2023合肥百花中学等六校高二下学期期末联考物理试题含解析

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2022-2023学年度第二学期合肥市六校联考高二年级
期末教学质量检测物理学科试卷
一、选择题（每小题4分，1-7为单选，8-10为多选，多选题漏选得2分，共40分）
1. 我国已开展空气中PM2．5浓度的监测工作，PM2．5是指空气中直径小于2．5微米的悬浮颗粒物，可在显微镜下观察到，它漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害．矿物燃料燃烧时废弃物的排放是形成PM2．5的主要原因，下列关于PM2.5的说法中正确的是
A. PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
B. PM2.5的无规则运动说明了空气分子做分子热运动
C. PM2.5的质量越大，其无规则运动越剧烈
D. 温度越低，PM2．5的无规则运动越剧烈
2. 下图中标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是（　　）
A. B. C. D.
3. 某磁场磁感线如图所示，有铜线圈自图示A位置落至B位置，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是（　　）

A. 始终顺时针 B. 始终逆时针
C. 先顺时针再逆时针 D. 先逆时针再顺时针
4. 如图所示，一边长为a的正方形线圈与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，磁感应强度为B。在Δt时间内将线圈绕虚线（磁场边界）翻转，在此过程中线圈产生的感应电动势为（　　）

A. 零 B.
C. D.
5. 一只电阻分别通过四种不同形式的电流，申流随时间变化的情况如下列各选项所示，A、B选项中电流按正弦规律变化，在相同时间内电阻产生热量最大的是（　　）
A. B. C. D.
6. 如图甲为一列简谐横波在t＝2s时的波形图，图乙为这列波上质点P的振动图像，则下列说法正确的是（　　）

A. 该横波向右传播，波速为0.8m/s
B. t＝2s时，质点Q的振动方向为y轴负方向
C. 在2～4s时间内，质点P沿x轴向右平移2.0m
D. 在2～4s时间内，质点Q通过的路程为10cm
7. 如图所示，在xOy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角θ=45°。粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴。已知OM=a，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。则（　　）

A. 粒子带正电荷
B. 粒子速度大小为
C. 粒子在磁场中运动的轨道半径为a
D. N与O点相距
8. 如图所示，用F表示两分子间的作用力，表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10变为的过程中（　　）

A. F不断增大 B. F先增大后减小
C F对分子一直做正功 D. 先增大后减小
9. 如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2：1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）

A. 电流表的示数为1A B. 原线圈的输入功率为220W
C. 电压表的示数为110V D. 副线圈输出交流电的周期为0.01s
10. 水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力、分别作用在a、b上．一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下．两物体的v-t图线如图所示，图中AB∥CD．则整个过程中（　　）

A. 的冲量大于的冲量
B. 的冲量小于的冲量
C. 摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量
D. 合外力对a物体冲量等于合外力对b物体的冲量
二、实验题（11题10分，12题12分，共22分）
11. 某同学用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找不变量，图中CQ是斜槽，QR为水平槽，二者平滑相接，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。
图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点。若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP，米尺的零点与O点对齐。

（1）入射球A质量和被碰球B的质量的关系是 _________ （选填“>”“<”或“=”）；
（2）碰撞后B球的水平射程约为________cm；
（3）下列选项中，属于本次实验必须测量的的物理量是________（填选项前的字母）。
A．水平槽上未放B球时，测量A球平均落点位置到O点距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球平均落点位置到O点距离
C．测量A球或B球的直径D
D．测量A球和B球的质量、
E．测量G点相对于水平槽面的高度H
（4）若为不变量，则需验证的关系式为_______________。（用题中给出的字母表示）
12. 实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。

(1)选择好器材，将符合实验要求的单摆悬线上端固定在铁架台上，测出悬点到小球球心的距离l；
(2)将摆球拉离平衡位置一个小角度松手使其在竖直平面内摆动，测量单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=________。（用l、n、t表示）
(3)甲同学测得的重力加速度数值大于当地重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是________。（填选项前的字母）
A．开始摆动时振幅较小
B．开始计时时，过早按下秒表
C．测量周期时，误将摆球（n－1）次全振动的时间记为n次全振动的时间
D．测量摆长时，以悬点到小球下端边缘的距离为摆长
(4)乙同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图所示的图像，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量．你认为横坐标所代表的物理量是________（填“l2”“l”或“”）。若图线斜率为k，则重力加速度g=________（用k表示）。

(5)丙同学正确完成实验操作后，整理器材时突然发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他测量时是将悬点到球心的距离作为摆长l，通过改变摆线的长度，测得5组l和对应的周期T。为了消除摆长不准对实验结果的影响，他画出l-T2图像，利用图像计算出重力加速度的表达式应为g=________。

三、计算题（共3题，计38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示，截面ABCD为矩形的透明设备放置在真空环境中AB = 2a，一束光入射到上表面与AD夹角为θ = 30°，折射到AB而中点时恰好发生全反射，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）该透明设备材料的折射率（可用根号表示）；
（2）光从射入到第一次射出经历的时间。

14. 如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置，与水平方向的夹角为θ。两导轨间距为，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。
（1）由b向a方向看到的装置如图，在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；
（2）在加速下滑时，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；
（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。

15. 如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧轨道半径R=0.45m，下端恰好与平台平滑对接，在光滑的水平面上有一个静止的、足够长的木板c，木板的右端紧靠侧壁竖直的平台，平台的上表面光滑并与木板上表面等高，小滑块a、b可视为质点。已知两个小滑块与木板的质量均为m=1kg，小滑块a、b与木板间的动摩擦因数均为=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。小滑块a由圆弧轨道顶端无初速释放，a、b碰撞时间极短。
（1）求小滑块a滑到圆弧轨道底端对圆弧轨道的压力大小；
（2）若初始小滑块b静止在木板右端，a、b碰后粘连在一起运动，求系统在整个运动过程中由于摩擦产生的热量；
（3）若初始小滑块b静止在距离木板右端L=2.5m处，a、b间发生弹性碰撞，求碰撞后小滑块a、b之间的最大距离。