2023宁波高二下学期期末物理试题含解析

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宁波市2022学年第二学期期末考试
高二物理试卷
考生须知：
1．全卷满分100分，考试时间为90分钟。
2．本卷答案必须做在答题卷的相应位置上，做在试卷上无效。
3．请用钢笔或圆珠笔将学校、姓名、考试号分别填写在答卷相应的位置上。
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 测量血压时常用（厘米汞柱）作为单位，则用国际单位制基本单位来表示血压的单位正确的是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据压强表达式有

根据牛顿第二定律有

则有

进行国际单位制的运算可知，国际单位制基本单位来表示血压的单位正确的是。
故选D。
2. 2023年5月30日9时31分，长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船发射升空，于5月30日16时29分，成功对接于空间站天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约6.5小时。下列说法正确的是（　　）
A. 9时31分是时间间隔
B. 火箭点火后瞬间，宇航员由于超重惯性增大
C. 遥测火箭飞行速度时，可将火箭视为质点
D. 神舟十六号与空间站对接后，处于平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】A．9时31分指是某个时间点，是时刻，故A错误；
B．惯性大小只与物体的质量大小有关，质量越大惯性越大，故B错误；
C．遥测火箭飞行速度时，火箭的形状和大小可以忽略，故可以视为质点，故C正确；
D．神舟十六号与空间站对接后做圆周运动，不是处于平衡状态，故D错误。
故选C。
3. 能量是重要的物理观念，下列关于能量的说法正确的是（　　）
A. 爱因斯坦认为光是一个个不可分割的能量子组成的
B. 由焦耳定律可知，用电器产生的热量与通过其电流成正比
C. 伽利略研究了自由落体运动，并提出了机械能守恒定律
D. 热力学第二定律的本质是能量守恒定律
【答案】A
【解析】
【详解】A．爱因斯坦认为光是一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子叫作光子，A正确；
B．由焦耳定律

可知，用电器产生的热量与通过其电流的平方成正比，B错误；
C．机械能守恒定律瑞士物理学家约翰.伯努利提出的，C错误；
D．热力学第二定律本质是能量的传递方向，自然界中自发的过程是有方向的，D错误。
故选A。
4. 关于下列四幅图中的仪器所涉及的物理学原理说法中正确的是（　　）

A. 图甲，火灾报警器利用了烟雾颗粒对光的散射
B. 图乙，雷达是利用超声波来定位物体
C. 图丙，空间站上的机械臂处于完全失重状态，对载荷要求无限制
D. 图丁，红外线体温计利用了物体温度越高，辐射波长越长的特点
【答案】A
【解析】
【详解】A．火灾报警器利用了烟雾颗粒对光的散射，故A正确；
B．雷达是利用无线电波（微波）来定位物体的，故B错误；
C．空间站上的机械臂处于完全失重状态，但工作时与载荷之间有相互作用力，因此对载荷要求并不是无限制，故C错误；
D．一切物体都向外辐射红外线，物体温度越高，辐射的红外线越强，波长越红外线强弱没有关系，红外线体温计利用了物体温度越高，辐射的红外线越强的原理，故D错误。
故选A。
5. 一个用于晾晒的工具其简化模型如图所示。质量为、边长为的正方形竹网水平放置，用长均为L的AE、DE、BF、CF和长均为的OE、OF六条轻绳静止悬挂于O点，OE、OF的延长线分别交于AD、BC的中点。下列说法正确的是（　　）

A. 六条轻绳的张力大小相等
B. 轻绳的张力大小为
C. 轻绳的张力大小为
D. OE、OF绳增长相同长度，AE绳张力大小不变
【答案】C
【解析】
【详解】C．令OE、OF轻绳与竖直方向夹角为，根据几何关系有

根据对称性可知，OE、OF轻绳上弹力大小相等，令为，针对OE、OF分析有

解得

故C正确；
B．根据对称性可知，AE、DE、BF、CF轻绳上弹力大小相等，令为，对轻绳的节点F进行受力分析有

结合上述解得

故B错误；
A．根据上述可知，AE、DE、BF、CF轻绳上弹力大小相等，OE、OF轻绳上弹力大小相等，但AE、DE、BF、CF轻绳上弹力小于OE、OF轻绳上弹力，故A错误；
D．若OE、OF绳增长相同长度，根据几何关系可知，OE、OF轻绳与竖直方向夹角为减小，根据

可知，OE、OF轻绳上弹力减小，根据

可知，AE绳张力减小，故D错误。
故选C。
6. 第19届亚运会将于2023年9月在浙江杭州举行。一质量为的亚运会公路自行车运动员在某次训练中从斜坡顶端点由静止开始匀加速向下运动，依次经过间距分别为和的A、B、C三棵树，经过相邻两棵树所用时间均为，下列说法中正确的是（　　）

A. A树到点的距离为
B. 运动员经过A树时的速度为
C. 运动员的加速度为
D. 运动员经过B树时所受重力的功率为
【答案】B
【解析】
【详解】C．根据可得

可得

故C错误；
D．根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻瞬时速度可得

设斜面与水平面的夹角为，则运动员经过B树时所受重力的功率为

故D错误；
B．根据匀变速直线运动速度时间公式可得

故B正确；
A．根据匀变速直线运动位移速度公式可得

可得

故A错误。
故选B。
7. 一测试用的导弹在地面附近的运动轨迹如图中曲线所示，坐标轴为水平方向，轴为竖直方向，导弹以某一初速度由地面某处点发射同时开启推进器助推，到达点时关闭推进器。已知推力方向和空气阻力方向始终与导弹运动方向在同一直线，空气阻力大小与导弹速率二次方成正比，图中高度相同，为导弹轨迹最高点，则导弹在飞行过程中（　　）

A. 点时速率为零 B. 阶段可能做直线运动
C. 点的动能大于点的动能 D. 和阶段，重力冲量大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．在最高点b，导弹竖直速度为零，但水平速度不为零，故A错误；
B．阶段导弹受导弹的推力、重力和空气阻力，推力方向和空气阻力方向始终与导弹运动方向在同一直线，而重力与导弹运动方向不在同一直线上，因此导弹受到的合力方向与导弹运动方向也不在同一直线上，故导弹做曲线运动，故B错误；
C．由于有空气阻力，关闭导弹推进器后，导弹的机械能逐渐减小，因此点的机械能小于a点，而高度相同，重力势能相同，因此点的动能大于点的动能，故C正确；
D．由于存在空气阻力，且空气阻力大小与导弹速率二次方成正比，因此在竖直方向上导弹上升时的速度大于下降时的速度，而高度相同，因此导弹阶段运动时间少于阶段，故解得重力冲量大小小于阶段，故D错误。
故选C。
8. 如图甲所示，某一简谐横波从介质1进入介质2中继续传播，为传播方向上的三个点。图乙为时质点右侧介质1中的部分波形图，此时波恰好传播至介质2中的点，图丙为该时刻之后质点的振动图像。已知两质点间的距离，波在介质2中的传播速度为。下列说法中正确的是（　　）

A. 质点起振时速度方向为轴正方向 B. 时质点第一次到达波谷
C. 在内，经过的路程为 D. 质点与质点振动的相位差为
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图丙可知B质点的起振方向为y轴负方向，三点的起振方向一样，故A的起振时速度方向为轴负方向，故A错误；
B．在介质2中从B到C的时间

故C质点再经过

即，恰好第一次到达波谷，故B正确；
C．在内，质点经过的路程为

故C错误；
D．质点与质点振动的相位差为，故D错误。
故选B。
9. 如图所示，横截面为三角形ABC的某透明介质置于空气中，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的a、b、c三束不同色光均自O点以角i = 45°入射。已知θ = 15°，a、b、c光在该介质的折射率为分别为，，，下列说法正确的是（ ）

A. a光首次传播到AB面时，在AB中点出射
B. b光首次传播到AB面时可能发生全反射
C. c光从进入介质到首次传播到AB面的时间一定比a光的长
D. 若i > 45°，则a光和c光将发生全反射无法进入该透明介质
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据全反射规律可知，光线在AB面上P点的入射角等于临界角C，由于折射定律得

代入数据得
C = 45°
a光首次传播到AB面时，画出光路图如下

根据折射定律可知
sini = nsinr
解得
r = 30°
再根据几何关系可知
∠B = 90°－15° = 75°，∠POB = 60°
则
∠OPB = ∠C = 45°
则a光首次传播到AB面时恰好在AB面发生全反射，A错误；
B．b光首次传播到AB面时，由于，临界角大于45°，且在CB面折射角大于r = 30°，则不可能发生全发射，B错误；
C．由于，则在CB面折射角小于r = 30°，则c光从进入介质到首次传播到AB面的光程大于a光从进入介质到首次传播到AB面的光程，再根据，可知c光在介质中的速度小于a光在介质中的速度，则c光从进入介质到首次传播到AB面的时间一定比a光的长，C正确；
D．由于在CB面光由空气射入到透明介质（是由光疏介质到光密介质），光线不可能在CB面发生全反射，D错误。
故选C。
10. 工业上常用电磁流量计来测量高黏度及强腐蚀性导电流体的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）。其原理：如图所示，在非磁性材料做成的圆管处加一磁感应强度大小为的匀强磁场，当导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上下两点间的电势差，就可计算出管中液体的流量。已知排污管道直径为。在定标时测定，当点间外接电压表示数为时，其流量约为。下列说法正确的是（　　）

A. 测量间电势差时，应将电压表正接线柱与相连
B 其它条件一定时，间电压与流量成反比
C. 其它条件一定时，电压表示数恒定，其流量与导电液体中的离子浓度成正比
D. 若排污管直径换成，电压表示数为时，其流量约为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据左手定则可知，管壁内正离子会向下偏转，负离子向上偏转，因此测量间电势差时，应将电压表正接线柱与相连，故A错误；
BC．当正负离子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，离子不再偏转，MN间有温度的电势差，即

可得

设t时间内流进管道的液体体积为V，则

故其它条件一定时，间电压与流量成正比，且电压表示数恒定，即U不变时，流量与导电液体中的离子浓度无关，故BC错误；
D．排污管道直径为，在定标时测定，当点间外接电压表示数为时，其流量约为，若排污管直径换成，电压表示数为时，其流量约为

故D正确。
故选D。
11. 如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压随时间变化的图像。不计电源内阻及电感线圈的电阻。下列说法正确的是（　　）

A. 开关S闭合瞬间，流经灯和的电流相等
B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变
C. 开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭
D. 根据题中信息，可以推算出图乙中
【答案】A
【解析】
【详解】AB．开关S闭合瞬间，由于电感线圈的强烈阻碍作用，灯D3没有电流通过，灯和串联，流经灯和的电流相等，设每个灯泡的电阻为R，故

稳定后灯和并联再与串联，流过的电流为

故A正确，B错误；
C．开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯和提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯和的电流相等，所以灯逐渐熄灭，故C错误；
D．开关S闭合瞬间，灯和串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，由欧姆定律

电路稳定后，流过D3的电流为

开关S断开瞬间，电感线圈能够为和提供与之前等大电流，故其两端电压为

所以

故D错误。
故选A。
12. 如图甲所示，我国西部山区建有许多水电站，极大改善了当地居民的生产、生活，如图乙所示为某水电站远距离输电的原理图。为升压变压器，其原、副线圈匝数比为，输电线等效总电阻为R，为降压变压器，其原、副线圈匝数比为，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电机输出的电压恒为，若由于用户端用户数量变化，使得输电线输送电流增加。则下列说法正确的是（　　）

A. 损失在输电线的功率增加 B. 用户端电压减少了
C. 发电机输出功率增加 D. 用户端的总电流增加了
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据焦耳定律，输电线损失的功率为

输电线损失的功率增加量为

故A错误；
B．根据理想变压器的规律


由闭合电路欧姆定律有

联立得

电流增加，则有

两式相减得

故B错误；
C．根据理想变压器的规律

则


发电机输出功率的增加量为

故C错误；
D．根据理想变压器的规律

输电线输送电流增加，可得

故D正确。
故选D。
13. 如图所示，为放置在竖直平面内半径为的光滑圆弧轨道，、两点位于圆弧上等高处，弧的长度远小于，在点和点之间固定一光滑直轨道，圆弧轨道和直轨道顺滑连接。现将一小球（半径可忽略）由点A静止释放，则过程小球的运动时间为（　　）

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球从过程为单摆运动，运动时间为

设弦对应的圆心角为，根据几何知识可得直导轨OB的长度为

此时直导轨的倾角为，小球的加速度大小为

根据机械能守恒定律可知

故小球从点匀减速直线运动到B点的时间与小球从B点无初速度释放运动到B点的时间相同，即

解得

故过程小球的运动时间为

故选B。
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分）
14. 关于教材中的四幅插图，下列说法正确的有（　　）

A. 图甲是玻璃管插入某液体中的情形，表明该液体能够浸润玻璃
B. 图乙为水中三颗炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒运动的轨迹
C. 图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从增大时，分子力表现为引力
D. 图丁为同一气体分子在不同温度时热运动的速率分布图，曲线①对应的温度较高
【答案】AC
【解析】
【详解】A．液体在毛细管中上升，表明液体能够浸润玻璃，故A正确；
B．图乙为水中三颗炭粒不同时刻位置连线，并不是固体小颗粒的运动轨迹，故B错误；
C．根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从增大时，分子力表现为引力，故C正确；
D．由图乙可知，曲线②中速率大的分子占比较大，说明曲线②对应的分子平均动能大，温度较高，故D错误。
故选AC。
15. 物理学中，将如同和这样质子数与中子数互换的原子核互称为“镜像核”。已知和的质量分别为和，中子和质子质量分别是和，则下列说法正确的有（　　）
A. 和互为“镜像核”
B. 互为“镜像核”的两个原子核，结合能大的更稳定
C. 的比结合能为
D. 和结合能之差为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．7个质子6个中子，6个质子7个中子，故和互为“镜像核”，故A正确；
B．互为“镜像核”的两个原子核，由于质量数相同，因此结合能大的比结合能更大更稳定，故B正确；
C．根据爱因斯坦质能方程可知的结合能为

比结合能为

故C错误
D．根据爱因斯坦质能方程可知的结合能为

和结合能之差为

故D正确。
故选ABD。
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某同学做“探究加速度与力的关系”的实验：
（1）该同学正在进行补偿阻力的操作如图所示，其中存在明显错误之处是______。

（2）图为实验中打出的某条纸带，纸带上的点为打点计时器连续打下的点，每5个点取1个计数点：

打下计数点3时的速度为______，根据纸带计算出这次小车的加速度为______，由此判断槽码的质量______（选填“满足”或“不满足”）本次实验要求。（结果均保留三位有效数字）
【答案】 ①. 小车前面悬挂了牵引物体 ②. ③. ④. 不满足
【解析】
【详解】[1]进行补偿阻力的操作时，小车前面不能悬挂牵引物体；
[2]由题意可知

由图可知计数点2、4的刻度分别为


计数点3时的速度为

均算正确；
[3]由题意可得





相邻两段位移差分别为




根据可得

均算正确；
[4]由[3]中分析可知该纸带相同时间间隔内相邻位移差变化幅度较大，因此本次实验槽码的质量不满足实验要求。
17. 在实验室用双缝干涉测光的波长，实验装置如图所示

（1）双缝、光屏、单缝，依次是图中的______（填图中的字母）。

（2）①图是实验得到的红光双缝干涉图样照片，根据该图可判断双缝干涉的亮条纹间距______（填“相等”或“不相等”）。
（3）在某次测量中，观察分划板中心线与乙图亮条纹中心对齐时的情形，如图②所示。然后转动测量头手轮，当分划板中心线与亮条纹中心对齐时，目镜中观察到的图应为③图中的______。
（4）已知单缝与光屏间距，双缝与光屏的间距，单缝与双缝间距为，双缝间距，图①中分划板中心线与亮条纹中心对齐时手轮读数为，与亮条纹中心对齐时手轮读数为，则实验测得该光的波长的表达式为______。
【答案】 ①. DFC ②. 相等 ③. A ④.
【解析】
【详解】（1）[1]双缝干涉测光的波长的实验中，设备依次摆放的位置从左到右依次是光源、滤光片、单缝、双缝、滤光筒、光屏，双缝、光屏、单缝，依次是图中的D、F、C；
（2）[2]①图可判断双缝干涉的亮条纹间距相等；
（3）[3]转动测量头手轮，当分划板中心线与亮条纹中心对齐时，目镜中观察到的图应为③图中的A；
（4）[4]由

得

18. 如图是一款气垫运动鞋，鞋底气垫空间内充满氮气（可视为理想气体），氮气压缩后可产生回弹效果，减少震荡冲击。已知气垫内气体体积为，脚与气垫间的等效作用面积为，初始压强与大气压相同，不考虑气垫漏气。某运动员穿上一只该鞋子后起身在水平地面上单脚稳定站立，此时气垫内气体体积被压缩至原来的，若该过程不计温度变化，设大气压强为、当地重力加速度为。求：
（1）此时气垫内气体的压强；
（2）该过程中气体是放热还是吸热；
（3）该运动员的质量。

【答案】（1）；（2）放热；（3）
【解析】
【详解】（1）气垫内的气体做等温变化

解得

（2）气体体积被压缩，外界对气体做功，由于气体温度不变化，气体内能不变，根据热力学第一定律可知该过程气体放热；
（3）运动员平衡站立时，处于平衡状态

解得

19. 如图所示，水平传送带上面排列着5个质量均为的木块，木块随传送带一起以的恒定速度向左匀速运动，木块与传送带表面动摩擦因数。一颗质量为的子弹以速度水平向右正对射入第一块木块并穿出，穿出速度为，若之后子弹打穿木块过程，子弹损失的动能都为前一次打穿过程子弹损失动能的。已知传送带足够长，木块不会从传送带上滑落，木块间距足够大，不会相撞，忽略子弹竖直方向的下落运动及在木块内运动的时间，。求：
（1）子弹打穿第1块木块后瞬间，第1块木块的速度；
（2）第1块木块和第2块木块再次相对传送静止时，两者间距的变化量；
（3）整个过程中，驱动传送带的电动机需要多输出的能量。

【答案】（1）5m/s；（2）0；（3）
【解析】
【详解】（1）以子弹运动方向为正方向，子弹打第1块木块动量守恒

得

（2）子弹打穿第1块木块，损失动能为

则子弹打第2块木块，损失动能为


子弹打穿第2块木块后速度为

子弹打穿第2块木块动量守恒

得

子弹打穿第1块和第2块木块后，木块运动情况完全一样，故两者距离变化量为0；
（3）第1、2块木块，从穿透到再次与传送带共速所需的时间为

在这段时间内传送带与木块之间存在滑动摩擦，要维持传送带作匀速运动需提供能量克服摩擦力作功，因此，当第1、2块木块达到与传送带共速，电动机多消耗的电能

若子弹能打穿第3块木块，打穿第3块木块损失动能为

由于子弹穿入第3块木块前动能为

故子弹不能穿过第3块木块。子弹留在第3块木块中，由动量守恒定律

得

第三块木块（含子弹）从静止到再次与传送带共速

这个阶段电动机多消耗的电能

整个阶段电动机多消耗的电能

20. 电动汽车通过能量回收装置增加电池续航。在行驶过程中，踩下驱动踏板时电池给电动机供电，松开驱动踏板或踩下刹车时发电机工作回收能量。某兴趣小组为研究其原理，设计了如图所示的模型：两个半径不同的同轴圆柱体间存在由内至外的辐向磁场，磁场方向沿半径方向，有一根质量为、长度为、电阻为的金属棒通过导电轻杆与中心轴相连，可绕轴无摩擦转动，金属棒所在之处的磁感应强度大小均为，整个装置竖直方向放置。中心轴右侧接一单刀双掷开关：踩下驱动踏板，开关接通1，电池给金属棒供电，金属棒相当于电动机，所用电池的电动势为，内阻为；松开驱动踏板或踩下刹车，开关自动切换接通2，金属棒相当于发电机，给电容器充电，所接电容器电容为。初始时电容器不带电、金属棒静止，电路其余部分的电阻不计。
（1）踩下驱动踏板后，求金属棒刚启动时加速度的大小及开始运动后的转动方向（从上往下看）；
（2）踩下驱动踏板后，求金属棒可达到的最大转动线速度和该过程中金属棒上产生的热量；
（3）当金属棒达到最大转动速度后松开驱动踏板，在一段时间后金属棒将匀速转动，求此时电容器上的带电量。

【答案】（1），金属棒开始运动后沿顺时针转动；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）根据左手定则判断，从往下看，金属棒开始运动后沿顺时针转动，当开关闭合的瞬间，金属棒还没有发生转动，则

金属棒在安培力作用下发生转动，其加速度大小，由牛顿第二定律

（2）当金属棒所能达到最大线速度满足，金属棒中的无电流通过，即金属棒切割磁感线关生的感应电动势为，即

解得

金属棒从静止开始，在安培力作用下加速运动到最大速度，由动量定理

在此过程中通过金属棒的电荷量

在此过程中电源提供的电能最终转化为金属棒的动能和电路产生的热量，即

金属棒中产生的热量为

（3）当金属棒由最大速度减速至匀速转动，由动量定理可得

当电路达到稳定时，回路中无电流，电容器两端电压与金属棒切割产生的感应电动势相等

联立得

21. 如图所示，真空中有一坐标系，在的空间中存在方向沿轴负方向，磁感应强度大小为的匀强磁场，在平面内紧靠轴放置一块荧光屏，荧光屏沿轴方向长度，沿轴方向宽度足够大，在处平行平面沿轴放置一根长度为、逸出功的金属细棒，现用频率的光从各方向照射金属棒，已知电子电荷量，质量，普朗克常量。求：
（1）金属棒上逸出的光电子的最大初动能；
（2）沿轴正方向逸出的光电子打中荧光屏时坐标最大值；
（3）光电子从金属棒逸出至打到荧光屏的最短时间；
（4）荧光屏上有光电子打到的区域面积。

【答案】（1）16eV；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）根据光电效应方程

（2）光电子在磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力

考虑初速度最大的电子

而

联合解得

粒子正好转过圆周后打在荧光屏上，故

（3）以最大速度出射，且打在金属棒正下方位置的电子飞行时间最短如图所示

半径

所对应的弦长

对应的圆心角

运动时间为

（4）两条临界轨迹如下图

最右侧点距离轴

最左侧点距离轴

荧光屏上有光电子打到的区域面积为