北京市順義區(qū)2022-2023學年高二下學期期末考試物理試題 含解析

順義區(qū)2022-2023學年度第二學期期末質(zhì)量監(jiān)測高二物理試卷考生須知：1．本試卷總分100分，考試時長90分鐘。2．本試卷共8頁，分為選擇題（42分）和非選擇題（58分）兩部分。3．試卷所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答：第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。4．考試結束后，請將答題卡交回，試卷自己保留。第一部分本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1.關于機械波和電磁波，下列說法正確的是（）A.機械波都是橫波，電磁波都是縱波 B.機械波和電磁波都可以在真空中傳播C.機械波和電磁波都可以傳遞信息和能量 D.機械波能發(fā)生衍射現(xiàn)象，電磁波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象【答案】C【解析】【詳解】A．電磁波都是橫波，而機械波可以是橫波也可以是縱波，故A錯誤；B．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，機械波的傳播需要介質(zhì)，則機械波不能在真空中傳播，故B錯誤；C．電磁波和機械波的傳播過程中都可以傳遞信息和能量，故C正確；D．衍射是波特有的現(xiàn)象，不論是機械波還是電磁波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，故D錯誤。故選C。2.如圖所示的平面內(nèi)，光束a經(jīng)圓心O射入半圓形玻璃磚，進入玻璃磚后分成b、c兩束單色光。下列說法正確的是（）A.光束b比光束c更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象B.在真空中b光的波長小于c光的波長C.玻璃對b光的折射率小于對c光的折射率D.在玻璃磚中b光的傳播速度大于c光的傳播速度【答案】B【解析】【詳解】C．b光的偏折程度比c光的偏折程度大，所以玻璃對b光的折射率大于對c光的折射率，故C錯誤；D．根據(jù)可知在玻璃磚中b光的傳播速度小于c光的傳播速度，故D錯誤；AB．光的波長越小，透明介質(zhì)對該光的折射率越大，所以在真空中b光的波長小于c光的波長，則光束b比光束c更不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故A錯誤，B正確。故選B。3.如圖所示，質(zhì)量為m的物塊靜止在傾角為的斜面上，斜面靜止在地面上，重力加速度為g。關于物塊的受力情況分析，下列說法不正確的是（）A.物塊所受支持力大小為B.物塊所受摩擦力大小為C.物塊受到重力、支持力和摩擦力作用D.斜面對物塊的摩擦力與支持力的合力方向豎直向上【答案】A【解析】【詳解】ABC．對物塊進行受力分析如圖所示物塊靜止在斜面上，物塊受重力、支持力、摩擦力三個力的作用處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件可得故A錯誤，BC正確；D．根據(jù)三力平衡條件可知，物塊受三個力而處于平衡狀態(tài)，重力豎直向下，則斜面對物塊的摩擦力與支持力的合力大小與重力大小相等，方向相反，即方向豎直向上，故D正確。本題選擇不正確選項，故選A。4.如圖所示，已知可視為質(zhì)點的小球質(zhì)量為m，小球距懸點的豎直高度為h，小球在水平面內(nèi)做圓周運動的半徑為r，用秒表測得小球運動圈的時間為t，則下列說法正確的是（）A.向心力表達式 B.小球所受的合外力為C.小球受到重力、拉力、向心力的作用 D.若增大小球轉動的角速度，細線與豎直方向的夾角將減小【答案】B【解析】【詳解】A．小球運動的周期向心力的表達式故A錯誤；B．小球所受的合外力為故B正確；C．小球受到重力、拉力作用，兩個力的合力提供小球做圓周運動的向心力，故C錯誤；D．根據(jù)牛頓第二定律有解得可知若增大小球轉動的角速度，細線與豎直方向的夾角將增大，故D錯誤。故選B。5.一列沿軸正方向傳播的簡諧機械橫波，波速為。某時刻的波形如圖所示，下列說法正確的是（）A.這列波的周期為B.這列波的振幅為10cmC.此時處的質(zhì)點加速度最大D.此時處的質(zhì)點沿y軸正方向運動【答案】C【解析】【詳解】A．由圖可知，這列波的波長為，波速為，則周期為，故A錯誤；B．振幅是振動質(zhì)點離開平衡位置的最大距離，由圖可知，這列波的振幅為5cm，故B錯誤；C．此時處的質(zhì)點處在最低點，位移最大，則加速度最大，故C正確；D．波沿軸正方向傳播，根據(jù)波形平移法可知，此時處的質(zhì)點沿y軸負方向運動，故D錯誤。故選C。6.如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有的負載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為，交流電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）A.電流表的讀數(shù)為 B.電壓表的讀數(shù)約為C.原線圈的輸入功率為 D.副線圈輸出交流電的周期為【答案】C【解析】【詳解】B．原線圈電壓有效值為則副線圈電壓有效值為則電壓表讀數(shù)110V，故B錯誤；A．副線圈電流為根據(jù)可得原線圈電流為則電流表讀數(shù)為5.0A，故A錯誤；C．原線圈的輸入功率為故C正確；D．變壓器不會改變交流電的周期和頻率，則副線圈輸出交流電的周期為故D錯誤。故選C。7.發(fā)射地球靜止軌道同步衛(wèi)星一般經(jīng)過三個階段：先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后提速變軌使其沿橢圓軌道2運行，最后再次提速變軌將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，如圖所示。當衛(wèi)星分別在軌道1、2、3上正常運行時，以下說法正確的是（）A.衛(wèi)星分別沿軌道1和軌道2經(jīng)過Q點時的加速度相等B.衛(wèi)星在軌道3上的機械能小于它在軌道1上的機械能C.衛(wèi)星在軌道3上的運行周期小于在軌道1上的運行周期D.衛(wèi)星在軌道3上的運行速率大于它在軌道1上的運行速率【答案】A【解析】【詳解】A．衛(wèi)星沿軌道1和軌道2經(jīng)過Q點時，受到的萬有引力相同，故加速度相同，A正確；B．從軌道1到軌道3，須在軌道1的Q點和軌道2的P點點火加速，故衛(wèi)星在軌道3的機械能大，故B錯誤；CD．根據(jù)得半徑大的周期大，運動速率小，故C錯誤，D錯誤。故選A。8.一電動小車在平直的路面上從靜止開始運動，經(jīng)過時間t前進距離x。若小車保持牽引力恒定，電動機的功率達到額定功率P時速度為v，小車的質(zhì)量為m，所受阻力恒為f，那么這段時間內(nèi)（）A.小車受到的牽引力為 B.電動機對小車所做的功為C.電動機對小車所做的功為 D.小車做加速度逐漸減小的加速運動【答案】A【解析】【詳解】A．由可得故A正確；B．這段時間內(nèi)小車的功率從零逐漸變大，電動機對小車所做的功小于Pt，故B錯誤；C．克服阻力做功為，電動機對小車所做的功大于，故C錯誤；D．牽引力恒定，阻力恒定，由牛頓第二定律可知小車做加速度恒定的加速運動，故D錯誤。故選A。9.如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片，A球立即水平飛出，同時B球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面。若A、B兩小球質(zhì)量相同，從開始下落到落地前瞬間的過程中，下列說法正確的是（）A.A球與B球重力勢能的變化量不同 B.A球與B球動能的變化量不同C.A球與B球速率的變化量相同 D.A球與B球動量的變化量相同【答案】D【解析】【詳解】A．設兩小球質(zhì)量為，開始下落時距離地面高度為，從開始下落到落地前瞬間的過程中A球與B球重力勢能的變化量相同。A錯誤；B．由動能定理，A球與B球動能的變化量相同。故B錯誤；C．速率是標量，其變化量直接相減，A的速率變化量等于末速度的大小減小水平方向初速度的大小，B的速率變化量等于落地時豎直方向的速度大小，兩者大小不相等，故C錯誤；D．兩個小球所受重力相同，落地時間相同，動量的變化量相同為mgt，故D正確。故選D。10.如圖所示，質(zhì)量和電量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進入勻強磁場區(qū)域，帶電粒子僅受洛倫茲力的作用，運動的軌跡如圖中虛線所示，下列說法正確的是（）A.M帶負電，N帶正電B.M的速率大于N的速率C.洛倫茲力對M、N都做正功D.M、N在磁場中運動的周期相等【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)左手定則，粒子M運動方向與四指指向相同，粒子N運動方向與四指指向相反，可知，M帶正電，N帶負電，故A錯誤；B．根據(jù)解得根據(jù)圖像可知，粒子M的軌道半徑小于粒子N的軌道半徑，可知M的速率小于N的速率，故B錯誤；C．洛倫茲力方向始終垂直于粒子運動的速度方向，即洛倫茲力對M、N都不做功，故C錯誤；D．根據(jù)結合上述解得由于帶電粒子M和N的質(zhì)量和電量都相等，則M、N在磁場中運動的周期相等，故D正確。故選D。11.將平行板電容器、滑動變阻器、電源按如圖所示連接。若平行板電容器內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，—電子束沿垂直于電場線與磁感線方向，從左側入射后偏向A極板，為了使電子束沿入射方向做直線運動，可采取的方法是（）A.只將變阻器滑片P向b端滑動 B.只將電子的入射速度適當增大C.只將磁場的磁感應強度適當減小 D.只將極板間距離適當減小【答案】B【解析】【分析】【詳解】根據(jù)電路圖可知：A板帶正電，B板帶負電，所以電子束受到電場力的方向向上，大小為洛倫茲力方向向下，大小F′=Bev電子向上偏，說明電場力大于洛倫茲力，要使電子束沿射入方向做直線運動，則要電場力等于洛倫茲力，所以要減小電場力，或者增大洛倫茲力即可。

A．將變阻器滑動頭P向右或向左移動時，電容器兩端電壓不變，電場力不變，故A錯誤；

B．只將電子的入射速度適當增大，受到的洛倫茲力增大，滿足要求，故B正確；

C．只將磁場的磁感應強度適當減小，電子受到的洛倫茲力更小，不滿足要求，故C錯誤；

D．將極板間距離適當減小時，F(xiàn)電增大，不滿足要求，故D錯誤；

故選B。12.如圖1所示，匝的線圈（圖中只畫了2匝），電阻，其兩端與一個的電阻相連。線圈內(nèi)有垂直紙面向里的磁場，其磁通量按圖2所示規(guī)律變化。下列說法正確的是（）A.電阻R兩端b點比a點電勢高 B.電阻R兩端的電壓大小為C.內(nèi)電阻R產(chǎn)生的電熱為 D.時間內(nèi)通過電阻R的電荷量為【答案】C【解析】【詳解】A．由圖乙可知，線圈中的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，線圈中產(chǎn)生逆時針方向的電流，所以電阻R兩端b點比a點電勢低，故A錯誤；B．線圈產(chǎn)生的感應電動勢為電阻R兩端的電壓大小為故B錯誤；C．根據(jù)焦耳定律有故C正確；D．0.1s時間內(nèi)通過電阻R的電荷量為故D錯誤。故選C。13.圖是用電流傳感器（電流傳感器相當于電流表，其電阻可以忽略不計）研究自感現(xiàn)象的實驗電路，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，自感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直流電阻值大于燈泡D的阻值，在t=0時刻閉合開關S，經(jīng)過一段時間后，在t=t1時刻斷開開關S．在圖所示的圖象中，可能正確表示電流傳感器記錄的電流隨時間變化情況的是()A.B.C.D.【答案】B【解析】【詳解】AD．閉合開關的瞬間，電感的電阻很大，燈泡中有一定的電流通過，過一段時間，電感的電阻減小，電感與燈泡并聯(lián)的兩端電壓減小，故燈泡中的電流變小，選項AD均錯誤；BC．當時間再延長，燈泡的電流穩(wěn)定在某一值上；當斷開開關時，電感產(chǎn)生自感電動勢，電感中的電流與原來的電流方向相同，它與燈泡組成的電路中，感應電流沿逆時針方向，而燈泡中原來的電流沿順時針方向，故燈泡中的電流比穩(wěn)定時要小一些，然后電流隨自感電動勢的減小而慢慢減小到0，故選項B正確，C錯誤。故選B。14.通常情況下，實際的拋體都是在介質(zhì)中運動的。由于介質(zhì)對運動物體的阻礙作用，物體會損耗部分機械能。已知在空氣中運動的物體所受阻力方向與運動方向相反，大小隨速度的增大而增大。假定空氣中一彈丸從地面拋射出去，初速度為，方向與水平地面夾角為，如圖所示。彈丸落地時，速度大小為v，方向與水平地面夾角為，落地點與拋出點在同一水平面。彈丸從拋出到落地的過程中，下列說法正確的是（）A.彈丸的加速度先減小后增大B.彈丸上升時間小于下降的時間C.彈丸在最高點時的加速度是重力加速度D.彈丸落地時與水平地面的夾角小于拋出時與水平地面的夾角【答案】B【解析】【詳解】B．彈丸運動如圖所示，設阻力方向與水平方向的夾角為β豎直方向初速度為從開始到最高點加速度從最高點到落點加速度可知上升過程豎直方向上加速度更大，則上升時間要小，故B正確；A．彈丸的加速度一直在減小，故A錯誤；C．最高點時，阻力f與重力mg垂直，加速度為故C錯誤；D．如圖所示虛線是沒有阻力作用時的拋物線，而存在空氣阻力時，球在豎直和水平方向上都會做減速運動，實際球的軌跡為實線所示，可見彈丸落地時與水平方向的夾角α大于拋出時與水平方向的夾射角θ，故D錯誤。故選B。第二部分本部分共6題，共58分。15.物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。（1）某同學利用“插針法”測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行。正確操作后，作出的光路圖及測出的相關角度如圖所示。①此玻璃磚的折射率為______（用圖中的、表示）；②、及、之間的距離適當______（填“大”或“小”）些，可以提高準確度。（2）某同學利用圖所示電路研究電磁感應現(xiàn)象。在圖示狀態(tài)閉合開關瞬間，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向左偏轉。在閉合開關后，將滑動變阻器的滑片向右滑動時，靈敏電流計指針將向______（選填“左”或“右”）偏轉；待電路穩(wěn)定后，將線圈A從線圈B中拔出，靈敏電流計指針將向______（選填“左”或“右”）偏轉?！敬鸢浮竣?②.大③.右④.右【解析】【詳解】（1）①[1]根據(jù)折射率的定義，此玻璃磚的折射率為②[2]為了便于準確確定光路，減小實驗誤差，、及、之間的距離應適當大一些。（2）[3]閉合開關瞬間，穿過線圈B的磁通量增大，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向左偏轉，根據(jù)圖像可知，閉合開關后，將滑動變阻器的滑片向右滑動時，通過A的電流減小，則穿過線圈B的磁通量減小，可知靈敏電流計指針將向向右偏轉；[4]電路穩(wěn)定后，將線圈A從線圈B中拔出，，則穿過線圈B的磁通量減小，可知靈敏電流計指針將向向右偏轉。16.某同學利用如圖所示的裝置進行“驗證動量守恒定律”的實驗。在水平地面上依次鋪上復寫紙、白紙，記下小球拋出點在白紙上的垂直投影點O。實驗時，先調(diào)節(jié)軌道末端水平，使A球多次從斜軌上位置P由靜止釋放，根據(jù)白紙上小球多次落點的痕跡找到其平均落地點的位置E。然后把半徑相同的B球靜置于水平軌道的末端，再將A球從斜軌上位置P由靜止釋放，與B球相碰后兩球均落在白紙上，多次重復上述A球與B球相碰的過程，根據(jù)小球在白紙上多次落點的痕跡分別找到碰后兩球落點的平均位置D和F。用刻度尺測量出水平射程OD、OE、OF。用天平測得A球的質(zhì)量為，B球的質(zhì)量為。（1）關于實驗器材，下列說法正確的是__________；（選填選項前的字母）A．實驗軌道必須光滑B．該實驗不需要秒表計時C．A球的質(zhì)量必須小于B球的質(zhì)量（2）關于實驗操作，下列說法正確的是__________；（選填選項前的字母）A．A球每次必須從同一位置由靜止釋放B．實驗過程中白紙和復寫紙都可以隨時調(diào)整位置C．B球的落點并不完全重合，說明該同學的實驗操作出現(xiàn)了錯誤（3）實驗直接測定小球碰撞前后速度是不容易的，該同學認為可以“通過測量小球做平拋運動的水平射程來代替小球碰撞前后的速度”，這樣做的依據(jù)是__________。（4）若滿足關系式__________，則可以認為兩球碰撞前后動量守恒（用所測量的物理量表示）。（5）該同學做實驗時所用小球的質(zhì)量分別為，如圖所示的實驗記錄紙上已標注了該實驗的部分信息，若兩球碰撞為彈性碰撞，請將碰后B球落點F的位置標注在圖中_____?！敬鸢浮竣?B②.A③.見解析④.⑤.見解析【解析】【詳解】（1）[1]A．實驗軌道是否光滑對實驗結果無影響，故A錯誤；B．根據(jù)實驗原理可知，該實驗不需要秒表計時，故B正確；C．根據(jù)動量守恒定律可知要使A球碰后不反彈，則A球的質(zhì)量必須大于B球的質(zhì)量，故C錯誤；故選B。（2）[2]A．A球每次必須從同一位置由靜止釋放，以保證初速度相等，故A正確；B．實驗過程中復寫紙不可以隨便調(diào)整位置，故B錯誤；C．B球的落點并不完全重合，是實驗誤差導致，故C錯誤；故選A。（3）[3]根據(jù)平拋運動規(guī)律有兩球平拋運動的豎直高度相等，所以可用水平位移代替初速度。（4）[4]根據(jù)動量守恒有結合平拋運動規(guī)律可知需驗證的表達式為（5）[5]若兩球碰撞為彈性碰撞，則根據(jù)能量守恒定律得：聯(lián)立解得：所以B球落點到O點的距離與OE之間的距離之比為12：7，標注的位置如圖所示：17.一長為L的不可伸長的細繩下掛有一個質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)將細繩拉開偏離豎直方向一定角度，將小球由靜止釋放，小球到達最低點時，以速度v與靜止在光滑水平面的另一個質(zhì)量相同的小球發(fā)生正碰后粘在一起，在此過程中，求：（1）小球下落的高度H；（2）小球發(fā)生碰撞前瞬間，細繩對小球的拉力大小F；（3）碰撞過程中損失的機械能?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）小球下落過程由動能定理得解得小球下落的高度（2）小球發(fā)生碰撞前瞬間，由牛頓第二定律得解得細繩對小球的拉力大小（3）在最低點兩小球碰撞，由動量守恒可得解得碰撞過程中損失的機械能18.如圖所示，水平面上有兩根足夠長的光滑平行金屬導軌MN和PQ，兩導軌間距為，電阻均可忽略不計。在M和P之間接有阻值為的定值電阻，導體桿ab的質(zhì)量為，電阻，并與導軌接觸良好。整個裝置處于磁感應強度方向豎直向下的勻強磁場中。導體桿ab在水平向右的拉力F作用下，沿導軌以做勻速直線運動，導體桿始終與導軌垂直。求：（1）通過電阻R的電流I的大小及方向；（2）拉力F的大??；（3）撤去拉力F后，導體桿逐漸停止運動，在此過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮浚?）0.80A，方向從M到P；（2）0.16N；（3）0.16J【解析】【詳解】（1）導體桿ab在切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢為由閉合電路歐姆定律可得代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得由右手定則可知電流方向從M到P。（2）導體桿ab在做勻速直線運動，可知水平向右的拉力大小等于安培力，由安培力公式，則有（3）撤去拉力F后，由能量守恒定律，可得電路中產(chǎn)生的焦耳熱電阻R與r是串聯(lián)關系，因此電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為19.加速器在核物理和粒子物理研究中發(fā)揮著巨大的作用，回旋加速器是其中的一種。如圖是某回旋加速器的結構示意圖，和是兩個中空的、半徑為R的半圓型金屬盒，兩盒之間窄縫的寬度為d，它們之間有一定的電勢差U。兩個金屬盒處于與盒面垂直的勻強磁場中，磁感應強度大小為B。盒的中央A處的粒子源可以產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，粒子每次經(jīng)過窄縫都會被電場加速，之后進入磁場做勻速圓周運動，經(jīng)過若干次加速后，粒子從金屬盒邊緣離開，忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子間的相互作用及相對論效應。求：（1）粒子離開加速器時獲得的動能；（2）粒子在電場中被加速的次數(shù)N；（3）若該回旋加速器金屬盒的半徑，窄縫的寬度，求粒子從A點開始運動到離開加速器的過程中，其在磁場中運動時間與在電場中運動時間之