西宁市第十四中学2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷(含答案)

这是一份西宁市第十四中学2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷(含答案)，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图所示，“L”型导线固定并垂直于磁场放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中、已知，垂直。导线通入恒定电流I时，导线受到的安培力大小为( )
A.B.C.D.
2．如图所示，一细光束从空气经界面折射入平行玻璃砖，由界面出射至空气时分为了两束。下列说法正确的是( )
A.出射的a、b光必平行
B.在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度
C.若增大入射角θ，在下侧，出射光a、b将先后消失
D.若用a、b光分别照射同一双缝干涉装置，形成的条纹间距a光大于b光
3．如图甲所示是以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为该弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法正确的是( )
A.在时，弹簧振子可能运动到B位置
B.在与两个时刻，弹簧振子的速度相同
C.从到的时间内，弹簧振子的动能持续地增加
D.在与两个时刻，弹簧振子的加速度相同
4．如图所示，一砂袋用无弹性轻细绳悬于O点，开始时砂袋处于静止状态，一弹丸以水平速度击中砂袋后未穿出，二者共同摆动。若弹丸质量为m，砂袋质量为，弹丸和砂袋形状大小忽略不计，弹丸击中沙袋后漏出的沙子质量忽略不计，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法中正确的是( )
A.弹丸打入砂袋过程中，细绳所受拉力大小保持不变
B.弹丸打入砂袋过程中，系统动量不守恒
C.弹丸打入砂袋过程中所产生的热量为
D.砂袋和弹丸一起摆动所达到的最大高度为
5．用质谱仪测量带电粒子的比荷，其原理如图所示，A是粒子源，释放出的带电粒子（不计重力）经小孔飘入电压为U的加速电场（初速度可忽略不计），加速后经小孔进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后打在照相底片上的D点.测得D点到的距离为d，则该粒子的比荷等于( )
A.B.C.D.
6．如图所示，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线电阻，电阻，管内磁场的磁感应强度B的图象如图所示（以向右为正方向），下列说法错误的是( )
A.通过电阻R的电流方向是从C到AB.电阻R两端的电压为4V
C.感应电流的大小为1AD.内通过R的电荷量为2C
7．如图所示的变压器为理想变压器，，两定值电阻的阻值均为R，在原线圈两端接入电压为U的正弦交流电源。若仅用导线连接a、b，变压器原线圈输入的功率为P;若仅用导线连接c、d，变压器原线圈输入的功率为；若用导线连接a、，再用导线连接b、d，变压器原线圈输入的功率为( )
A.B.C.D.
二、多选题
8．如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图，P、Q是波传播路径上的两个质点，时刻，质点P的位移为，质点Q在平衡位置。从零时刻起，质点Q的振动方程为，则下列判断正确的是( )
A.波沿x轴负方向传播
B.波的传播速度大小为
C.从图示时刻开始，质点P比质点Q先到达波谷
D.质点P比质点Q振动超前
9．如图所示，两平行金属板P、Q水平放置，板间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为，方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个带正电的粒子在两板间沿中心线做匀速直线运动。粒子通过两平行板后从O点进入磁感应强度为，方向垂直纸面向外的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板上的A点，测得O，A两点间的距离为L，不计粒子重力，则( )
A.金属板P电势高
B.粒子在P、Q两板间做匀速直线运动的速度大小
C.粒子的电荷量与质量之比
D.粒子在磁场中运动的时间为
10．如图所示，匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的磁场方向均沿水平方向垂直纸面向外，两磁场边界水平，磁场宽度均为L，磁场Ⅰ下边界到磁场Ⅱ上边界间距为，磁场Ⅰ的磁感应强度大小为B。边长为L、电阻为R的单匝正方形金属线框在垂直于磁场的竖直平面内，开始时边离磁场Ⅰ上边界距离为，由静止释放金属线框，线框在向下运动的过程中始终在竖直面内，且边始终水平，线框分别匀速穿过磁场Ⅰ、Ⅱ，重力加速度为g，忽略空气阻力，则下列判断正确的是( )
A.金属线框的质量为
B.磁场Ⅱ的磁感应强度大小为
C.线框经过磁场Ⅰ产生的焦耳热小于经过磁场Ⅱ产生的焦耳热
D.线框经过磁场Ⅰ、Ⅱ产生的总焦耳热为
三、计算题
11．一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如图所示，图线的反向延长线经过坐标原点O，此过程中，气体吸收了的热量。已知气体在状态a时的压强为，求：
（1）气体从a到b的过程中，气体的压强是否发生了变化，并说明理由；
（2）气体从a到b的过程中，气体的内能增加了多少？
12．如图所示，两根足够长平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场向垂直斜面向上，质量的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计，金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好，不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数，，，取。
（1）求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度；
（2）求金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R的最大电功率；
（3）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为，求流过电阻R的总电荷量q。
13．如图所示，质量为的物块A放在特殊材料（动摩擦因数比较大）制成的水平面上，绕过定滑轮的轻绳一端与物块A相连，另一端吊着质量为m的物块B，处于静止状态。质量为m的圆环C套在轻绳上，在离物块B高度为h处由静止释放，C与B发生弹性碰撞，碰撞时间极短，当B的速度刚好为零时，C与B发生第二次碰撞。已知重力加速度为g，轻绳为不可伸长的刚性绳（即A、B及绳可视为整体），圆环C与绳之间无摩擦，不计空气阻力，求：
（1）圆环C与物块B第一次碰撞前瞬间圆环C的速度大小；
（2）圆环C与物块B碰撞后瞬间，圆环C和物块B的速度大小；
（3）物块A与水平面间的动摩擦因数为多大。
四、实验题
14．某实验小组要测量当地的重力加速度。由于没有摆球，小组成员找到了一块外形不规则的小金属挂件代替摆球做了一个如图所示的单摆。
（1）用刻度尺测量悬线的长，将挂件拉开一个不大于5°的角度后释放，用秒表测出30次全振动的总时间，则挂件振动的周期________s。
（2）改变悬线的长，并测出悬线长，重复（1）实验，测出挂件振动的周期为，则当地的重力加速度为_________（用、、、表示）。
（3）若多次改变悬线的长度重复实验，测得每次实验时悬线的长L及对应的挂件振动的周期，作图像，得到的图像是一条_________（填“过原点”或“不过原点”）的倾斜直线，若图像的斜率为k，则当地的重力加速度为_________。
15．在“用双缝干涉测光的波长”实验中：
（1）下列说法正确的是______。
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉条纹位置时，应使分划板中心刻线与亮条纹的中心对齐
C.为减小测量误差，测出n条亮条纹间的距离a，再求出相邻两条亮条纹的距离
（2）测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为______mm。
（3）测得相邻两条亮条纹间的距离，且已知双缝间距d为，双缝到毛玻璃屏的距离l为0.800m，由计算式______，求得所测光的波长为______m。
参考答案
1．答案：B
解析：“L”形导线的等效长度为ac，连接ac，根据几何关系得，导线abc受到的安培力大小为，故选B。
2．答案：A
解析：A、由几何知识可知，光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面时的折射角，由光路可逆性原理可知光射出下表面时的折射角等于光射入上表面时的入射角，由此可知出射光线与入射光线平行，因此a传播速度的表达式，可知a光在玻璃中传播的速度小于b光传播的速度，故B错误;C.光在玻璃砖下表面的折射角等于光在上表面的入射角，即从玻璃下表面光线出射后未能发生全反射，根据光路的可逆性，即使增大入射角θ，在下侧，出射光也不会消失，故C错误;D.由于a光的折射率大于b光的折射率，因此a光的频率大、波长短，而根据干涉条纹间距的公式可知，当使用同一干涉装置时，波长越小，条纹间距就越小，因此形成的条纹间距a光的小于b光，故D错误。故选A。
3．答案：A
解析：本题考查了弹簧振子的内容，体现了科学思维中模型建构以及科学推理的要素。由图知，若从平衡位置计时，以向右为正方向，则在时，弹簧振子运动到B位置，所以A选项是正确的。在与两个时刻，弹簧振子的速度大小相等，方向相反，故B错误。从到的时间内，弹簧振子的位移越来越大，弹簧的弹性势能越来越大，弹簧振子的动能越来越小，故C错误。在与两个时刻，弹簧振子的加速度大小相等，方向相反，故D错误。所以选A。
4．答案：D
解析：A、弾弹丸打入砂袋过程中，砂袋的速度不断增大，所需要的向心力增大，则细绳对砂袋的拉力增大，由牛顿第三定律知，砂袋对细绳的拉力增大，故A错误;B、弹丸打入砂袋过程时间极短，系统内力远大于外力，系统动量守恒，故B错误;C、弹丸打入砂袋过程中，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得,得，产生的热量为，故C错误;D、弹丸打入砂袋后一起摆动过程中整体的机械能守恒，则得，解得最大高度，故D正确。故选:D。
5．答案：A
解析：电场中，由动能定理得，粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得，联立解得，BCD项错误，A项正确.
6．答案：B
解析：A.由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从右向左，那么通过电阻R的电流方向是从C到A,故A正确，不符合题意;C.根据法拉第电磁感应定律有，代入数据解得，由闭合电路欧姆定律得，所以感应电流的大小是恒定的,故C正确，不符合题意;B.电阻R两端的电压为，故B错误，符合题意;D.0-2s内通过R的电荷量为，故D正确,不符合题意。故选B。
7．答案：C
解析：设变压器原线圈两端的电压为，副线圈两端的电压为，副线圈两端的电压为;根据理想变压器电压与匝数比的关系，若仅用导线连接，变压器原线圈输入的功率为，若仅用导线连接，变压器原线圈输入的功率为，根据理想变压器电压与匝数比的关系，联立解得，若用导线连接时，变压器副线圈的匝数，根据理想变压器电压与匝数比的关系，此时变压器副线圈两端电压，再用导线连接，变压器原线圈输出的功率，根据理想变压器的功率关系，输入功率，综上分析，故ABD错误，C正确。故选:C。
8．答案：BD
解析：A.从零时刻起，质点Q的振动方程为，时刻，质点Q的振动方向向下，由同侧法求出波沿x轴正方向传播，故A错误;B、由波形图可知该简谐横波的波长为0.4m，周期为，波的传播速度，故B正确;C.质点Q向下振动，质点P向上振动，故从图示时刻开始，质点P比质点Q后到达波谷，故C错误;D.由得,,质点P比质点Q振动超前,故D正确。故选BD。
9．答案：ACD
解析：AB.带正电的粒子在两平行板间做匀速直线运动，为速度选择器，由左手定则知洛伦兹力向上，则电场力向下，所以上级板带正电，下极板带负电，金属板P的电势高，粒子在两板间做匀速直线运动的速度大小为v，由共点力平衡条件得，解得，故A正确，B错误；C.粒子在右侧磁场中做匀速圆周运动，测得O、A两点间的距离为L为直径，则，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得，联立可得，故C正确;D.粒子在磁场中运动半个周期，有，又，联立解得，则运动时间为，解得，故D正确。故选:ACD.
10．答案：BD
解析：
11．答案：（1）见解析（2）
解析：（1）根据理想气体状态方程
气体从a到b的过程中，由图像可知
可知气体从a到b的过程中，气体做等压变化，气体的压强不变。
（2）气体从a到b过程中，体积增大，气体对外做功大小为
根据热力学第一定律可得
解得气体的内能增加了
12．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度，由牛顿第二定律得
又
解得
（2）金属棒以最大速度匀速运动时，电阻R上的电功率最大，此时
联立解得
（3）设金属棒从开始运动到达到最大速度过程中，沿导轨下滑距离为x，由能量守恒定律
根据焦耳定律
联立解得
根据
解得
13．答案：（1）（2）见解析（3）1
解析：（1）根据机械能守恒有
解得
（2）C与B发生弹性碰撞，根据动量守恒，设向下方向为正
根据能量守恒
解得
，
（3）设A与水平面间的动摩擦因数为μ，碰撞后B向下做匀减速直线运动的加速度大小为a，根据牛顿第二定律对B、A有
，，
根据题意
，，
解得
14．答案：（1）1.82（2）（3）不过原点
解析：（1）单摆的振动周期。
（2）设石块重心到悬线结点的距离为d;根据单摆周期公式，悬线的长为时，周期，悬线的长为时，周期，联立解得重力加速度。
（3）根据单摆周期公式，变形得，因此图像是一条不过原点的倾斜直线；结合函数，图的斜率，解得重力加速度。
15．答案：（1）B（2）1.970（3）；
解析：（1）A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不放单缝和双缝，故A错误；
B.测量某条干涉条纹位置时，应使分划板中心刻线与亮条纹的中心对齐，故B正确；
C.为减小测量误差，测出n条亮条纹间的距离a，再求出相邻两条亮条纹的距离为
故C错误。
故选B。
（2）螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度读数之和，故手轮上的示数为。
（3）根据公式
可得
代入数据解得