[物理]四川省绵阳市高中2022-2023学年高二下学期期末教学质量测试试题（解析版）

这是一份[物理]四川省绵阳市高中2022-2023学年高二下学期期末教学质量测试试题（解析版），共17页。试卷主要包含了考试结束后将答题卡收回等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚，同时用2B铅笔将考号准确填涂在“准考证号”栏目内。
2．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
3．考试结束后将答题卡收回。
一、必考选择题。本题共9小题，每小题4分，共36分。在每小题给出的四个选项中，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。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 关于卢瑟福粒子散射实验现象及分析，下列说法正确的是（ ）
A. 原子的质量几乎全部集中在原子核内
B. 绝大多数粒子在实验中几乎不偏转，因为原子核质量很大
C. 使粒子产生大角度偏转的作用力，是电子对粒子的库仑斥力
D. 使粒子产生大角度偏转的作用力，是原子核对粒子的万有引力
【答案】A
【解析】卢瑟福粒子带正电，原子核质量很大，且也带正电，它们接近时就表现出很大的库仑斥力作用，使粒子产生大角度偏转的作用力，是原子核对粒子的库仑斥力，A正确。
故选A。
2. 假设处在同一激发态的氢原子向各较低能级跃迁的概率相同。现有1200个处在量子数为4能级的氢原子，最后都回到基态，则在这个过程中发出的光子总个数是（ ）
A. 2400B. 2200C. 2000D. 1200
【答案】B
【解析】根据氢原子从某一激发态跃迁到较低能级的概率相等，可得从n=4能级向n=1, 2, 3能级跃迁的氢原子均有400个；此时n=3能级的氢原子有400个，向n=1, 2能级跃迁的氢原子均有200个；从n=2能级开始跃迁的氢原子共有400+200=600个，均向n=1能级跃迁。发出的光子总数等于发生跃迁的次数，为4003个+2002个+600个=2200个。
故选B。
3. 有的停车场入口设置了车辆进出自动控制系统。在自动杆前的地面铺设传感器线圈A，自动杆后的地面铺设传感器线圈，两线圈分别接入两个相同的电路，电路a、b端与电压恒定交变电源和电阻R连接，如图所示。工作状态时电路中有交变电流，当以金属为主体的汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数发生变化，使定值电阻R的c、d两端电压发生变化，这一变化的电压通过控制系统做出抬杆或落杆。下列说法正确的是（ ）

A. 汽车远离线圈A时，回路电流将减小
B. 汽车接近线圈A时，c、d两端电压降低
C. 汽车远离线圈B时，c、d两端电压降低
D. 汽车接近线圈B时，该线圈的自感系数减小
【答案】B
【解析】AC．汽车远离线圈时，线圈感抗减小，交流回路的电流增大，R两端电压将变大，c、d两端电压增大，A错误，C错误；
BD．汽车上有很多的钢铁，当汽车接近线圈时，相对于给线圈增加了铁芯，所以线圈的自感系数增大，感抗也增大，在电压不变的情况下，交流回路的电流将减小，所以R两端电压将减小，c、d两端电压减小，B正确，D错误。
故选B。
4. 如图所示，足够长通电直导线平放固定在光滑水平面上，电流I恒定不变。将一个金属圆环以初速度沿与直导线成一定角度的方向开始滑动。之后，金属圆环（ ）

A. 做曲线运动，速度一直减小到零B. 做直线运动，速度一直减小到零
C. 最终垂直直导线做匀速直线运动D. 最终平行直导线做匀速直线运动
【答案】D
【解析】金属环周围有环形的磁场，金属环向右运动，磁通量减小，根据“来拒去留”可知，所受的安培力将阻碍金属圆环远离通电直导线，即安培力垂直直导线向左，与运动方向并非相反，故金属环做曲线运动，安培力使金属环在垂直导线方向做减速运动，当垂直导线方向的速度减为零，只剩沿导线方向的速度，然后磁通量不变，无感应电流，水平方向合力为零，故最终做匀速直线运动，方向与直导线平行，故金属环先做曲线运动后做直线运动。
故选D。
5. 如图所示为某发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为、，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为、。在输电线路靠近升压变压器的起始端，接入两个原、副线圈的匝数比分别为和的互感器。升压、降压变压器均为理想变压器，互感器和甲、乙电表都是理想的。则下列说法正确的是（ ）

A. 若保持升压变压器不变，仅将滑片Q下移，则电表甲示数减小
B. 若保持发电机输送功率不变，仅将滑片Q下移，输电线损耗功率增加
C. 若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则线路输送电功率为220kW
D. 若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则线路输送电功率为2200W
【答案】C
【解析】A．若保持升压变压器不变，仅将滑片Q下移，则变大，根据
可得
可知增大；电表甲示数为
可知电表甲示数增大，故A错误；
B．若保持发电机输送功率不变，仅将滑片Q下移，则变大，增大，减小，输电线损耗功率为
可知输电线损耗功率减小，故B错误
CD．设输电电流为，根据理想变压器规律可得
解得
所以线路输送的电功率为
故C正确，D错误。
故选C。
6. 某古法榨油中的一道工序是撞榨，即用重物撞击楔子压缩油饼。如图所示，质量为40kg的重物用一轻绳与固定点O连接，O与重物重心间的距离为9m，某次将重物移至轻绳与竖直方向成角处，由静止释放，重物运动到最低点时与楔子正碰后反弹，相互作用时间约为，重物上升的最大高度为。若碰撞后楔子移动的距离可忽略，重力加速度g取，，整个过程轻绳始终处于伸直状态。则碰撞过程中重物对楔子的作用力大小约（ ）

A. 5000NB. 6000NC. 7000ND. 8000N
【答案】C
【解析】根据机械能守恒定律有
碰撞后重物上升过程，有
解得
根据动量定理，有
联立解得
7. 如图所示，理想变压器的输入端通过灯泡L1与输出电压恒定的正弦交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连，开始时开关S处于断开状态。当S闭合后，所有灯泡都能发光，则（ ）

A. 副线圈两端电压减小B. 灯泡 L1、L2的亮度不变
C. 副线圈中电流变大，灯泡L1变亮D. 副线圈中电流变大，灯泡L2变亮
【答案】AC
【解析】当S接通后，输出功率变大，输出电流变大，变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率变大，输入电流变大，则副线圈中电流变大，同时灯泡L1的电压增大，灯泡L1变亮，原线圈电压减小，匝数不变，故副线圈电压减小，L2变暗。
故选AC。
8. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，电路中的电流表为理想交流电表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，已知。从图示位置开始计时，产生的交流随时间变化的图像如图乙所示。则（ ）

A. 时，线圈平面与磁场方向平行
B. 时，穿过线圈的磁通量为
C. 时，电流表的示数为
D. 电阻R消耗的功率为100W
【答案】AD
【解析】AB．时，线圈中感应电流最大，感应电动势最大，则线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈得磁通量为零，A正确，B错误；
C．时，感应电流的有效值为
由于电流表示数为有效值，则电流表的示数为，C错误；
D．电阻消耗的功率为
D正确。
故选AD。
9. 如图所示，两根相同的光滑四分之一圆弧金属导轨平行固定放置，圆弧半径为r，水平间距为L，上端a、b间连有一阻值为R的电阻。abcd所围成的区域处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。一根金属棒在轨道最低位置cd处初速度为，在外力作用下向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处，不计金属导轨和金属棒的电阻，则在该过程中（ ）
A. 通过R的电荷量为
B. 通过R的电荷量为
C. R上产生的热量为
D. R上产生的热量为
【答案】BD
【解析】AB.通过R的电荷量
A错误，B正确；
CD．金属棒做匀速圆周运动，切割磁感线的速度为
则回路中产生余弦式交变电流，产生感应电动势的最大值为
有效值为
电流的有效值为
R上产生的热量为
C错误，D正确。
故选BD。
二、必考非选择题。本题共4小题，共44分。
10. 某同学学习传感器后，用电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关、导线等仪器设计了一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警。电路如图所示，图中仪器还不完整。请完成以下问题：
（1）图中的甲还需要放入的元件是______。
A．二极管
B．光敏电阻
C．NTC热敏电阻阻值随温度升高而减小
D．PTC热敏电阻阻值随温度升高而增大
（2）电路正确连接之后，该同学调试过程发现报警时温度比预期偏低了一点点。要求在温度更高一点时就开始报警，则需要调节滑动变阻器的滑动头往______（选填“左”或“右”）移动一点。
【答案】（1）C （2）左
【解析】（1）[1]根据要求，在常温下热敏电阻甲阻值较大，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下，此时绿灯所在电路接通，绿灯亮，；温度升高，热敏电阻阻值较小，控制电路电流增大时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下。所以图中的甲还需要放入的元件是NTC热敏电阻阻值随温度升高而减小
（2）[2]电路正确连接之后，该同学调试过程发现报警时温度比预期偏低了一点点，则是在热敏电阻的电阻值比较大的时候才报警说明滑动变阻器的阻值比较小。要求在温度更高一点时就开始报警，则需要调节滑动变阻器，使滑动变阻器的电阻值大一些，则需要将滑动头往左移动一些。
11. 如图是验证动量守恒定律的装置，气垫导轨上安装了两个光电门1、2，两滑块A、B上均固定一相同的竖直遮光条。

（1）接通气源，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道左端向右端运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间。为使导轨水平，应调节Q使轨道右端________（选填“升高”或“降低”）一些。
（2）测出滑块A和遮光条的总质量为，滑块B和遮光条的总质量为，遮光条的宽度为d。将滑块A静置于两光电门之间，将滑块B静置于光电门2右侧，推动B，使其获得水平向左的速度，经过光电门2并与A发生碰撞且被弹回，再次经过光电门2。光电门2先后记录的挡光时间为、，光电门1记录的挡光时间为，则实验中两滑块的质量应满足________（选填“”“”或“”）,滑块B碰后的速度大小为________。
（3）实验中遮光条宽度测量值有误差，对验证碰撞过程动量守恒________影响。（填“有”或“无”）
（4）若碰撞过程中机械能守恒，则、、应满足的关系式是________。
A．B．
C．D．
【答案】（1）升高 （2） （3）无 （4）D
【解析】（1）[1]滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，说明光电门1到光电门2为加速运动，则左端较高，因此可节Q使轨道右端升高一些；
（2）[2]滑块B与A碰撞后被弹回，根据碰撞规律可知滑块B的质量较小，则有
[3]若碰撞过程中动量守恒，取水平向左为正方向，根据公式有
故
（3）[4]上式整理得
验证式中跟遮光条得宽度无关，实验中遮光条宽度的测量值有误差，对验证碰撞过程动量守恒无影响；
（4）[5]若机械能守恒，结合动量守恒有
解得
可得
可得
化简
由上可知，、、应满足的关系式是
故选D。
12. 如图所示，带有四分之一光滑圆弧的小车A的半径为R，静止在光滑水平面上。滑块C置于木板B的右端，A、B、C的质量均为m，A、B底面厚度相同。现B、C以相同的速度向右匀速运动，B与A碰后即粘连在一起，C恰好能沿A的圆弧轨道滑到与圆心等高处。则：（已知重力加速度为g）
（1）B、C一起匀速运动的速度为多少？
（2）滑块C返回到A的底端时AB整体和C的速度为多少？
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）设B、C的初速度为v0，AB相碰过程中动量守恒，设碰后AB总体速度u，由
解得
C滑到最高点的过程
解得
（2）C从底端滑到顶端再从顶端滑到底部的过程中，满足水平方向动量守恒、机械能守恒，有
解得
13. 如图所示，两根平行光滑金属导轨固定在水平面，其中一根有缺口接单刀双掷开关S，电容的电容器与开关S相连；导轨间接有两个阻值相等的定值电阻和，在、与导轨间有一面积为的圆形区域，存在方向竖直向下、磁感应强度大小随时间t变化规律为的匀强磁场。导轨相距为，开关S右侧，导轨处于竖直向下、大小为的匀强磁场中；质量为、电阻的金属棒a静置于AB处,AB、DF连线都垂直导轨。初始时，单刀双掷开关S与“1”闭合，足够长时间后，与“1”断开，再与“2”闭合，金属棒a开始运动，到达DF时电容器的电压。所有导轨的电阻均不计。求：

（1）开关S与“1”刚闭合时，通过电阻的电流方向（答“甲到乙”或“乙到甲”）；
（2）开关S与“1”断开后与“2”闭合前，电容器两端的电压；
（3）金属棒a到达DF时的速度v。
【答案】（1）甲到乙；（2）4.5V；（3）0.6m/s
【解析】（1）垂直纸面向里，逐渐增大，根据楞次定律可知通过电阻的电流方向是由甲到乙；
（2）根据法拉第电磁感应定律可知
根据闭合电路欧姆定律可知电容器两端的电压
（3）根据电容器的定义式可知电量
与“2”闭合，对导体棒AB根据动量定理有
当金属棒运动到DF处时，电容器的电量
则
解得
三、选考题（3—4）。本题共5小题,共30分。第14、15、16题每小题4分,给出的四个选项中只有一项符合题目要求。用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
14. 下列关于电磁波的说法，正确的是（ ）
A. 电磁波在任何介质中传播速度均为真空中的光速
B. “中国天眼”FAST接收脉冲星信号是电磁波中的无线电波
C. 麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波
D. 5G信号4G信号都是电磁波，但是5G信号比4G信号在真空中传播得更快
【答案】B
【解析】A．真空中的电磁波的速度为光速，而在其他介质中电磁波的速度不再是光速，A错误；
B．“中国天眼”FAST接收脉冲星信号是电磁波中的无线电波，B正确；
C．根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场能激发恒定的磁场，恒定的磁场无法再形成电场，故无法在空间中产生电磁波，C错误；
D．5G信号4G信号都是电磁波，5G信号4G信号在真空中传播都是光速，D错误。
故选B。
15. 光照射不透明的小圆板时，在圆板的中心出现泊松亮斑。泊松亮斑的形成，是由于（ ）
A. 光干涉B. 光的衍射C. 光的折射D. 光的偏振
【答案】B
【解析】用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，这就是泊松亮斑，是单色光绕过不透光的圆盘发生衍射形成的。
故选B。
16. 在LC振荡电路中，t1和t2时刻电感线圈中的磁感线和电容器中的极板带电情况如图所示，若t1和t2时刻电路中电流大小相等，且，则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】从题图可看出时刻螺线管处的电流都是从左向右穿过螺线管，由于电流方向是正电荷运动方向，时刻正电荷是穿过螺线管流向带正电的右极板，正处于充电状态；时刻螺线管处的电流都是从右向左穿过螺线管，由于电流方向是正电荷运动方向，时刻正电荷是穿过螺线管流向带正电的右极板，正处于充电状态。
t1和t2时刻电路中电流大小相等且，可知t1和t2时刻间隔半个振荡周期。故
17. 李同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中的实验装置如图甲所示。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）李同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线末对齐，如图乙所示。李同学需要__________，使两者对齐。
A.左右移动透镜B.前后移动透镜
C.旋转测量头D.旋转双缝
（2）李同学想减少从目镜中观察到的条纹个数，下列措施可行的是__________。
A.使用间距更大的双缝
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将双缝向靠近单缝的方向移动
D.仅将绿色滤光片换成红色滤光片
（3）李同学正确操作，当测量头中的分划板中心刻线对齐某干涉条纹中心时，对应的测量头标尺如图丙所示，其示数为__________mm。
【答案】（1）C （2）D （3）2.190（2.189~2.192）
【解析】（1）[1]亮条纹与分划板中心刻线不平行时，需使单缝与双缝相互平行，只要转动测量头即可。
故选C。
（2）[2]若要减少目镜中观察到的条纹个数，即应增大条纹间距，根据公式
可知，应将屏向远离双缝方向移动、使用间距更小的双缝、增大波长。
故选D。
（3）[3]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，即图中示数为
18. 如图所示，一玻璃球半径为R，O为球心，AB为直径。来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一条光线BN恰好在N点发生全反射。已知，光在真空中的速度为c。求：

（1）玻璃的折射率n；
（2）光由B点传播到N点的时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）已知，由几何关系可得入射角，折射角，则有
（2）由题意可知临界角，则
球心O到BN的距离为
光在玻璃中传播的速度为
由几何关系可得
光由B点传播到N点的时间为
联立解得