2023-2024学年福建省福州市高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年福建省福州市高二（下）期末物理试卷，共17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，关于电和磁的情景中，下列说法正确的是（ ）
A．图（a）是奥斯特利用实验装置发现了电磁感应现象
B．图（b）是研究电磁感应的实验，只要开关一直接通，即使小螺线管A插入大螺线管B中不动，电流计中也有感应电流通过
C．图（c）表示通电方向相反的两长直导线相互排斥，是通过电场实现的
D．图（d）是手机无线充电的原理，若将交流电接入送电线圈中，可以对手机进行充电，这运用的是电磁感应原理
2．（4分）如图所示，S为波源，M、N是两块挡板，其中M板固定，N板可左右移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到A点振动，为了使A点能发生振动，可采用的方法是（ ）
A．增大波源的频率B．增大波源的振幅
C．将波源S向左移D．将N板向左移
3．（4分）如图所示，通电直导体棒放在倾角为θ的光滑斜面上，并处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。当电流为I时，导体棒恰好处于平衡状态，若电流突然反向（电流大小不变），则该导体棒的加速度大小为（已知重力加速度为g）（ ）
A．B．gsinθC．2gsinθD．3gsinθ
4．（4分）如图所示，为理想自耦变压器，其中P为变压器上的滑动触头，Q为滑动变阻器上的滑片，则以下说法正确的是（ ）
A．适当调节变压器上的滑动触头P，该自耦变压器既可升压也可降压
B．滑片Q不动，滑动触头P逆时针转动，电流表读数变大
C．图示位置，U2＞U1
D．滑动触头P不动，滑片Q缓慢向下滑动时，U2一直在减小
二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分，全部选对得6分，选不全得3分，有选错或不答得0分。）
（多选）5．（6分）如图所示，将一张白纸平放在水平桌面上，在白纸的上面放一水杯，把白纸从水杯下抽出：如果快速抽出白纸，水杯几乎不动；如果较慢抽出白纸，水杯却被拉动了。对于这种现象，下列说法中正确的是（ ）
A．较慢抽出白纸，白纸对水杯的摩擦力大于水杯对白纸的摩擦力
B．快速抽出白纸，水杯受到的摩擦力小
C．缓慢抽出白纸，水杯受到的冲量大
D．快速抽出白纸，水杯的动量变化更小
（多选）6．（6分）如图（a）所示，一个半径为T1、匝数为n、电阻值为R的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，导线的电阻不计。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的图像如图（b）所示，下列关于0﹣t0时间内的分析正确的是（ ）
A．R1中电流的方向由b到a
B．电流的大小为
C．线圈两端的电压为
D．t0时刻，通过线圈的磁通量
（多选）7．（6分）大型发电机设计输出的电压一般都达不到远距离输电的要求。因此，在发电厂（站）内，要用变压器升压，然后向远处送电；到达目的地后，根据不同的需求，再用降压变压器经过多次降压，最后输送给用户。从发电厂（站）到用户的输电过程如图所示。根据图上信息，以下说法正确的是（ ）
A．发电站内，用变压器升压然后向远处送电，是为了加快输电的速度
B．若不计输送过程的能量损失，变电站①的变压比为55：1
C．上述输送过程，变压器功不可没，它也可以改变直流电压
D．在输送电能总功率不变的情况下，将输电电压550kV降为55kV，输电线上损失的电压变为原来的10倍
（多选）8．（6分）共享电动单车大大方便了市民出行，骑行者通过拧动手把来改变车速，手把内部结构如图甲所示，其截面如图乙所示。稍微拧动手把，霍尔元件保持不动，磁铁随手把转动，与霍尔元件间的相对位置发生改变，穿过霍尔元件的磁场强弱和霍尔电压UH大小随之变化。已知霍尔电压越大，电动车能达到的最大速度vm越大，霍尔元件工作时通有如图乙所示的电流I，载流子为电子，则（ ）
A．霍尔元件下表面电势高于上表面
B．霍尔元件下表面电势低于上表面
C．从图乙所示位置沿a方向稍微拧动手把，可以增大vm
D．提速过程，洛伦兹力对运动电子做正功
三、非选择题（本大题8小题，共60分）
9．（2分）“战绳”是一种比较流行的健身器械，如图甲所示。以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者左手在抖动绳子过程中某时刻的波形图，波向右传播，若左手振动图像如图丙所示，则该时刻Q点的振动方向沿 （选填“y轴正方向”或“y轴负方向”），此波的波速v＝ m/s。
10．（2分）“卓越超越最福清”2024年元宵灯会在福清利桥古街顺利亮灯，如图所示。本次灯会除了传统风格的花灯外，灯组聚焦海丝文化、自然景观和优秀民俗文化等福清特色，让市民游客感受浓浓年味。已知湖水对红光的全反射角为45°，则水对红光的折射率为 ；若真空中光速为c，则红光在水中传播的速度v＝ （结果用含“c”的式子表示）。
11．（2分）如图所示，电源电动势E＝6V，小灯泡L的规格为“3V 0.6W”，开关S接“1”，当滑动变阻器调到R＝13Ω时，小灯泡L正常发光。现将开关S接“2”，小灯泡L和电动机M均正常工作，则电源内阻为 Ω，电动机的输入功率为 W。
12．（6分）某小组用插针法做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。
（1）关于实验操作，下列说法中正确的是 。
A.为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量
B.入射角应适当小些，防止光在玻璃砖的下表面发生全反射
C.在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面
D.应选用细的大头针完成实验，可以提高实验准确度
（2）该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图1所示，其中实验操作正确的是 。
（3）该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、C点，再过A、C点作法线NN'的垂线，垂足分别为B、D点，如图2所示，则玻璃的折射率n＝ （用图中线段的字母表示）。
13．（6分）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
（1）按如图甲所示安装器材，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球，做成一个单摆。图乙、图丙分别是细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为图 （选填“乙”或“丙”）的悬挂方式较好。
（2）如图丁所示，用游标卡尺测得小钢球的直径d＝ cm，测出摆线的长度，算出摆长L，再测出摆的周期T，得到一组数据，改变摆线的长度，再得到几组数据。
（3）根据实验数据作出T2﹣L图像，发现图像是过坐标原点的倾斜直线，其斜率为k，则根据单摆周期公式，可以测得当地的重力加速度g＝ （结果用k、π表示）。
14．（12分）据外媒报道，中国最新的洲际弹道导弹东风﹣51已经研发完成，东风﹣51采用固体燃料发动机，最多可携带14枚分导式多弹头。假设一枚在空中飞行的东风﹣51导弹，质量为m＝1000kg，飞行到某点时速度的方向水平，大小为v＝200m/s，方向如图所示，导弹在该点突然炸裂成两部分，其中质量m1＝500kg的一个弹头沿着v的方向飞去，其速度大小为500m/s。求：
（1）炸裂后另一块质量m2＝500kg的弹头的速度v2；
（2）炸裂后导弹两部分总动能比炸裂前增加了多少。
15．（14分）中国电子科技集团有限公司宣布，集团突破了高性能离子源、高速晶圆传输等“卡脖子”技术，自主研制出中束流、大束流、高能等离子注入机，工艺段覆盖至28纳米。在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略、质量为m、电荷量为q的磷离子，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁场方向垂直于纸面向里、宽度为d的匀强磁场区域，在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出，如图所示。不计磷离子所受的重力，求：
（1）磷离子射出电场时的速度大小；
（2）磁感应强度大小为B；
（3）磷离子在磁场中运动时间t。
16．（16分）2024年6月2日清晨，嫦娥六号成功着陆在月球背面南极﹣艾特肯盆地预选着陆区，着陆器实现软着陆时，着陆器接触地面前经过喷火反冲减速后的速度为2v0，此速度仍大于要求的软着陆设计速度v0，为此科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。主要部件为缓冲滑块K及固定在绝缘光滑缓冲轨道MN和PQ上的着陆器主体，着陆器主体中还有超导线（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导轨平面的匀强磁场B，导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有n匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，ab边长为L，当着陆器接触地面时，滑块K立即停止运动，此后线圈与轨道间的磁场发生作用，使着陆器主体持续做减速运动，从而实现缓冲。已知着陆器主体及轨道的质量为m，缓冲滑块（含线圈）K的质量为M，重力加速度为g，不考虑运动磁场产生的电场，求：
（1）缓冲滑块刚落地时线圈中的电流大小I1；
（2）缓冲滑块刚落地时着陆器主体的加速度大小；
（3）达到着陆器软着陆要求的设计速度v0时，地面对缓冲滑块K支持力大小；
（4）着陆器主体可以实现软着陆，若从2v0减速到v0的缓冲过程中，通过线圈的电荷量为q，求该过程中线圈中产生的焦耳热Q。
2023-2024学年福建省福州市高二（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，只有一项符合题目要求。）
1．（4分）如图所示，关于电和磁的情景中，下列说法正确的是（ ）
A．图（a）是奥斯特利用实验装置发现了电磁感应现象
B．图（b）是研究电磁感应的实验，只要开关一直接通，即使小螺线管A插入大螺线管B中不动，电流计中也有感应电流通过
C．图（c）表示通电方向相反的两长直导线相互排斥，是通过电场实现的
D．图（d）是手机无线充电的原理，若将交流电接入送电线圈中，可以对手机进行充电，这运用的是电磁感应原理
【答案】D
2．（4分）如图所示，S为波源，M、N是两块挡板，其中M板固定，N板可左右移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到A点振动，为了使A点能发生振动，可采用的方法是（ ）
A．增大波源的频率B．增大波源的振幅
C．将波源S向左移D．将N板向左移
【答案】D
3．（4分）如图所示，通电直导体棒放在倾角为θ的光滑斜面上，并处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。当电流为I时，导体棒恰好处于平衡状态，若电流突然反向（电流大小不变），则该导体棒的加速度大小为（已知重力加速度为g）（ ）
A．B．gsinθC．2gsinθD．3gsinθ
【答案】C
4．（4分）如图所示，为理想自耦变压器，其中P为变压器上的滑动触头，Q为滑动变阻器上的滑片，则以下说法正确的是（ ）
A．适当调节变压器上的滑动触头P，该自耦变压器既可升压也可降压
B．滑片Q不动，滑动触头P逆时针转动，电流表读数变大
C．图示位置，U2＞U1
D．滑动触头P不动，滑片Q缓慢向下滑动时，U2一直在减小
【答案】B
二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分，全部选对得6分，选不全得3分，有选错或不答得0分。）
（多选）5．（6分）如图所示，将一张白纸平放在水平桌面上，在白纸的上面放一水杯，把白纸从水杯下抽出：如果快速抽出白纸，水杯几乎不动；如果较慢抽出白纸，水杯却被拉动了。对于这种现象，下列说法中正确的是（ ）
A．较慢抽出白纸，白纸对水杯的摩擦力大于水杯对白纸的摩擦力
B．快速抽出白纸，水杯受到的摩擦力小
C．缓慢抽出白纸，水杯受到的冲量大
D．快速抽出白纸，水杯的动量变化更小
【答案】CD
（多选）6．（6分）如图（a）所示，一个半径为T1、匝数为n、电阻值为R的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，导线的电阻不计。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的图像如图（b）所示，下列关于0﹣t0时间内的分析正确的是（ ）
A．R1中电流的方向由b到a
B．电流的大小为
C．线圈两端的电压为
D．t0时刻，通过线圈的磁通量
【答案】BC
（多选）7．（6分）大型发电机设计输出的电压一般都达不到远距离输电的要求。因此，在发电厂（站）内，要用变压器升压，然后向远处送电；到达目的地后，根据不同的需求，再用降压变压器经过多次降压，最后输送给用户。从发电厂（站）到用户的输电过程如图所示。根据图上信息，以下说法正确的是（ ）
A．发电站内，用变压器升压然后向远处送电，是为了加快输电的速度
B．若不计输送过程的能量损失，变电站①的变压比为55：1
C．上述输送过程，变压器功不可没，它也可以改变直流电压
D．在输送电能总功率不变的情况下，将输电电压550kV降为55kV，输电线上损失的电压变为原来的10倍
【答案】BD
（多选）8．（6分）共享电动单车大大方便了市民出行，骑行者通过拧动手把来改变车速，手把内部结构如图甲所示，其截面如图乙所示。稍微拧动手把，霍尔元件保持不动，磁铁随手把转动，与霍尔元件间的相对位置发生改变，穿过霍尔元件的磁场强弱和霍尔电压UH大小随之变化。已知霍尔电压越大，电动车能达到的最大速度vm越大，霍尔元件工作时通有如图乙所示的电流I，载流子为电子，则（ ）
A．霍尔元件下表面电势高于上表面
B．霍尔元件下表面电势低于上表面
C．从图乙所示位置沿a方向稍微拧动手把，可以增大vm
D．提速过程，洛伦兹力对运动电子做正功
【答案】AC
三、非选择题（本大题8小题，共60分）
9．（2分）“战绳”是一种比较流行的健身器械，如图甲所示。以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者左手在抖动绳子过程中某时刻的波形图，波向右传播，若左手振动图像如图丙所示，则该时刻Q点的振动方向沿 y轴正方向 （选填“y轴正方向”或“y轴负方向”），此波的波速v＝ 2 m/s。
【答案】y轴正方向；2。
10．（2分）“卓越超越最福清”2024年元宵灯会在福清利桥古街顺利亮灯，如图所示。本次灯会除了传统风格的花灯外，灯组聚焦海丝文化、自然景观和优秀民俗文化等福清特色，让市民游客感受浓浓年味。已知湖水对红光的全反射角为45°，则水对红光的折射率为 ；若真空中光速为c，则红光在水中传播的速度v＝ （结果用含“c”的式子表示）。
【答案】（1）；（2）。
11．（2分）如图所示，电源电动势E＝6V，小灯泡L的规格为“3V 0.6W”，开关S接“1”，当滑动变阻器调到R＝13Ω时，小灯泡L正常发光。现将开关S接“2”，小灯泡L和电动机M均正常工作，则电源内阻为 2 Ω，电动机的输入功率为 0.52 W。
【答案】2，0.52
12．（6分）某小组用插针法做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。
（1）关于实验操作，下列说法中正确的是 D 。
A.为了测量的准确性，必须选用平行玻璃砖来测量
B.入射角应适当小些，防止光在玻璃砖的下表面发生全反射
C.在白纸上放好玻璃砖后，可以用铅笔贴着光学面画出界面
D.应选用细的大头针完成实验，可以提高实验准确度
（2）该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图1所示，其中实验操作正确的是 B 。
（3）该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、C点，再过A、C点作法线NN'的垂线，垂足分别为B、D点，如图2所示，则玻璃的折射率n＝ （用图中线段的字母表示）。
【答案】（1）D；（2）B；（3）。
13．（6分）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
（1）按如图甲所示安装器材，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球，做成一个单摆。图乙、图丙分别是细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为图 乙 （选填“乙”或“丙”）的悬挂方式较好。
（2）如图丁所示，用游标卡尺测得小钢球的直径d＝ 1.85 cm，测出摆线的长度，算出摆长L，再测出摆的周期T，得到一组数据，改变摆线的长度，再得到几组数据。
（3）根据实验数据作出T2﹣L图像，发现图像是过坐标原点的倾斜直线，其斜率为k，则根据单摆周期公式，可以测得当地的重力加速度g＝ （结果用k、π表示）。
【答案】（1）乙；（2）1.85；（3）。
14．（12分）据外媒报道，中国最新的洲际弹道导弹东风﹣51已经研发完成，东风﹣51采用固体燃料发动机，最多可携带14枚分导式多弹头。假设一枚在空中飞行的东风﹣51导弹，质量为m＝1000kg，飞行到某点时速度的方向水平，大小为v＝200m/s，方向如图所示，导弹在该点突然炸裂成两部分，其中质量m1＝500kg的一个弹头沿着v的方向飞去，其速度大小为500m/s。求：
（1）炸裂后另一块质量m2＝500kg的弹头的速度v2；
（2）炸裂后导弹两部分总动能比炸裂前增加了多少。
【答案】（1）炸裂后另一块质量m2＝500kg的弹头的速度为﹣100m/s；
（2）炸裂后导弹两部分总动能比炸裂前增加了 4.5×107J。
15．（14分）中国电子科技集团有限公司宣布，集团突破了高性能离子源、高速晶圆传输等“卡脖子”技术，自主研制出中束流、大束流、高能等离子注入机，工艺段覆盖至28纳米。在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略、质量为m、电荷量为q的磷离子，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁场方向垂直于纸面向里、宽度为d的匀强磁场区域，在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出，如图所示。不计磷离子所受的重力，求：
（1）磷离子射出电场时的速度大小；
（2）磁感应强度大小为B；
（3）磷离子在磁场中运动时间t。
【答案】（1）磷离子射出电场时的速度大小为；
（2）磁感应强度大小为B为；
（3）磷离子在磁场中运动时间t为。
16．（16分）2024年6月2日清晨，嫦娥六号成功着陆在月球背面南极﹣艾特肯盆地预选着陆区，着陆器实现软着陆时，着陆器接触地面前经过喷火反冲减速后的速度为2v0，此速度仍大于要求的软着陆设计速度v0，为此科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示。主要部件为缓冲滑块K及固定在绝缘光滑缓冲轨道MN和PQ上的着陆器主体，着陆器主体中还有超导线（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导轨平面的匀强磁场B，导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有n匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，ab边长为L，当着陆器接触地面时，滑块K立即停止运动，此后线圈与轨道间的磁场发生作用，使着陆器主体持续做减速运动，从而实现缓冲。已知着陆器主体及轨道的质量为m，缓冲滑块（含线圈）K的质量为M，重力加速度为g，不考虑运动磁场产生的电场，求：
（1）缓冲滑块刚落地时线圈中的电流大小I1；
（2）缓冲滑块刚落地时着陆器主体的加速度大小；
（3）达到着陆器软着陆要求的设计速度v0时，地面对缓冲滑块K支持力大小；
（4）着陆器主体可以实现软着陆，若从2v0减速到v0的缓冲过程中，通过线圈的电荷量为q，求该过程中线圈中产生的焦耳热Q。
【答案】（1）缓冲滑块刚落地时线圈中的电流大小；
（2）缓冲滑块刚落地时着陆器主体的加速度大小；
（3）达到着陆器软着陆要求的设计速度v0时，地面对缓冲滑块K支持力大小；
（4）该过程中线圈中产生的焦耳热。
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