卷子答案网-一个不只有答案的网站2022-2023学年第二学期高二期末考试物理(答案及解析)
单项选择：
1、【答案】C
【解析】
【分析】
图中利用了薄膜干涉的原理；泊松亮斑是光的衍射现象；沙漠蜃景属于光的全反射现象；肥皂泡在阳光下呈现彩色和照相机镜头表面加上增透膜都是光的干涉现象。
本题考查光学部分的内容，理解常见的光现象及原理是解题关键。
【解答】
A.图利用了薄膜干涉的原理，同一明条纹处空气膜的厚度相同，由弯曲的条纹可知，处被检查平面左边的空气膜厚度与其右边的空气膜厚度相同，知处凹陷，而处被检查平面右边的空气膜厚度与其左边的空气膜厚度相同，知处凸起，A错误；
B.图为光线照射不透明小圆板得到的衍射图样，即泊松亮斑，B错误；
C.沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大，从远处物体射向地面的光先折射后发生全反射形成沙漠蜃景，故C正确；
D.肥皂泡在阳光下呈现彩色是光的干涉现象，照相机镜头表面加上增透膜是利用薄膜干涉，它们的原理相同，D错误。
故选C。
2、【答案】C
【解析】
【分析】
题干给出真空中两个两个不等量的异性点电荷，根据电场叠加原理判断各点场强、电势高低，结合电势关系可比较电势能。
本题考查点电荷的电场叠加，要求学生掌握点电荷电场线分布图并能从中分析场强、电势关系，考查内容较为基础，难度不大。
【解答】
A.由场的叠加原理可知、两点的电场强度大小相等，方向不同，故A错误
B.不等量异种电荷电场线左密右疏，间电势差大于间电势差，故 B错误
不等量异种电荷和，可拆分成一对等量异种电荷、，和一个处带的点电荷等量异种电荷和连线的中垂线上个各点电势相等，而在点电荷所产生的电场中，离越近的点，电势越高，即沿着中垂线从点到点，电势先升高后降低，正试探电荷的电势能先增加后减少，电场力先做负功后做正功，故 C正确， D错误。
故选C。
3、【答案】B
【解析】
【分析】
分析电路图，看懂电吹风工作原理；开关闭合时，电吹风吹冷风，只有电动机工作；开关、都闭合时电吹风吹热风，电动机和电热丝并联工作。
本题考查了基本电路分析，串并联电路功率关系，非纯电阻电路电动机内阻分析方法。
【解答】
A.开关、都闭合时，电动机和电热丝并联工作，电吹风吹热风，故A错误；
D.只闭合开关时，仅电动机接入电路，若电动机为纯电阻，则电阻为，由于电动机为非纯电阻，则内阻不为，故D错误；
C.吹热风时，电动机和电热丝并联工作，吹热风时电热丝的功率为，故C错误；
B.电热丝的功率，解得，故B正确。
故选B。
4、【答案】B
【解析】A.图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，设形盒的半径为，粒子从形盒射出时，在磁场中的轨道半径等于形盒的半径，此时粒子的速度最大，动能也达到最大，根据洛伦兹力提供向心力有：，，可得粒子的最大动能为：，可知粒子获得的最大动能与电压无关，故A错误；
B.图乙磁流体发电机的结构示意图，根据左手定则可知正离子所受洛伦兹力的方向向下，则可以判断出极板是发电机的负极，极板是发电机的正极，故B正确；
C.图丙是速度选择器，带电粒子不计重力能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，即，如果带电粒子从右向左运动，则所受的洛伦兹力和电场力方向相同，不可能还沿直线运动，故C错误；
D.图丁是质谱仪的工作原理示意图，由图可知间是一个速度选择器，所以粒子进入磁场的速度相同，粒子打在胶片上的位置与狭缝的距离为轨道半径的两倍，设粒子进入磁场的速度为，则粒子打在胶片上的位置与狭缝的距离为，则粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝粒子的比荷越大，故D错误；
故选B。
得出粒子加速的最大动能的表达式，即可进行分析；根据左手定则判断洛伦兹力的方向，从而确定正、负离子的偏转方向，即可判断出正、负极；根据速度选择器的原理进行分析；得出粒子打在胶片上的位置离狭缝的距离的表达式，即可进行分析。
本题的关键是掌握回旋加速器、磁流体发电机、速度选择器、质谱仪的工作原理。
双项选择
5、【答案】B C
【解析】平行板电容器与静电计相连，电容器所带电量不变．增大电容器两极板间的距离时，由电容的决定式知，电容变小，不变，则根据电容的定义式知，电容变小，不变，则变大，因静电计指针的偏角大小体现电势差大小，所以偏角变大，再由，因、、均不变，所以板间场强不变，可知，故B正确，ACD错误。
故选B。
对于电容器动态变化分析问题，要抓住不变量，当电容器保持与电源相连时，电压不变；当电容器充电后，与电源断开后，往往电量不变；同时掌握电容器动态分析问题，关键要掌握电容的决定式，电容的定义式和板间场强公式，结合电荷不变的条件进行分析。
平行板电容器与静电计相接，电容器的电量不变，改变板间距离，由电容的决定式，分析电容的变化，根据电容的定义式分析电压的变化，再由分析板间场强的变化。
6、【答案】AC
【解析】
【分析】
由楞次定律可判断出电流的方向，由法拉第电磁感应定律推导求解。
本题考查了楞次定律，根据法拉第电磁感应定律以及安培力公式解决问题。
【解答】
A.时间在之间，磁感应强度逐渐减小，磁通量在逐渐减小，根据楞次定律得，线圈中有顺时针电流，时间在之间，磁感应强度反向增加，线圈中磁通量也反向增加，根据楞次定律线圈中有顺时针电流，故A正确；
B.在时间内，由法拉第电磁感应得产生的感应电动势为，由于磁感应强度均匀增加，则感应电动势为定值，则感应电流也为定值，则安培力为，由于磁感应强度均匀增加，则安培力随之也在均匀增加，故B错误；
C.在时间内，平均感应电动势为，总电阻为，平均感应电流为，则通过横截面的电荷量为，联立解得：，故C正确；
D.有法拉第电磁感应定律得感应电动势为：，总电阻为，则一个周期内的发热量为：，故D错误。
故选AC。
7、【答案】A C
【解析】
【分析】
根据计算发电机输出的电流；根据功率关系计算用户得到的电功率；由输送功率计算输送电压，由电压与匝数成正比求解降压变压器和升压变压器的匝数之比。
本题关键是变压器的变压比公式和远距离输电的综合问题。
【解答】
D.发电机输出的电流为，故D错误；
A.线路损耗的功率为，两理想变压器不改变功率，故用户得到的电功率为，故A正确；
B.升压变压器的副线圈输出电压为，升压变压器的匝数比为
，故B错误；
C.输电线损耗电压，降压变压器的原线圈电压，故降压变压器的匝数比为，故C正确。
8、【答案】BD
【解析】
【分析】
本题中粒子在变化的电场中做周期性的运动，对粒子运动的周期进行全面的分析是解决该题的关键。
【解答】
粒子在平行于极板的方向做匀速直线运动，在垂直于板的方向上粒子受到电场力的作用，做匀变速直线运动．粒子从出发，在电场中的运动时间不明确，故A错误，B正确。
若粒子在其中时刻从右端离开电场，此时粒子沿电场方向的分速度恰好为，粒子就可沿与板平行的方向飞出，故C错误，D正确。
故选BD。
填空题（每空2分，共12分）
9、答案： 4N
10、答案：左 2m/s
11、答案：大于 窄
实验题（共12分，12题5分，13题7分）
12、答案：B（1分） 6.7mm （2分） （2分）
13、【答案】(1)2.043~2.045 （2分）
(2) （2分）
(3) 金属管线的长度（1分）；（2分）
【解答】
根据电阻定律有，其中为阴影部分的截面积
则中空部分的截面积
则解得中空部分截面积的表达式为
所以还需要测量的物理量金属管长度。
计算题（共36分，14题10分，15题10分，16题16分）
14、（10分）解析：、两木块发生弹性碰撞，无能量损失，则
，解得，，（5分）
之后、两木块共速时，弹簧弹性势能最大，则 ，
解得 ，
，联立解得
（5分）
15 、【答案】画出临界轨迹过程图，粒子在磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据运动轨迹利用几何关系逐项分析即可。
带电粒子在匀强磁场中的运动的类型，根据题意作出粒子的运动轨迹，运用几何知识求轨迹半径，由轨迹对应的圆心角确定粒子在磁场中运动的时间是正确解题的前提与关键。
【解析】解：
粒子带正电，粒子运动的轨迹如图所示，
当粒子的轨迹恰好与边相切时，根据几何关系有：
可得此时粒子半径为：
粒子将从边上距离点最远距离为（5分）
根据洛伦兹力提供向心力有：，可得：，
可求出当粒子半径为时，
即粒子轨迹与边相切时，此时粒子从边射出的最大速度为：；
设当粒子恰好从边的点出射时，粒子速度为半径为，根据几何关系，
可得粒子半径为：，
此时粒子从边射出的最小速度为：
要使粒子全部从边离开磁场，发射速率应满足的条件（5分）
16、【答案】解：从速度时间图象可以看出，导体棒做切割磁感线运动的最大速度为：。
导体棒产生的最大感应电动势为：
流过电流的最大值为：
可得：，方向由到；
Uab=R*Im=19.2v（5分）
由牛顿第二定律可得：
当导体棒速度最大匀速运动时，导体棒合外力为零，所以有：
由图知，当时导体棒的速度为：
此时导体棒受到的安培力为：
解得：
根据牛顿第二定律得：
解得：（5分）
由能量守恒定律可知：
解得：
解得电阻上产生的热量大小为： （6分）2022-2023 学年第二学期高二期末考试
物理试卷
(满分：100 分；考试时间：75 分钟)
班级 姓名 座号 一、单项选择 (4 4 16)：
1、下列说法正确的是 ( )
A. 图 1 为检验工件平整度的装置，利用了光的衍射原理
B. 图 2 为光照射透光的小圆孔得到的干涉图样
C. 图 3 中沙漠蜃景属于光的反射现象，其产生的原因是沙漠上层空气的折射率比下层空气 的折射率大
D. 图 4 的原理和照相机镜头表面加上增透膜的原理是相同的
2、如图，A 、B 、E 、F四点共线，0为AB连线的中点，C 、D
在AB连线的中垂线上，且E0 = 0F ，C0 = 0D 。A 、B两点分别
固定电荷量为+3Q和 2Q的点电荷，则( )
A. C 、D两点的电场强度相同
B. E0两点间的电势差与0F两点间的电势差相等
C. 将一正试探电荷从C点沿着中垂线移到D点过程中，电势能先增加后减少
D. 将一正试探电荷从C点沿着中垂线移到D点过程中，电场力始终不做功
3、某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如下 表， 电吹风在 220V电压下工作。下列说法正确的是( )
额定电压 220V
额定功率 热风时：990w
冷风时：110w
A. 开关S1 、S2 都闭合时电吹风吹冷风 B. 吹热风时通过电热丝的电流为 4A
C. 吹热风时电热丝的功率为 990w D. 该电吹风中电动机的内电阻为 440Q
4、如图所示，下列说法正确的是 ( )
(
2
)
A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，增加 电压U即可
B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的负极，B极板是发电机
的正极
C. 图丙是速度选择器，带电粒子(不计重力且只受电场和磁场的作用)能够从右向左沿直线 匀速通过速度选择器
D. 图丁是质谱仪的工作原理示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3 ，粒子的比荷越
小 二、双项选择(4 0 ) 6 24 6 3
5 、如图，带有一定电量的平行板电容器，极板A接地，极板B与一个灵敏静电计相接．现将 A极板缓慢向左移动一小段距离时，假设电容器的电量不变，则( )
A. 电容器的电容变大
B. 两极板间的电压变大
C. 两极板间的电场强度不变
D. 静电计指针偏角变小
6、如图甲所示，用一根导线做成一个半径为r 的圆环，其单位长度的电阻为r0 ，将圆环的右 半部分置于变化的匀强磁场中，设磁场方向垂直纸面向里为正，磁感应强度随时间做周期性 变化关系如图乙所示，则( )
A. 在t = 时刻，圆环中有顺时针方向的感应电流
B. 在 0 ~ 时间内圆环受到的安培力大小、方向均不变
C. 在2 (几) ~ 几时间内通过圆环横截面的电荷量为
D. 圆环在一个周期内的发热量为
7、如图所示，某水电站发电机的输出功率P = 100kw，发电机的输出电压U1 = 250V，经变
压器升压后向远处输电，在用户端用降压变压器将电压降为U4 = 220V。已知输电电流I线 =
25A，两条输电线路总电阻R线 = 8Q，变压器均视为理想变压器，则( )
A. 用户得到电功率为 95Kw
B. 升压变压器的匝数比n1 : n2 = 4: 5
C. 降压变压器的匝数比n3 : n4 = 190: 11
D. 发电机的输出的电流I1 = 40A
8、如图所示，A，B表示真空中水平放置相距为d的平行金属板，板长为L，两板加电压后板
间电场可视为匀强电场，现在A，B两极间加上如图乙所示的周期性的交变电压，在t = 时， 恰有一质量为m、电量为q的粒子在板间中央沿水平方向以速度v0 射入电场，忽略粒子重力，
下列关于粒子运动状态表述正确的是
A. 粒子在垂直于板的方向的分运动不可能是单向运动
B. 粒子在垂直于板的方向的分运动可能是往复运动
C. 粒子不可能沿与板平行的方向飞出
D. 只要电压周期T和v0 的值同时满足一定条件，粒子可以沿与板平行的方向飞出
三、填空题 (3 4 12)
9 、严冬树叶结有冰块，人在树下经常出现冰块砸到头部的情况.若冰块质量为 100g，从离
人约 45cm的高度无初速度掉落，砸到头部后冰块未反弹，头部受到冰块的冲击时间约为 0.3s， 重力加速度g取 10m/s2，不计空气阻力，冰块接触头部之前的速度约为 m/s，冰块 对头部的平均作用力大小约为 N
10 、有一列正在沿水平方向传播的简谐波，在某一时刻它的波形图如图甲所示，Q是这列简 谐波上的一个介质质点，从该时刻起某同学记录了Q点在一段时间内的振动图像如图乙所示，
此列波是向 (填“左”或“右”) 传播；该列波的伯速为 m/s。
11、一包含有两种频率光的激光束，从真空中垂直射入截面为直角三角
x 形的玻璃棱镜，光路如图所示。激光从棱镜的斜边面出射时被分为a、
b两束光。发生全反射时a光的临界角 (填“大于”或“小于”)
b光的临界角，用这两种激光做单缝衍射实验，b光的中央亮条纹比a光
(填“宽”或“窄”) 。
四、实验题 (共 2 小题，其中 12 题 5 分；13 题 7 分)
12 、某实验小组利用如图甲装置做“用单摆测量重力加
速度”的实验。在铁架台上端用摆线悬挂一摆球，铁架
台下端固定一个激光源，发出的激光方向与水平面平行，
在摆球的右边与摆球中心等高的位置固定一智能手机，
使得激光的中心与摆球的中心以及智能手机的光线接收
口在同一水平直线上。利用手机光线传感器接收到的光
照强度随时间变化情况，测出摆球的周期。
实验主要过程如下：
①按图甲安装实验装置，下列有关器材的选择和安装最合理的是________；
A ． B． C ． D．
②如图乙，用游标卡尺测出摆球的直径 d=________cm；用刻度尺测出摆线长度 l，算出摆长 L；
③打开激光光源和手机传感器，运行软件,获得单摆周期T；
④利用题中给出的字母，表示当地重力加速度 g=
13 、 一根细长而均匀的金属管线样品，长约 60 cm ，电阻大约 6 Q ，截面图如图甲所示。
(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图所示，金属管线的外径为________mm。
(2)实验室使用如下器材：电流表(量程 0.6 A，内阻约 0.2 Q)，电压表(量程 3 V，内阻约 5 kQ)， 滑动变阻器(15 Q, 3 A) ，蓄电池(6 V ，内阻很小) ，开关一个，带夹子的导线若干；请根据器 材将如图所示的实物电路补充完整_______。
(3)金属管线样品材料的电阻率为p ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R ，金属管线的外 径为d ，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S ，在前面实验的基础上，还
需要测量的物理量是________ 。计算中空部分截面积的表达式为S =________。
五、计算题(共 36 分，14 题 10 分，15 题 10 分，16 题 16 分)
14 、 (10 分) 如图所示，水平地面上A ，B两个木块用轻弹簧连接在一起，质量分别为 2m、 3m ，静止时弹簧恰好处于原长。一质量为m 的木块C以速度v0 水平向右运动并与木块A发生 完全弹性碰撞。碰撞后 A 向右运动，不计一切摩擦，弹簧始终处于弹性限度内。求 (1) C 与 A 相撞后的速度各为多少？ (2) C、A 碰后弹簧的最大弹性势能为多少？
15 、 (10 分) 如图所示，矩形边界ABCD内存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面 向里，AB长为 2L ，AD长为L 。从AD的中点E以不同速率发射粒子，速度方向与AD成 30°角； 粒子带正电， 电量为q ，质量为m ；不计粒子重力与粒子间的相互作用。求：
(1) 从AB边离开磁场的粒子，出射点离A点的最远距离；
(2)要使粒子全部从AB边离开磁场，发射速率应满足的条件。
16、 ( 16 分) 固定在水平桌面上的平行光滑金属导轨如图甲所示，导轨间距L = 1m ，左端 与R = 4Q的电阻相连，导轨间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导体棒ab垂直放在导轨上。 现给导体棒施加一水平向右的恒力F ，测得导体棒速度随时间变化的图像如图乙所示。已知
导体棒质量m = 0.5kg ，有效阻值r = 1Q ，磁场磁感应强度B = 2T ，其它电阻不计。
(1)求导体棒运动过程中通过电阻R的最大电流，此时Uab 多大;
(2)求t = 1s时导体棒加速度的大小;
(3)若导体棒开始运动后 1s内通过的位移x = 7m ，求该时间内电阻R上产生的热量。
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