精品解析：云南省丽江市第一高级中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版）

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云南省丽江市一中2022—2023学年下学期高二年级期末考试
高二物理
注意事项：
1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息
2.请将正确答案填写在答题卡上
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题（共8小题，每题3分，共24分）
1. 下列关于物体内能的说法正确的是（　　）
A. 一个分子的动能和分子势能的总和叫做该分子的内能
B. 物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫做物体的内能
C. 当一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化
D. 温度高的物体一定比温度低的物体内能大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB．根据内能的概念可知，物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫做物体的内能，故A错误，B正确；
C．当一个物体的机械能发生变化时，其内能不一定发生变化，故C错误；
D．物体内能除了和温度有关外还和物质的量、物体分子势能（体积）有关，则温度高的物体，则其内能并不一定就大，故D错误。
故选B。
2. 下列现象属电磁驱动的是

A. 磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做
B. 微安表的表头在运输时要把两接线柱短接
C. 自制金属地雷探测器
D. 当图中B变大时，ab在固定光滑导轨上滑动
【答案】AD
【解析】
【详解】A．铝是导体，仪表指针偏转时铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，感应电流又会受到安培阻力，阻碍线圈的转动，故A正确； 
B．连接后由于电磁效应动圈阻尼变得极大，运输时线圈不再容易摆动，可以防止指针打坏，故B错误； 
C．金属探测器由高频振荡器、振荡检测器、音频振荡器和功率放大器等组成，而非电磁驱动，故C错误； 
D．当图中B变大时，回路中产生电流，又产生安培力，故属于电磁驱动，故D正确； 
故选AD。
3. 如图所示，三根长为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里，电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0，导线C位于水平面上且处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力的大小和方向是（　　）

A. ，水平向左 B. ，水平向右
C. ，水平向左 D. ，水平向右
【答案】B
【解析】
【详解】A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0，根据力的平行四边形定则，结合几何的菱形关系，则有：

再由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为

由于导线C位于水平面处于静止状态，所以导线C受到静摩擦力大小为，方向水平向右；
故选B。



4. 在匀强磁场中，有一个原来静止的原子核发生衰变，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，两圆的直径之比为，那么的衰变方程为（　　）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】原子核衰变，产生粒子和反冲核，该过程中满足动量守恒，则

之后两粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有

整理得到

同时因为轨迹是相内切，根据左手定则可以判断出，粒子带负电。同时轨迹的半径之比为

联立得到电量大小之比

所以B选项正确。
5. 如图将某种透明材质的三棱镜置于水中，为其截面，其中，一束由a、b单色光组成的复色光从水中以角度i入射三棱镜再从三棱镜射出，光路如图所示，则（　　）

A. 该材质相对水是光密介质
B. a单色光在该材质中传播速度小于在水中传播速度
C. 增大入射角i，AC界面出射时a光先消失
D. 减小入射角i，AC界面出射时b光先消失
【答案】C
【解析】
【详解】A．由光路图可知，光线在水中的入射角小于在介质中的折射角，可知该材质相对水是光疏介质，选项A错误；
B．因水相对该材料是光密介质，则a单色光在该材质中传播速度大于在水中传播速度，选项B错误；
CD．a光在界面AB上的折射角大于b光，可知a光的折射率较大，根据sinC=1/n可知，a光的临界角较小，则增大入射角i，AC界面出射时a光先消失，选项C正确，D错误；
故选C。
6. 登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力.有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜,他选用的薄膜材料的折射率n＝1.5,所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014Hz ,那么他设计的这种增反膜的厚度至少是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d=Nλ′(N=1,2,…)．因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2．紫外线在真空中的波长是λ=c/v=3.7×10−7 m，
在膜中的波长是λ′=λ/n=2.47×10−7 m，故膜的厚度至少是1.24×10−7 m，故C正确，ABD错误．
故选C.
7. 如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的（　　）

A. 轨迹半径之比为2∶1
B. 速度之比为1∶2
C. 时间之比为2∶3
D. 周期之比为1∶2
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】CD．由牛顿第二定律可得

化简可得，又，联立可得，故两粒子的周期相同，速度的偏转角即圆心角，故粒子1的运动时间

粒子2的运动时间

故时间之比为3∶2，CD错误；

AB．粒子1和粒子2的圆心O1和O2如图所示

设粒子1的半径R1=d，对于粒子2，由几何关系可得

解得，故轨迹半径之比为1∶2，由半径公式可知，速度之比为1∶2，A错误，B正确。
故选B。
8. 如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 子弹射入木块后的瞬间，速度大小为
B. 子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于
C. 子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力大于
D. 子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A．子弹射入木块后的瞬间，子弹和木块组成的系统动量守恒，以v0的方向为正方向，则

解得
v1＝
故A错误；
B．子弹射入木块后的瞬间

解得绳子拉力

故B错误；
C．子弹射入木块后的瞬间，对圆环

由牛顿第三定律知，环对轻杆的压力大于，故C正确；
D．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统只在水平方向动量守恒，故D错误。
故选C。
二、多选题（共4小题，每题4分）
9. 如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2.对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（　　）

A. 单摆的摆长约为2.0m
B. 单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sinπt（cm）
C. 从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大
D. 从t=1.0s到t=1.5s过程中，摆球所受回复力逐渐减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题图乙可知，单摆的周期为T=2s，由单摆的周期公式

可得

A错误；
B．由图乙可知：振幅A=8cm，，角速度

单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sinπt（cm）
B正确；
C．由图乙可知，从t=0.5s到t=1.0s的振动中，摆球从右侧最高点向平衡位置运动，摆球的速度逐渐增大，动能逐渐增大，重力势能逐渐减小，C错误；
D．由图乙可知，从t=1.0s到t=1.5s的的振动中，摆球从平衡位置向左运动到最大位移处，由简谐运动的受回复力特点F=−kx可知，摆球所受回复力逐渐增大，D错误。
故选B。
10. 一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如图上从a到b的线段所示。在此过程中（　　）

A. 气体一直对外做功
B. 气体的内能一直增加
C. 气体一直从外界吸热
D. 气体吸收的热量等于其对外做的功
E. 气体吸收的热量等于其内能的增加量
【答案】BCE
【解析】
【详解】A．因从a到b的p—T图像过原点，由可知从a到b气体的体积不变，则从a到b气体不对外做功，选项A错误；
B．因从a到b气体温度升高，可知气体内能增加，选项B正确；
CDE．因W=0，∆U>0，根据热力学第一定律
∆U=W+Q
可知，气体一直从外界吸热，且气体吸收的热量等于内能增加量，选项CE正确，D错误。
故选BCE。
11. 光从空气斜射进入介质中，比值 常数，这个常数 (　　)
A. 与介质有关
B. 与光在介质中的传播速度无关
C. 与入射角的大小无关
D. 与入射角的正弦成正比，跟折射角的正弦成反比
【答案】AC
【解析】
【详解】在折射定律中，比值=n（常数），这个常数是相对折射率，是由两边介质的性质决定的，故A正确．光在不同介质中的传播速度不同，n与光在两种介质中的传播速度有关，故B错误．n反映介质的性质，由介质决定，与入射角和折射角均无关，所以不能说n与入射角正弦成正比，跟折射角的正弦成反比，故C正确，D错误．故选AC．
12. 如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，下列说法正确的是（ ）

A. 只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖
B. 只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖
C. 通过圆心的光线将沿直线穿过玻璃砖不发生偏折
D. 圆心两侧一定范围外的光线将在曲面发生全反射
【答案】BCD
【解析】
【详解】平行光线从玻璃砖射到右侧圆弧面上，在有些区域会发生全反射，只有部分区域有光射出，光路如图所示：

设光线射到C点时恰好发生了全反射，此时入射角为i，则i=C；在C点的上方，入射角大于临界角，光线发生全反射，在AC范围内没有光线射出，根据对称性可知，玻璃砖下方对称部位，也没有光线射出，所以只有圆心两侧一定范围内的光线在曲面上不发生全反射，能通过玻璃砖，其中通过圆心的光线将沿直线穿出不发生偏折，圆心两侧一定范围外的光线将在曲面产生全反射，故A错误，BCD正确．
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（共2小题）
13. 油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。（以下计算结果均保留2位有效数字）

(1)若每一小方格的边长为10mm，则油酸薄膜的面积为___________m2。
(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为___________m3。
(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为___________m。
(4)为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列哪些措施是可行的___________。
A．油酸浓度适当大一些
B．油酸浓度适当小一些
C．油酸扩散后立即绘出轮廓图
D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
【答案】 ①. 7.8×10-3到8.5×10-3 ②. 1.0×10-11 ③. 1.2×10-9或1.3×10-9 ④. BD
【解析】
【详解】(1)[1]每个正方形的面积为

面积超过正方形面积一半的正方形的个数为80个，则油酸膜的面积约为

(2)[2]每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸体积

(3)[3]把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则分子的直径为

(4)[4]为能形成单分子油膜，油膜浓度应适当小些；绘制轮廓图应在油酸扩散稳定后进行，故BD正确，AC错误。
14. 小明想测量一个电压表的内阻（量程为6V，内阻约为1000Ω），但他手上只有一根带有滑动金属夹的均匀长直电阻丝、一个学生电源（电动势未知）、一个电阻箱、一个灵敏电流计（量程为1mA，内阻很小可忽略）、一个电键、导线若干、一把刻度尺。他首先想到的是用伏安法来设计电路，但发现电流计的量程太小，于是他以惠斯通电桥电路为原理，设计出如图所示的实验电路：

（1）请帮小明同学将实物图按电路图进行连接；（ ）
（2）实验时，先闭合开关S，调节电阻丝上金属夹位置，使电流计的示数为_________，用刻度尺测出此时电阻丝左右两端长度分别为L1、L2，并读出电阻箱的阻值为R0。试用所给字母表示电压表的内阻RV=_____（用所给物理量符号表示）；
（3）实验后，小明发现刻度尺的刻度并不准确，于是他在保持滑片位置不变的情况下，将电压表和电阻箱的位置交换了一下，并重新通过调电阻箱，使电流计的示数为___________读出此时电阻箱的阻值为R1，请用小明所得数据得到电压表的内阻RV=______ （ 用所给物理量符号表示）。
【答案】 ①. ②. 0 ③. ④. 0 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]根据电路图将实物电路连接时，要注意电源即电表的正负极，不能接反。

（2）[2][3]当灵敏电流计示数为0时，滑动变阻器左右两部分电流相等，即左右两部分分压比等于电压表与电阻箱的分压比：，根据电阻定律可知

故

（3）[4][5]因刻度尺的刻度并不准确，故L1、L2不能用，开始时有

互换位置后并重新通过调电阻箱，使电流计的示数为0，有

故

四、计算题（共3小题）
15. 水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的，设整个过程温度保持不变，求：
（i）此时上、下部分气体的压强；
（ii）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。

【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意尔定律可知

解得旋转后上部分气体压强为

旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大，则

解得旋转后下部分气体压强为

（2）对“H”型连杆活塞整体受力分析，活塞的重力竖直向下，上部分气体对活塞的作用力竖直向上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知

解得活塞的质量为

16. 如图所示，在倾角θ＝30°的斜面上固定一间距L＝0.5 m的两平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R，电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B＝0.10 T，垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）．取g＝10 m/s2。
（1）若导轨光滑，要保持金属棒在导轨上静止，求金属棒受到的安培力大小；
（2）若金属棒ab与导轨间的动摩擦因数μ＝，金属棒要在导轨上保持静止，求滑动变阻器R接入电路中的阻值；
（3）若导轨光滑，当滑动变阻器的电阻突然调节为23 Ω时，求金属棒的加速度a的大小。

【答案】（1）0.1 N；（2）3Ω～11 Ω；（3）3.75 m/s2
【解析】
【详解】（1）要保持金属棒在导轨上静止，对金属棒受力分析可得

（2）若金属棒ab与导轨间的动摩擦因数，则金属棒受到的最大摩擦力大小

①当摩擦力沿斜面向上时，有

此时

解得

②当摩擦力沿斜面向下时，有

此时

解得
R2＝3 Ω
故滑动变阻器R接入电路中的阻值在3 Ω和11 Ω之间．
（3）当滑动变阻器的电阻突然调节为23 Ω时，即
R＝23 Ω
有

此时金属棒的加速度

方向沿斜面向下。
17. 如图所示，质量为的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止放置一质量为的物体A，一颗质量为的子弹以水平初速度射入物体A，射穿A后速度变为v，子弹穿过物体A的时间极短．已知A、B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终相对静止。求：
（1）子弹射穿物体A的瞬间物体A的速度大小；
（2）平板车B和物体A的最终速度大小。（设车身足够长）

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）子弹穿过物体A的时间极短，在此过程中，可认为子弹和物体A组成的系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得

解得

（2）对物体A和平板车B组成的系统，以A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得

解得