卷子答案网-一个不只有答案的网站2022-2023学年新疆阿勒泰地区高二（下）期末物理试卷
一、选择题（本大题共10小题，共40分）
1. 利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通卡的工作原理及相关问题． 卡内部有一个由电感线圈和电容构成的振荡电路．公交车上的读卡机刷卡时“嘀”的响一声的机器向外发射某一特定频率的电磁波．刷卡时，卡内的线圈中产生感应电流，给电容充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输．下列说法正确的是( )
A. 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池
B. 仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，卡才能有效工作
C. 若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈中不会产生感应电流
D. 卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息
2. 许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现人靠近它就开启；而在白天，即使有人靠近它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是( )
温度传感器
人体红外线传感器
声音传感器
光敏传感器
A. B. C. D.
3. 如图所示，理想变压器原线圈通过理想电流表接在一交流电源的两端，交流电源输出的电压随时间变化的图线如图所示，副线圈中接有理想电压表及阻值的负载电阻已知原、副线圈匝数之比为：，则下列说法中正确的是( )
A. 电压表的示数为 B. 电流表的示数为
C. 电阻消耗的电功率为 D. 通过电阻的交变电流的频率为
4. 如图所示，一正方形线圈的匝数为，边长为，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在时间内，磁感应强度的方向不变，大小由均匀的增大到在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )
A. B. C. D.
5. 节约能源是当今世界的一种重要社会意识。原来采用高压向远方的城市输电，在输电线路上损耗的功率为。为减小输电线上损耗的功率。在输送功率一定、输电线路不变的同时输电电压变为。则在输电线路上损耗的功率变为( )
A. B. C. D.
6. 在等边三角形的三个顶点、、处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示。过点的导线所受安培力的方向( )
A. 与边平行，竖直向上
B. 与边垂直，指向左边
C. 与边平行，竖直向下
D. 与边垂直，指向右边
7. 高空坠物极易对行人造成伤害。若一个的西红柿从一居民楼的层坠下，与地面的撞击时间约为，则该砖块对地面产生的冲击力约为( )
A. B. C. D.
8. 关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法正确的是( )
A. 电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作
B. 真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流
C. 金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理
D. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
9. 如图所示，在水平直线上方存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为、带正电荷的粒子，从直线上的点以速度竖直向上射入磁场，由点离开磁场，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的( )
A. 轨道半径为 B. 轨道半径为 C. 时间为 D. 时间为
10. 目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性沿垂直于磁场方向喷射入磁场，磁场中的两块金属板、上就会聚集电荷，产生电压对外供电。设等离子体的射入速度为，两金属板的板长为，板间距离为，匀强磁场的磁感应强度为，负载电阻为，等离子体充满两板间的空间，不考虑等离子体的电阻。当发电机稳定发电时，下列说法正确的是( )
A. 板带正电 B. 负载电阻中的电流方向为向
C. 负载电阻中的电流大小为 D. 负载电阻中的电流大小为
二、非选择题（60分）
11. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
需要记录的数据有：小钢球的直径、______和周期；
用标准游标卡尺测小钢球的直径如图甲所示，则直径为______；
如图乙所示，某同学由测量数据作出图线，根据图线求出重力加速度______已知，结果保留位有效数字。
12. 如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量______ 填选项前的符号，间接地解决这个问题。
A.小球开始释放高度
B.小球抛出点距地面的高度
C.小球做平抛运动的射程
图中点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先将入射球多次从斜轨上位置由静止释放，找到其平均落地点的位置，测量平抛射程。然后，把被碰小球静止于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上位置由静止释放，与小球相撞，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是______ 。填选项前的符号
A.用天平测量两个小球的质量、
B.测量小球开始释放高度
C.测量抛出点距地面的高度
D.分别找到、相碰后平均落地点的位置、
E.测量平抛射程、
若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______ 用中测量的量表示。
13. 一列简谐横波在时刻的图像如图所示。此时质点正沿轴正方向运动，且当时质点恰好第次到达波谷处。求：
该波的波速大小；
内，质点运动的路程。
14. 一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为，在水池的底部放一点光源，其中一条光线以入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为，如图所示。求
液体的折射率
液体表面亮斑的面积。
15. 如图所示，由均匀电阻丝做成的正方形单匝线圈的电阻为，边长为，线圈以恒定速度垂直穿过匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，宽度为。从进入磁场开始计时，针对线圈穿过磁场的过程，完成下列问题：
求线圈进入磁场的过程中感应电流的大小；
取感应电流顺时针方向为正，在图中画出线圈中的电流随时间变化的图象，标明图线关键位置的坐标值；
若图中的电流变化与某交变电流一个周期的变化情况相同，求该交变电流的有效值。
16. 如图所示，光滑水平面上竖直固定一内壁光滑的轨道，轨道左侧的水平面上有可视为质点的、两个小球，其质量分别为和，球静止，球以速度向右运动并与球发生弹性正碰碰撞时间极短，碰后球能从最低点进入竖直轨道，已知重力加速度，不计空气阻力，求：
碰后、球的速度大小；
要使球进入轨道后能做完整圆周运动，求圆周轨道半径的最大值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、由题意可知，该能量来自于电磁感应，即刷卡机发射的电磁波；故A错误；
B、为了使卡中的感应电流达最大，应使电路产生电谐振，故只有发射特定频率的电磁波时，卡才能有效工作；故B正确；
C、若电磁波的频率偏离该频率，中仍可出现感应电流，但不会达到电谐振；故C错误；
D、卡接收到读卡机发射的电磁波，同时将自身数据信息发送给读卡机进行处理；故D错误。
故选：。
明确题意，根据电磁感应及电谐振规律进行分析，即可明确能量及卡的工作原理，即可解答本题．
本题取材于我们身边最常用的卡考查电磁感应现象，要注意在学习中注意掌握物理规律在生活中的应用．
2.【答案】
【解析】解：楼道照明灯天黑时，出现人靠近它就开启；而在白天，即使有人靠近它也没有反应。说明可能接入的传感器是人体红外线传感器与光敏传感器，故D正确，ABC错误。
故选：。
传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量。
本题考查了传感器在生产、生活中的应用。这种题型属于基础题，只要善于积累，难度不大。
3.【答案】
【解析】解：电压表测量的是有效值，由于交流电的有效值为，根据理想变压器电压与线圈匝数之比的关系可知
可得电压表的示数为，故A错误；
B.流过电阻的电流的有效值
根据
可得电流表的示数为，故B错误；
C.电阻消耗的电功率
故C正确；
D.由图可知交流电的周期为，通过电阻的交变电流的频率为，故D错误。
故选：。
根据变压器原理可得副线圈两端电压和原线圈的电流强度；根据电功率计算公式计算电阻消耗的电功率；根据频率和周期的关系计算通过电阻的交变电流的频率。
本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。原线圈的电压决定副线圈的电压；理想变压器在改变电压和电流的同时，不改变功率和频率。
4.【答案】
【解析】在此过程中，线圈中的磁通量改变量大小为：
，
根据法拉第电磁感应定律得：，故B正确ACD错误；
故选：。
根据法拉第电磁感应定律，求解感应电动势，其中是有效面积。
解决电磁感应的问题，关键理解并掌握法拉第电磁感应定律，知道是有效面积，即有磁通量的线圈的面积。
5.【答案】
【解析】解：输送电流，输电线上损失的功率；可知输电线损失的功率与输送电压的平方成反比，所以当输电电压变为原来的倍时，输电线上损耗的功率变为，故D正确，ABC错误。
故选：。
输送电流，输电线上损失的功率，知输送功率一定时，损失的功率与输送电压的二次方成反比。
解决本题的关键搞清输送功率与输送电压和输送电流的关系，以及知道在输电线上损失的功率的计算公式即可。
6.【答案】
【解析】解：根据同向电流相互吸引可以知道导线对导线的作用力方向是沿方向，导线对导线的作用力方向是沿方向，且，根据平行四边形定则可以知道导线所受安培力的合力方向水平向左，且垂直与边，故B正确，ACD错误。
故选：。
先根据同向电流相互吸引判断出导线、对导线的作用力方向，然后根据平行四边形定则可以得到导线受到的安培力方向。
两个大小相等的力的合力方向在这两个力的夹角的角平分线上。
7.【答案】
【解析】解：每层楼高约为，西红柿下落的总高度为：
；
由可知，落地间的瞬时速度；
设向下为正方向，对碰撞过程动量定理可得：
代入数据，解得冲击力为：，故C正确，ABD错误。
故选：。
设每层楼高约为，计算西红柿下落的总高度，求解落地时的速度，再对碰撞过程根据动量定理列方程求解冲击力。
本题考查动量定理以及自由落体规律的应用，在解答的过程中，要注意明确正方向，注意各物理量的矢量性；本题也可以直接对全程由动量定理列式求解。
8.【答案】
【解析】解：、电磁炉利用涡流工作，录音机在磁带上录制声音时，利用了电流的磁效应，故A错误；
B、真空冶炼炉是线圈中的电流做周期性变化，在金属中产生涡流，从而产生大量的热量，熔化金属的，故B正确；
C、金属探测器在探测金属时，由于被测金属中产生的涡流从而使报警器工作，故C正确；
D、磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中可以产生感应电流，能起电磁阻尼的作用，故D正确。
故选：。
电磁炉利用涡流工作，录音机利用了电流的磁效应；电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流；金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理；磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用。
明确涡流、电磁阻尼、电磁驱动在生活中的应用是解决问题的关键。
9.【答案】
【解析】解：、粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：，解得；故A正确，B错误；
、粒子在磁场中运动的周期，粒子在磁场运动了半周，则时间，联立解得，故C正确，D错误；
故选：。
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，粒子在磁场中运动的周期，粒子在磁场运动了半周，从而解得时间。
本题考查带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的过程中，用牛顿第二定律与运动学公式，并结合几何关系来解决。
10.【答案】
【解析】解：、根据左手定则知，带正电的粒子向下偏，带负电的粒子向上偏，则极板带负电，极板带正电，故A错误；
B、极板带负电，极板带正电，极板相当于电源，电源外部，电流从高电势流向低电势，所以电流的流向为到，故B正确；
、带点粒子处于平衡：，解得：；
则电流大小为
故C正确，D错误。
故选：。
电离的气体含有大量带正电和负电的粒子，进入磁场受洛伦兹力发生偏转，根据左手定则判断出正负电荷的偏转方向，从而确定极板的正负极，确定出电流在外电路中的流向．最终带正负电的粒子受电场力和洛伦兹力处于平衡，根据平衡求出电动势的大小，从而根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小．
本题综合考查了闭合电路欧姆定律以及磁场的知识，关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及通过平衡求出电源的电动势．
11.【答案】摆线长
【解析】解：单摆的摆长等于摆线长与摆球半径之和，所以除了摆球的直径还需要知道摆线长；
游标尺为个格，精确度为，游标卡尺的主尺读数为，游标读数为，则最终读数为；
由单摆的周期公式可得：
则图线的斜率，
由图象可知，其斜率，
故重力加速度
故答案为：摆线长；；；
单摆的摆长等于摆线长与摆球半径之和，所以除了摆球的直径还需要知道摆线长
游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读；
由单摆周期公式求出图象的函数表达式，然后根据图象求出重力加速度。
本题关键要掌握实验的原理：单摆的周期公式，要能根据实验原理，分析实验误差，通过数学变形，研究图线的物理意义。
12.【答案】
【解析】解：小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等，小球的水平位移射程与小球的初速度成正比，可以用小球做平抛运动的射程代替小球做平抛运动的初速度，故C正确，AB错误。
故选：。
以向右为正方向，如果碰撞前后系统动量守恒，在水平方向，由动量守恒定律得：，小球离开轨道后做平抛运动的时间相等，两边同乘以得：，则，实验需要测量两球的质量、小球做平抛运动的射程，故选ADE。
由分析可知表达式可表示为
故答案为：；；
小球离开轨道后做平抛运动，可以用平抛运动的水平位移代替小球的水平速度。
应用动量守恒定律求出实验需要验证的表达式，然后分析答题。
本题考查了实验原理与实验数据处理，理解实验原理是解题的前提，应用动量守恒定律即可解题。
13.【答案】解：据题，时质点位于平衡位置，时质点恰好第次到达波谷处，则有
得
由图象可知，则波速
因为，每个周期质点通过的路程为，则内，质点运动的路程
答：该波的波速大小为。
内，质点运动的路程为。
【解析】根据质点的振动情况，确定周期，读出波长，再由波速公式求出波速大小。
质点做简谐运动时，在一个周期内通过的路程是，分析质点振动了几个周期，即可确定路程。
本题关键要有把握质点的振动与波动之间联系的能力，知道质点做简谐运动时，在一个周期内通过的路程是倍振幅。
14.【答案】解：由图知，入射角，折射角
根据折射定律可知：
若发生全反射，入射角应满足：
，解得
亮斑半径
亮斑面积。
答：液体的折射率为；
液体表面亮斑的面积为。
【解析】由题，已知入射角，折射角，根据折射定律求解该液体的折射率；
当光恰好发生全反射，亮斑面积最大，由可求出临界角，再由几何关系，可求出光斑面积。
本题考查光的折射定律与光的全反射现象，运用几何知识来解题，同时注意全反射的条件。
15.【答案】解：线圈进入磁场的过程中，边产生的感应电动势为
感应电流的大小
线圈进入磁场的过程中，由楞次定律判断可知线圈中感应电流沿顺时针方向；线圈完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流；
当线圈出磁场的过程中，边产生的感应电动势为
感应电流的大小，方向沿逆时针方向。
画出图象如图所示。
取一个周期，根据有效值定义列式如下：
由题可知，
可得交变电流的有效值
答：线圈进入磁场的过程中感应电流的大小为；
如图所示；
该交变电流的有效值为。
【解析】线圈进入磁场的过程中，边切割磁感线，由求出边产生的感应电动势，由欧姆定律求出感应电流。
线圈完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流；当线圈出磁场的过程中，由求出边产生的感应电动势，由欧姆定律求出感应电流。由楞次定律判断各个过程中感应电流方向，再画出图象。
取一个周期，根据有效值的定义求该交变电流的有效值。
本题考查电磁感应与电路的综合，要掌握切割产生的感应电动势公式和欧姆定律，关键要掌握有效值的定义，并能熟练运用。
16.【答案】解：根据题意，选向右为正，根据动量守恒定律有
由机械能守恒可知
解得；
即碰后、球的速度大小均为。
若恰能到最高点，由牛顿第二定律有
从点到最高点，对由动能定理有
解得：
答：碰后、球的速度大小均为；
要使球进入轨道后能做完整圆周运动，圆周轨道半径的最大值为。
【解析】根据弹性碰撞的特点，联立等式计算出碰后小球的速度；
根据动能定理和牛顿第二定律计算出半径的最大值。
本题主要考查了动量守恒定律的相关应用，理解弹性碰撞的特点，结合牛顿第二定律和动能定理即可完成解答。
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