新疆阿勒泰地区2023-2024学年高二下学期期末联考物理试卷（解析版）

这是一份新疆阿勒泰地区2023-2024学年高二下学期期末联考物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：90分钟 试卷满分：100分
一、选择题（每题4分，共40分。其中1-6题为单选，7-10题为多选。）
1. 关于声波和电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 它们都能在真空中传播
B. 它们在空气中传播速度相同
C. 声波和电磁波都属于机械波
D. 它们虽然是本质不同的波，但它们都有波的特性，如衍射和干涉
【答案】D
【解析】A．声波不能在真空中传播，电磁波可以，A错误；B．声波在空气中传播的速度为340m/s，电磁波在空气中的传播速度约为，它们速度不相等，B错误；C．声波属于机械波，电磁波不是，C错误；D．它们虽然是本质不同的波，但它们都有波的特性，如衍射和干涉，D正确。
2. 下列四幅图对应的场景中，没有用到涡流原理的是（ ）
A. 高压作业工人穿戴含有金属织物的衣服工作
B. 高频冶炼炉
C. 电磁炉加热食物
D. 探测金属地雷的探雷器
【答案】A
【解析】A．工人穿戴含有金属织物的衣服工作，可以避免人触电，利用了静电屏蔽原理，故A正确；
B．高频冶炼炉利用了涡流原理，故B错误；
A．电磁炉通入交流电从而使电磁炉上的铁锅产生涡流对食物进行加热，故C错误；
D．用来探测金属地雷的探雷器是利用涡流原理，故D错误。
故选A。
3. 一个小球与轻弹簧连接套在光滑水平细杆上，在A、B间做简谐运动，O点为AB的中点。以O点为坐标原点，水平向右为正方向建立坐标系，得到小球振动图像如图所示。下列结论正确的是（ ）
A. 小球振动的频率是2Hz
B. 时，小球在A位置
C. 时，小球经过O点向右运动
D. 小球振动方程是
【答案】D
【解析】A．小球的振动周期为，频率
故A错误；
B．因为水平向右为正方向，时，小球在B位置。故B错误；
C．时，小球经过O点向负方向运动，即向左运动。故C错误；
D．由图可得小球的振动方程
故D正确。
故选D。
4. 图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若外接电阻，线圈的电阻，则下列说法正确的是（ ）

A. 时通过线圈的磁通量为零
B. 电压表的示数为
C. 电阻R上的电功率为1200W
D. 该电动势的瞬时值
【答案】B
【解析】A．由乙图可知0.02s时电动势为0，但通过线圈的磁通量最大，A错误；
B．电压表上的示数为有效值：
B正确；
C．电阻R上的电功率为
C错误；
D．因为
所以该电动势的瞬时值为
D错误。
故选B。
5. 速度选择器是质谱仪的重要组成部分，由电场和磁场的联合作用，从各种速率的带电粒子中选择出具有一定速率的粒子。已知所加的电压为U，磁感应强度为B，板间距为d，板的长度为L。下列说法正确的是（ ）
A. 两板间的匀强电场的场强
B. 筛选出的运动粒子的速率
C. 只能筛选特定速率正粒子，不能筛选特定速率负粒子
D. 筛选出的粒子是沿PQ做匀加速直线运动
【答案】B
【解析】A．两板间的匀强电场的场强
故A错误；
B．筛选出的运动粒子受力平衡，有
筛选出的运动粒子的速率
故B正确；
CD．不管是正粒子还是负粒子，粒子满足特定速率时，粒子受到电场力与受到的洛伦兹力二力平衡，粒子是沿PQ做匀速直线运动。故CD错误。
故选B。
6. 一列沿着x轴传播的横波，在时刻的波形如图1所示，图1中Q点的振动图像如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速为4m/s
B. 波沿x轴负方向传播
C. 质点Q振幅为13cm
D. 质点P经过1s沿x轴正方向移动2m
【答案】C
【解析】A．由图甲可知，波长为，由图乙可知，周期为，则该波的波速为
故A错误；
B．由图乙可知，时，质点沿轴正方向振动，结合图甲，由同侧法可知，波沿x轴正方向传播，故B错误；
C由图可知，质点Q振幅为，故C正确；
D．质点不能随波移动，故D错误。
故选C。
7. 关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是（ ）
A. 有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象
B. 产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等
C. 能观察到明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小
D. 在干涉图样中，振动加强区域中的质点，其位移始终最大，振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小
【答案】BC
【解析】A．波能发生干涉现象，也能发生衍射现象，A错误；
B．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等，B正确；
C．能观察到明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小，C正确；
D．在干涉图样中，振动加强区域中的质点，振幅最大，质点仍在各自平衡位置附近振动，则位移并不是始终最大，同理可知，振动减弱区域的质点，振幅最小，质点仍在各自平衡位置附近振动，则位移并不是始终最小，D错误。
8. 如图所示，下列通电直导线受到的磁场力的方向，正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】A．图中磁场的方向垂直于纸面向里，电流向右，根据左手定则判断，安培力方向向上，故A正确；
B．图中磁场的方向垂直于纸面向外，电流向下，根据左手定则判断，安培力方向向左，故B错误；
C．图中磁场的方向与电流方向平行，不受安培力，故C错误；
D．图中电流的方向垂直于纸面向外，磁场的方向向下，由左手定则可知，安培力方向向右，故D正确。
9. 中国是世界上第一个建成特高压项目的国家，并且计划到2025年，在全国建设8条特高压输电工程。特高压输电技术使用以上的输送电压，可以将电力输送到2000公里以外，损耗的电能也非常少。关于远距离输电，以下说法正确的是（ ）
A. 远距离输电输送的总功率主要是由用户端负载的总功率决定的
B. 在输电功率一定的条件下，输电电压提高10倍，线路损耗功率将降低为原来的
C. 在输电功率一定的条件下，输电电压提高10倍，输电线上损失的电压将降低为原来的
D. 在输电电压一定的条件下，输电总功率大小不影响输电线上损失的电压大小
【答案】AC
【解析】A．远距离输电中输送的电功率是由用户端负载的总功率决定的，若用户端负载功率增加，则输电功率就要增加，故A正确；
BC．在输电功率一定的条件下，输电电压提高10倍，由可知，线路电流将降低为原来的，由可知，线路损耗功率将降低为原来的，由公式可知，输电线上损失的电压将降低为原来的，故B错误，C正确；
D．在输电电压一定的条件下，输电功率发生变化，由可知，线路电流变化，则输电线上损失的电压发生变化，故D错误。
故选AC。
10. 如图，上下有界的匀强磁场，磁场方向水平垂直纸面向里．将线框从某高度无初速释放，落入该磁场中．l、d分别为磁场与线框的宽度．若下落过程中，线框平面始终位于纸平面内，下边框始终与磁场上下边界平行则线框下落过程中（ ）
A. 进入磁场时，线框中感应的电流为逆时针方向
B. 可能经历一个所受安培力减小的过程
C. 当l＞d，线框可能进出磁场时都做匀速运动
D. 当l＝d，可能某过程中重力势能全部转化为线框的焦耳热
【答案】ABD
【解析】A．线框进入磁场时，向里的磁通量增大，由楞次定律可知，线框中感应电流为逆时针方向．故A正确；
B．若线框刚刚进入磁场时受到的安培力大于重力，则线框先做减速运动，由公式
可知线框可能经历一个所受安培力减小的过程，故B正确；
C．当l＞d，线框全部在磁场中运动的过程中做加速运动，则进出磁场的速度会发生变化，根据公式
可知不可能进出磁场时都做匀速运动．故C错误；
D．当l=d，线框全部进入到磁场中时，紧接着出磁场，可能某过程中做匀速直线运动，此过程中的重力势能全部转化为线框的焦耳热．故D正确。
故选ABD。
二、填空题（每空2分，共16分。）
11. 某同学利用如图甲所示装置验证动量守恒定律，实验步骤如下：
（1）气垫导轨上安装了1、2两个光电门，滑块B上固定一竖直遮光条，用游标卡尺测得遮光条的宽度d，接通气源后，将滑块B轻放在导轨上，给其一初速度，若通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，则调节气垫导轨的调节旋钮P使导轨左端的高度______（“升高”或“降低”），直到使轻推后的滑块B通过光电门1的时间______（填“大于”“小于”或“等于”）通过光电门2的时间，即说明滑块B在气垫导轨上近似做______运动。
（2）滑块A的右端、滑块B的左端装有粘扣（如图乙所示），用天平测出滑块A（含粘扣）的总质量m1和滑块B（含粘扣和遮光条）的总质量m2，将滑块A静置于两光电门之间，滑块B静置于光电门2右侧，推一下滑块B，使其获得水平向左的速度，测得滑块B经过光电门2的挡光时间为，滑块B和滑块A碰后粘在一起向左运动，经过光电门1记录的挡光时间为。验证该碰撞过程动量守恒，则他要验证的关系式是______（用题给字母表示）。
【答案】（1）降低 等于 匀速直线 （2）
【解析】（1）[1][2][3]若通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，即经过光电门1的速度较小，导轨左端过高，则可通过调节气垫导轨的调节旋钮P使导轨左端的高度降低，直到使轻推后的滑块B通过光电门1的时间等于通过光电门2的时间，即说明滑块B在气垫导轨上近似做匀速运动。
（2）滑块B经过光电门2的速度为
滑块A、B一起经过光电门1的速度为
则要验证关系式为
解得
12. 实验小组的同学们用图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。
（1）用L表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，则重力加速度________（用L、T表示）。
（2）在这个实验中，应该选用下列哪两组材料构成单摆______（填选项前字母）。
A. 长约1m的细线B. 长约1m的橡皮绳
C. 直径约1cm的均匀铁球D. 直径约1cm的塑料球
（3）将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是______（填选项前的字母）。
A. 测出摆线长作为单摆的摆长
B. 把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之在竖直平面内做简谐运动
C. 在摆球经过平衡位置时开始计时
D. 用停表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期
（4）李同学用一组数据测得的重力加速度数值大于当地的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，过早按下停表
C. 测量周期时，误将摆球（）次全振动的时间记为n次全振动的时间
【答案】（1） （2）AC （3）BC （4）C
【解析】（1）由单摆周期公式知
变形得
（2）AB．在这个实验中，应该选用长约1m的不可伸长的细线。故A正确；B错误；
CD．为了减小相对阻力大小，可选用直径约1cm的均匀铁球。故C正确；D错误。
故选AC。
（3）A．测出摆线长加上摆球的半径作为单摆的摆长。故A错误；
B．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之在竖直平面内做简谐运动。故B正确；
C．在摆球经过平衡位置时开始计时。故C正确；
D．用秒表测量单摆完成至少30次全振动所用时间，求出周期的平均值作为单摆的周期。故D错误；
故选BC。
（4）A．单摆的周期与振幅无关。故A错误；
B．开始计时，过早按下秒表，则周期测量偏大，根据
可知，g的测量值偏小。故B错误；
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，则周期测量值偏小，则根据
可知，g的测量值偏大。故C正确。
故选C。
三、解答题（4小题，共44分。）
13. 如图所示，一理想变压器原线圈输入电压，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，22W”的两个灯泡，灯泡恰好正常发光， 导线电阻不计。求：
（1）变压器原、副线圈匝数比；
（2）原线圈中电流的大小。
【答案】（1）；（2）0.02A
【解析】（1）原线圈输入电压的有效值为
由题意可知，副线圈两端的电压为
根据变压器的电压和线圈匝数的关系有
解得变压器原、副线圈匝数比为
（2）副线圈中灯泡恰好正常发光，有
则电流表A的示数为
根据变压器的电流和线圈匝数的关系有
解得原线圈中电流的大小为
14. 某同学利用如图所示的玻璃球（球心为O）模拟彩虹的形成。一束单色光从A点以45°入射角射入玻璃球，折射后在B点发生反射，在C点再次折射后从玻璃球中射出，其中，玻璃球的半径为R，已知真空中的光速为c。求：
（1）玻璃球对单色光的折射率n；
（2）单色光在玻璃球中沿路径传播的时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）过OB做辅助线交圆周，如图所示
由几何关系可知，该光折射角为，由题意可知，入射角为，由折射定律有
（2）由几何关系可知，有
由于对称性，所以光线走过的距离为
光在玻璃中的速度为v，有
光在玻璃砖中的时间为t，有
15. 如图所示，质量为mA=2kg的A球和质量为mB=4kg的B球，原来均静止在光滑水平面上。现给A球一个向右的v0=6m/s初速度，之后与B球发生对心碰撞。若是弹性碰撞，求碰后A球的速度。
【答案】-2m/s，负号表示碰后A的速度方向向左
【解析】两球发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，有
，
联立，解得
负号表示碰后A的速度方向向左。
16. 如图所示，真空中半径为R的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。一不计重力的带电粒子质量为m，电量为q，以速度为v，由a点沿半径方向射入磁场，从b点射出磁场，速度方向改变了。求：
（1）判断粒子带正电荷还是负电荷？
（2）求磁场的磁感应强度B；
（3）求粒子经过磁场的时间？
【答案】（1）负电荷；（2），方向垂直纸面向里；（3）
【解析】（1）根据左手定则可知，粒子带负电荷；
（2）粒子运动轨迹如图所示
由图中几何关系可知
根据洛伦兹力提供向心力得
解得
方向垂直纸面向里
（3）粒子在磁场中运动的时间为
根据
解得