[物理]陕西省榆林市2022-2023学年高二下学期7月期末试题（解析版）

这是一份[物理]陕西省榆林市2022-2023学年高二下学期7月期末试题（解析版），共21页。
1．本试卷共6页，满分100分，时间90分钟．
2．答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上．
3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．
4．考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理：试题不回收．
第Ⅰ卷（选择题共48分）
一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，计48分．在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12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，有选错或不答的得0分）
1. 物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用．下图中的四种器件在工作时利用了电磁感应现象的是（ ）
A. 真空冶炼炉
B. 回旋加速器
C 质谱仪
D. 示波器
【答案】A
【解析】A．真空冶炼炉的工作原理是在线圈中接入高频电流，炉内金属中产生涡电流，使炉内金属发热融化，利用了电磁感应现象，故A正确；
B．回旋加速器利用磁场使带电粒子旋转，电场使粒子加速，故B错误；
C．质谱仪是利用电场加速，磁场使粒子偏转，不是电磁感应现象，故C错误；
D．示波器是利用电场加速并使粒子在电场中偏转，故D错误。
故选A。
2. 在光电效应实验中，用两种单色光先后照射同一种金属表面，都能产生光电效应。对于这两个过程，下列四个物理量中一定相同的是（ ）
A. 遏止电压B. 饱和光电流
C. 光电子的最大初动能D. 逸出功
【答案】D
【解析】C．根据光电效应方程
可知两种单色光先后照射同一种金属表面，光电子的最大初动能不同，故C错误；
A．遏止电压为
可知两种单色光先后照射同一种金属表面，遏止电压不同，故A错误；
B．饱和光电流与单色光的光强有关，饱和光电流不一定相同，故B错误；
D．同一种金属的逸出功相同，故D正确。
故选D。
3. 以相同初速度将甲、乙两个小球同时竖直向上抛出并开始计时，甲球所受空气阻力可忽略，乙球所受空气阻力大小与速率v成正比。下列小球上升阶段的v-t图像中正确的是（ ）（B、D图像中，甲、乙图线在与时间轴t的交点处斜率相等）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】甲球竖直向上抛出，甲球所受空气阻力可忽略，有
乙球竖直向上抛出，乙球所受空气阻力与速率v成正比，有
可知乙球的加速度大于甲球的加速度，运动相同时间内乙球的速度更小，乙球先上升至最高点。运动中随着速度的减小，乙球的加速度逐渐减小，当乙球上升至最高点时，速度为零，此时乙球的加速度为，与甲球的加速度相同。
故选B。
4. 在如图所示的某地远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，如果发电厂的输出功率增大为原来的2倍，输电线上损耗的功率将增大为原来的（ ）
A. 1倍B. 2倍C. 4倍D. 8倍
【答案】C
【解析】因为发电厂的输出电压不变，即升压变压器的原线圈电压不变，由
可知，匝数比不变，升压变压器的副线圈电压也不变；当发电厂的输出功率增大为原来的2倍时，根据公式
得
即输电线的电流变为原来的两倍，又根据公式
输电线的电阻不变，可知输电线上损耗的功率将增大为原来的4倍。
故选C。
5. 随着集成电路的广泛应用，对集成度的要求越来越高，集成度越高，各种电子元件越微型化，图中和是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体．的边长是边长的5倍，通过两导体电流方向如图，下列说法正确的是（ ）

A. 电阻B. 电阻
C. 电阻D. 电阻
【答案】A
【解析】根据电阻定律有
和是材料相同、厚度相同，所以。
故选A。
6. 汽车通过拱形桥顶时行驶速度过大将失去控制、无法转向，造成安全隐患，故拱形桥上都会有限速标志，某拱形桥桥面圆弧对应的半径为，汽车以限速标志对应的速度通过桥面顶点时对桥面的压力是其重力的0.5倍，取，则该限速标志所示速度为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据牛顿第三定律，桥面对车的支持力也是重力的0.5倍，则有
可得该限速标志所示速度为
故选B。
7. 粒子以某一初速度接近重金属核，其运动轨迹如图所示，为轨迹上的三点，点离重金属核最近，点比点离重金属核更远。在重金属核产生的电场中，下列说法正确的是（ ）

A. 点的电场强度比点大
B. 点的电势最低
C. 粒子从点运动到点过程中，电势能一直增大
D. 粒子从点运动到点过程中，速度一直增大
【答案】B
【解析】A．由点电荷电场的电场强度公式
可得离重金属核最近的N点电场强度最大，故A错误；
B．离正点电荷场源最近的N点的电势最高，最远的Q点电势最低，故B正确；
CD．α粒子为氦原子核，故带正电，又因为
所以从M点运动到Q点过程中，电场力先做负功再做正功，α粒子的速度先减小再增加，电势能先增大再减小，故CD错误。
8. 如图甲所示，光滑水平面上静置一足够长的木板Q，小滑块P放置于其上表面，木板Q在水平拉力F作用下，加速度a随拉力F变化的关系图像如图乙所示，则小滑块P的质量为（ ）
A. 2kgB. 3kgC. 4kgD. 5kg
【答案】A
【解析】刚开始PQ两个一起做加速运动，根据牛顿第二定律可知
F = (mP＋mQ)a
结合图像斜率可知
mP＋mQ = 3kg
当加速度大于等于2m/s2，PQ分开各自加速，设Q受到的摩擦力大小为f，根据牛顿第二定律可知
F－f = mQa
结合图像斜率可知
mQ = 1kg
联立以上公式可求得
mP = 2kg
故选A。
9. 滑雪运动员开展滑雪训练可简化为如下模型：将运动员（包括滑板）简化为质点，运动员以某一初速度从足够长的山坡底端向上冲，取坡底为零势能面。运动员的机械能和重力势能随离开坡底的高度的变化规律如图所示，重力加速度，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）

A. 运动员的质量为
B. 运动员的初速度为
C. 运动员向上冲的过程克服摩擦力做功为
D. 运动员再次回到坡底时机械能为
【答案】AC
【解析】A．运动员的质量为
故A正确；
B．根据
运动员的初速度为
故B错误；
C．运动员向上冲的过程克服摩擦力做功为
故C正确；
D．运动员再次回到坡底时机械能为
故D错误。
10. “儿童散学归来早，忙趁东风放纸戒”。一小孩站在水平地面上放风筝，慢慢地释放拉线，风筝越飞越高，先后经过同一竖直面的两点，如图所示，若风筝在两点时，拉线的张力大小相等，风筝的重力不能忽略，小孩受到的风力不计，则风筝在点时（ ）

A. 小孩受到地面的支持力比在点时的小
B. 小孩受到地面摩擦力比在点时的大
C. 风筝受到的风力方向与在点时的相同
D. 风筝受到的风力比在点时的小
【答案】BD
【解析】AB．根据题意，对小孩受力分析，受重力、地面的摩擦力、地面的支持力和绳子的拉力，如图所示

由几何关系有
风筝在b点时，拉力F的大小不变，与水平面夹角变大，可知，f变小，FN变小，即小孩受到地面的支持力比在a点时的小，受到地面的摩擦力比在a点时的小，故A错误，B正确；
CD．根据题意，在a、b两点分别对风筝受力分析，由共点力平衡的特点可知，风筝受到风力与绳子拉力和风筝重力的合力等大反向，如图所示

由平行四边形法则可知，风筝受到的风力方向与在a点时的不同，由于绳子的拉力和风筝的重力大小不变，在b时两个力间夹角小，则合力大，即风筝受到的风力比在a点时的大，故C错误，D正确。
11. 如图所示，金属棒在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑，导轨间串联一个电阻，两导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，金属棒和导轨的电阻不计，设下落过程中，电阻上消耗的最大功率为，要使消耗的电功率增大到，保持各选项中其它条件不变，可采取的方法是（ ）

A. 使的阻值增加为原来的两倍
B. 使的质量增加为原来的两倍
C. 使匀强磁场的磁感应强度减为原来的一半
D. 使长度增加为原来的两倍（保持的质量不变），导轨间距也变为原来的两倍
【答案】BC
【解析】电阻上达到最大功率时有
金属棒的最大速度
电阻上的最大功率为
A．使的阻值增加为原来的两倍，消耗的电功率增大到，故A错误；
B．使的质量增加为原来的两倍，消耗的电功率增大到，故B正确；
C．使匀强磁场的磁感应强度减为原来的一半，消耗的电功率增大到，故C正确；
D．使长度增加为原来的两倍（保持的质量不变），导轨间距也变为原来的两倍，消耗的电功率减小到，故D错误。
12. 中国空间站是我国建成的国家级太空实验室。下表是一些有关空间站和月球在轨运动的有关数据，两者均可视为绕地球做匀速圆周运动。利用万有引力常量和表中的信息可以估算出的是（ ）
A. 地球的质量
B. 地球的平均密度
C. 月球公转的线速度
D. 月球表面的重力加速度
【答案】ABC
【解析】AB．已知空间站运动周期、空间站离地高度、地球半径，则由
可以求地球质量，由
可以求地球密度，故AB正确；
C．由
可以求月球到地球的距离，根据
可以求月球的公转的线速度，故C正确；
D．由
可知，因为月球质量未知、月球半径未知，无法求出月球表面的重力加速度，故D错误。
第Ⅱ卷（非选择题共52分）
二、非选择题：包括必考题和选考题两部分，13~16题为必考题，每个考生都必须作答；17、18题为选考题，考生应按要求作答。
（一）必考题（共4小题，计40分）
13. 在探究自由落体运动规律的实验中，小林利用如图1所示实验装置通过规范实验操作得到如下一条纸带，每5个点取一个计数点，分别标上字母A、B、C、D、E，对纸带上各计数点的距离进行了测量，数据如图2，请根据测得数据进行计算并回答以下几个问题（已知电源频率为）。

（1）对于本实验，下列说法正确的有_________（填选项前的字母）
A．电磁打点计时器应该接低压直流电源
B．实验时，应该先接通电源，后释放重物
C．释放重物前，重物应尽可能远离打点计时器
D．为了尽可能减小空气阻力影响，应该用体积较大的物体作为重物
（2）打点时重物的速度_________（计算结果保留三位有效数字）
（3）根据纸带计算出当地的重力加速度_______（计算结果保留三位有效数字）
【答案】（1）B （2）1.94 （3）9.67
【解析】（1）[1] A．电磁打点计时器应该接低压交流电源，故A错误；
B．实验时，应该先接通电源，后释放重物，故B正确；
C．释放重物前，重物应尽可能靠近打点计时器，以获得更多的点，故C错误；
D．为了尽可能减小空气阻力的影响，应该用质量较大，体积较小的物体作为重物，故D错误；
（2）[2]打点时重物的速度为
（3）[3]根据逐差法可解得
14. 某同学为测定电池的电动势和内阻，设计了图甲所示的电路。其中定值电阻阻值为、电流表内阻可忽略不计。由于一时没有找到适合的滑动变阻器，于是选择用一根均匀电阻丝代替（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹P，金属夹P的电阻可忽略）。
（1）根据图甲完成图乙中实物连线__________。

（2）用欧姆表测量电阻丝的总电阻，先将选择开关旋至“×”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，结果发现欧姆表指针偏角太大，则应将选择开关旋至___________（选填“x1”或“×100”）挡并重新进行___________。最终正确测量出电阻丝的总电阻为R。
（3）用游标卡尺测量电阻丝的总长度L，示数如图丙所示，则L=___________mm。

（4）实验前，将P移到金属丝___________位置（选填“a”或“c”），合上开关S，调节金属夹的位置，依次测量出接入电路中的电阻丝长度x和电流表示数I，该小组同学根据实验数据描绘函数图像如图丁所示，图线斜率为k，与纵轴截距为b，该电池电动势和内阻可表示为E=___________，r=___________。（用、R、k、b、L表示）

【答案】（1）见解析 （2） 欧姆调零 （3）102.30 （4）c
【解析】（1）[1]根据电路图连接实物图如图所示

（2）[2][3]发现欧姆表指针偏角太大，说明电阻丝阻值较小，应将选择开关旋至，重新进行欧姆调零。
（3）[4]游标卡尺的最小分度值为0.05mm，主尺读数为102mm，游标尺的第6条刻线和上面刻线对齐，则游标尺读数为
，
则电阻丝的总长度为
（4）[5]为保护电路，实验前应将滑动变阻器调至最大值，即将P移到金属丝c处，
（5）[6][7]接入电路的电阻丝长度为x时，电阻为
根据闭合电路欧姆定律有
解得
由图像可知
解得
15. 如图所示，质量的滑块静止放置于光滑平台上，的左端固定一轻质弹簧。平台右侧距水平地面高．平台左侧的光滑圆弧轨道与平台平滑连接，圆弧轨道半径，其左侧端点与圆弧圆心的连线与竖直方向的夹角。现将滑块从点由静止开始释放，滑块滑至平台上挤压弹簧，经过一段时间弹簧恢复原长后，滑块离开平台落到水平地面上的点，点到平台右侧的水平距离为，重力加速度大小，滑块、均可视为质点，不计空气阻力，求：

（1）滑块刚离开平台时的速度大小；
（2）滑块的质量；
（3）该过程中弹簧弹性势能的最大值。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）离开平台后做平抛运动，竖直方向
水平方向有
联立解得
（2）滑块达到最低点的速度大小为，根据动能定理可得
取向右为正方向，根据动量守恒定律可得
根据机械能守恒定律可得
联立解得
（3）当滑块、速度大小相等时弹簧弹性势能最大，取向右为正方向，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律可得
16. 如图所示，之间加有电压恒为的加速电场，高度足够高、宽度为的虚线框内有匀强偏转场（电场或磁场），电子枪中发出的电子束（初速度可视为零）在之间加速后以一定的速度水平射入偏转场，速度方向改变后离开偏转场，调整靶环位置，可使电子打在圆形靶环中心点。已知电子质量为、电量为，忽略电子间相互作用，电子重力不计。

（1）若虚线框内为垂直纸面的匀强磁场，且，求偏转磁场的磁感应强度的大小和方向及电子在磁场中运动的时间；
（2）若虚线框内为竖直方向的匀强电场，且，求偏转电场的电场强度的大小和电子离开偏转电场时的动能。
【答案】（1），垂直纸面向里，；（2），
【解析】（1）电子经过电场加速过程，根据动能定理可得
电子带负电，根据左手定则可知磁感应强度方向垂直纸面向里，电子在磁场中的轨迹如图所示，由几何关系可得

根据牛顿第二定律可得
联立解得
由左手定则可知，磁场方向垂直直面向里
电子在磁场中运动的时间
代入数据可得
（2）电子在偏转电场中做类平抛运动，设在偏转电场中运动时间为，则有
联立可得
又由
电子离开电场时的动能为
联立解得
（二）选考题（12分．请考生从所给的2道题目中任选一题作答，并在答题卡指定位置答题．如果多做，则按所做的第一题计分）
【选修3-3】（12分）
17. 卡塔尔世界杯聚集来自世界各地的球迷，为了保障球迷安全，储备了大量的氧气瓶，赛前医疗团队对氧气瓶做检测时发现一氧气瓶内的氧气图如图所示，瓶内氧气视为理想气体，外界环境温度不变，下列关于瓶内氧气从状态1变化到状态2的过程分析正确的是（ ）

A. 氧气瓶正在漏气
B. 单位时间内撞击氧气瓶单位面积的分子数增多
C. 瓶内氧气温度降低的主要原因是氧气对外做功
D. 瓶内每个氧气分子的动能都减小
【答案】AC
【解析】A．根据题意可知，状态1变化到状态2的过程，状态1与绝对零度连线的斜率大于状态2与绝对零度连线的斜率，由此可知质量不变时状态2气体的体积大于状态1气体的体积，所以氧气体积变大，可说明氧气瓶正在漏气，故A正确；
B．气体体积变大，分子数密度变小，温度减小，分子的平均动能也降低，根据气体压强的微观解释可知，单位时间内撞击氧气瓶单位面积的分子数减少，故B错误；
CD．状态1变化到状态2的过程中体积变大，气体对外做功W＜0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知气体内能减小，温度降低，气体分子热运动的平均动能降低，但不是每个分子的动能都减小，故C正确，D错误；
故选AC。
18. 气象气球是进行高空气象观测的平台。首先用聚脂薄膜材料制成气球的球皮，然后对它充以比空气密度小的气体，之后密封好，气球就可以携带仪器升空探测了。某气象气球升至地球平流层时，平流层的气压为P。从早上至中午，由于阳光照射，气球内气体的内能增加了，气球有微小膨胀，半径由膨胀到，已知早上气球内气体温度为。假设气球内的气体压强始终等于平流层气压，求中午时气球内气体的温度和早上至中午气球内气体吸收的热量Q。

【答案】，
【解析】早上气体体积
中午气体体积
从早上至中午，气球内的气体做等压变化
得
气球膨胀过程，气体压强为P，气体对外做功
由热力学第一定律
解得
【选修3-4】（12分）
19. 甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源两点沿轴相向传播，波速为，振幅相同，某时刻的图像如图所示，则（ ）

A. 甲、乙两波的起振方向相反
B. 甲、乙两波的频率之比为
C. 甲、乙两波在相遇区域会发生稳定干涉
D. 再经过，平衡位置在处的质点加速度方向向上
【答案】AD
【解析】A．根据波的传播方向，由波形图可得甲波起振方向向下，乙波起振方向向上，两波起振方向相反，故A正确；
B．由图可得甲、乙两波波长之比为2:3，根据
可知频率之比为3:2，故B错误；
C．由于甲、乙两波的频率不相等，甲、乙两波在相遇区域会不发生干涉，故C错误；
D．根据波的传播，再经过3s，由公式得
即再经过3s，甲波向右传播6m，恰好甲波的波谷传播到处；乙波的波峰传播到在处所用时间为
即再经过3s，平衡位置在处质点合位移为负，加速度方向向上，故D正确。
故选AD。
20. 一半径的圆形玻璃柱，横截面如图所示，O为圆反射层心，下半部分涂有反射层。一束单色光从真空中沿方向平行于直径射到玻璃柱的D点，与间距离，若该光束射入球体经B点反射后由E点再次折射回真空中，此时的出射光线刚好与入射光线平行，已知光在真空中的速度为，求：
（1）玻璃柱的折射率；
（2）光在玻璃柱中的传播时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）光路图如图所示
由几何关系可得
得
由图可知
所以介质球得折射率
（2）光束在玻璃柱内经历的光程
又因为光在球内传播的速度
所以，光束在介质球内经历的总时间为
物理量
空间站运动周期
空间站离地高度
月球公转周期
地球半径
数值
约
约为
约27.3天
约