2023-2024学年福建省泉州市四校联考（侨声、铭选、泉州、侨光）高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年福建省泉州市四校联考（侨声、铭选、泉州、侨光）高二（下）期末物理试卷，共16页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）如图所示，图甲是一列简斜横波在t＝0时刻的图像，P点是此时处在平衡位置的一个质点，图乙是质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．波的周期为0.8s
B．波沿x轴正方向传播
C．从t＝0时刻开始经过3s的时间，质点P运动的路程为4m
D．从t＝0时刻开始经过3.3s的时间，质点P的加速度为零
2．（4分）2024年春天，中国航天科技集团研制的50kW级双环嵌套式霍尔推力器，成功实现点火并稳定运行，标志着我国已跻身全球嵌套式霍尔电推进技术领先行列。嵌套式霍尔推力器不用传统的化学推进剂，而是使用等离子体推进剂，它的一个显著优点是“比冲”高。比冲是航天学家为了衡量火箭引擎燃料利用效率引入的一个物理量，英文缩写为Isp，是单位质量的推进剂产生的冲量，比冲这个物理量的单位应该是（ ）
A．m/sB．kg•m/s2C．m/s2D．N•s
3．（4分）在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。已知R，为热敏电阻（其电阻随温度升高而减小），R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为u＝100sin50πt（V）
B．图甲中t＝2×10−2s时，穿过线圈的磁通量最大
C．Rt处温度升高后，电压表V1与V2示数的比值不变
D．Rt处温度升高后，变压器的输入功率减小
4．（4分）如图所示，在绝缘的水平面上，有闭合的两个线圈a、b，线圈a处在匀强磁场中，现将线圈a从磁场中匀速拉出，线圈a、b中产生的感应电流方向分别是（ ）
A．顺时针，顺时针B．顺时针，逆时针
C．逆时针，顺时针D．逆时针，逆时针
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
（多选）5．（6分）磁流体发电机的原理如图所示，MN和PQ是两平行金属极板，匀强磁场垂直于纸面向里。等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）从左侧以某一速度平行于极板喷入磁场，极板间便产生电压。下列说法正确的是（ ）
A．极板MN是发电机的正极
B．仅增大两极板间的距离，极板间的电压减小
C．仅增大等离子体的喷入速率，极板间的电压增大
D．仅增大喷入等离子体的正、负带电粒子数密度，极板间的电压增大
（多选）6．（6分）应用物理原理制成的仪器设备可用于我们生活中的很多方面。图甲是夜晚用红外触发相机拍摄到的野外东北豹的照片，图乙是雷达天线，图丙为生产线上使用的自动计数器，图丁为霍尔元件，下列说法中正确的是（ ）
A．红外触发相机是利用红外线的热效应进行成像
B．雷达可用于测定物体位置，是利用长波波长较长、衍射现象明显的特点
C．自动计数器中的光敏电阻可以将光学量转化为电学量
D．霍尔元件可以把电学量转化为磁学量
（多选）7．（6分）如图所示，磁场方向水平向右，磁感应强度大小为B，甲粒子速度方向与磁场垂直，乙粒子速度方向与磁场方向平行，丙粒子速度方向与磁场方向间的夹角为θ。所有粒子的质量均为m，电荷量均为+q，且粒子的初速度方向在纸面内，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A．甲粒子受力大小为qvB，方向水平向右
B．乙粒子的运动轨迹是直线
C．丙粒子在纸面内做匀速圆周运动，其动能不变
D．从图中所示状态，经过时间后，丙粒子位置改变了
（多选）8．（6分）质量为m1＝90g的物块从距离地面高度为h＝19m处自由下落，在下落到距离地面高度为h'＝14m时，质量为m2＝10g的子弹以v0＝10m/s的水平速度瞬间击中物块并留在其中。重力加速度取g＝10m/s2，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．子弹击中物块后瞬间，物块水平方向的速度大小变为1m/s
B．子弹击中物块后瞬间，物块竖直方向的速度大小变为10m/s
C．物块下落的总时间为2s
D．物块下落的总时间为
三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14、15、16题为计算题。考生根据要求作答。
9．（3分）如图，一个用透明材料制成的截面为直角三角形的三棱镜ABC．现在有一束单色光从空气中以θ＝45°的入射角自直角边AB射入，折射时的偏转角为15°，然后光线射到AC面而刚好发生了全反射，则这种透明材料的折射率为 ，全反射的临界角为 ，角∠A＝ ．
10．（3分）一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态A，即A→B→C→A（其中BC与纵轴平行，CA与横轴平行），这一过程称为一个循环，则：
（1）由A→B，气体的温度 。（填“升高”、“降低”或“不变”）
（2）由B→C，气体分子的平均动能 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）由C→A，气体的内能 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
11．（2分）某同学在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，测出多组单摆的摆长L和周期T。如图为根据实验数据作出的T2﹣L图像，由图像可得重力加速度g为 m/s2（精确到小数点后两位），图像不过原点可能是由于摆长测量 造成的（选填“偏大”“偏小”）。
12．（4分）某同学从家里旧电器上拆得一环形变压器（如图），但变压器的铭牌已经污损无法看清参数。该同学利用高中所学知识来探究该变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系，操作步骤如下：
（1）确定绕组：结合铭牌残存数据可知图中1、2为输入端，3、4和5、6为两次级绕组输出端，用多用电表 （填“电压”“电流”或“欧姆”）挡测量发现都导通。
（2）测量变压器的初级（原）与两次级（副）线圈匝数分别为n1、n2和n3：先在该变压器闭合铁芯上紧密缠绕n＝100匝漆包细铜线，并将理想交流电压表接在细铜线两端；然后在初级线圈（1、2端）上输入有效值为220V的交流电，若理想交流电压表的示数为55.0V，则初级线圈的匝数n1＝ 匝；把理想交流电压表接在3、4接线柱上，n2＝240匝，则交流电压表的示数U2＝ V。
（3）该同学通过裸露部分观察，发现该变压器使用了两种规格的铜线绕制，结合前面数据可以推想其中较粗的铜线属于 （填“原线圈”或“副线圈”）。
13．（8分）如图甲所示是验证动量守恒定律的实验装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。
（1）用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图乙所示，可知遮光条的宽度d＝ mm，并将两宽度均为d的遮光条安装到两滑块上。
（2）测出滑块A和遮光条的总质量为mA，滑块B和遮光条的总质量为mB，遮光条的宽度用d表示。将滑块A静置于两光电门之间，将滑块B静置于光电门2右侧，推动B，使其获得水平向左的速度，经过光电门2并与A发生碰撞且被弹回，再次经过光电门2，光电门2先后记录的挡光时间为Δt1、Δt2，光电门1记录的挡光时间为Δt3，则实验中两滑块的质量应满足mA mB（选填“＞”、“＜”或“＝”）。若两滑块碰撞过程动量守恒，则必须满足的关系式为 。
（3）若滑块A、B之间的碰撞为弹性碰撞，则下列关系式成立一定成立的是 。
A.
B.Δt2﹣Δt1＝Δt3
C.
D.Δt1+Δt2＝Δt3
14．（12分）如图所示，水平金属框的宽度为l＝0.5m，固定在水平面上，左端接一电动势为E＝6V、内阻r＝1Ω的电源，框上放有质量为m＝0.2kg的金属杆ab，金属杆接入电路的有效电阻为R＝5Ω。框所在区域加一磁感应强度为B＝1T的匀强磁场，磁场方向与水平面成θ＝37°斜向上，金属杆处于静止状态，其余电阻不计，取重力加速度：g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。求：
（1）金属杆ab受到的安培力大小；
（2）金属杆ab受到的摩擦力大小；
（3）金属杆ab对水平框的压力。
15．（12分）如图所示，有一对平行金属板，两板相距d，电压为U，两板之间匀强磁场的磁感应强度大小为B0，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。平行金属板右侧圆形区域内也存在匀强磁场，圆心为O，半径为R，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出。已知OF与OD夹角θ＝60°，不计离子重力。求：
（1）离子速度v的大小；
（2）离子的比荷；
（3）离子在圆形磁场区域中运动时间t。
16．（16分）如图，平行金属导轨MM'、NN'和平行金属导轨PQR、P'Q'R'固定在水平台面上，平行金属导轨间距均为L＝1m，M'N'与PP′高度差为h1＝0.6m。导轨MM、NN'左端接有R＝3.0Ω的电阻，导轨平直部分存在宽度为d、磁感应强度B1＝2T方向竖直向上的匀强磁场；导轨PQR与P′Q′R′，其中PQ与P'Q'是圆心角为60°、半径为r＝0.9m的圆弧形导轨，QR与Q'R'是水平长直导轨。QQ'右侧存在磁感应强度B2＝4T方向竖直向上的匀强磁场，导体棒a质量m1＝0.2kg，接在电路中的电阻R1＝2.0Ω；导体棒b质量m2＝0.3kg，接在电路中的电阻R2＝6.0Ω。导体棒a从距离导轨MM'、NN平直部分h＝1.25m处静止释放，恰能无碰撞地从PP'滑入右侧平行导轨，且始终没有与棒b相碰。重力加速度g＝10m/s2，不计导轨电阻、一切摩擦及空气阻力。求：
（1）导体棒a刚进入磁场B1时的速度大小以及此时电阻R的电流大小和方向；
（2）导体棒b的最大加速度；
（3）d的大小；
（4）导体棒a、b在平行金属导轨PQR、P'Q'R'中产生的总焦耳热（导轨足够长）。
2023-2024学年福建省泉州市四校联考（侨声、铭选、泉州、侨光）高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（4分）如图所示，图甲是一列简斜横波在t＝0时刻的图像，P点是此时处在平衡位置的一个质点，图乙是质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．波的周期为0.8s
B．波沿x轴正方向传播
C．从t＝0时刻开始经过3s的时间，质点P运动的路程为4m
D．从t＝0时刻开始经过3.3s的时间，质点P的加速度为零
【答案】D
2．（4分）2024年春天，中国航天科技集团研制的50kW级双环嵌套式霍尔推力器，成功实现点火并稳定运行，标志着我国已跻身全球嵌套式霍尔电推进技术领先行列。嵌套式霍尔推力器不用传统的化学推进剂，而是使用等离子体推进剂，它的一个显著优点是“比冲”高。比冲是航天学家为了衡量火箭引擎燃料利用效率引入的一个物理量，英文缩写为Isp，是单位质量的推进剂产生的冲量，比冲这个物理量的单位应该是（ ）
A．m/sB．kg•m/s2C．m/s2D．N•s
【答案】A
3．（4分）在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。已知R，为热敏电阻（其电阻随温度升高而减小），R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为u＝100sin50πt（V）
B．图甲中t＝2×10−2s时，穿过线圈的磁通量最大
C．Rt处温度升高后，电压表V1与V2示数的比值不变
D．Rt处温度升高后，变压器的输入功率减小
【答案】B
4．（4分）如图所示，在绝缘的水平面上，有闭合的两个线圈a、b，线圈a处在匀强磁场中，现将线圈a从磁场中匀速拉出，线圈a、b中产生的感应电流方向分别是（ ）
A．顺时针，顺时针B．顺时针，逆时针
C．逆时针，顺时针D．逆时针，逆时针
【答案】A
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
（多选）5．（6分）磁流体发电机的原理如图所示，MN和PQ是两平行金属极板，匀强磁场垂直于纸面向里。等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）从左侧以某一速度平行于极板喷入磁场，极板间便产生电压。下列说法正确的是（ ）
A．极板MN是发电机的正极
B．仅增大两极板间的距离，极板间的电压减小
C．仅增大等离子体的喷入速率，极板间的电压增大
D．仅增大喷入等离子体的正、负带电粒子数密度，极板间的电压增大
【答案】AC
（多选）6．（6分）应用物理原理制成的仪器设备可用于我们生活中的很多方面。图甲是夜晚用红外触发相机拍摄到的野外东北豹的照片，图乙是雷达天线，图丙为生产线上使用的自动计数器，图丁为霍尔元件，下列说法中正确的是（ ）
A．红外触发相机是利用红外线的热效应进行成像
B．雷达可用于测定物体位置，是利用长波波长较长、衍射现象明显的特点
C．自动计数器中的光敏电阻可以将光学量转化为电学量
D．霍尔元件可以把电学量转化为磁学量
【答案】AC
（多选）7．（6分）如图所示，磁场方向水平向右，磁感应强度大小为B，甲粒子速度方向与磁场垂直，乙粒子速度方向与磁场方向平行，丙粒子速度方向与磁场方向间的夹角为θ。所有粒子的质量均为m，电荷量均为+q，且粒子的初速度方向在纸面内，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A．甲粒子受力大小为qvB，方向水平向右
B．乙粒子的运动轨迹是直线
C．丙粒子在纸面内做匀速圆周运动，其动能不变
D．从图中所示状态，经过时间后，丙粒子位置改变了
【答案】BD
（多选）8．（6分）质量为m1＝90g的物块从距离地面高度为h＝19m处自由下落，在下落到距离地面高度为h'＝14m时，质量为m2＝10g的子弹以v0＝10m/s的水平速度瞬间击中物块并留在其中。重力加速度取g＝10m/s2，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．子弹击中物块后瞬间，物块水平方向的速度大小变为1m/s
B．子弹击中物块后瞬间，物块竖直方向的速度大小变为10m/s
C．物块下落的总时间为2s
D．物块下落的总时间为
【答案】AC
三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14、15、16题为计算题。考生根据要求作答。
9．（3分）如图，一个用透明材料制成的截面为直角三角形的三棱镜ABC．现在有一束单色光从空气中以θ＝45°的入射角自直角边AB射入，折射时的偏转角为15°，然后光线射到AC面而刚好发生了全反射，则这种透明材料的折射率为 ，全反射的临界角为 45° ，角∠A＝ 15° ．
【答案】见试题解答内容
10．（3分）一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态A，即A→B→C→A（其中BC与纵轴平行，CA与横轴平行），这一过程称为一个循环，则：
（1）由A→B，气体的温度 升高 。（填“升高”、“降低”或“不变”）
（2）由B→C，气体分子的平均动能 减小 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）由C→A，气体的内能 减小 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】（1）升高，（2）减小，（3）减小
11．（2分）某同学在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，测出多组单摆的摆长L和周期T。如图为根据实验数据作出的T2﹣L图像，由图像可得重力加速度g为 9.86 m/s2（精确到小数点后两位），图像不过原点可能是由于摆长测量 偏小 造成的（选填“偏大”“偏小”）。
【答案】见试题解答内容
12．（4分）某同学从家里旧电器上拆得一环形变压器（如图），但变压器的铭牌已经污损无法看清参数。该同学利用高中所学知识来探究该变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系，操作步骤如下：
（1）确定绕组：结合铭牌残存数据可知图中1、2为输入端，3、4和5、6为两次级绕组输出端，用多用电表 欧姆 （填“电压”“电流”或“欧姆”）挡测量发现都导通。
（2）测量变压器的初级（原）与两次级（副）线圈匝数分别为n1、n2和n3：先在该变压器闭合铁芯上紧密缠绕n＝100匝漆包细铜线，并将理想交流电压表接在细铜线两端；然后在初级线圈（1、2端）上输入有效值为220V的交流电，若理想交流电压表的示数为55.0V，则初级线圈的匝数n1＝ 400 匝；把理想交流电压表接在3、4接线柱上，n2＝240匝，则交流电压表的示数U2＝ 132 V。
（3）该同学通过裸露部分观察，发现该变压器使用了两种规格的铜线绕制，结合前面数据可以推想其中较粗的铜线属于 副线圈 （填“原线圈”或“副线圈”）。
【答案】（1）欧姆；（2）400，132；（3）副线圈。
13．（8分）如图甲所示是验证动量守恒定律的实验装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。
（1）用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图乙所示，可知遮光条的宽度d＝ 6.790 mm，并将两宽度均为d的遮光条安装到两滑块上。
（2）测出滑块A和遮光条的总质量为mA，滑块B和遮光条的总质量为mB，遮光条的宽度用d表示。将滑块A静置于两光电门之间，将滑块B静置于光电门2右侧，推动B，使其获得水平向左的速度，经过光电门2并与A发生碰撞且被弹回，再次经过光电门2，光电门2先后记录的挡光时间为Δt1、Δt2，光电门1记录的挡光时间为Δt3，则实验中两滑块的质量应满足mA ＞ mB（选填“＞”、“＜”或“＝”）。若两滑块碰撞过程动量守恒，则必须满足的关系式为 。
（3）若滑块A、B之间的碰撞为弹性碰撞，则下列关系式成立一定成立的是 A 。
A.
B.Δt2﹣Δt1＝Δt3
C.
D.Δt1+Δt2＝Δt3
【答案】（1）6.790；（2）＞； 或者；（3）A。
14．（12分）如图所示，水平金属框的宽度为l＝0.5m，固定在水平面上，左端接一电动势为E＝6V、内阻r＝1Ω的电源，框上放有质量为m＝0.2kg的金属杆ab，金属杆接入电路的有效电阻为R＝5Ω。框所在区域加一磁感应强度为B＝1T的匀强磁场，磁场方向与水平面成θ＝37°斜向上，金属杆处于静止状态，其余电阻不计，取重力加速度：g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。求：
（1）金属杆ab受到的安培力大小；
（2）金属杆ab受到的摩擦力大小；
（3）金属杆ab对水平框的压力。
【答案】（1）金属杆ab受到的安培力大小为0.5N；
（2）金属杆ab受到的摩擦力大小为0.3；
（3）金属杆ab对水平框的压力为1.6N。
15．（12分）如图所示，有一对平行金属板，两板相距d，电压为U，两板之间匀强磁场的磁感应强度大小为B0，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。平行金属板右侧圆形区域内也存在匀强磁场，圆心为O，半径为R，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出。已知OF与OD夹角θ＝60°，不计离子重力。求：
（1）离子速度v的大小；
（2）离子的比荷；
（3）离子在圆形磁场区域中运动时间t。
【答案】（1）离子速度v的大小为；
（2）离子的比荷为；
（3）离子在圆形磁场区域中运动时间t为。
16．（16分）如图，平行金属导轨MM'、NN'和平行金属导轨PQR、P'Q'R'固定在水平台面上，平行金属导轨间距均为L＝1m，M'N'与PP′高度差为h1＝0.6m。导轨MM、NN'左端接有R＝3.0Ω的电阻，导轨平直部分存在宽度为d、磁感应强度B1＝2T方向竖直向上的匀强磁场；导轨PQR与P′Q′R′，其中PQ与P'Q'是圆心角为60°、半径为r＝0.9m的圆弧形导轨，QR与Q'R'是水平长直导轨。QQ'右侧存在磁感应强度B2＝4T方向竖直向上的匀强磁场，导体棒a质量m1＝0.2kg，接在电路中的电阻R1＝2.0Ω；导体棒b质量m2＝0.3kg，接在电路中的电阻R2＝6.0Ω。导体棒a从距离导轨MM'、NN平直部分h＝1.25m处静止释放，恰能无碰撞地从PP'滑入右侧平行导轨，且始终没有与棒b相碰。重力加速度g＝10m/s2，不计导轨电阻、一切摩擦及空气阻力。求：
（1）导体棒a刚进入磁场B1时的速度大小以及此时电阻R的电流大小和方向；
（2）导体棒b的最大加速度；
（3）d的大小；
（4）导体棒a、b在平行金属导轨PQR、P'Q'R'中产生的总焦耳热（导轨足够长）。
【答案】（1）导体棒a刚进入磁场B1时的速度大小为5m/s，此时电阻R的电流为2A，方向为由N到M；
（2）导体棒b的最大加速度为；
（3）d的大小为；
（4）导体棒a、b在平行金属导轨PQR、P'Q'R'中产生的总焦耳热为。
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答案
D
A
B
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