精品解析：江西省赣州市2022-2023学年高二下学期6月期末物理试题（解析版）

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赣州市2022~2023学年度第二学期期末考试高二物理试卷2023年6月（考试时间75分钟，试卷满分100分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求；第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1. 根据高中物理所学知识，分析下列现象，这些物理现象分别属于（　　）  A. 干涉、衍射、共振、多普勒效应B. 干涉、多普勒效应、共振、干涉C 衍射、多普勒效应、共振、干涉D. 反射、共振、折射、多普勒效应【答案】A【解析】【详解】两列水波相遇产生稳定的花纹属于波的干涉现象；《红楼梦》中王熙凤出场闻其声不见其人属于波的衍射现象；“狮吼功”吼破玻璃杯属于共振现象；鸣笛的救护车迎面而来，我们听到笛声音调变高属于多普勒效应。故选A。2. LC振荡电路中，电流如图示方向并且正在减小时，下列说法正确的是（　　）  A. 电容器正在放电B. 电场能正转化为磁场能C. 线圈内感应电流的磁场方向竖直向上D. 两平行板间的电场强度方向竖直向上【答案】D【解析】【详解】A.电流逐渐减小，电容器C正在充电，故A错误；B.电流逐渐减小，电容器带电量逐渐增加，磁场能转化为电场能，故B错误；C.电流逐渐减小，线圈内感应电流与电流方向相同，根据安培定则，感应电流的磁场方向竖直向下，故C错误；D.电容器C正在充电，可知电容器下极板带正电，上极板带负电，电场强度方向竖直向上，故D正确。故选D。3. 如图所示，在匀强磁场中，三种粒子从同一地点垂直进入磁场，速度方向竖直向上，速度方向竖直向下，速率大小相等，磁场足够大，不计重力及粒子间的相互作用，则三个粒子的运动轨迹可能是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】A【解析】【详解】由左手定则可知和进入磁场后向左偏转，粒子向右偏转；由洛仑兹力提供向心力得可知的轨道半径比的轨道半径大，粒子的轨道半径与的轨道半径一样大，故A正确。故选A。4. 在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，不可选用的方法是（　　）A. 改用红色激光B. 减小双缝间距C. 将屏幕向远离双缝的位置移动D. 将光源向远离双缝的位置移动【答案】D【解析】【详解】根据双缝干涉条纹间距公式知，增大入射光的波长、减小双缝间距，以及增大屏幕与双缝的距离，可以增大条纹的间距；A．改用红光，波长变大，可以增大条纹的间距，故A正确；B．减小双缝间距，可以增大条纹的间距，故B正确；C．将屏幕向远离双缝的位置移动，则增大了屏幕与双缝的距离，两相邻亮条纹的间距增大，故C正确；D．将光源向远离双缝的位置移动，条纹间距不变，故D错误。本题选不可用，故选D。5. 如图甲为某同学探究自感现象的实验，自感线圈的直流阻值比电阻R小。该同学又利用图乙测量自感线圈的直流阻值，下列说法正确的是（　　）  A. 在电路甲中，闭合开关后，B将逐渐变亮B. 在电路甲中，断开开关后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗C. 在电路乙中，实验结束拆除电路时应先断开，再断开D. 在电路乙中，调整滑动变阻器后应立刻读出电表读数【答案】C【解析】【详解】A．在电路甲中，闭合开关后，B将马上变亮，故A错误；B．在电路甲中，灯A与线圈串联，电流相同，断开开关后，线圈上产生自感电动势，阻碍电流减小，A将逐渐变暗，故B错误；C．在电路乙中，如果实验结束拆除电路时应先断开，线圈会产生自感电动势，会损坏电压表，故实验结束拆除电路时应先断开，再断开，故C正确；D．在电路乙中，调整滑动变阻器后，由于电压的变化，线圈上产生自感电动势，阻碍电流变化，不能立刻读出电表读数，故D错误。故选C。6. 如图甲所示，MN为磁流体发电机，大量的正、负电荷连续以某速度射入有垂直纸面向里匀强磁场的两板间，ab直导线与M、N相连接，线圈A与直导线cd连接，线圈A内有按图乙所示规律变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列说法正确的是（　　）  A. M板带负电，N板带正电B. 2s~3s内，ab、cd导线互相吸引C. 0~4s内，通过线圈A的电荷量为零D. 1s~2s内，cd导线中的电流逐渐增大【答案】C【解析】【详解】A．根据左手定则，正电荷向M板移动，负电荷向N板移动，故M板带正电，N板带负电，故A错误；B．2s~3s内，线圈的磁场正向减小，根据楞次定理可知，cd导线中电流方向向上，ab导线中电流方向向下，故2s~3s内，ab、cd导线互相排斥，故B错误；C．0~4s内，通过线圈A的电荷量为故C正确；D．1s~2s内，线圈的磁场正向均匀增大，根据法拉第电磁感应定律可知，cd导线中的电流不变，故D错误。故选C。7. 赣南利用当地丰富的高山风力资源，大力发展风力发电，以绿色经济振兴乡村，助力“碳达峰”“碳中和”目标实现。发电过程中风轮机叶片做匀速圆周运动，转速为n，叶片通过转轴带动面积为S、匝数为N的发电机线圈转动，产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压最大值为。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，图中电压表为理想交流电压表，忽略发电机线圈电阻，图中发电机线圈刚好垂直于磁场，题中物理量单位均为国际单位，则（　　）  A. 线圈位于图示位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流最大B. 变压器原、副线圈的匝数比为C. 线圈位于图示位置时，交流电压表的示数为0D. 从图示位置开始计时，线圈中电动势随时间t变化的关系式为【答案】B【解析】【详解】A．线圈位于图示位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电流最小，此时为零，故A错误；B．发电机转动过程中产生的交流电的最大电压为因此可知升压变压器原副线圈的匝数比为故B正确；C．交流电压表显示的是所产生交流电压的有效值，为，不为零，故C错误；D．图示位置线圈平面与磁场垂直，即中性面位置，产生正弦式的交变电压，因此可知，线圈中电动势随时间t变化的关系式为故D错误。故选B。8. “八一勋章”获得者马伟明带领的科研团队研制成功的电磁弹射技术首次在中国003号航母“福建舰”上使用。电磁弹射可用于舰载机、无人机、电磁炮等领域。用强迫储能器代替常规电源，它能在极短时间内释放所储存的电能。飞机电磁弹射原理如图所示，两根水平发射轨道长s，相距为L的光滑的金属导轨，ab杆是相当于飞机的弹射车（弹射车和飞机总质量为m，ab杆电阻为R），匀强磁场方向竖直向上，磁感应强度为B，a和b端接强迫储能器恒流源两极（强迫储能器恒流源输出的电流恒为I），ab杆将以最大速度从右端水平飞出。那么以下说法正确的是（　　）  A. a端接强迫储能器的负极B. 强迫储能器输出电压不变C. 不考虑图示导线中电流产生的磁场，ab杆将做加速度逐渐减小的加速运动，最大加速度为D. 不考虑图示导线中电流产生的磁场，ab杆将做匀加速运动，最大速度【答案】AD【解析】【详解】A．根据题意，可知ab杆所受安培力水平向右，则由左手定则可知，ab杆中电流的方向由b指向a，因此可知，b端接强迫储能器的正极，a端接强迫储能器的负极，故A正确；B．由于ab杆向右运动的过程中切割磁感线，从而也会产生感应电动势，而由右手定则可知ab杆切割磁感线产生的感应电动势的方向与强迫储能器的输出的电压方向相反，且ab杆但由于电流不变，则可知强迫储能器的输出电压一直增大，故B错误；CD．强迫储能器恒流源输出电流恒为，根据可知ab杆所受安培力不变，则可知其加速度不变，ab杆做匀加速直线运动，由牛顿运动学可得而联立解得ab杆获得的最大速度故C错误，D正确。故选AD。9. 2023年2月16日国家电网有限公司金上—湖北±800千伏特高压直流输电工程、通山抽水蓄能电站开工建设。如图是特高压输电过程的示意图，发电站输出电压稳定，经升压后被整流成800kV的直流电，经输电线后，被逆变成交流电，再被降压后供用户使用，假设电压在整流和逆变前后有效值不变。则下列说法正确的是（　　）A. 将发电站输出的电压整流后仍能利用升压变压器升压B. 采用高压直流输电时，可减小输电线路上电感的影响C. 用户越多，输电线上损耗的功率越大D. 保持输电功率不变，若电压经升压和整流后为400kV，输电线上损耗的功率加倍【答案】BC【解析】【详解】A．将发电站输出的电压直接整流，则输入升压变压器原线圈的为直流电，升压变压器的副线圈将不会输出电压，故A错误；B．长距离输电时，线路上的电容、电感对交变电流的影响不能忽略，有时它们引起的电能损失甚至大于导线电阻引起的电能损失，为了减少感抗和容抗，在输电环节可以使用直流电，故B正确；C．用户增多，降压变压器副线圈中的电流增大，降压变压器原线圈中的电流增大，输电线上的电流增大，则由公式可知，输电线上损耗的功率增大，故C正确；D．保持输电功率不变，由公式可知，若电压经升压和整流后为400kV，输电线中的电流变为原来的2倍，由可知输电线上损耗的功率变为原来的4倍，故D错误。故选BC。10. “甩绳”运动可以提升健身者的爆发力、心肺耐力等。如图所示，某根绳子上一列简谐横波沿x轴传播，图甲为时的波形图，P、Q是绳子上的两个质点。图乙为质点P的振动图象，下列说法正确的是（　　）  A. 该简谐横波向x轴正方向传播B. 该列波的波速为2.5m/sC. 质点Q的平衡位置坐标为D. 当时，P、Q两质点速度相同【答案】BD【解析】【详解】A．图乙为质点P的振动图象，由图可知时，P向下振动，根据波的平移法可知波向x轴负方向传播，故A错误；B．由图可知波长为，周期，则波速为故B正确；C．由图甲可知波动方程为将代入解得故C错误；D．对于PQ两质点的平衡位置的中点R的坐标为当质点R的位移为0时，质点PQ的速度相等，由于波向x轴负方向传播，质点R运动到平衡位置所用时间为当k=1时，解得，故D正确；故选BD。二、实验题（本题共2小题，每空2分，第11题10分，第12题10分，共20分）11. 小李同学了解到位于赣州大桥桥头和谐钟塔塔高113米，外观九层，超过英国大本钟，是世界上最大的机械钟塔。于是他想把和谐钟塔的摆钟简化为单摆，准备在实验室估测和谐钟塔机械钟摆臂的长度。  （1）第一步，利用单摆测赣州当地的重力加速度。①测摆长：在实验室先测出摆线的长度为，再用游标卡尺测量摆球的直径为d，如图甲所示，则摆球的直径为______cm。②测周期：让摆球做简谐运动，当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为1，单摆每经过最低点计一次数，当数到时秒表的示数如图乙所示，则该单摆的运动周期______s（结果保留三位有效数字）。③该同学将摆线长和小球直径之和当作单摆的摆长，记为L。改变摆长L，重复以上实验步骤，记录各次实验的数据L和T，利用所测得的数据作出与L的关系图像，如图丙所示，根据该图像的斜率计算得到重力加速度g的值______当地重力加速度值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。（2）第二步，估测和谐钟塔机械钟摆长。正确测量得到赣州当地的重力加速度g，又了解到和谐钟塔机械钟摆的摆动周期T，该同学利用公式______来计算摆长（利用题目中的物理量符号g、T、等表示）。（3）第三步，实地考察。在实地测量摆臂长度的数据与实验估测出的摆长误差偏大。通过查资料，该同学明白他处理机械钟摆臂有效摆长的方法是欠妥的。该同学还了解到塔的机械钟是由英国制造的运送回赣州安装的，英国的纬度比较高，对应的我国省份为黑龙江。如果在英国出厂时走时准确运到赣州后，会发现机械钟走不准（只考虑重力加速度对钟摆周期的影响），要该钟在赣州也走时准确，技术人员应该______（填“调长”或“调短”）摆长。【答案】    ①. 1.14    ②. 2.55    ③. 等于    ④.     ⑤. 调短【解析】【详解】（1）[1]根据图示可知，游标卡尺的游标尺为10分度值，精度为0.1mm，主尺读数为1.1cm，游标尺第四格与主尺刻度对齐，则游标尺读数为可得摆球的直径为[2]根据秒表的读数方法，小圆盘一周表示15min，大圆盘一周表示30s，因此可得秒表所示时间为而根据题意可知在此时间内单摆摆动的周期数为则可知单摆的周期为[3]根据单摆的周期公式变式可得则可知根据该函数图像的斜率计算得到的重力加速度的值等于当地的重力加速度，即图像法得到的重力加速度与摆长无关，即无误差。（2）[4]该同学测量摆长的方法是根据单摆的周期公式可得（3）[5]纬度越高重力加速度越大，江西的维度小于黑龙江的纬度，因此可知，江西所在地的重力加速度小于黑龙江所在地的重力加速度，而英国的纬度与黑龙江纬度相近，将从英国制作的钟摆运到江西将会出现误差，根据单摆周期公式可知，要使该钟摆自赣州也走的准确，则必须将摆长调短。12. 在“研究电磁感应现象”实验中，首先要按图（甲）接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系；然后再按图（乙）将电流表与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。在图（甲）中，当闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央）。在图（乙）中：（1）将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”，下同）偏转；（2）螺线管A放在B中不动，电流表的指针将______偏转；（3）螺线管A放在B中不动，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，电流表的指针将______偏转；（4）螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表的指针将______偏转。【答案】    ①. 向右    ②. 不发生    ③. 向右    ④. 向左【解析】【详解】（1）[1]在图甲中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转。在图乙中，闭合开关后，由安培定则可知，螺线管A中的电流在B位置产生的磁场竖直向上，将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向上，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转。
（2）[2]螺线管A放在B中不动，穿过B的磁通量不变，不产生感应电流，电流表的指针将不发生偏转。
（3）[3]螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，接入电阻减小，A中电流增大，穿过B的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转。
（4）[4]螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转。13. 如图所示的交变电流的有效值______其中每个周期的后半周期的图象为半个周期的正弦曲线【答案】【解析】【详解】取一个周期：设有效值为I，由电流的热效应求解：则： 解得：A．三、计算题（本大题共3小题，第13题12分，第14题14分，第15题14分，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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。）14. 如图所示，ABCD为一直角梯形玻璃砖的截面，其中BCDE是正方形，，BC边的长度为a。在真空中，现有一束单色光从AD的中点M平行AB边射入，折射光线恰好过E点。光在真空中的传播速度为c，求：（1）该玻璃砖的折射率n；（2）从M点入射到第一次从玻璃砖射出所用的时间。  【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据题意可作出光路图如图所示  由几何关系可知由此刻之（2）由上分析可知，光线发生全反射的临界角为故光线在E点发生全反射，并从BC边射出，则15. 如图所示，水平光滑金属导轨PQ、MN间距为，金属棒ab、cd垂直于导轨静止放置。ab棒质量，电阻；cd棒质量，电阻。整个装置处于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中。现给ab棒一个瞬时冲量使其获得水平向左的初速度。导轨电阻不计且都足够长，两棒始终与导轨接触良好且未相撞。求：（1）cd棒能获得的最大速度；（2）全过程cd棒产生的焦耳热；（3）开始时两棒至少多大的间距才能避免相撞。  【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据题意可知，ab棒切割磁感线使回路产生感应电流，从而使cd棒在安培力的作用下开始运动，分析可知ab棒做减速运动，cd棒做加速运动，最终两棒速度相同，回路中感应电流为零，两棒以共同速度做匀速直线运动，设两棒最终的共同速度为，由动量守恒定律有代入数据解得即cd棒能获得的最大速度为。（2）全过程根据能量守恒有全过程cd棒产生的焦耳热联立解得（3）设两棒之间的最小距离为，达到共速所用的时间为，则对cd棒由动量定理有即解得而根据法拉第电磁感应定律有而联立解得16. 如图所示，xOy坐标系的第三象限有一对正交的匀强电场和匀强磁场，磁场的磁感应强度为，方向垂直纸面向里，电场强度，第二象限内有一边界OP与y轴的夹角为，该边界线的左边为垂直纸面向外的匀强磁场，边界线的右边有方向水平向左的匀强电场。一个电荷量、质量的带正电的粒子从M点以射入板间，沿中线MN做直线运动，穿出后从x轴上的N点垂直x轴射入磁场区，随后第一次沿水平方向进入电场，之后多次穿越边界线OP，不计粒子重力，求：（1）磁感应强度的大小以及ON间的距离L；（2）粒子从N点进入磁场到第三次到达分界线OP所需的时间（计算结果可包含）；（3）粒子第四次到达分界线OP时离x轴的距离。  【答案】（1）0.5T，0.8m；（2）；（3）1.12m【解析】【详解】（1）粒子在复合场中沿中线MN做直线运动，表明粒子做匀速直线运动，则有解得粒子进入后做匀速圆周运动，由于随后第一次沿水平方向进入电场，根据几何关系有根据洛伦兹力提供向心力有解得（2）磁场中圆周运动的周期解得磁场中时间电场中做双向匀变速直线运动，则有解得（3）根据上述第三次到达分界线距离O距离之后做类平抛运动，根据几何关系，水平与竖直分位移大小相等，则有，粒子第四次到达分界线OP时离x轴的距离解得