广东省广州市番禺区2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷

这是一份广东省广州市番禺区2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷，共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1. 2024年3月，支持5G网络的华为折叠屏pcketS2手机正式发售。5G网络采用3300MHz~5000MHz频段的无线电波，4G网络采用1880MHz~2635MHz频段的无线电波。下列说法正确的是（ ）
A．两种无线电波的频率相同
B．两种无线电波在真空中传播速度相同
C．两种无线电波在真空中的波长相同
D．两种无线电波的频率与传播介质有关
2.艺术体操彩带舞逐渐成为全民健身项目，体操彩带是由短杆和一定长度的彩带组成。如图，某同学上、下抖动短杆，使彩带的运动为简谐横波，彩带重力不计，下列说法正确的是（ ）
A．此时a点的振动方向向上 B．此时c点的振动方向向下
C．再经过半个周期，b点将回到平衡位置 D．再经过半个周期，b点将移动到c点

第1题图 第2题图 第3题图
3. 某同学为了观察断电自感现象，宅来带铁芯线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连成如图电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡正常发光；再断开开关S，小灯泡未能出现闪亮现象。你认为可能的原因是（ ）
A．线圈电阻偏大 B．小灯泡电阻偏大
C．电源的电动势偏小 D．线圈的自感系数偏大
4.电蚊拍利用高压电击网来击杀飞近的蚊虫。如图，将3V直流电压通过转换器转变为正弦交变电压u=3sin10000πt（V），再将其加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接电击网，其电压峰值不小于2700V时可击杀蚊虫，则电蚊拍正常工作时（ ）
A．交流电压表的示数为3V
B．副线圈与原线圈匝数比需满足
C．电击网上的高频电压的频率为10000Hz
D．将3V直流电压直接连接在原线圈两端，电蚊拍也能正常工作
第4题 第5题
5.如图，光屏M、N和偏振片P、Q平行共轴，其中P固定、Q可绕轴转动。开始时Q与P偏振方向一致。太阳光通过光屏M上的小孔射入，Q绕轴线缓慢转180°过程中，透过偏振片到达光屏N上光的强度（ ）
A.始终变强 B.先变弱后变强
C.始终变弱 D.先变强后变弱
6.如图是用来测量发动机转动频率的原理图。在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为100Hz、90Hz、80Hz、70Hz的四单个钢片a、b、c、d，将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅很大，其余钢片振幅很小，则（ ）
A.发动机转动频率为100Hz B.发动机转动频率为80Hz
C.钢片a振动频率约为90Hz D.钢片d振动频率约为70Hz

第6题图 第7题图
7.如图甲，一条南北走向的小路，路口设有出入道闸，每侧道闸金属杆长L，当有车辆通过时杆会从水平位置匀速转过90°直到竖起，所用时间为t。此处地磁场方向如图乙，B为地磁场总量，BH为地磁场水平分量，Bx、By、Bz分别为地磁场在x、y、z三个方向上的分量大小。杆在转动升起的过程中，两端电势差的大小为（ ）
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共3小题，每小题6分，共18分.漏选得3分，多选不得分）
8.老师把发出固定频率声音的蜂鸣器固定在长竹竿上，举起并在头顶做圆周转动，如图，当蜂鸣器从A转动到B的过程中，下列说法正确的是（ ）
A.甲同学听到蜂鸣器声音的频率在增大 B.甲同学听到蜂鸣器声音的频率在减小
C.乙同学听到蜂鸣器声音的频率在增大 D.乙同学听到蜂鸣器声音的频率在减小
第8题图 第9题图第10题图
9. 如图，用轻质导线将一根硬直金属棒与电源、开关连接成电路，并将金属棒与ad’平行地搁在正方体的上表面，正方体处在匀强磁场中。闭合开关，发现金属棒竖直向上跳起，由此可知，该区域的磁场方向可能是（ ）
A．垂直abc'd'平面 B．平行abc'd'平面
C．平行abb'a'平面 D．垂直abb'a'平面
10. 电动餐桌是在水平大圆桌面上安装一电动转盘，使用时转盘低速匀速旋转，方便用餐人员夹取食物菜肴。如图一质量为m的盘子（可视为质点）随电动转盘一起以角速度ω匀速转动，已知A、B与圆心O的距离均为r,∠AOB=120°，关于盘子随转盘从A转到B的过程中（ ）
A.转盘对盘子做的功为零
B.转盘对盘子做的功为
C.转盘对盘子摩擦力的冲量大小为
D.转盘对盘子摩擦力的冲量大小为零
三、非选择题（本题共5小题，共54分.考生根据要求作答）
11.在用双缝干涉测量光的波长的实验中，实验装置如图甲。
（1）甲图从左至右放置器材正确的是（ ）
A．光源，滤光片，单缝，双缝
B．光源，滤光片，双缝，单缝
（2）测量某亮纹位置时，乙图中手轮上的示数为 mm；
（3）若双缝间距为d,双缝到毛玻璃的距离为L，相邻两条亮条纹之间的距离为x,则光的波长为 （用x、d、L表示）。
12. 在探究单摆周期与摆长关系的实验中：
（1.）用游标卡尺测得摆球的直径为d；
（2）将摆球拉离平衡位置一个较小角度（小于5°）静止释放，摆球在竖直平面内摆动。如图甲，子啊白球运动的最低点左、右两侧分别放置一光敏电阻（光照增强时，其阻值变小）和一激光光源，光敏电阻与自动记录仪相连，记录仪显示的光敏电阻阻值随时间t的变化图线如图乙。
① 表示小球经过 （填“最低点”或“最高点”）的时间；
②若增加小球静止释放时的角度，则 （填“增加”或“减少”或“不变”）；
③图乙中t1、t1+t0、t1+2t0分别为对应各段的时间中点，则该单摆周期为 ；
（3）实验中用米尺测得摆线长度为L，则当地重力加速度g= 。（用测得物理量的符号表示）
13.如图为半径为R的透明半球体，PQ为半球体直径，O为半球体球心。现有一束激光垂直半球的平面射入半球体，入射点从O点沿半径OP缓慢向P点移动，发现当入射点与O点的距离为d时，激光刚好在正下方球冠处发生全反射，已知光在真空中 的传播速度大小为c，求：
（1）半球体的折射率；
（2）激光在半球体中的传播速度大小。
14.（13分）甲、乙两位同学用中国象棋进行游戏。在水平放置的棋盘上，甲同学用手将甲方的棋子以某一初速度正对乙方棋子弹出，两棋子发生正心对碰（碰撞时间极短），甲方棋子碰撞前、后的速度大小分别为0.3m/s和0.1m/s,且两速度方向相同。两棋子初始位置如图所示，棋子中心与网格线交叉点重合，该棋盘每方格长宽均L=4cm,棋子直径均为D=3cm,棋子质量相等均为m=20g,棋子与棋盘间动摩擦因数均为μ=0.07。重力加速度g大小取10m/s2。求：
（1）乙方棋子碰后的速度大小及两棋子碰撞时损失的机械能；
（2）甲方棋子被弹出时的初速度大小；
（3）甲方棋子弹出后在棋盘上运动的时间。
15.如图甲，磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场存在于底面半径为R的圆柱形空间内，O1和O2是圆柱形空间上、下两个圆面的圆心，其后侧与O1等高处有一个长度为R的水平线状粒子发射源MN，图乙是俯视图，P为MN的中点，O1P连线与MN垂直。线状粒子源能沿平行PO1方向发射某种质量均为m、电荷量均为q的带正电粒子束，带电粒子的初速度大小均相等。在O1O2右侧2R处竖直放置一个足够大的矩形荧光屏，荧光屏的AB边与线状粒子源MN垂直，且处在同一高度。过O1作AB边的垂线，与AB交于O点。荧光屏的左侧存在竖直向下的匀强电场，宽度为R，电场强度大小为E。已知从MN射出的粒子经磁场偏转后都从F点（圆柱形空间与电场边界相切处）射入电场，不计粒子重力和粒子间的相互作用。
（1）如图乙，求从P点射出的带电粒子的初速度大小；
（2）以AB边的中点O为坐标原点，沿AB边向里为x轴，垂直AB边向下为y轴建立坐标系，求从M点射出的粒子打在荧光屏上的位置坐标；
（3）求圆柱形横截面内，磁场区域的最小面积。
参考答案
1. B 解：5G信号的频率大于4G信号的频率，A错误；则5G信号的折射率大于4G信号的折射率，电磁波在真空中的传播速度均为c，相同，B正确；又根据公式c=λf,可知在真空中5G信号比4G信号波长短，C错误 ，电磁波的频率与传播介质无关，D错误。
故选：B
2.C 解：AB、图中波向右传播，根据“同侧法”可知，彩带上的质点a正在向下运动，c点的振动方向向上，故AB错误；
C、 此时b点在平衡位置向下运动，在经过半个周期又回到平衡位置，C正确；
D、机械波传播过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，所以D错误；
故选:C。
3. A 解：A、线圈电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象。故A正确。
B、若小灯泡电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡将发生闪亮现象。故D错误。
C、开关断开开关时，灯泡能否发生闪亮，取决于灯泡的电流有没有增大，与电源的电动势无关。故C错误。
D、线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小。故D错误。
选：A。
4. B 解：A．正弦交变电压的有效值为，交流电压表的示数为
，故A错误；
B．根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比，可知副线圈与原线圈匝数比需满足
故B正确；
C．电击网上的高频电压的频率为 故C错误；
D．将直流电压连接在变压器的原线圈两端，副线圈不会产生感应电动势，电蚊拍不可以正常工作，故D错误。
故选：B。
5. B解：太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动180°，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，则关于光屏上光的亮度从亮到暗，再由暗到亮 ，B正确ACD错误。
故选：B
6.C 解：AB、当驱动力的频率等于钢片的固有频率时，将发生共振，振幅最大 ；b钢片振幅最大，与系统产生共振，故电动机的频率约等于b的固有频率90Hz，,故AB错误；
CD、因为a、d受迫振动，其振动频率等于电动机的振动频率，约为90Hz,故C正确，D错误；
故选：C。
7.A 解：由题意可知，杆从水平位置匀速转过90°直到竖起，所用时间为t,可知金属杆的角速度为：；
由于小路沿南北方向，则金属杆转动过程切割Bx磁场分量，则金属杆两端电势差的大小为： 联立解得：，故BCD错误，A正确。
故选：A。
8. BC解：多普勒效应是指波源或观察者发生移动而使两者间的位置发生变化，使观察者接收到的频率发生了变化，当蜂鸣器靠近观察者时，听到的蜂鸣器的音调变高，当蜂鸣器远离观察者时，听到的蜂鸣器的音调变低，所以甲同学听到蜂鸣器声音的频率在减小，B正确；乙同学听到蜂鸣器声音的频率在增大。C正确；
故选：BC。
9. ACD 解：A、若磁场方向垂直abc'd'平面，由左手定则得，导体棒所受安培力的方向可能竖直向上或竖直向下，当安培力方向竖直向上时，金属棒竖直向上跳起，故A正确。
B、当安培力方向竖直向上时，金属棒竖直向上跳起，则B 和I所在的平面为水平面，若磁场方向平行abc'd'平面，由左手定则得，导体棒所受安培力的方向在水平向，不可能竖直跳起，故B错误；
C、当安培力方向竖直向上时，金属棒竖直向上跳起，则B 和I所在的平面为水平面，则当磁场平行abb'a'平面时，磁场在过棒的竖直面，可以和I在同一个水平面上，由左手定则得，导体棒所受安培力的方向可能竖直竖向上火竖直向下，C正确；
若磁场方向平行abb'a'平面，由左手定则得，导体棒所受安培力的方向可能竖直向上或竖直向下，故C正确；
D、若磁场方向垂直abb'a'平面，由左手定则得，导体棒所受安培力的方向可能竖直向上或竖直向下，当安培力方向竖直向上时，金属棒竖直向上跳起，故D正确；
故选：ACD。
10.AC 解：A、B两点速度方向如图甲所示，则有vA=vB=ωr，则动能不变，由动能定理可知转盘对盘子做的功为零，A正确B错误；
由于摩擦力是变力，由动量定理得：I=mvB－mvA
将vA方向平移到B点，如图乙所示，解得，C正确D错误；
11.答案：（1）A（2）1.470 （3）
解：（1）由双缝干涉原理可知，光源发出光后，先用滤光片得到单色光，然用单缝得到细长的光源，最后用双缝得到两束相干光，故A正确，B错误。
故选：A。
（2）螺旋测微器的精确度为0.01mm,乙图中手轮上的示数为D=1mm+47.0×0.01mm=1.470mm
（3）A．根据双缝干涉的条纹间距公式 可得 。
12.答案：（2） ①最低点 ②减少 ③2t0 （3）
解：（2）单摆在一个周期内两次经过平衡位置，所以每次经过平衡位置，单摆会挡住细激光束，此时光照变弱，光敏电阻阻值变大，从R－t图线可知表示小球经过最低点的时间，周期T=2t0。
若增加小球静止释放时的角度，则经过平衡位置时小球的线速度变大，由可知，d不变，v增大，减小；
（3）由单摆周期公式，而
解得
13. 解：（1）由题意作出光路图如图所示：
如图所示是入射点向左平移距离d时，该入射点为A，此时球冠内的入射角为临界角C，
由几何关系可知： 且
所以
（2）由
代数据解得
14. 解：（1）两棋子碰撞过程由动量守恒定律，规定向右为正方向，则
mv0=mv1+mv2 可得 v2=0.2m/s
甲、乙两棋子相碰时损失的机械能
（2）弹出甲方棋子到碰到乙方棋子前，对甲方棋子由动能定理
，s=2L－D=5cm=0.05m 解得 v=0.4m/s
（3）弹出后甲方棋子作匀减速直线运动，由动量定理可得：解得
则甲方棋子碰撞后作匀减速直线运动 ，由动量定理可得：，解得
所以甲方棋子运动的总时间为。
15. 解：（1）P点射出的粒子在磁场中的偏转轨迹如答图1所示，O3为其轨迹的圆心，由几何关系可知：
轨迹圆半径r=R，由洛伦兹力提供向心力，则则
（2）设打在荧光屏上的横、纵坐标分别为x、y，粒子从F点离开磁场时与O1O之间的夹角为θ，如答图2所示，
可得θ=30° 依题意有，
答图1 答图2
带电粒子在匀强磁场中做类平抛运动，可得：，， 解得
则粒子打在荧光屏上的位置坐标为（，）
（3）磁场区域的最小面积为答图中2两条轨迹与圆O1相交部分的面积，由几何关系可知切补阴影部分面积相等，所以最小的磁场面积为。