驻马店经济开发区高级中学2022-2023学年高二下学期期末考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，航天员太空授课的画面（如图）通过电磁波传输到地面接收站。关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( )
A.电磁波在任何介质中的传播速度都为
B.将手机放在真空塑料袋中，拨打该手机，手机不能接收信号
C.赫兹首先用实验证实了电磁波的存在
D.麦克斯韦认为，变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
2、如图所示，有关分子力和分子势能曲线的说法中，正确的是( )
A.当时，分子为零，分子势能最小也为零
B.当时，分子力和分子势能都随距离的增大而增大
C.在两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的过程中分子力先做正功后做负功
D.在两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的过程中分子势能先增大，后减小，最后又增大
3、如图所示，一束蓝光和一束绿光以同一光路从圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为a和b。已知入射角，a光束与玻璃砖间的夹角，真空中光速。下列说法正确的是( )
A.a光束是蓝光，b光束是绿光
B.玻璃对a光的折射率为
C.a光在该玻璃中传播的速度为
D.在相同介质中a光比b光的临界角小
4、如图所示，摆长为l的单摆，放在倾角为θ的光滑斜面上，当摆球在斜面所在的平面内做小摆角振动时的周期为( )
A. B.
C. D.以上答案都不对
5、某实验小组同学采用图甲装置研究光的干涉现象，两狭缝、间距离d及各自宽度m均可调，狭缝到光屏的距离为L。用不同的单色光垂直照射狭缝，得到如图乙所示的干涉条纹。下列说法正确的是( )
A.在d、L相同条件下，照射光的频率越高，形成的干涉亮条纹越宽
B.若遮住，用红光照射，减小的宽度m，光屏上的中央亮条纹变宽变暗
C.若同时用红光和蓝光分别照射、，光屏上将得到红蓝相间的干涉彩色条纹
D.用红光照射两条狭缝时，若狭缝、到光屏上点的路程差为红光波长的3.5倍，点处一定是亮条纹
6、一长直铁芯上绕有线圈P，将一单匝线圈Q用一轻质绝缘丝线悬挂在P的左端，线圈P的中轴线通过线圈Q的中心，且与线圈Q所在的平面垂直.将线圈P连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E为直流电源，S为开关.下列情况中，可观测到Q向左摆动的是( )
A.S闭合的瞬间
B.S断开的瞬间
C.在S闭合的情况下，将R的滑片向a端移动时
D.在S闭合的情况下，保持电阻R的阻值不变
7、如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数匝，外接电阻，线圈电阻，则下列说法正确的是( )
A.通过线圈的最大电流为 B.线圈的角速度为
C.电压表的示数为 D.穿过线圈的最大磁通量为
二、多选题
8、如图所示，在斯特林循环图像中，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，和为等温过程，该循环过程中，下列说法正确的是( )
A.过程中，气体从外界吸收热量
B.过程中，气体分子的热运动变得更激烈
C.过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D.过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化
9、如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是( )
A.转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金从热水中吸收的热量
C.转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
10、如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的5倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是( )
A.原、副线圈匝数之比为5:1 B.原、副线圈匝数之比为4:1
C.此时a和b的电功率之比为5:1 D.此时a和b的电功率之比为1:4
11、一列简谐横波沿x轴方向传播，如图所示，实线为某时刻的波形，虚线为从该时刻起0.1s后的波形。下列判断正确的是( )
A.当波沿x轴负方向传播时，这列波的波速为
B.当波沿x轴正方向传播时，这列波的波速为
C.若波沿x轴负方向传播，则波的最大周期为2s
D.若这列波的波速为110m/s，则波的传播方向沿x轴正方向
12、如图所示，在平面直角坐标系的第一、二象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电量为q的相同粒子从y轴上的点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场。当沿x轴正方向射入时，粒子垂直x轴离开磁场，不计粒子的重力，则( )
A.粒子一定带正电
B.粒子入射速率为
C.粒子在磁场运动的最短时间为
D.粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为
三、实验题
13、（1）在“用单分子油膜法估测分子大小”实验中，在蒸发皿内盛一定量的水，正确操作的是______。
A.在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
B.先滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，再在水面上先撒上痱子粉
（2）实验中，油酸酒精溶液中有纯油酸6 mL。用注射器测得1 mL上述溶液中有50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的面积为。
①油膜的面积____；
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_____mL；
③根据①、②数据，估算出油酸分子的直径约_____m。
（①、③问保留一位有效数字，②问保留两位有效数字）
14、实验用气垫导轨装置验证动量定理，滑块，槽码。遮光条通过时间为和，以及两次通过光电门的时间。
（1）游标卡尺测量遮光条宽度如图所示，其宽度_______mm。
（2）打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨，直至看到导轨上的滑块能在短时间内保持静止，其目的是______________。
（3）多次改变光电门2的位置进行测量，得到和的数据如表：
0.721 0.790 0.854 0.913 0.968
1.38 1.52 1.64 1.75 1.86
请根据表中数据，在方格纸上作出和图线。
（4）查得当地的重力加速度，根据动量定理，图线斜率的理论值是________。
（5）实验结果发现，图线斜率的实验值总小于理论值，产生这一误差的两个可能原因是________。
A.选用的槽码质量偏小 B.细线与气垫导轨不完全平行
C.每次释放滑块的位置不同 D.实验中的测量值偏大
四、计算题
15、一具有速度选择器的质谱仪如图所示：A为粒子加速器；B为速度选择器，选择器内匀强电场与匀强磁场正交，电场强度大小为E，磁感应强度大小为；C为偏转分离器，分离器内部存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带正电粒子（不计所受重力）从加速器上极板由静止加速后恰好能沿直线通过速度选择器，进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动。求：
（1）粒子通过速度选择器的速度大小v；
（2）粒子的比荷；
（3）加速器的加速电压U。
16、如图，一玻璃装置放在水平桌面上，竖直玻璃管粗细均匀，两管的上端封闭，C管上端开口，三管的下端在同一水平面内且相互连通。两管的长度分别为。将水银从C管缓慢注入，直至两管内水银柱的高度差。已知外界大气压为。求两管内水银柱的高度差。
17、如图所示，固定点O上系一长的细绳，细绳的下端系一质量的小球（可视为质点），原来处于静止状态，球与平台的边缘B点接触但对平台无压力，平台高。质量的物块开始静止在平台上的P点，现使物块获得一水平向右的初速度，物块沿粗糙平台向右运动到平台边缘B处与小球发生正碰，碰后小球在细绳的约束下做圆周运动，恰好经过最高点A，而物块落在水平地面上的C点，其水平位移。不计空气阻力，重力加速度g取。
（1）求碰撞后瞬间物块的速度大小；
（2）求碰撞后瞬间小球对细绳的拉力；
（3）若平台表面与物块间的动摩擦因数，物块与小球的初始距离为，求物块在P处的初速度的大小。
18、如图甲所示，一电阻不计且足够长的固定平行金属导轨，间距，上端接有阻值的电阻，导轨平面与水平面间的夹角，整个装置处于方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，一质量、阻值的金属棒垂直于导轨放置。金属棒由静止释放后，沿导轨方向下滑的位移x与时间t之间的关系如图乙所示，其中OA为曲线，AB为直线，金属棒与导轨之间的动摩擦因数为，金属棒与金属导轨按触良好，g取，，，求：
（1）6s~10s金属棒运动的速度；
（2）匀强磁场的磁感应强度的大小：
（3）0~6s内电阻R产生的热量。
参考答案
1、答案：C
解析：A.电磁波在真空中传播的速度都是，而在介质中的传播速度要小于，故A错误；
B.电磁波的传播不需要介质，故将手机放在真空塑料袋中，拨打该手机，手机能接收信号，故B错误；
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故C正确；
D.根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场产生恒定不变的磁场，均匀变化的磁场产生恒定不变的电场，故D错误。
故选C。
2、答案：C
解析：A.当时，分子间的引力和斥力大小相等，方向相反，故分子间作用力为零，分子势能是否为0与零势能点的选取有关，则此时分子势能不一定为0，A错误；
B.由图可知，当分子间距离时，分子力表现为引力，随分子间距离的增大先增大后减小，B错误；
CD.当时，分子力表现为引力；当时，分子力表现为斥力；当r从无穷大开始减小，分子力做正功，分子势能减小；当r减小到继续减小，分子力做负功，分子势能增大，C正确，D错误。
故选C。
3、答案：C
解析：A.由题图可知，在玻璃柱体中，a光束的折射率较小，b光束的折射率较大，绿光的波长比蓝光大，因此a光束是绿光，b光束是蓝光，A错误；
B.由折射定律可得，玻璃对a光的折射率为,B错误；
C.由光速与折射率的关系式，可得a光在该玻璃中传播的速度为，C正确；
D.由全反射临界角公式，可知在相同介质中a光比b光的临界角大，D错误。
故选C。
4、答案：C
解析：
5、答案：B
解析：
6、答案：A
解析：A、由楞次定律的第二种描述：“来拒去留”可知要使Q向左运动，通过Q、P的磁通量应增大，所以流过P的电流需增大；S闭合过程中电流增大，磁通量增大，故A正确；
B、S断开的瞬间，流过P的电流静止，磁通量减小，所以Q将向右运动。故B错误；
C、若将移动滑动头向a端移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中电流减小，磁通量减小，故会使Q右移，故C错误；
D、在S闭合的情况下，保持电阻R的阻值不变，则电路中的电流不变，所以穿过Q的磁通量不变，所以Q内不能产生感应电流，Q不动，故D错误；
故选：A。
7、答案：A
解析：A、最大电动势，最大电流，故A正确；
B、周期，线圈角速度，故B错误；
C、电动势的有效值，电压表的示数为R的电压：，故C错误；
D、由，得，故D错误。
故选：A。
8、答案：ACD
解析：A.为等温过程，一定质量的理想气体的温度不变，内能不变，体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，故A正确；
B.过程中为等容变化，一定质量的理想气体的压强减小，温度降低，分子的平均动能减小，气体分子的热运动变慢，故B错误；
C.过程为等温过程，一定质量的理想气体的压强增大，体积减小，分子密集程度增大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C正确；
D.过程为等容变化，一定质量的理想气体的压强增大，温度升高，气体分子的速率分布曲线发生变化，故D正确。
故选ACD。
9、答案：BD
解析：AB.根据能量守恒定律知，形状记忆合金从热水中吸收热量后，一部分能量在伸展划水时转变为水和转轮的动能，另一部分释放到空气中，故A错误，B正确；
C.转动的叶片不断搅动热水的过程是水对转轮做功的过程，同时水会向四周放出热量，根据热力学第一定律可知水的内能减少，故水温降低，故C错误；
D.根据热力学第二定律，物体不可能从单一热源吸收能量全部用来对外做功而不引起其他变化，故叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量，也一定大于水和转轮获得的动能，故D正确。
故选BD。
10、答案：BD
解析：AB.设灯泡的额定电压为，根据题意可知，原线圈两端的电压为，副线圈两端的电压为，则原、副线圈匝数之比为，故A错误，B正确；
CD.设流过原线圈的电流为，流过副线圈的电流为，则，根据可知，此时a和b的电功率之比为，故C错误，D正确。
故选BD。
11、答案：ABD
解析：A、由图可知波长。当波沿x轴负方向传播时，波传播的距离为，波速为，故A正确；
B、当波沿x轴正方向传播时，波传播的距离为，波速为，故B正确；
C、若波沿x轴负方向传播，由，知当时，最小速度，波的最大周期为，故C错误；
D、根据波沿x轴正方向传播时波速通项，知当时，,故波的传播方向沿x轴正方向，故D正确。
故选：ABD。
12、答案：AC
解析：A.当沿x轴正方向射入时，粒子垂直x轴离开磁场，洛伦兹力提供粒子运动的向心力，由左手定则知粒子带正电，故A正确；
B.当沿x轴正方向射入时，粒子垂直x轴离开磁场，根据速度的垂线一定过轨迹的圆心，知该粒子在第一象限内运动四分之一圆弧的圆心在坐标原点处，半径为L，有，解得故B错误；
C.当粒子从坐标原点O离开磁场时，在磁场运动的时间最短，由，由几何关系知，最短时间为，故C正确；
D.当粒子在磁场中做半个圆周运动，离开磁场的位置到O点的距离最大，由几何关系知，最大距离为，故D错误。
故选AC。
13、答案：（1）A（2）①②③
解析：（1）正确操作的是在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，故选A。
（2）①数轮廓包围方格约58个.则油酸膜的面积
②每滴溶液中含纯油酸的体积
③油酸分子直径为
14、答案：（1）10.20
（2）调节导轨水平
（3）见解析
（4）1.96
（5）BD
解析：（1）；
（2）气垫导轨操作基本要求就是导轨是水平放置的，所以调节气垫导轨让滑块短时间内保持静止的目的是调节导轨水平；
（3）描点连线，如图所示：
（4）由动量定理有，可推导出图线斜率为，代入数据可得，
（5）槽码质量在同一实验中不会影响测量值的准确性，释放滑块的位置也不会影响图线斜率，所以A、C错误；细线与导轨不平行，则会在垂直导轨方向产生分力，越靠近定滑轮其水平分力越小，从而使加速度越小，速度变化率越小，B正确；时间测量值偏大会使斜率变小，D正确。
15、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）粒子恰好能沿直线通过速度选择器，说明粒子受力平衡，所以有
解得
（2）由洛伦兹力提供向心力得
解得
（3）由动能定理得
解得
16、答案：1 cm
解析：设注入水银后A中水银高为，截面积为，B中水银高，截面积为，则
解得。
17、答案：（1）2.5 m/s
（2）30 N，方向竖直向下
（3）7 m/s
解析：（1）碰撞后物块做平抛运动，设其初速度大小为，平抛运动的时间为t，有
解得
（2）物块与小球在B点处碰撞，碰撞后小球的速度为，碰后小球从B点处运动到最高点A的过程中机械能守恒，设小球在A点的速度为，有
小球在最高点时有
解得，
碰撞后瞬间小球在最低点时，由牛顿第二定律有
解得，
由牛顿第三定律可知小球对绳子的拉力大小，方向竖直向下
（3）设碰撞前物块的速度为，由动量守恒定律得
物块从P点运动到B点的过程中，由动能定理得
解得
18、答案：（1）1m/s（2）2.5T（3）3.375J
解析：（1）由图可知6s~10s金属棒运动的速度
（2）由图可知6s~10s金属棒做匀速运动，受力分析可知
物体所受安培力
回路中感应电流
联立解得
（3）根据动能定理可知
电阻R产生的热量
联立解得
