四川省绵阳市江油中学2022-2023学年高二物理下学期期末试题（Word版附解析）

江油中学2021级高二下期6月月考

物理试题

一、必考选择题。本题共9小题，每小题4分，共36分。第1~6题只有一项符合题目要求，第7~9题有多项符合题目要求。

1. 关于物理学的重要史实，下列说法正确的是（　　）

A. 安培发现了电流的磁效应 B. 法拉第发现了感应电流

C. 赫兹预言了电磁波存在 D. 汤姆孙提出了原子的“核式结构模型”

【答案】B

【解析】

【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应。故A错误；

B．法拉第发现了电磁感应定律，发现了感应电流。故B正确；

C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在。故C错误；

D．卢瑟福提出了原子的“核式结构模型”。故D错误。

故选B。

2. 如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道水平直径，现将一小球从距A点正上方高R处由静止释放，小球由A点沿切线方向进入半圆轨道后又从B点冲出。不计一切摩擦。在小球与小车相互作用过程中（　　）

A. 小车的动量守恒 B. 小球和小车的总动量守恒

C. 小球和小车在竖直方向上动量守恒 D. 小球和小车在水平方向上动量守恒

【答案】D

【解析】

【详解】在小球与小车相互作用过程中，小车受到的合外力不为零，小车动量不守恒；把小球及小车看作一个系统，因为小球受到重力的作用，使得该系统在竖直方向上受到的合力不为零，而水平方向上满足只受内力，不受外力的作用，所以，系统竖直方向上动量不守恒，水平方向上动量守恒，故选D。

3. 如图所示，单匝线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边以角速度ω匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为Em，闭合回路中两只相同灯泡恰好正常发光。则（　　）

A. 若抽去电感器L的铁芯，则灯泡A2变亮

B. 若增大线圈转动角速度ω，则灯泡A2将比A1更亮

C. 若增大电容器C两极板间的正对面积，则灯泡A1变暗

D. 从图示位置开始计时，线圈上产生的感应电动势大小e=Emcosωt

【答案】A

【解析】

【详解】A．若抽去电感器L的铁芯，感抗减小，则灯泡A2变亮，故A正确；

B．若增大线圈转动角速度ω，则交流电的频率增大，电容器容抗减小，电感器感抗增大，所以灯泡A1将比A2更亮，故B错误；

C．若增大电容器C两极板间的正对面积，则电容器的电容增大，容抗减小，灯泡A1变亮，故C错误；

D．线圈在图示位置为中性面，所以产生的感应电动势大小为，故D错误。

故选A。

4. 发电机的示意图如图甲所示，边长为L的单匝正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO'轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（　　）

A. 金属框内电流方向不变 B. 电动势的有效值为

C. 电阻产生的焦耳热 D. 流过电阻的电荷量为

【答案】C

【解析】

【详解】A．当线框转动时，框内电流方向每经过中性面一次都要变化一次，所以金属框内电流方向是周期性变化的，而图乙中通过电阻的电流方向不变，是因为金属框输出端有换向器， 故A错误；

B．由图乙可知，电动势的最大值为，则电动势的有效值为

故B错误；

C．电动势的最大值为

可得

金属框转过一周电阻产生的焦耳热为

故C正确；

D．金属框转过半周流过电阻的电荷量为

由于有换向器，电流方向一直为正方向，所以金属框转过一周流过电阻的电荷量为

故D错误。

故选C。

5. 发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器给用户供电，升压变压器输出端滑片P位置可以调动，发电机组输出交变电压的有效值恒定，两条输电线总电阻r保持不变。在下列条件下，增加用户端的用电器，则（　　）

A. 若滑片P位置不变，则用户端电压升高

B. 若滑片P位置不变，则输电线上损失的功率变小

C. 若将滑片P下移，则用户端电压可能不变

D. 若将滑片P下移，则输电线上损失的功率可能减小

【答案】C

【解析】

【详解】A．增加用户端的用电器，即并入电路的负载增多，负载总电阻减小，导致电路总电流增大，对应的输电线电流增大，发电站的输出电流也增大。输电线电流增大，由

U=Ir

可得，输电线分压增大，即电压损失增多，降压变压器原线圈电压降低，对应的副线圈电压也降低，即用户获得的电压降低，故A错误；

B．输电线电流增大，由

P=I2r

可知，输电线上损失的功率变大，故B错误；

CD．若将滑片P下移，升压变压器副线圈匝数增加，则升压变压器次级电压U2增大，增加用户端用电器，则用户端电阻减小，这样会导致输电线电流I变大，根据

P=I2R线

可知，输电线上的功率损失一定变大；输电线上的电压损失变大，而降压变压器初级电压

可知降压变压器初级电压可能不变，即用户得到的电压可能不变，故C正确，D错误。

故选C。

6. 如图1所示，将一金属圆环用绝缘细线悬挂起来，圆环的下半部分处在垂直于圆环平面的水平匀强磁场之中，磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图2所示，规定垂直纸面向里为正方向。金属圆环始终保持静止，则下列图像中可能正确反映细线中张力T随时间t变化情况的是（　　）

A  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】BCD．磁感应强度在0~1内，由于磁感应强度垂直纸面向里为正方向，则磁场垂直纸面向里且大小均匀增大，所以由楞次定律可得线圈感应电流是逆时针，根据左手定则判断出圆环的下半部分所受安培力的方向向上，根据法拉第电磁感应定律得线圈感应电流是不变的，线框受重力、拉力和安培力，根据平衡条件得细线的拉力

由于磁感应强度B随时间均匀增大，所以圆环的下半部分所受安培力均匀增大，所以细线的拉力F随时间均匀减小，选项BCD错误；

A．磁感应强度在1~2内，磁场不变，则没有感应电流，细线的拉力

而磁感应强度在2~3内，磁感应强度B垂直纸面向里且随时间均匀减小，同理可知感应电流方向为顺时针，圆环的下半部分所受安培力的方向向下，所以细线的拉力

由于磁感应强度B随时间均匀减小，所以圆环的下半部分所受安培力均匀减小，所以细线的拉力F随时间均匀减小；

磁感应强度在3~4内，磁感应强度B垂直纸面向外且随时间均匀增大，感应电流方向为顺时针，圆环的下半部分所受安培力的方向向上，所以细线的拉力

由于磁感应强度B随时间均匀增大，所以圆环的下半部分所受安培力均匀增大，所以细线的拉力F随时间均匀减小。选项A正确。

故选A。

7. 有a、b、c三束光，a、b光频率相等，小于c光频率，如图所示为氢原子的能级图。下列说法正确的是（　　）

A. 若b光为可见光，则c光可能是紫外线

B. 同一介质中a光的波长小于c光的波长

C. 若c光光子是由处于激发态的氢原子向跃迁产生的，则a光光子可能是由处于激发态的氢原子向跃迁产生的

D. 若b光光子能量为2.55eV，用大量b光光子直接照射大量处于激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光

【答案】AD

【解析】

【详解】A．若b光为可见光，由于紫外线的频率大于可见光的频率，则c光可能是紫外线，故A正确；

B．同一介质中a光的速度等于c光的速度，由于a的频率小于c的频率，根据可知，同一介质中a光的波长大于c光的波长，故B错误；

C．若c光光子是由处于激发态的氢原子向跃迁产生的，则c光光子的能量为

同理，若a光光子是从激发态的氢原子向跃迁产生的，则a光光子的能量为

显然，与题目条件相矛盾，故C错误；

D．若b光光子能量为2.55eV，恰好等于与能级能量的差值，则用大量b光光子直接照射大量处于激发态的氢原子，则氢原子将跃迁到的能级上，接着从高能级向低能级跃迁，可以产生种不同频率的光，故D正确。

故选AD。

8. 如图所示，一质量M=8.0kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m=2.0kg的小木块A。给A和B以大小均为5.0m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B板，A、B之间的动摩擦因数是0.5。则在整个过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 小木块A的速度减为零时，长木板B的速度大小为4m/s

B. 小木块A的速度方向一直向左，不可能为零

C. 小木块A与长木板B共速时速度大小为3m/s

D. 长木板的长度可能为10m

【答案】CD

【解析】

【详解】AB．木块与木板组成的系统动量守恒，由于初速度均为v0=5.0m/s，所以木板的动量大于小木块的动量，系统合动量方向向右，所以木块A先向左做减速运动，速度减为零后反向向右做加速运动，最后木块与木板一起做匀速直线运动，以向右为正方向，由动量守恒定律得当木块A的速度间为零时

代入数据解得

故AB错误；

C．最终木块与木板速度相等，根据动量守恒定律可得

代入数据解得

故C正确；

D．最终木块与木板相对静止，一起做匀速直线运动，对系统

代入数据解得

x=8m

木板的最小长度为8m，可能为10m，故D正确。

故选CD。

9. 如图竖直直线MN的右侧区域存在垂直纸面向外的匀强磁场B，正方形金属框电阻为R，边长是L。金属框从图示位置开始在水平向右的外力F作用下由静止开始匀加速运动，t1时刻线框全部进入磁场，在运动过程中任意时刻t，金属框中电流电功率为P，磁通量的变化率为，在0~t1时间内通过导体横截面的电荷量为q，则乙图中描述的F、P、、q与t（或者t2）的关系图像正确的是（　　）

A.    B.  

C.    D.  

【答案】BD

【解析】

【详解】A．金属框从图示位置开始在水平向右的外力F作用下由静止开始匀加速运动，t1时刻线框全部进入磁场，根据牛顿第二定律，在运动过程中任意时刻有

联立可得

显然为一条不过坐标原点且倾斜向上的直线，故A错误；

B．在运动过程中任意时刻，金属框中电流电功率等于安培力的瞬时功率，即

图像为选项中所示抛物线，故B正确；

C．在运动过程中任意时刻，根据法拉第电磁感应定律可知

图像为一条过坐标原点倾斜向上的直线，故C错误；

D．在运动过程中任意时刻，通过导体横截面的电荷量为

图像为一条过坐标原点且倾斜向上的直线，故D正确。

故选BD。

二、必考非选择题。本题共4小题，共44分。

10. 如图所示，M是一个小型理想变压器，其右侧部分为一火警报警系统原理图的一部分，为热敏电阻，在常温和低于常温时其阻值不变，温度高于常温随温度升高其阻值减小，是定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表，输入端a、b间接交流电源。报警电路（图中未画出）两端电压大于一定值时触发报警，则报警电路应该接在______（选填“”或“”）两端。若有火警发生，图中电压表示数______（选填“增大”“减小”或“不变”）。

【答案】    ①.     ②. 减小

【解析】

【详解】[1]根据变压器电压匝数关系有

可知当原线圈输入电压一定时，副线圈输出电压亦为一个定值，当温度高于常温时，温度升高，的阻值减小，副线圈中的电流

则可知副线圈中的电流增大，则定值电阻两端电压增大，热敏电阻两端电压减小，由于报警电路两端电压大于一定值时触发报警，则报警电路应该接在定值电阻两端。

[2] 若有火警发生，温度升高，的阻值减小，副线圈中的电流增大，可知副线圈中的电流增大，则定值电阻两端电压增大，热敏电阻两端电压减小，即图中电压表示数减小。

11. 某同学用如图所示的实验装置验证碰撞过程中动量守恒，图中a、b是两个半径相等的小球。实验步骤：

①在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠斜槽轨道水平段槽口处，将小球a从斜槽轨道上某固定点由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；

②将木板向右平移一定距离并固定，再将小球a从固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B；

③把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止释放，与小球b相碰，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C。

回答下列问题：

（1）若碰撞过程中没有机械能损失，为了保证碰撞后a球向右运动，a、b两球的质量与的大小关系是_______（选填“＞”“＝”或“＜”）；

（2）痕迹C是小球________在白纸上留下的；（选填“a”或“b”）

（3）必须测量的物理量有（      ）

A．a球和b球的质量、          B．小球a开始释放时离斜槽轨道水平面的高度h

C．O点到A、B、C三点的竖直距离、、      D．木板水平向右移动的距离L

（4）在实验误差允许范围内，若关系式____________成立，则动量守恒；（用物理常量和（3）中所测物理量表示）

（5）若碰撞过程中有机械能损失，第（4）中的关系式成立，________（选填“能”或“不能”）验证碰撞过程中动量守恒。

【答案】    ① ＞    ②. a    ③. AC##CA    ④.     ⑤. 能

【解析】

【详解】（1）[1]在小球碰撞过程中，根据动量守恒定律可得

碰撞前后系统动能不变，故有

解得

若要使球的速度方向不变，应满足。

（2）[2]小球平抛运动的时间

则初速度为

可知平抛运动的初速度与下降高度二次方根的倒数成正比，碰后a球的速度较小，则下落高度h较大，痕迹C是小球a在白纸上留下的。

（3）[3]据动量守恒定律可得

代入初速度与平抛下落高度的关系可得

由上述表达式可知，需测量的物理量有球和球的质量、和O点到A、B、C三点的竖直距离、、。

故选AC。

（4）[4]在实验误差允许范围内，若关系式

成立，则动量守恒。

（5）[5]由实验原理可知，若碰撞过程中有机械能损失，不影响碰撞过程动量守恒的验证，故第（4）中的关系式成立，能验证碰撞过程中动量守恒。

12. 如图所示，倾斜放置的传送带与水平面间夹角，长为，以的速度沿顺时针方向匀速转动，下端与地面平滑连接。滑块A质量，与传送带间的动摩擦因数，从传送带顶端由静止释放，一段时间以后，到达传送带底端与静止在地面上质量的物块B发生弹性正碰。重力加速度g取，，。求：

（1）滑块A相对传送带滑动的距离x；

（2）滑块A与物块B碰撞后瞬间，物块B的速度；

【答案】（1）；（2）8m/s

【解析】

【详解】（1）设滑块A在传送带上滑动的加速度大小为，经过时间与传送带速度相同，通过的距离为x1，则

解得

，且

所以，之后滑块A与传送带相对静止。设传送带在时间，通过的距离为x2，则

解得

（2）滑块A与物块B碰撞后，设滑块A的速度，物块B的速度，则，

解得

舍去。

13. 如图甲所示，间距的足够长“U”型倾斜导轨倾角，顶端连一电阻；虚线MN的左侧一面积的圆形区域存在匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向下，磁感应强度B大小随时间t变化如图乙所示；虚线MN的右侧区域存在方向垂直于斜面向下、磁感应强度为匀强磁场。一长也为，电阻的金属棒ab在虚线MN右侧靠近MN，与导轨垂直放置，在至，金属棒ab恰好静止，之后，开始沿导轨下滑，经过足够长的距离到达位置EF，且在到达EF前速度已经稳定，最后停止在导轨上某处。已知EF左侧导轨均光滑，EF右侧导轨与金属棒间的动摩擦因数，g取，不计导轨电阻与其他阻力，，。求：

（1）至内流过电阻R的电流和金属棒ab的质量；

（2）金属棒ab到达EF时速度的大小；

（3）金属棒ab通过EF后通过电阻R的电荷量。

【答案】（1），；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）在至，回路感应电动势为，流过电阻R的电流为，则

又

解得

，

金属棒ab恰好静止，设金属棒ab的质量为m，有

解得

（2）设金属棒ab到达EF时速度的大小为，有

解得

（3）EF右侧导轨与金属棒间的动摩擦因数，，，则有

所以金属棒ab通过EF后，受到的合外力等于安培力。

设流过电阻R的平均电流为，安培力平均大小是，时间是，通过电阻R的电荷量为q，则由动量定理

又

则有

解得

三、选考题。本题共5小题，共30分。第14、15、16题每小题4分，只有一项符合要求。

14. 下列说法正确的是（　　）

A. “天上一日，人间一年”的神话，不可能实现

B. “动棒缩短”是指棒本身在物理实质上发生了变化

C. 无线电波频率较低，波长较长，易绕过障碍物

D. 当电磁振荡停止时，已发出的电磁波立即消失，不再继续传播

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据相对论，物体运动速度越接近光速则其时间流逝越慢，物体以光速运行时时间停止流动，故只要“天上的物体”速度足够大，可以做到“天上一日，人间一年”的神话，故A错误；

B．“动棒缩短”是由于相对运动而引起的观测效应，并不是棒的本身发生了物理上实质的变化，故B错误；

C．无线电波波长较长，频率较低，易绕过障碍物，故C正确；

D．当发射电路的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，故D错误。

故选C。

15. 白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的

A. 传播速度不同 B. 强度不同 C. 振动方向不同 D. 频率不同

【答案】D

【解析】

【详解】双缝干涉的条纹间距，为双缝到屏的距离，为入射光的波长，是双缝的间距．白光通过双缝后对7种单色光来讲，只有有是不同的，所以条纹间距不同，导致7种单色光的亮条纹暗条纹交替出现形成彩色条纹，各种色光传播的速度都一样m/s，，波长不同即频率不同， D正确.。

16. 为了测量储罐中不导电液体的高度，设计如图所示电路。电容的两极板插入储罐的液体中，先将开关S接a，待电容器充满电后，再接b，由电感与电容构成的回路产生振荡电流，根据振荡电流的振荡频率变化情况确定测量储罐中液体的高度。下列分析正确的是（　　）

A. 若电流振荡频率减小，则电容器电容减小，罐中液面下降

B. 若电流振荡频率减小，则电容器电容增大，罐中液面上升

C. 若电流振荡频率增大，则电容器电容减小，罐中液面上升

D. 若电流振荡频率增大，则电容器电容增大，罐中液面下降

【答案】B

【解析】

【详解】AB．根据

又

可知电流振荡频率减小，则电容器电容增大，电容器极板间的相对介电常数变大，罐中液面上升，故B正确，A错误；

CD．根据

又

可知电流振荡频率增大，则电容器电容减小，电容器极板间的相对介电常数变小，罐中液面下降，故CD错误。

故选B。

17. 在多个玻璃片上涂墨汁，晒干后用刀片分别划出两条相距不远的直缝，做成多个双缝。按如图所示的装置，让激光束通过自制的双缝，观察在光屏上出现的现象。

（1）保持玻璃片到光屏距离不变，换用两条直缝间距不同的玻璃片。两条直缝间距越小，光屏上明暗相间的条纹间距______（选填“越大”或“越小”）。

（2）用不同颜色的光照射用同一玻璃片，保持光屏与玻璃片位置不变。用紫光照射时屏上明暗相间条纹的间距比用红光照射时条纹的间距______（选填“大”或“小”）。

（3）若所用激光的波长为5.300×10－7 m，屏上某点P距玻璃片上两条直缝S1和S2的路程差为1.855×10－6 m（图中未标出P、S1和S2），则在P点处出现的应是______（选填“亮条纹”或“暗条纹”）。

【答案】    ①. 越大    ②. 小    ③. 暗条纹

【解析】

【详解】（1）[1]由

两条直缝间距越小，光屏上明暗相间的条纹间距越大。

（2）[2]由

光的波长越大，条纹间距越大，所以用紫光照射时屏上明暗相间条纹的间距比用红光照射时条纹的间距小。

（3）[3]由

可知，屏上某点P距玻璃片上两条直缝和的路程差为半波长的奇数倍，所以在P点处出现的应是暗条纹。

18. 如图所示的棱镜，其截面是圆心角60°、半径R的圆弧面，O是圆心，OM、ON是半径。在NO延长线上有一光源S，沿SA方向射出的光线射到OM面上A点，经棱镜折射后由弧MN上的B点射出，最终射到ON延长线的C点（图中未画出）。已知AB与ON平行，且，光在真空中的速度为c。求：

（1）该光线在棱镜中的折射率；

（2）光线由S传到C的时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设光线射到A点的入射角为i，折射角为r，折射率为n，光路图如图所示

由几何关系可知

，

根据折射定律

解得

（2）设光线射到B点的入射角为，折射角为，由几何关系有

在B点，根据折射定律

解得

根据几何关系

所以

则

又

所以

光在介质中的传播速度

光线由S传到C的时间