甘肃省定西市2022-2023学年高二下学期期末物理试卷（解析版）

这是一份甘肃省定西市2022-2023学年高二下学期期末物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了 单选题，多选题，实验题， 计算题等内容，欢迎下载使用。
一、 单选题 （本题共计7小题，总分28分）
1. 对于一定质量的物体，以下说法中正确的是（ ）
A. 速度不变，动能可能改变
B. 速度变化，动能一定变化
C. 动能不变，速度一定不变
D. 动能变化，速度一定改变
【答案】D
【解析】A. 根据，速度不变，动能一定不变，故A错误；
B. 速度变化，可能只是速度方向改变，大小不变，则动能不变，如匀速圆周运动，故B错误；
C. 动能不变，速度大小一定不变，但是方向可以改变，如匀速圆周运动，故C错误；
D. 动能变化，速度大小变化，则速度一定发生变化，故D正确．
2. 某次雷雨天气，带电云层和建筑物上的避雷针之间形成电场，图中虚线为该电场的三条等势线，实线为某带电粒子从A运动到B的轨迹，A、B为运动轨迹上的两点。带电粒子的重力不计，避雷针带正电。则（ ）

A. 带电粒子带正电
B. 避雷针尖端附近电势较低
C. 带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
D. 带电粒子在A点的加速度大于在B点的加速度
【答案】C
【解析】A．带电粒子的轨迹向下弯曲，带电粒子与带正电的避雷针之间为吸引力，带电粒子带负电，A错误；
B．避雷针带正电，电场线是发散的，离避雷针越近电势越高，所以避雷针尖端附近电势较高，B错误；
C．带电粒子从A点向B点运动，库仑引力做正功，电势能减小，所以，带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能，C正确；
D．离避雷针越近，电场越强，粒子所受的电场力越大，加速度越大，所以，带电粒子在A点的加速度小于在B点的加速度，D错误。
故选C。
3. AED为自动体外除颤器，是用来抢救心脏骤停病人的便携式急救设备，它已被广泛用于学校、商场、机场等公共场所。某家用AED的电容器的电容是，充电电压，如果电容器在时间内一次性完成放电，则（ ）

A. 电容器放电过程中电容越来越小
B. 电容器充电储存的电荷量为
C. 电容器的击穿电压为
D. 电容器放电过程中平均电流为
【答案】D
【解析】A．电容器的电容与充放电过程无关，故A错误；
B．电容器充电储存的电荷量
故B错误；
C．电容器在时正常工作，不是击穿电压，故C错误；
D．放电过程的平均电流
故D正确。
故选D。
4. 2023年5月30日9时31分，我国成功发射“神舟十六号”载人飞船，神舟十六号发射入轨后就去找空间站组合体，并与它完成交会对接。如图载人飞船与空间站此时在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）

A. 载人飞船的发射速度大于
B. 载人飞船与空间站在轨运行的线速度小于
C. 载人飞船只需向后喷气加速后，就可以和空间站对接
D. 已知地球质量与载人飞船的轨道半径，可以求出载人飞船运行的角速度
【答案】B
【解析】A．载人飞船发射后绕地球运动，故发射速度介于与之间，故A错误；
B．是地球的第一宇宙速度，是围绕地球做圆周运动的最大速度，则载人飞船与空间站在轨运行的线速度小于，故B正确；
C．载人飞船要与空间站对接，可以先减速至低轨，再加速变回至原轨道，故C错误；
D．已知地球质量与载人飞船的轨道半径，少了引力常量，无法求出角速度，故D错误。
5. 如图所示为一种新型的电磁船的俯视图，为固定在船上的水平平行金属板，直流电源接在M、P之间．船上装有产生强磁场的装置，可在两平行金属板间海水中的虚线框内产生强磁场。闭合开关S后，电流通过海水从N流向Q，若船在海水的反冲作用下水平向左运动，虚线框中的磁场方向应该（ ）

A. 竖直向下B. 竖直向上C. 水平向左D. 水平向右
【答案】A
【解析】船受到反冲力向左，根据牛顿第三定律，可知通电的海水受到向右的力，根据左手定则可知磁场方向竖直向下。
6. 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为，内阻为.仅接通时电流表示数为：保持接通、闭合瞬间，电流表示数达到。下列说法正确的是（ ）

A. 当仅接通时，电源每秒有的化学能转化为电能
B. 在闭合瞬间，流过电动机的电流为
C. 在闭合瞬间，车灯的功率减少约
D 当电动机正常工作时，电流表示数将比更小
【答案】ACD
【解析】A．当仅接通时，每秒非静电力做功为
W=EI1t=125J
即电源每秒有125J的化学能转化为电能，A正确；
B．由题意可知：在闭合瞬间，流过灯泡的电流小于10A，所以流过电动机的电流大于50A，故B错误；
C．当仅接通时，车灯两端的电压
车灯的功率
车灯的电阻
在闭合瞬间，车灯两端的电压
车灯的功率
在电动机启动瞬间，车灯的功率减少了
故C正确；
D．在电动机启动瞬间，电动机相当于纯电阻元件，由于电动机内阻较小，所以电流较大，当电动机正常工作时，相当于电动机电阻变大，所以电流表示数小于60A，故D正确。
7. 如图所示，水平面内边长为的正方形MNPQ区域内有磁感强度大小均为B，方向相反的匀强磁场，O、分别为MN和PQ的中点。一边长为l，总电阻为R的正方形线框abcd，沿直线匀速穿过图示的有界匀强磁场，运动过程中bc边始终与MN边平行，线框平面始终与磁场垂直，正方形线框关于直线上下对称。规定电流沿逆时针方向为正，则线框穿过磁场过程中电流I随时间t变化关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】当b点接触MQ前，bc切割磁感线，电动势E=Blv
根据楞次定律，电流方向为逆时针，正方形线框继续向右运动，在ad边进入磁场前的时间内，bc边上下两部分在方向不同的磁场中运动，在垂直纸面向里的磁场中运动的部分长度越来越短，在垂直纸面向外的磁场中运动的部分长度越来越长，但在垂直纸面向里的磁场中运动部分的长度一直大于在垂直纸面向外的磁场中运动部分的长度，所以这段时间内电流方向为逆时针，且电流逐渐减小，当ad边运动至与MN重合时，电流为0，ad边刚进入时，根据楞次定律，电流方向为顺时针， bc边上下两部分切割磁感线长度相等，感应电动势方向相反，所以此时电流大小为
此后电流一直增大，到bc边运动至整条边都在向外磁场时，电流最大，最大电流为，bc边运动PQ重合时，电流为，此后根据楞次定律，电流逆时针方向，且电流一直增大，当ad边在磁场中运动时，电流为。
故选B。
二、多选题 （本题共计4小题，总分20分）
8. 如图所示，在水平匀强磁场中一正方形闭合线圈绕OO′轴匀速转动，若要使线圈中的电流峰值减半，可行的方法是（ ）

A. 只将线圈的转速减半B. 只将线圈的匝数减半
C. 只将匀强磁场的磁感应强度减半D. 只将线圈的边长减半
【答案】AC
【解析】设一匝线圈电阻为r，由
，，
得
线圈中的电流峰值与匝数无关，要使线圈中的电流峰值减半，可以将转速n减半、匀强磁场的磁感应强度B减半或线圈的边长变为原来的倍。
故选AC。
9. 2023年5月28日，中国商飞交付的全球首架C919大型客机从上海到北京飞行成功。为研制大型客机．研究人员进行了大量的风洞实验。某次实验数据：从处，将的物块（视为质点）以水平向左弹射，全过程受到水平向右的恒定风力。重力加速度取。则（ ）

A. 物块做匀变速直线运动
B. 物块落地时的动能为
C. 物块抛出后经过动能最小
D. 物块运动过程中离抛出点水平距离最大为
【答案】BCD
【解析】A．物块初速度与合力方向不共线，故物块做匀变速曲线运动，故A错误；
B．根据题意可知，物块在竖直方向上有
运动时间
水平方向加速度为
物块落地水平距离为
物块从抛出至落地，由动能定理有
解得
故B正确；
C．根据题意可知，当合力与速度垂直时动能最小，设此时速度与水平方向夹角为，则有
又有
解得
故C正确；
D．物块运动过程中离抛出点水平距离最大时，水平方向速度减为0，则
故D正确。
故选BCD。
10. 如图所示为科学家用某种透明均匀介质设计的“光环”，圆心为，半径分别为和。部分是超薄光线发射板，发射板右侧各个位置均能发射出水平向右的光线，发射板左侧为光线接收器。通过控制发射光线的位置，从位置发射出一细光束，发现该光束在“光环”中的路径恰好构成一个正方形，且没有从“光环”射出，已知光在真空中的速度为。下列说法正确的是（ ）

A. 只有从位置发射的细光束才能发生全反射
B. 该光束在“光环”中走过的路程为
C. “光环”对该光束的折射率可能是
D. 该光束在“光环”中传播的时间可能是
【答案】BC
【解析】A．在此介质中板发射的光线若满足入射角大于等于临界角，均可发生全反射，不一定只有从点发射的细光束才能发生全反射，故A错误；
B．根据题意，画出光路图，如图所示

由几何关系可知为，故长度为，所以正方形总长度为，故B正确；
C．根据题意可知，设全反射的临界角为，则有
解得
故C正确；
D．由公式可得
则传播时间为
故D错误。
11. 彩色多普勒三维成像的基本原理是探头向人体发射一组简谐超声波，遇到人体组织会产生不同的反射，探头接收到的超声波信号输入计算机形成图像。某次血管探头发出如图所示的超声波，时刻波恰好传到质点时刻恰好传到质点。下列说法正确的是（ ）

A. 质点开始振动的方向沿轴正方向
B. 探头发出的超声波在血管中的传播速度为
C. 质点的振动方程为
D. 时，质点与质点的位移大小相等、方向相反
【答案】AD
【解析】A．在波的传播方向上，所有质点都在模仿波源，根据波动图像可知，质点的起振方向为沿轴正方向，所以质点的起振方向也是沿轴正方向，故A正确；
B．根据题意可知，血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为
故B错误；
C．根据时刻的波动图像可知，质点的起振方向沿轴正方向，图像可知，质点的振动振幅为
波长为
根据波长、波速和周期的关系，可知
由此可得
质点的振动方程为
故C错误；
D．根据时刻的波动图像可知，质点与质点的平衡位置相差半个波长，所以两个质点的振动情况始终相差半个周期，两者的振动情况相反，故质点与质点的位移大小相等、方向相反，故D正确。
三、实验题（本题共计2小题，总分15分）
12. 某同学用如图甲所示的装置来测量一根细线能承受的最大拉力。把细线的两端固定在滑块上，滑块可在带有刻度尺的轨道上滑动，线两端的固定点的位置可以由滑块上的标志线所对应的刻度读出。
（1）把轨道调水平，固定左端滑块，移动右滑块，细线拉直时，左端滑块位置读数为30.00cm，右端滑块位置读数为80.00cm，算出细线两端之间的距离。
（2）把右端滑块移动到图甲所示位置处，在细线中点挂上质量为m=200g的钩码3个。
（3）缓慢移动右端滑块，直到细线被拉断，固定右端滑块，如图乙所示，则右端滑块位置读数为___________cm，算出左右两滑块之间距离L。
（4）重力加速度为g，则计算细线能承受的最大拉力的表达式为___________。
（5）如果重力加速度g取9.8m/s2，则被测细线能承受的最大拉力为___________N。
【答案】（3）70.00 （4） （5）4.9
【解析】（3）[1]由图乙可知，右侧滑块正对刻度尺刻度70位置，由于刻度尺最小刻度为1cm，根据刻度尺读数估读要求，右端滑块位置读数为70.00cm；
（4）[2]设拉断时细线与竖直方向上的夹角为，拉线示意图如下，根据几何关系可得
对钩码进行受力分析，在竖直方向上
解得
（5）[3]重力加速度g取9.8m/s2，代入数据可得
13. 在工业生产中，常运用测定电学量的方法来测定某些溶液含离子的浓度。某同学利用图a所示电路模拟这一情形，测定不同浓度下食盐溶液的电阻率。在长方体绝缘容器内插上两竖直金属薄板A、B。A板固定在左侧，B板可插在容器内不同位置。
（1）因缺少保护电阻，为保护电流表，开关闭合前B板应尽量靠近容器的___________侧（填“左”或“右”），容器内应倒入___________（填“少量”或“大量”）食盐溶液；
（2）某次实验时，容器内有一定量的食盐溶液，且B板位于最右端，此时电流表示数如图c，则此时电路中电流为___________mA；为便于在多次测量中电流的变化范围更大一些，应___________（选填：增加、减少）容器内的食盐溶液；
（3）倒入适量食盐溶液后，将B板插在容器内不同位置，改变B、A两板的间距x，读取电流表读数I，测量多组数据，得到图线如图b示。已知电源电动势为3.0V，容器内部底面长l=20cm，容器内溶液体积V=1200cm3。根据图线求得该食盐溶液的电阻率=___________Ω·m（保留两位有效数字）。
【答案】（1）右 少量 （2）28.0 减少 （3）
【解析】（1）[1][2]为保护电流表，应增大电路中的电阻。
由电阻定律可知，B板越靠近右侧，溶液长度越长，电阻越大。盐溶液浓度越低，阻值越大，故容器内应倒入少量食盐溶液。
（2）[3]由图c可知，
此时电路中电流为
[4]由于电阻过小导致最小电流过大，测得范围偏小，应增大电阻，使最小电流减小，故需要减少容器内的食盐溶液。
（3）[5]根据电阻定律可得
又
联立可得
结合图象的斜率k，可得
四、 计算题 （本题共计3小题，总分37分）
14. 某学习兴趣小组研究海上新能源问题时，制作了一个小型波浪发电机，磁铁固定在水中，绕有线圈的浮筒套在S极上，其截面如图甲。浮筒可随波浪上下往复运动切割磁感线而产生电动势，线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化，如图乙。已知线圈匝数匝、电阻，每匝线圈截面直径，所处磁场磁感应强度，把线圈与阻值的小灯泡串联，小灯泡恰好正常发光。求：
（1）小灯泡的额定电压；
（2）线圈上下往复运动切割磁感线的最大速度；
（3）一周期内线圈产生焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）根据题意，由乙图可知，感应电动势有效值
此时小灯泡正好正常发光，则
（2）由切割磁感线可知
解得
（3）线圈中电流有效值为
由乙图可得，周期
一周期内线圈产生的焦耳热
15. 如图所示，水平面内的等边三角形的边长为，顶点恰好位于光滑绝缘直轨道的最低点，点到两点的距离均为点在边上的竖直投影点为。轴上、两点固定两个等量的正点电荷，在点将质量为、电荷量为的小球套在轨道上（忽略它对原电场的影响）将小球由静止释放，已知静电力常量为，重力加速度为，且，忽略空气阻力，求：
（1）轨道上点的电场强度；
（2）小球运动至点时的加速度；
（3）小球刚到达点时的动能。
【答案】（1），沿轴正方向；（2）0；（3）
【解析】（1）根据题意，由几何关系有
故
则轨道上点的电场强度大小
方向沿轴正方向。
（2）根据题意，由几何关系
知
根据对称性可知，点的电场强度方向沿轴正方向，
且
小球在点时的受力如图所示

沿杆方向的合力为
解得
（3）根据等量同种电场分布和对称关系可知，两点电势相等，电荷从到的过程中电场力做功
根据动能定理可得
解得
16. 如图甲所示，一半径为d的圆形磁场，其圆心位于xOy平面的坐标原点，磁场左侧水平放置两块长度均为2d的平行金属板P、Q，两板间距为d，x轴过平行金属板的中心轴线. 平行金属板间加上如图乙所示周期性变化的电压，在紧靠P板左侧有一粒子源S，从t=0时刻开始连续射出初速度大小为、方向平行于金属板的相同带电粒子，t=0时刻射出的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场。已知电场变化周期，粒子质量为m，电荷量为+q，磁感应强度，若进入磁场的粒子均能从y轴上的M点离开磁场，粒子打到金属板上会被吸收，不计粒子重力及相互间的作用力，求：
（1）t=0时刻进入的粒子在磁场中运动的时间；
（2）粒子从M点离开磁场时与x轴正方向的夹角范围；
（3）达到M点的粒子占发射源发射粒子总数的百分比。
【答案】（1）；（2）；（3）25%
【解析】（1）时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场，且电场变化周期
粒子以速度，平行极板方向离开电场。

粒子平行于x轴射入圆形磁场区域，由 ，解得
可得
根据几何关系，如图所示

四边形为菱形，边长为d，轨迹对应得圆心角为120°，速度方向得偏转角也为120°。粒子在磁场中运动时间
又
解得t=0时刻进入的粒子在磁场中运动的时间
（2）由第1问得，时刻进入极板，粒子从下极板边缘射入磁场，从M点射出速度方向得偏转角为，即与x轴正方向得夹角为。若粒子在时刻进入电场，粒子将从上极板得边缘射入磁场，如图所示

根据几何关系，四边形为菱形，边长为d，轨迹对圆形角为，从M点射出速度方向得偏转角为，即与x轴正方向得夹角为。所以粒子从M点离开磁场时与x轴正方向的夹角范围
（3）粒子在一个周期内，在内进入电场得粒子都可以平行x轴以速度进入磁场，最终聚焦于M点，如图

达到M点的粒子占发射源发射粒子总数的百分比