2022-2023学年山西省运城市稷山中学高二上学期期末考试 物理试题（含答案）

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2022-2023学年山西省运城市稷山中学高二上学期期末考试 物理试题（含答案）2023. 1一、单项选择题（本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分）气流流动的过程中都会发出噪声，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a 处时，分成上下两束波，这两束声波在 b 处相遇时可削弱噪声，则下列说法正确的是（ ）该消声器工作原理是利用波的衍射该消声器对不同频率的声波都有相同的减噪效果该消声器在 b 处可削弱噪声，是因为上下两束波在 b 处振幅不同该消声器在 b 处削弱噪声时，上下两束波从 a 到 b 的路程差可能为 1 2如图所示，长为 L 的轻绳一端系于 O 点，另一端系一小球，在 O 点正下方 P 点有一钉子。现将小球拉至 A 点由静止释放，小球摆至最低点 B 后继续向右摆至最高点 C。整个过程中，小球摆角始终小于 5°。下列说法不正确的是（ ）小球在 A、C 两点时回复力大小相等，且最大小球在 B 点时合力为零小球从 A 摆至 B 点时合力突然变大若将钉子的位置上移，则小球从 A 点摆至 C 点的时间变长竖直轻弹簧固定在水平地面上，质量为m 的木块放置在弹簧上并处于静止状态。现用力将木块向下缓慢压一段距离，松手后木块将上下振动。已知木块恰好没有离开弹簧，连续两次通过平衡位置的时间间隔为t0 ，重力加速度为 g ，弹簧劲度系数为k ，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）木块做简谐运动，其振幅为 2mgk木块做简谐运动的周期为t0木块在最低点时弹力的大小为 2mg若木块下压距离比原来小，则其运动周期也减小在使用多用电表的欧姆档测电阻时，下列说法正确的是 ( )将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向左侧“0”刻度处测量时若发现指针偏转角度过小，则应该减小倍率，并重新欧姆调零后再进行测量 C．欧姆表的电池使用时间太长，虽然仍能正常调零，但测量值将略偏大D．使用完毕，直接将多用电表摆放整齐即可如图所示，ACD 为一半圆形区域，其中 O 为圆心，AD 为直径，∠AOC=90°，半圆形区域内存在着垂直该平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。一带电粒子（不计重力）从圆弧的 P 点以速度 v 沿平行于直径 AD 方向射入磁场，经过一段时间从 C 点离开磁场时，速度方向偏转了 60°，设 P 点到 AD 的距离为 d。下列说法中正确的是（ ）该粒子带正电该粒子的比荷为v2dB4d该粒子在磁场中运动时间为 3v直径 AD 长度为 3d如图，某霍尔元件是一块宽为 a、厚为 b、长为 c 的矩形金属导体。当该元件所处空间加有与上下表面垂直的磁感应强度为 B 的匀强磁场，且通以图示方向的电流 I 时，前后表面之间产生的霍尔电压为 U。设电子的电荷量为 e，该元件单位体积内的自由电子数为 n。下列说法正确的是（ ）前表面的电势比后表面的高霍尔电压 U 满足关系式U IBnecneaU磁感应强度 B 的大小可表示为I自由电子受到的洛伦兹力大小可表示为 BInab如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板之间有一正点电荷。以 Q 表示电容器电量，E 表示两极板间电场强度，U 表示两极板间电势差，Ep 表示正点电荷在 P 点的电势能，将正极板向下移动距离 d 至图中虚线所示的位置，则（ ）电容器的电量 Q 不变，U 增大B．P 点的电势降低C．E 不变，P 点与负极板的电势差不变D．正点电荷在 P 处的电势能 EP 降低静电场在 x 轴上的场强 E 随 x 的变化关系如图所示，x 轴正方向为场强正方向，带负电的点电荷沿 x 轴运动，则点电荷（ ）由 x1 运动到 x4 的过程中所受电场力先增大后减小由 x1 运动到 x4 的过程中点电荷先做加速运动后做减速运动由 x1 运动到 x4 的过程中电势先减小后增大由 x1 运动到 x4 的过程中点电荷的电势能一直增大小型直流电动机(其线圈内阻为 r＝1 Ω)与规格为“4 V 4 W”的小灯泡并联，再与阻值为 R＝5 Ω的电阻串联，然后接至 U＝12 V 的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，则下列说法正确的是（ ）通过电动机的电流为 4A B．电动机的总功率为 P 总=16WC．电动机的输出功率 P 出=2.4WD．电动机的效率为 85％如图所示，实线表示某电场中的四个等势面，它们的电势分别为1 、2 、3 和4 ，相邻 等势面间的电势差相等，一带正电的粒子（重力不计）在该电场中运动的轨迹如虚线所示，a、b、c、d 是其运动轨迹与等势面的四个交点，下列说法正确的是（ ）4 等势面上各点电场强度的方向处处相同四个等势面的电势关系是1 2 3 4粒子在四点的动能大小关系是 Eka  Ekb  Ekc  Ekd粒子从 a 运动到 d 的过程中静电力先做正功后做负功二、多项选择题（本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分。每个小题有多个选项符合要求，全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分）关于振动和波动，下列说法正确的是（ ）夏日雷声有时轰鸣不绝，这是声波的衍射现象在较大的空房子里的讲话，有时会余音缭绕，是声波的反射现象 C．做受迫振动时，驱动力的频率越大，受迫振动的振幅越大D．若“天眼”接收到来自遥远星体的电磁波频率变小，则该星体正在远离我们图甲为一列简谐横波在t  0时刻的波形图，Q 是平衡位置在 x=4.0m 处的质点；图乙为质点 Q 的振动图像，下列说法正确的是（ ）该波的传播方向是沿 x 轴正方向从 t=0 到 t=0.1s，质点 Q 通过的路程为 10cm从 t=0 到 t=0.2s，该波传播的距离为 8m质点 Q 简谐运动的表达式为 y  10sin 0.2t m校园安全是所有学校不容忽视的重大问题。为预防火灾，很多校园中都装有如图所示的火灾报警器。电源的内阻 r 不能忽略，R1 为热敏电阻，其阻值会随温度升高而减小。当 R2两端电压增加到一定值时，报警器会报警。下列说法中正确的是（ ）U当有火情时，电压表、电流表示数变化量的比值 I 不变R2 两端电压增大时，电压表示数也会增大当 R1  r 时，电源的效率为 50%其他条件一定的情况下，电源电动势越大，火灾报警器越灵敏如图所示，P、Q 为一对平行板，板长与板间距离均为 d，板间区域内充满匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里。一质量为m、电荷量为 q 的粒子（重力不计），以水平初速度 v0从 P、Q 两板间左侧中央沿垂直磁场方向射入，粒子打到板上，则初速度 v0大小不可能为（ ）3qBd4mqBd8m3qBd2mqBdm如图甲所示，真空中水平放置两块长度为2d 的平行金属板 P、Q，两板间距为d ，两板间加上如图乙所示最大值为U0 的周期性变化的电压，在两板左侧紧靠P 板处有一粒子源A ，自t  0 时刻开始连续释放初速度大小为v0 ，方向平行于金属板的相同带电粒子，t  0 时刻释放的粒子恰好从Q 板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期T  2d ，粒子质量为m ，v0不计粒子重力及相互间的作用力，则（ ）在 t=0 时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为 v0mv 2粒子的电荷量为q  0 U0在t  1 T 时刻进入的粒子刚好从两板中央离开电场4在t  1 T 时刻进入的粒子离开电场时在竖直方向的位移大小为 1 d8 2三、实验题（本题共 2 小题，共 13 分）（6 分）一细而均匀的导电材料，截面为圆柱体，如图 1 所示，此材料长约 3cm，电阻约为 100Ω，已知这种材料的电阻率为ρ．除待测导电材料（用 R2 表示）外，现提供以下实验器材：A．20 分度的游标卡尺；螺旋测微器；电流表 A1（量程 50mA，内阻 r1=100Ω）；电流表 A2（量程 100mA，内阻 r2 约为 40Ω）；电压表 V（量程 15V，内阻约为 3000Ω）滑动变阻器 R1（0～10Ω，额定电流 2A）；直流电源 E（电动势为 3V，内阻很小）； H．开关一只，导线若干。请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品的电阻率ρ的实验方案，回答下列问题：用游标卡尺测得该样品的长度如图 2 所示，其示数 L= cm，用螺旋测微器测得该样品的直径如图 3 所示，其示数 D= mm。为了多测几组数据，请将你设计的实验测量电路图画在虚线框内，并标明所用器材的字母。若 A1、A2、V 的示数分别用 I1、I2、U 表示，用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示这种材料的电阻率为 （7 分）某同学想通过实验测量一电源的电动势和内阻，已有的实验器材如下：待测电源（电动势约为 8V，内阻在 2Ω以内） 电流表（量程 0～0.6A，内阻RA  1.5 ）电压表（量程 0～3V，内阻 RV  1.5k ） 滑动变阻器（阻值范围 0～10Ω）2 个电阻箱（阻值范围 0～9999.9Ω）实验操作步骤如下：实验中由于电表的量程不足，于是该同学设计了如图甲所示电路进行实验，为了将电流表量程改成 1.8A，电压表量程改成 10V，则 R1  Ω， R2  Ω。（均保留两位有效数字）改装好电表后，该同学多次改变滑动变阻器的阻值，读出多组电流表示数 I、电压表示数 U，并记录下数据。某次测量中电压表的指针位置如图乙所示，则读出电压为 V（此处填写从表盘读出的实际数值）。利用记录好的数据作出电压 U 与电流 I 的图像如图丙所示，根据图像可得到待测电源电动势 E  V，电源内阻r  Ω。（均保留两位小数）四、解答题（本题共 4 小题，共 37 分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）18.（8 分）在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距 4m 的 A、B 两点。如图甲、乙分别是A、B 两质点的振动图像，已知该波波长大于 2m，求这列波可能的波速。19.（8 分）如图所示为质谱仪上的原理图，M 为粒子加速器，电压为 U1＝5000V；N 为速度选择器， 磁场与电场正交，磁感应强度为 B1＝0.2T，板间距离为 d ＝0.06m；P 为一个边长为 l 的正方形 abcd 的磁场区，磁感应强度为 B2＝0.1T，方向垂直纸面向外，其中 dc 的中点 S 开有小孔，外侧紧贴 dc 放置一块荧光屏。今有一比荷为 q/m=108C/kg 的正离子从静止开始经加速后，恰好通过速度选择器，从 a 孔以平行于 ab 的方向进入 abcd 磁场区，正离子刚好经过小孔 S 打在荧光屏上。求：粒子离开加速器时的速度 v；速度选择器的电压 U2；正方形 abcd 边长 l。20.（10 分）如图所示，水平放置的两导轨 P、Q 间的距离 d＝0.5m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度 B＝2T，垂直于导轨放置的 ab 棒的质量 m＝1kg，系在 ab 棒中点的水平绳跨过定滑轮与重物块 G 相连。已知 ab 棒与导轨间的动摩擦因数 0.2 ，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，电源的电动势 E＝10V、内阻 r＝0.1Ω，导轨的电阻及 ab 棒的电阻均不计，g 取 10m/s2。当滑动变阻器 R＝0.9Ω时，ab 棒处于静止状态且仅受四个力作用，求重物块的质量；重物块质量为 0.3kg,想要使 ab 棒始终保持静止，滑动变阻器 R′的阻值范围。21.（11 分）如图,绝缘粗糙的竖直平面 MN 左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为 E,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为 B,一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的小滑块从 A 点由静止开始沿 MN 下滑,到达 C 点时离开 MN 做曲线运动。A、C 两点间距离为 h,重力加速度为 g。求小滑块运动到 C 点时的速度大小 vc；求小滑块从 A 点运动到 C 点过程中克服摩擦力做的功 Wf；若 D 点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置,当小滑块运动到 D 点时撤去磁场,此后小滑块继续运动到水平地面上的 P 点.已知小滑块在 D 点时的速度大小为 vD,从 D 点运动到 P 点的时间为 t,求小滑块运动到 P 点时速度的大小 vp。高二第一学期期末考试物理参考答案DBCCB DCADA BD AC AD BC ABD 16. （1） 3.015(1 分） 3.204--3.206 （1 分）（2） （2 分） （3） （2 分）17. （1）0.75 3.5×103 （各 1 分） （2）1.20 （1 分）（3）7.50 0.33 （各 2 分）18. 由振动图像得质点振动周期 T=0.4s；若波由 A 向 B 传播，A、B 间的距离为x  n 3 （n=0、1、2、3……）4（1 分）则波长为 4x 164n  3 4n  3（1 分）因为λ>2m，所以 n=0、1；当 n=0 时  16 m13v  1  40 m/s1T 3（1 分）当 n=1 时  16 m27v  2  40 m/s2T 7（1 分）若波由 B 向 A 传播，A、B 间的距离为x  n 1 （n=0、1、2、3……）4（1 分）则波长为 4x 164n  3 4n 1（1 分）因为λ>2m，所以 n=0、1，当 n=0 时λ1=16m，v1=40m/s （1 分）当 n=1 时  16 m ， v  8m/s252（1 分）19. （1）粒子经加速电场 U1 加速，获得速度 v，由动能定理得qU  1 mv212（1 分）解得v 2qU1 m2108  5000m/s  1106 m/s （1 分）在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡得Eq=qvB1 即E  U 2d（1 分）得U2=B1dv=0.2×0.06×1×106V=1.2×104V （1 分）在 B2 中作圆周运动，洛仑兹力提供向心力，有qv0 B2 mv2r（1 分）故粒子在 B2 磁场中做匀速圆周运动的半径：r=0.1m （1 分）由几何关系r2  (l  r)2 l24（1 分）所以，正方向的边长l  0.16m （1 分）20. （1）当滑动变阻器 R＝0.9Ω时，通过 ab 的电流为I ER  r 10A（1 分）此时 ab 棒处于静止状态且仅受四个力作用，即 ab 棒此时受到重力、支持力、绳的拉力和安培力，不受摩擦力，则绳的拉力和安培力平衡，设重物块的质量为 M，则 BId  Mg（1 分）解得 M  1kg（1 分）（2）当 ab 棒所受最大静摩擦力方向向左时，根据平衡条件有根据闭合电路欧姆定律有mg  BI d  MgI   E（2 分）R  r解得 R/=9.9Ω （1 分）当 ab 棒所受最大静摩擦力方向向右，根据平衡条件有BI//d = μmg + Mg （2 分）解得 R/=1.9Ω （1 分）1.9Ω≤R/≤9.9Ω （1 分）21. （1）由题意知，根据左手定则可判断，滑块在下滑的过程中受水平向左的洛伦兹力，当洛伦兹力等于电场力 qE 时滑块离开 MN 开始做曲线运动，即Bqv=qE（1 分）解得v  EB（1 分）从 A 到 C 根据动能定理mgh  W  1 mv2f2（2 分）解得 = ?ℎ − = ?ℎ − 1f212222（1 分）设重力与电场力的合力为 F，由图意知，在 D 点速度 vD 的方向与 F 地方向垂直，从 D 到 P 做类平抛运动，在 F 方向做匀加速运动a  Fm（1 分）t 时间内在 F 方向的位移为x  1 at 22（1 分）从 D 到 P，根据动能定理Fx  1 mv 2  1 mv 22P2D（2 分）其中F  (mg )2  (qE)2 （1 分）联立解得v P(mg)2  (qE)2m2t2  v2D（1 分）