2023-2024学年重庆市高二（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年重庆市高二（下）期末物理试卷（含答案），共9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。
1.生活环境中，到处都有电磁波和机械波。关于电磁波和机械波的传播，下列说法正确的是( )
A. 电磁波和机械波的传播都需要介质 B. 电磁波和机械波的传播都不需要介质
C. 电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质 D. 电磁波传播需要介质，机械波传播不需要介质
2.下列说法正确的是( )
A. 晶体都有规则的几何形状 B. 水银不浸润铅
C. 一切与热现象有关的宏观自然过程都是可逆的 D. 一定质量的理想气体等压膨胀时从外界吸热
3.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子(图中未画出)位于r轴上，r0为平衡位置。取甲、乙两分子相距无穷远时分子势能为零，则将乙分子从r=r0处沿r轴移向r=∞处的过程中，甲、乙两分子的( )
A. 分子间作用力先增大后减小，分子势能一直增加
B. 分子间作用力先减小后增大，分子势能一直增加
C. 分子势能先增加后减少，分子间作用力一直减小
D. 分子势能先减少后增加，分子间作用力一直减小
4.光敏电阻是光电传感器中常见的光敏元件，其阻值随所受光照强度的增大而减小。如图所示，R是光敏电阻，R0是定值电阻，电源内阻不能忽略，则当R受到的光照强度增大时，下列说法一定正确的是( )
A. 电流表示数减小
B. 电源效率减小
C. 定值电阻R0的电功率减小
D. 光敏电阻R的电功率减小
5.如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零，A和B是两个相同的小灯泡。以下操作过程中，整个电路始终处于安全状态，则下列说法正确的是( )
A. 开关S由断开变为闭合时，A灯亮，B灯始终不亮
B. 开关S由断开变为闭合时，B灯亮，A灯始终不亮
C. 开关S由闭合变为断开时，A灯立即熄灭，B灯突然变亮再逐渐变暗直到熄灭
D. 开关S由闭合变为断开时，B灯立即熄灭，A灯突然变亮再逐渐变暗直到熄灭
6.如图所示，一根总长为4l且不可伸长的轻绳上端固定在天花板的O1点，下端连接一可视为质点的小球，在O1点正下方距其3l的O2处，固定有一根垂直纸面的光滑细杆。现将该小球向左拉至O2点下方、轻绳与竖直方向夹角为4°处，然后从静止开始无初速度释放，不计空气阻力，重力加速度为g，则该小球在竖直面内摆动的周期为( )
A. 4π lg
B. 3π lg
C. 2π lg
D. π lg
7.如图所示，一边长为L、总电阻为R的单匝正方形闭合导线框abcd固定在纸面内，处于垂直纸面且范围足够大的匀强磁场(图中未画出)中。该磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律为B=B0sin10πt，磁场方向以垂直纸面向里为正。则下列说法正确的是( )
A. t=0.05s时刻，通过该导线框的磁通量为零
B. t=0时刻，该导线框中的电流为零
C. t=0到t=0.05s时间段内，该导线框中的电流为顺时针方向
D. t=0到t=0.05s时间段内，该导线框中产生的总电热为5π2B02L42R
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用。下列说法正确的是( )
A. 激光切割金属，是利用了激光相干性好的特点
B. 观看立体电影时需戴上特制眼镜，是利用了光的偏振现象
C. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，是利用了光的衍射现象
D. 光纤通信利用了光的全反射原理，光导纤维内芯的折射率比外套的折射率大
9.图1是某均匀介质中一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图2是位于x轴上x=6m处的质点Q的振动图像，质点P的平衡位置位于x轴上x=3m处。下列说法正确的是( )
A. 这列波的传播速度大小为30m/s
B. 这列波沿x轴正方向传播
C. t=0.15s时刻，质点Q位于x=1.5m处
D. t=0.15s时刻，质点P位于波峰
10.如图所示，等腰直角△abc的三个顶点分别固定一条垂直三角形平面且足够长的通电直导线，三条导线长度相同，导线内均通有恒定电流。设定通电直导线在周围产生的磁场的磁感应强度大小B=kIr(式中r为磁场中某点到通电直导线的距离，k为正值常数，I为导线中的电流强度)。已知∠a=90°，a、b两处导线中的电流大小均为I0方向均垂直三角形平面向里，b处导线所受安培力大小为F0，方向垂直ab向左，则( )
A. c处导线中的电流大小为 2I0
B. c处导线中的电流大小为2I0
C. a处导线所受安培力大小为 5F0
D. a处导线所受安培力大小为 14F0
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某实验小组利用双缝干涉实验测量“某单色光的波长”，所用实验装置如图1所示。
(1)将实验仪器正确安装在光具座上。关于图1中甲、乙两处安装的器材，下列说法正确的是______(填正确答案标号)。
A.甲处为双缝，乙处为单缝
B.甲处为单缝，乙处为双缝
(2)在观察到干涉图样后，转动手轮，当分划板的中心刻线对准亮条纹中心时，手轮上的读数如图2所示，则其读数为______cm。
(3)若双缝间距为d，双缝到屏的距离为L，测得第1条暗条纹中心到第n条暗条纹中心的距离为Δx，则该单色光的波长λ= ______(用n、d、L、Δx表示)。
12.图1是利用气体压强传感器探究“一定质量的理想气体在温度不变时，其压强p与体积V的关系”的实验装置。主要实验步骤如下：
①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器通过一段软橡胶管与气体压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值V，以及对应计算机显示的气体压强值p；
③用V−x图像处理实验数据。

(1)要使V−x图像为线性关系，则x是______(选填“p”或“1p”)。
(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是______(多选，填正确答案标号)。
A.在注射器活塞上涂润滑油
B.移动活塞要缓慢
C.不得用手握住注射器封闭气体部分
(3)如果实验操作规范且正确，但是由于软橡胶管内气体体积的影响，题12图2中正确的V−x图像应该是______(选填“a”“b”或“c”)。
四、计算题：本大题共3小题，共41分。
13.如图所示，某透明均质玻璃棱镜的截面为直角△ABC，∠B=90°，∠A=30°，AB=L。一单色细光束从AB边上的中点D处，沿平行AC方向由真空中射入该玻璃棱镜。已知该玻璃棱镜对该光束的折射率为 3，光在真空中的传播速度为c。
(1)求该光束从D点入射时的折射角；
(2)求该光束从D点入射至到达AC边所经过的时间，并分析判断该光束能否从AC边射出。
14.某小型水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的输出电压为350V。水电站到用户要进行远距离输电，两地间输电线的总电阻为8Ω，输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%，用户所需电压为220V。
(1)求输电线上的电流大小；
(2)远距离输电所采用的变压器为理想变压器，求升压、降压变压器各自的原、副线圈匝数之比。
15.如图所示，纸面内有两个半径分别为3R、2R的同心圆，半径为2R的圆形区域Ⅰ内充满垂直纸面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，两同心圆之间的圆环区域Ⅱ内充满垂直纸面、磁感应强度大小为2B的匀强磁场，区域Ⅰ与区域Ⅱ的磁场方向(图中均未画出)相反，半径为3R的圆边界为绝缘圆弧壁。t=0时刻，一比荷为k的带正电粒子，以大小为2kBR的速度，从圆心O处水平向右射出。已知粒子与圆弧壁碰撞前、后，沿圆弧切线方向的速度大小和方向均不变，沿其法线方向的速度大小不变、方向反向。不计粒子重力，粒子与圆弧壁碰撞后电量不变，忽略边缘效应，求：
(1)该粒子分别在区域Ⅰ和区域Ⅱ中做匀速圆周运动的半径和周期；
(2)t=0到t=53π3kB时间段内，该粒子运动的总路程；
(3)t=53π3kB时刻，该粒子的速度方向与t=0时刻其速度方向的夹角。
参考答案
1.C
2.D
3.A
4.B
5.C
6.B
7.D
8.BD
9.AD
10.BC
11.B 1.26 dΔx(n−1)L
12.1p BC c
13.解：(1)画出光在AB边的折射如图

根据几何关系可知入射角为60°，根据折射定律有
n=sinisinr
解得
r=30°
(2)根据几何关系可知光程为L2，光速为
v=cn
传播时间为
t=L2v
解得
t= 3L2c
全反射的临界角满足
sinC=1n= 33
光在AC边的入射角为60°，有
sin60°>sinC
则光在AC边可以发生全反射，光不能从AC射出。
答：(1)该光束从D点入射时的折射角30°；
(2)该光束从D点入射至到达AC边所经过的时间 3L2c，不能从AC边射出。
14.解：(1)由题意可知输电线上损失的功率：P损=P×5%=100kW×5%=5000W
设输电线上的电流为I，则P损=I2R，其中R=8Ω
代入数据可得：I=25A
(2)设升压变压器原、副线圈的电压分别为U1，U2，则U1=350V
理想变压器输入功率等于输出功率，则有：P=U2I，可得U2=PI=100kW25A=4000V
则升压变压器原、副线圈的匝数比：n1n2=U1U2=3504000=780
降压变压器原线圈的电压：U3=U2−IR=4000V−25A×8Ω=3800V
降压变压器副线圈的电压：U3=220V
则降压变压器原、副线圈的匝数比：n3n4=U3U4=3800220=19011
答：(1)输电线上的电流大小为25A；
(2)远距离输电所采用的变压器为理想变压器，升压、降压变压器各自的原、副线圈匝数之比分别为780、19011。
15.解：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
qvB=mv2r
则粒子分别在区域I和区域Ⅱ中做匀速圆周运动的半径为
r1=2R，r2=R
粒子在磁场中运动的周期为
T=2πrv=2πmqB
则粒子分别在区域I和区域Ⅱ中做匀速圆周运动的周期为
T1=2πkB，T2=πkB
(2)设区域I的磁场向外，画出粒子在一个周期的运动图像如图

一个循环用时
t′=2×16T1+2×16T2
解得
t′=3π3kB
一个循环的路程为
s′=2×16×2πr1+2×16×2πr2
解得
s′=2πR
根据题意可知
t=17t′+16T1+2×16T2
总路程为
s=17s′+16×2πR1+2×16×2πR2
解得
s=106πR3
(3)根据左手定则及粒子运动的重复性可知粒子在t=53π3kB时刻的速度如图

根据几何关系可知，该粒子的速度方向与t=0时刻其速度方向的夹角为120°。
答：(1)该粒子分别在区域Ⅰ和区域Ⅱ中做匀速圆周运动的半径为2R，R、周期为2πmqB，πmqB；
(2)该粒子运动的总路程106πR3；
(3)该粒子的速度方向与t=0时刻其速度方向的夹角为120°。