广东省佛山市2022-2023学年高二下学期期末统考物理试题（解析版）

这是一份广东省佛山市2022-2023学年高二下学期期末统考物理试题（解析版），共16页。
2022~ 2023学年下学期佛山市普通高中教学质量检测
高二物理
满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必清楚地将自己的姓名、准考证号填写在规定的位置，核准条形码上的准考证号、姓名与本人相符并完全正确及考试科目也相符后，将条形码粘贴在规定的位置。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用黑色墨水签字笔或钢笔作答，字体工整、笔迹清楚。
3.考生必须在答题卡各题目的规定答题区域内答题，超出答题区域范围书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持答题卡清洁、完整，不得折叠，严禁在答题卡上做任何标记，严禁使用涂改液和修正带。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选的得0分。
1. 下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波
B. 5G网比4G网传输数据快，是因为5G的电磁波在真空中传播速度更快
C. 蓝牙通讯采用的电磁波和太阳光一样，传播时都可能发生折射、衍射、干涉等现象
D. 红外体温计可发射红外线，进而根据人体反射的红外线来测量人的体温
【答案】C
【解析】
【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，选项A错误；
B．电磁波在真空中传播速度都相同，选项B错误；
C．蓝牙通讯采用的电磁波和太阳光一样，传播时都可能发生折射、衍射、干涉等现象，选项C正确；
D．红外体温计可接收红外线，进而根据人体发出的红外线来测量人的体温，选项D错误。
故选C。
2. 1870年，英国物理学家丁达尔做了“水流导光”的实验。某学习小组进行类似的实验研究，在透明塑料瓶装满水，在其侧面开一小孔，打开瓶盖后，水从小孔流出形成弯曲不散开的水流，用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔，将看到光沿弯曲水流传播的现象，对此下列说法正确的是（　　）

A. 这是一种光的折射现象
B. 这是一种光的全反射现象
C. 这是一种光的衍射现象
D. 该实验证明了光在均匀介质中可以不沿直线传播
【答案】B
【解析】
【详解】当某一频率的激光从水中射向空气时，若入射角大于或等于激光的临界角，则激光会发生全反射，保持在水中传播，从而将看到光沿弯曲水流传播的现象，即该现象是一种光的全反射现象；激光在水中仍沿直线传播，该实验不能证明光在均匀介质中可以不沿直线传播。
故选B
3. 如图所示为一款玩具“弹簧小人”，由头部、弹簧及底部组成，弹簧质量不计、开始弹簧小人静止于桌面上，现轻压头部后由静止释放，小人开始上下振动，头部上升至最高点时，底部不离开桌面，不计阻力，该过程可近似为简谐运动，下列判断中正确的是（　　）

A. 头部上升的时间比下降的时间短
B. 头部上升过程速度先变大再变小
C. 头部上升过程中所受合力越来越小
D. 头部处于平衡位置时弹簧弹性势能最小
【答案】B
【解析】
【详解】A．因头部上下振动可近似为简谐运动，可知头部上升的时间等于下降的时间，选项A错误；
B．根据简谐振动规律可知，头部上升过程速度先变大再变小，选项B正确；
C．头部上升过程中加速度先减小后增加，则所受合力先减小后增加，选项C错误；
D．头部处于平衡位置时，弹簧形变量不为零，且该位置弹簧形变量不是最小的，则此时弹簧弹性势能不是最小，选项D错误。
故选B。
4. 用扁担挑水时，有时桶里的水会荡得厉害，甚至从桶中溅出来。如图，农夫肩上的扁担与木桶（含水）的固有频率是2Hz，下列说法正确的是（　　）

A. 农夫走路的步频越慢，桶里的水晃动得越剧烈
B. 农夫走路的步频越快，桶里的水晃动得越剧烈
C. 农夫走路时扁担与木桶（含水）上下振动的频率与农夫的步频无关
D. 当发现桶里的水晃得很厉害时，适当的把步频加快可减小水的晃动
【答案】D
【解析】
【详解】AB．当农夫走路的步频与桶里的水晃动的固有频率相等时会出现共振，此时水晃动得越剧烈，则农夫走路的步频过快或过慢都不一定使桶里的水晃动得越剧烈，选项AB错误；
C．农夫走路时扁担与木桶（含水）上下振动的频率与农夫的步频相等，选项C错误；
D．当发现桶里水晃得很厉害时，说明水晃动的固有频率与农夫走路的步频相等从而出现了共振，所以适当的把步频加快或放慢都可减小水的晃动，选项D正确。
故选D。
5. 从高处跳下，为了安全着地，需遵循以下几个动作要领：①落地前手臂后伸，脚尖主动触地；②落地时屈膝、弓腰；③落地后手臂从后向前摆。对于人从脚尖触地至站稳的过程，下列分析正确的是（　　）

A. 脚尖先触地是为了减小动量变化量
B. 屈膝是为了减小地面对人体的冲量
C. 手臂从后向前摆可通过减小人的惯性避免前倾
D. 上述三个动作要领都是在延长动量变化的时间
【答案】C
【解析】
【详解】A．人落地时动量变化量是一定的，脚尖先触地是为了增加脚与地面的作用时间，减小人与地面的作用力，选项A错误；
B．人落地时动量变化量是一定的，地面对人体的冲量也是一定的，屈膝是为了增加人与地面的作用时间，减小人与地面的作用力，选项B错误；
C．手臂从后向前摆可通过减小人的惯性避免前倾，选项C正确；
D．上述前两个动作要领都是在延长动量变化的时间，减小人与地面的作用力，选项D错误。
故选C。
6. 如图所示，某同学用三根黑色的细塑料条制成一个如图甲所示的简易的双缝，用激光笔射出的激光穿过双缝到达平整的墙面，在墙面上呈现出如图乙所示的明暗相间的条纹，下列相关说法正确的是（　　）

A. 仅增大墙面与双缝的距离，条纹间距变小
B. 仅增大激光笔与双缝的距离，条纹间距变大
C. 仅减小双缝间距，条纹间距变大
D. 条纹间距与所使用的激光颜色无关
【答案】C
【解析】
【详解】根据条纹间距表达式

可知
A．仅增大墙面与双缝的距离l，条纹间距变大，选项A错误；
B．仅增大激光笔与双缝的距离，条纹间距不变，选项B错误；
C．仅减小双缝间距d，条纹间距变大，选项C正确；
D．条纹间距与所使用的激光的波长有关，即与激光的颜色有关，选项D错误。
故选C。
7. 某人设计了如图所示的LC振荡电路来测量微小物体所受的重力，电容器的上极板是一片弹性金属薄膜，微小物体放置在金属膜中央会使其下凹，测量时先把开关拨到a，电路稳定后再把开关拨到b。通过电流传感器测出电流的频率就能测量出微小物体所受的重力。已知该电路振荡电流的频率满足以下关系式，则下列说法正确的是（　　）

A. 物体质量越大，开关拨向a时，电容器存储的电量越小
B. 开关由a拨向b瞬间，流经电流传感器的电流最大
C. 开关由a拨向b后，该LC电路发生阻尼振荡，但周期不变
D. 测量时，传感器检测到的电流频率越大，表示物体质量越大
【答案】C
【解析】
【详解】A．物体质量越大，金属膜被压弯的程度越大，平行板间的距离减小，由

知，电容器的电容增大，由

开关拨向a时，电势差不变，物体质量越大，电容器存储的电量越大，A错误；
B．开关由a拨向b瞬间，产生振荡电流，流经电流传感器的电流为零，B错误；
C．振荡电流的周期为

开关由a拨向b后，电容不变，振荡电流周期不变，C正确；
D．测量时，传感器检测到的电流频率越大，由

知电容越小，由

得平行板间的距离增大，表示物体质量越小，D错误。
故选C。
8. 运动员持球竖直起跳后，如图在空中某位置将球推出，投出的篮球做斜抛运动，下列相关说法正确的是（　　）

A. 在空中将球推出的过程中，运动员与篮球组成的系统动量守恒
B. 在空中将球推出的过程中，运动员与篮球组成的系统机械能守恒
C. 在空中将球推出的过程中，运动员对球作用力的冲量等于球的动量变化量
D. 篮球在斜抛运动的上升和下落过程中，所受重力的冲量持续增加
【答案】D
【解析】
【详解】A．在空中将球推出的过程中，运动员与篮球组成的系统受重力作用，即所受合外力不为零，因此系统动量不守恒，故A错误；
B．在空中将球推出的过程中，运动员体内的化学能转化为了该系统的机械能，因此运动员与篮球组成的系统机械能增加，故B错误；
C．篮球在空中被运动员推出的过程中受到重力与运动员对篮球的作用力，根据动量定理的内容可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，因此篮球动量的变化量应等于重力的冲量与运动员对篮球作用力的冲量的矢量和，故C错误；
D．冲量为力在时间上的累计，即

因此可知，篮球在斜抛运动的上升和下落过程中，所受重力的冲量持续增加，故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不选的得0分。
9. 小明制作一个远距离光传音装置，结构如图所示，用互感器以及激光头组成的电路对音乐信号进行调制，使得激光亮度随音乐发生变化，在远处的接收电路中，被激光照射的敏感元件的电阻值会随激光亮度变化而变化，从而使得定值电阻两端电压发生相应的变化，再用扩音器把电信号转化成音乐，下列相关说法正确的是（　　）

A. 敏感元件可以是光敏电阻
B. 激光频率会随音乐的变化而变化
C. 流经激光头的电流强度随音乐的变化而变化
D. 传音距离“远”是利用了激光的平行度好、亮度高的特点
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．因被激光照射的敏感元件的电阻值会随激光亮度变化而变化，则敏感元件可以是光敏电阻，选项A正确；
B．激光亮度随音乐发生变化，但是激光频率不随音乐的变化而变化，选项B错误；
C．随音乐的变化，互感器上的电流发生变化，则流经激光头的电流强度随音乐的变化而变化，选项C正确；
D．传音距离“远”是利用了激光的平行度好、亮度高的特点，选项D正确。
故选ACD。
10. 图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0s时的波形图，M、N、P是介质中的三个质点，M的平衡位置x=0.5m，N的平衡位置x=1.5m，P的平衡位置x=2m；图乙为P点的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A. 这列波沿x轴正方向传播
B. 这列波的传播速度大小为1m/s
C. t=0s，M与N的加速度方向相反
D. 从0~4s内，P点通过的路程为16cm
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据振动图像，t=0s时质点P沿y轴负向振动，结合波形图可知，这列波沿x轴负方向传播，选项A错误；
B．这列波的传播速度大小为

选项B正确；
C．t=0s，M与N的加速度方向都沿y轴负向，方向相同，选项C错误；
D．从0~4s内，即一个周期中，P点通过的路程为4A=16cm，选项D正确。
故选BD。
11. 如图所示，质量M=4kg的木板静止在光滑水平面上，木板上表面粗糙且左端连有一轻弹簧，一质量为m=2kg的小铁块以水平速度从木板的右端沿板向左滑行，压缩弹簧后又被弹回，恰好能回到木板右端并与木板保持相对静止，在上述过程中（　　）

A. 弹簧具有的最大弹性势能为12J
B. 木板具有的最大速度为2m/s
C. 铁块具有最小速度为2m/s
D. 两者摩擦产生的总热量为24J
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据题意可知，铁块和木板组成的系统动量守恒，设弹簧被压缩至最短时该系统的共同速度为，铁块相对木板向左运动时，相对木板的最大位移为，滑行过程中的摩擦力大小为，则在物块相对于木板向左运动，直至弹簧被压缩至最短的过程中，根据能量守恒有

而铁块最终到达木板最右端与木板共速，则铁块相对木板运动的整个过程中，根据能量守恒有

又弹簧被压缩至最短时与铁块运动到木板最右端时两者共速，根据动量守恒定律有

联立解得
，，
两者摩擦产生的总热量等于摩擦力与相对位移的乘积，可知

故AD正确；
B．铁块从滑上木板直至弹簧被压缩至最短的过程中，铁块对木板的摩擦力和弹簧的弹力均对木板做正功，木板的速度始终增大；而当弹簧开始恢复原长直至恢复原长的过程中，弹簧的弹力继续对木板做正功，摩擦力对木板做负功，但该过程中克服摩擦力做的功小于弹力做的功，当弹簧恢复原长时木板的速度达到最大值，之后铁块与木板继续发生相同滑动，之后摩擦力对木板始终做负功，木板的速度开始减小，直至铁块滑至木板最右端时两者共速，而由以上分析可知，共速时的速度大小为，因此可知，木板具有的最大速度大于2m/s，故B错误；
C．根据B中分析可知，铁块在压缩弹簧至最短的过程中，摩擦力与弹簧的弹力始终对铁块做负功，铁块的速度始终减小，直至弹簧被压缩至最短的瞬间两者达到共速，共速时的速度大小为2m/s，之后在弹簧恢复原长的过程中，弹簧与摩擦力都对铁块做负功，则在这个过程中，铁块的速度会减小，因此可知，铁块具有的最小速度小于2m/s，故C错误。
故选AD。
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
12. 智能手机自带许多传感器，某同学想到使用其中的磁感应强度传感器，结合单摆原理测量当地的重力加速度。具体操作如下：

a．用游标卡尺测量小钢球的直径d，测得结果如图甲所示，其读数d=___________mm；
b．将细绳一端固定在O点，另一端系一小钢球，用毫米刻度尺测量出细绳的长度L；
c．如图乙所示，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一手机，打开手机中测量磁感应强度的应用软件；
d．使单摆小角度摆动，每当钢球经过手机时，磁传感器会采集到一个磁感应强度的峰值。采集到磁感应强度随时间变化的图像如图丙，由图得单摆的周期T=___________s（保留两位有效数字）；
e．若该同学把O点到钢球中心的距离作为单摆摆长，则重力加速度的表达式可表示为___________（用L、d、T进行表示）；
f．根据以上操作，该同学实验得出重力加速度值与当地重力加速度相比会___________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）
【答案】 ①. 10.2 ②. 2.0 ③. ④. 偏小
【解析】
【详解】[1]根据图甲可知，该游标卡尺的游标尺为10分度值，则可知精度为0.1mm，且游标尺第2格与主尺刻度线对齐，而主尺读数为10mm，则可知小钢球的直径

[2]当磁场最强时，摆球在手机的正上，即单摆的最低点，根据磁感应强度随时间变化的图象，可知相邻两次磁场最强的时间为单摆的半个周期，由此可得单摆的周期为

[3]由题意可知，单摆的摆长为

根据单摆的周期公式

可得

[4]单摆的回复力来自重力的分量，当摆球下方吸附磁铁后，整体不再是规则的几何形状，摆球的重心不再是其几何中心，相应的下移，若仍然用O点到摆球几何中心的距离作为摆长，则根据重力加速度与摆长的关系式可知，所测重力加速度将偏小。
13. 某同学利用可伸缩万向支架、激光笔和长方体透明水槽测量水的折射率，如图激光笔固定在万向支架上，调节高度和角度，使激光平行于水槽正立面（下图中所示的横截面），从水槽的左上角射入，用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部的光点A。往水槽内缓慢注入清水，直到水面高度接近水槽高度的一半，用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部光点B（图中未画出）和水面CD，在水槽正立面用记号笔画直线，连接水槽左上角和A点，相交CD于E点，用刻度尺分别测量EA的长度，EB的长度，水面CD距水槽底部高度h=12.0cm。由此可得：

（1）B点处于A点的___________侧（填左、右）。
（2）激光入射角的正弦值sini=___________（结果保留两位有效数字）。
（3）水的折射率n=___________（结果保留三位有效数字）。
（4）要使得测量到水的折射率更准确，实验操作可采取的措施有（答一点即可）：___________。
【答案】 ①. 左 ②. 0.80 ③. 1.33 ④. 保证可伸缩万向支架与透明水槽所处平面水平
【解析】
【详解】（1）[1]由于激光在水面发生折射，而光从光疏介质射入光密介质时，入射角大于折射角，做出光路图如图所示

可知，B点位于A点的左侧。
（2）[2]根据几何关系可知，激光入射角的正弦值

（3）[3]根据折射定律可知水的折射率为

而

代数数据解得

（4）[4]进行多次测量以减小偶然误差，提高准确度；保证可伸缩万向支架与透明水槽所处平面水平。
四、简答题：本大题共1小题，共8分。
14. 某同学用双手同步按压浮在水面上的两个浮球，原本平静的水面上出现如图所示的水波，图中可见有几条线状的平静区域，相邻两平静区域之间有起伏的水波。问：
（1）这是波的什么现象，两只手按压浮球的频率有什么要求？
（2）其他条件不变，若双手不再同步按压浮球而是上下交替按压，水面现象是否发生变化？如不变，请说明理由；若有变化，请简要描述水面会有怎样的变化。

【答案】（1）干涉现象，按压频率相同；（2）会发生变化，见解析
【解析】
【详解】（1）这是波的干涉现象，而要产生稳定的干涉图样则必须要求两列波的频率相同且相位差恒定，则可知产生如图所示的稳定的干涉图样则必须要求两只手按压浮球的频率相同。
（2）会发生变化。虽然按压的频率没有发生变化，但两只手的振动步调相反，因此产生的两列水波的振动步调相反，之后水面仍热会形成稳定的干涉图样，但相比两手同步按压，水面上原来平静的区域出现了起伏的水波，而原来水波起伏的区域变得平静。
五、解答题：本大题共2小题，共26分。按题目要求作答。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。
15. 如图所示，某种均匀透明介质制作成的圆柱体长度为，直径为，现有一束激光从圆柱体上端圆面中心O点射入介质中，与圆柱中轴线夹角为。
（1）当时，折射光线刚好能从圆柱体底面边缘射出（不考虑光在圆柱体侧面上的反射），则该介质的折射率为多大；
（2）以不同角度从O点射入的光线，都不能从圆柱体的侧面射出，则该介质的折射率至少为多大。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）当时，折射光线刚好能从圆柱体底面边缘射出，可知折射角

则折射率

（2）若，则折射角为C，此时射到圆柱体的侧面的光线也能发生全反射，则由几何关系可知
C=45°
则折射率

即该介质的折射率至少为。
16. 一根粗糙圆筒竖直固定，筒内有一质量为m=1kg的圆柱体小滑块，滑块与圆筒存在挤压，滑块在摩擦力的作用下静止在距圆筒底端h=6.2m处。现将一个直径略小于圆筒内径、质量为M=1kg的光滑弹性小球，距离滑块高度差为H=1.25m处静止释放，接下来小球将与滑块发生多次弹性碰撞，碰撞时间极短，不计空气阻力，假设圆筒对滑块滑动摩擦力恒为f=20N，重力加速度g取10m/s²。滑块与小球均可视为质点，求：
（1）小球与滑块第一次碰撞后，各自速度为多大；
（2）在第一第二次碰撞之间这段时间内，两物体相距的最大距离L；
（3）滑块从刚开始与小球碰撞到离开圆筒，所用的时间t。

【答案】（1）5m/s，0；（2）0.625m；（3）2.4s
【解析】
【详解】（1）小球下落H时的速度

小球和滑块碰撞时动量守恒机械能守恒，则


解得
v1=5m/s

（2）第一碰后，小球做自由落体运动，滑块向下做匀减速运动，加速度大小为

两物体相距最远时速度相等，即

解得
t＇=0.25s
v=2.5m/s
此时两球相距最远距离

（3）当滑块速度减为零时经过的时间

下滑的距离

此过程中小球下落的距离

即此时小球恰好与滑块第二次相碰，此时小球的速度5m/s；同理碰后小球与滑块再次交换速度，即碰后小球速度为零，滑块速度，以后运动过程与前一次相同，当两者第三次碰撞时，滑块下落h2=1.25m…….当两者第五次碰撞时滑块一共下滑了5m，则剩下的1.2m的时间，根据

即

解得
t5=0.4s
（另一值0.6s舍掉）则滑块从刚开始与小球碰撞到离开圆筒，所用的时间