速度v＝1m/s，则该列简谐横波（ ）
A．一定向右传播B．波长为1m
C．振幅为0.4mD．周期为2s
【答案】CD
（多选）9．（5分）发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户输电线的总电阻为R，通过输电线的电流强度为I，用户端电压为U2，则输电线上损失的功率为（ ）
A．B．C．I2RD．I（U1﹣U2）
【答案】CD
（多选）10．（5分）如图所示，半径为R的圆形区域内（含边界）有垂直圆形区域向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，a、b、c、d为圆上等间隔的四点，O为圆心。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子，从a点沿aO方向以某速度进入磁场，历时离开磁场，不计粒子重力。若该粒子从圆上e点沿平行aO方向以相同大小的速度进入磁场，∠eOa＝30°，则该粒子从e点进入磁场后（ ）
A．从圆上c点离开磁场
B．从圆上d点离开磁场
C．该粒子在磁场中运动时间为
D．该粒子在磁场中运动时间为
【答案】BC
三、实验题（本题共2小题，11题6分，12题9分，共15分。）
11．（6分）利用如图1所示装置“测量某单色光的波长”。
（1）实验中，若想增加从目镜中观察到的条纹数量，可将毛玻璃屏向 靠近 （选填“靠近”“远离”）双缝的方向移动；
（2）某次测量时，手轮上的示数如图2所示，则其示数为 0.770 mm；
（3）若双缝中心之间的距离为d，毛玻璃屏与双缝之间的距离为l，测得第1条亮条纹中心到第n条亮条纹中心之间的距离为Δx，则该单色光的波长的表达式λ＝ 。
【答案】（1）靠近；（2）0.770；（3）。
12．（9分）2024年4月24日，中国发布载人月球探测工程目标——2030年前实现中国人登陆月球。宇航员其任务之一是通过单摆测量出月球表面的重力加速度大小，若没有合适的摆球，就从地上找到了一块大小适中、外形不规则的小石块代替。目前实验舱中还有以下设备：刻度尺、轻细线（无弹性）、秒表和足够高的固定支架。宇航员设计了如下实验，以完成本次登月的这项任务。
实验步骤如下：
A.如图，用细线将石块系好，将细线的上端固定于O点；
B.将石块拉至一个大约5°的角度，然后由静止释放；
C.从石块摆到最低点开始计时，测出n次全振动的总时间t1；
（1）测得的单摆周期为 ；
（2）若细线OM长L，用OM的长作为摆长，则求出的月球表面的重力加速度大小为 ；求出的重力加速度的值比真实值 偏小 （选填“偏大”或“偏小”）。
（3）为了能更准确地测量出重力加速度，宇航员缩短细线长度，重复B、C步骤，得到n次全振动的总时间t2；若细线缩短的长度为ΔL（ΔL小于刻度尺量程），则重力加速度的表达式为 （用题中已知物理量表示）。
【答案】（1）；（2）；偏小；（3）。
四、计算题（本题共3小题，13题10分，14题14分，15题18分，共42分，要求写出必要的文字说明和重要的步骤，只写出最后结果不得分。）
13．（10分）一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，OABC为矩形，，AB＝2d，OCD是以O为圆心的圆。现有一细束单色光在图示平面内从AB中点P以i＝45°的入射角射入，折射后经过O点。
（1）求玻璃砖的折射率；
（2）作出光从P点进入玻璃砖到射出玻璃砖的光路图。
【答案】（1）玻璃砖的折射率为；
（2）光从P点进入玻璃砖到射出玻璃砖的光路图如上所示。
14．（14分）如图所示为质谱仪的原理图，由加速电场、速度选择器和偏转磁场组成。在速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场。偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过加速电场加速后，进入速度选择器，并能沿直线穿过速度选择器，从A点垂直于MN进入偏转磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达底片的C点。已知加速电场的电势差为U、速度选择器中的电场方向水平向右，场强大小为E，偏转磁场的磁感应强度为B2，带电粒子的重力忽略不计。求：
（1）粒子从加速电场射出时速度的大小；
（2）速度选择器中匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）A点到C点的距离。
【答案】（1）粒子从加速电场射出时速度的大小；
（2）速度选择器中匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）A点到C点的距离。
15．（18分）如图所示，长直金属杆M、N在水平固定的平行光滑长直金属导轨上运动，导轨间距为L；导轨上P、Q两点连线与导轨垂直，PQ左、右两侧区域分别充满垂直于导轨平面且方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。初始时刻，N静止在PQ左侧导轨上，M从N左侧以初速度v0水平向右运动。M、N质量均为m、在导轨间的电阻均为R，整个运动过程中，两金属杆始终与导轨垂直并接触良好。感应电流产生的磁场、导轨电阻、空气阻力及两金属杆粗细均忽略不计，导轨足够长。
（1）求初始时刻杆N受到的安培力大小；
（2）若M、N在PQ左侧未相撞，N到达边界PQ时速度大小为，求此时M的速度大小；
（3）在（2）的条件下，若M到达边界PQ时速度大小为，求M、N最终速度大小。
【答案】（1）初始时刻杆N受到的安培力大小为；
（2）若M、N在PQ左侧未相撞，N到达边界PQ时速度大小为，则此时M的速度大小为；
（3）在（2）的条件下，若M到达边界PQ时速度大小为，则M、N最终速度大小为。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/1/7 9:00:55；用户：秦子政；邮箱：13669037329；学号：41037197题号
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答案
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