2022-2023学年广东省广州市高二（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 关于分子动理论，下列说法正确的是( )
A. 扩散现象能说明分子间存在相互作用力
B. 水中包含的水分子数是个
C. 气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在引力
D. 显微镜下观察到墨水中的小颗粒在不停地做无规则运动，这是分子的运动
2. 使用蓝牙耳机接听手机来电，手机与基地台及耳机的信号传输如下图所示。若基地台与手机、手机与蓝牙耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则( )
A. 甲波的波长比乙波短 B. 真空中甲波的传播速度比乙波小
C. 甲波与乙波有可能发生干涉现象 D. 甲、乙波都是横波，都能在真空中传播
3. 如图甲所示，将滑块连接成弹簧振子并放置于气垫导轨上，将滑块拉到某一位置后由静止释放，位移传感器记录下滑块位置随时间的变化图像如图乙所示，则下列关于该滑块的运动正确的是( )
A. 完成一次全振动的时间为
B. 在一个周期内运动路程为
C. 第末和第末时的速度相同
D. 第内滑块的动能转化为弹簧的弹性势能
4. 如图所示为家用电冰箱的工作原理简化图压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中的制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外下列说法正确的是( )
A. 热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B. 电冰箱的工作原理违反热力学第二定律
C. 冷凝器中的制冷剂在液化过程中体积增大，内能增加
D. 电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能
5. 如图，某兴趣小组设计用一小风力发电机给灯泡供电。发电机线圈与风叶固定在同一转轴上一起转动，灯泡正常发光。若线圈转速变为原来的倍，理想变压器副线圈匝数变为原来的，其他条件不变，发电机内阻不计，则以下说法正确的是( )
A. 流经灯泡电流的频率增大 B. 流经灯泡电流的最大值减小
C. 灯泡两端电压的有效值增大 D. 发电机线圈中的感应电动势大小不变
6. 图甲为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的图像，图甲中某质点的振动情况如图乙所示下列说法正确的是( )
A. 该列横波的周期为
B. 质点在的时间内沿轴向移动
C. 如果图乙为质点的振动图像，则波沿轴正向传播
D. 如果图乙为质点的振动图像，则波沿轴正向传播
7. 磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，该刹车装置的原理图从车后朝前看如图所示，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时铜片从强力磁铁间穿过，车很快停下来，关于该装置的刹车原理，下列判断错误的是( )
A. 过山车进入停车区时其动能转化成电能
B. 把铜片换成有机玻璃片，也能达到相同的刹车效果
C. 过山车进入停车区的过程中两侧的铜片中会产生感应电流
D. 过山车进入停车区的过程中铜片受到的安培力使过山车减速
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
8. 物理学知识应用在生产和生活的各个方面，对社会的进步发展具有积极地推动作用，以下说法正确的是( )
A. 全息照相利用了激光的相干性、平行度好和亮度高的特点
B. 双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变小
C. 水中的气泡看起来特别明亮，是因为光线从气泡射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射
D. 探测金属的金属探测器是利用涡流工作的，探测时地下的金属被激发出涡流，涡流产生磁场影响线圈的磁场，从而触发报警
9. 智能手机的“双降噪技术”可以在通话时，通过辅助麦克风来收集环境音，并与主麦克风音质信号叠加来实现降低背景噪音其简化原理如图甲所示，图乙是理想状态下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的等幅降噪声波，则下列说法正确的是( )
A. 图乙中环境声波和降噪声波的传播速度相等
B. 图乙中噪音声波和降噪声波相遇的点的振幅减弱
C. 经过一个周期后质点向右移动的距离为一个波长
D. 降噪过程应用了波的衍射原理，使噪声无法从外面进入麦克风
10. 如图甲所示，一正方形单匝金属线框放在光滑水平面上，水平面内两条平行直线、间存在垂直水平面的匀强磁场，时，线框在水平向右的外力作用下紧贴从静止开始做匀加速运动，外力随时间变化的图线如图乙实线所示，已知线框质量、电阻，则( )
A. 磁场宽度为
B. 匀强磁场的磁感应强度为
C. 线框穿过的过程中产生的焦耳热等于
D. 线框穿过的过程中通过导线内某一横截面的电荷量为
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
11. 根据单摆周期公式，可以通过实验测量当地的重力加速度如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。
用游标卡尺测量小钢球的直径，示数如图乙所示，读数为______ 。
以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有______ 。填字母代号
摆球尽量选择质量大些、体积小些的
为了使单摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度
拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔即单摆周期
拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做次全振动所用的时间，则单摆周期
某同学测出不同摆长对应的周期，作出图线，如图丙所示，再利用图线上任意两点、的坐标，，可求得 ______ 结果用、、、表示。若该同学测摆长时漏加了摆球半径，而其他测量、计算均无误，则用上述方法算得的值和真实的值相比是______ 选填“偏大”、“偏小”或“相同”的。
12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“”的匝数。
对于实验过程，下列说法正确的有______ ；
本探究实验采用了控制变量法
测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量
因为实验所用电压较低，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱
若变压器是理想变压器，电源接变压器原线圈“”、“”接线柱，副线圈接“”、“”接线柱，当副线圈所接电表的示数为，则原线圈的输入电压应为______ 。
A.
B.
C.
D.
该同学组装变压器时忘记将铁芯闭合进行实验，当原副线圈匝数比为：，原线圈接交流电压，则测量副线圈的交流电压表的实际读数可能是______ 。
A.
B.
C.
D.
正确组装变压器后，用匝数匝和匝的变压器实际测量数据如表：
根据测量数据可判断连接交流电源的原线圈是______ 填或。
四、简答题（本大题共3小题，共38.0分）
13. 如图，某次“找靶点”游戏中，在距长方体水缸开口处的侧壁位置点贴一张靶点的图片，然后将水缸装满水，游戏者需要站在指定观测点调整观察角度，恰好切着右侧壁点看到靶点图片，此时将一根细长直杆从观测点经点插入水中至水缸侧壁点，测得点在点上方处。已知长方形水缸左右侧壁间距离为。
试解释水缸装满水后，为什么观察到的“靶点”的位置升高了？
若光在空气中传播速度，求光在该水缸中水里的传播速度。
14. 如图甲所示，一个电阻值为，匝数为，半径为的圆形金属线圈与阻值为的电阻连结成闭合回路线圈中半径为的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系图线如图乙所示。图线与横、纵轴的截距分别为和导线的电阻不计。求至时间内。
电阻两端的电压及判断电阻两端，两点电势的高低；
通过电阻上的电量及电阻上产生的热量。
15. 如图所示，绝缘矩形平面与水平面夹角为，底边水平，分界线、、均与平行，分界线以上平面光滑，与间的区域内有垂直斜面向上的匀强磁场。将一正方形闭合金属框放于斜面上，无初速释放金属框后，金属框全程紧贴斜面运动。已知：磁感应强度大小为，正方形闭合金属框质量为、总电阻为、边长为，与、与间距均为，边与平行且与其距离为，金属框各边与以下斜面间的动摩擦因数，设重力加速度为。
试求：金属框的边刚越过边界瞬间速度大小；
若金属框的边刚越过边界瞬间时速度大小，金属框的加速度大小；
为了使金属框的边能够离开磁场，且金属框最终能够静止在斜面上，求的取值范围。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、扩散现象能涚明分子间存在间隙并且在不停地做无规则运动，故A错误；
B、根据这个单位的定义，任何物质中包含的分子数都是个，故 B正确；
C、气体分子间作用力较小，对于是否能被压缩影响不大，气体分子间距离较大是气体容易被压缩的主要原因，故C错误；
D、显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，反映了水分子运动的无规则性，但并不是分子的运动，故D错误。
故选：。
扩散现象和布朗运动都说明分子永不停息地做无规则热运动；任何物质中包含的分子数都是 个；气体分子间距离较大是气体容易被压缩的主要原因。
本题考查分子热运动的基本知识，属于比较容易的题，但是解题时要认真审题。
2.【答案】
【解析】解：、根据题意可知甲波的频率小于乙的频率，根据可知，甲波的波长比乙波长，故A错误；
B、所有频率的电磁波在真空中的传播速度都为，故B错误；
C、波发生干涉的条件是频率相同，因为甲、乙波的频率不相等，所以不能发生干涉，故C错误；
D、电磁波都是横波，且能在真空中传播，故D正确；
故选：。
根据频率的大小关系，结合公式分析出波长的大小关系；电磁波在真空中的传播速度都等于光速；波发生干涉的条件是频率相等，结合题意完成分析，根据电磁波的特点分析。
本题主要考查了波的干涉现象，理解波发生干涉和衍射的条件，结合公式即可完成分析。
3.【答案】
【解析】解：、由图乙可知，滑块完成一次全振动的时间为，故A错误；
B、滑块在一个周期内运动的路程为倍振幅，为，故B正确；
C、滑块在第末和第末时的速度大小相等、方向相反，故C错误；
D、由图乙可知，滑块在第内由正向位移最大处回到平衡位置，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，故D错误。
故选：。
从振动图像中可以读出振幅、周期、等信息；一个周期内通过的路程为四个振幅；衡位置时速度增大，弹性势能转化为滑块的动能。
本题考查了振动图像，属于基础的读图题，是必须要掌握的知识。
4.【答案】
【解析】解：、由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，除非有外界的影响或帮助，可知热量不能够自发地从冰箱内传到冰箱外，故A错误；
B、电冰箱把热量从低温物体传到高温物体，需要压缩机的帮助并消耗了电能，即该过程不是自发进行，而是有外界的影响，可知电冰箱的工作原理不违反热力学第二定律，故B错误；
C、制冷剂遇冷放热，然后液化，制冷剂向外放热，内能减小，故C错误；
D、根据上述，电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，即该过程不是自发进行，而是有外界的影响，即是因为其消耗了电能，故 D正确。
故选：。
在冰箱制冷中是因为压缩机消耗了电能，从而能使冰箱源源不断地向外界散热，而不是自发地向外界散热。
热力学第一定律和热力学第二定律是热力学的基础，应注意理解；本题中有些同学认为电冰箱的致冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，而忽略了是其消耗了电能的原因。
5.【答案】
【解析】解：、线圈转速变为原来的倍，则周期变为原来的，则交流电的频率变为原来的倍，故A正确；
B、根据交流电压的最大值可知，周期变为原来的，角速度变为原来的倍，则发电机线圈中的感应电动势最大值变为原来的倍，同时理想变压器副线圈的匝数变为原来的，设原先原副线圈的匝数比为，根据变压器的工作原理可得：
；
联立解得：
则副线圈电压最大值保持不变，所以流过灯泡电流的最大值也不变，故B错误；
C、副线圈电压最大值保持不变，则灯泡两端电压的有效值不变，故C错误；
D、根据上述分析可知，发电机线圈的感应电动势变为原来的倍，则线圈中感应电动势变为原来的倍，故D错误。
故选：。
根据转速、周期和频率的关系得出电流频率的变化趋势；
根据交流电的感应电动势最大值的表达式，结合变压器的工作原理得出电学物理量的变化趋势。
本题主要考查了变压器的构造和原理，熟悉交流电的计算公式，结合变压器原副线圈两端的匝数比和电学物理量的比值关系即可完成分析。
6.【答案】
【解析】解：、由图乙可知横波的周期为，故A错误；
B、质点只能沿轴方向运动，不能”随波逐流“，故B错误；
、由图乙可得：时刻，质点在平衡位置向下振动；若图乙为质点的振动图像，根据平移法可知波沿轴正向传播传播，若图乙为质点的振动图像，则波沿轴负向传播，故D正确，C错误；
故选：。
横波的周期与质点振动周期相等，质点不随波传播；根据平移法可知振动质点与波的传播方向的关系。
简谐振动与机械波问题中一般根据振动图像或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图得到波长和波的传播方向，从而得到波速及质点振动。
7.【答案】
【解析】解：、过山车进入停车区时铜片从强力磁铁间穿过，铜片切割磁感线产生感应电流，故C正确；
D、根据上述，铜片切割磁感线产生感应电流，停车区的轨道两侧安装的强力磁铁产生的磁场对铜片有安培力的作用，铜片所受安培力是阻力，使过山车减速，故 D正确，；
A、根据上述，铜片切割磁感线产生感应电流，停车区的轨道两侧安装的强力磁铁产生的磁场对铜片有安培力的作用，铜片所受安培力是阻力，安培力做负功，可知过山车进入停车区时其动能转化成电能，故 A正确，；
B、有机玻璃片不是导体，当其进入停车区从强力磁铁间穿过时，不能发生电磁感应，达不到同样的刹车效果，故B错误。
本题选择判断错误的。
故选：。
强磁铁通过铜片时，导致铜片的磁通量发生变化，从而产生感应电流，出现感应磁场要阻碍原磁场的变化，导致强磁铁受到一定阻力，进而将动能转化电能，最终转化为内能，即可一一判定求解。
本题考查了电磁感应、电流周围的磁场以及磁场间的相互作用，属于电磁学基础知识的考查，相对比较简单。
8.【答案】
【解析】解：、由于全息照相技术要记录光波的相位信息，所以全息照相是利用了激光的相干性好的特点的，平行度好和亮度高的特点，故A正确；
B、根据条纹间距的公式，仅将入射光由紫光改为红光，波长增大，则条纹间距增大，故B错误；
C、水中的气泡看起来特别明亮，是因为光线从水中光密介质射向气泡光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射，故C错误；
D、金属探测器中有交流电流；其产生变化的磁场；其磁场会在金属物品中感应出涡流；而涡流产生的磁场又会反过来影响线圈中的电流，从而使仪器报警，故D正确。
故选：。
全息照相是利用了激光的相干性好的特点的，根据干涉条纹间距公式分析，光从光密介质射向光疏介质当入射角大于临界角时要发生全反射，根据金属探测器的工作原理分析。
人类对于光学的研究及应用非常广泛，在学习中要注意掌握不同现象在生产生活中的应用，解答本题应掌握光的干涉、全反射、及电磁感应在生产生活中的应用。
9.【答案】
【解析】解：、由乙图可知，降噪声波与环境噪声声波的波长相等，由于介质相同，则频率也相同，传播速度相同，叠加时产生稳定的干涉，由于两列声波等幅反向，所以干涉时使得振幅减为，从而起到降噪作用，两列波在点的振动步调相反，故点为振动减弱点，故AB正确，D错误；
C、点并不随波移动，故C错误。
故选：。
根据叠加原理，两列声波等幅反相，振动减弱；
振动点不随波移动；
本题解题关键是根据叠加原理，两列声波等幅反相，振动减弱，是一道基础题。
10.【答案】
【解析】解：、时刻，线框的加速度，从到，可以求得线圈的边长，第末后直到第末这段时间内，拉力恒定为，此时线框在磁场中不受安培力，第秒末的速度，所以磁场宽度，联立代入数据解得：，故A错误；
B、当线框全部进入磁场的瞬间有，根据法拉第电磁感应定律结合安培力公式有：，代入数据解得：，故B正确；
C、设线框穿过的初末速度分别为、，线圈全程做匀加速直线运动，则，，由动能定理有，而，代入数据解得：，，可得：，即线框穿过的过程中产生的焦耳热大于，故C错误；
D、线框穿过的过程中通过导线内某一横截面的电荷量：，故D正确。
故选：。
当时线框的速度为零，没有感应电流，线框不受安培力，根据牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式求出内线框通过的位移，即可得到磁场宽度；
当线框全部进入磁场的瞬间，由运动学公式求出线框刚出磁场时的速度，结合安培力表达式，由牛顿第二定律即可求出；
根据线框的加速度大小结合图乙求出线框右边运动到磁场右边界时的速度，结合功能关系求产生的焦耳热；
根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律结合电荷量与电流的关系求解通过线圈某一横截面的电荷量。
本题的突破口是根据牛顿第二定律求出线框的加速度，根据运动学公式求出线框的边长和速度，问题就变得简单清晰了。对于焦耳热，可根据功能关系求解。
11.【答案】 相同
【解析】解：由图乙所示游标卡尺可知，游标尺是分度的，精度是，游标卡尺读数是。
、为减小空气阻力对实验的影响，摆球尽量选择质量大些、体积小些的，故正确；
、单摆在摆角小于时的振动是简谐运动，实验时摆角不能太大，为减小周期的测量误差，应从摆球经过平衡位置开始计时，应测多个周期需要的时间，然后求出单摆的周期，故错误；
、为减小实验误差，应从平衡位置开始计时，测多个周期的总时间，然后求出单摆的周期，实验时拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做次全振动所用的时间，则单摆周期，故正确。
故选：。
由单摆周期公式可知：，图象的斜率，解得：
设摆球的半径为，摆线长度为，则单摆摆长，由单摆周期公式可知：，图象的斜率不变，则的真实值与测量值相等。
故答案为：；；，相同。
游标卡尺主尺与游标尺读数的和是游标卡尺读数。
根据实验原理与实验注意事项分析答题。
根据单摆周期公式求出图像的函数表达式，然后分析答题。
理解实验原理是解题的前提，根据单摆周期公式求出图象的函数表达式即可解题。
12.【答案】
【解析】解：本探究实验涉及多个物理量，采用了控制变量法，故正确；
测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，故错误；
使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量，故正确；
无论电压高低，通电情况下都不能用手接触裸露的导线、接线柱，故错误。
故选：。
根据理想变压器电压与匝数关系式有：
解得
故B正确，ACD错误。
故选：。
如果变压器为理想变压器则有：
由于未闭合铁芯会出现漏磁，能量损失，则实际副线圈电压小于，故D正确，ABC错误。
故选：。
由题中数据可知，
可知为原线圈。
故答案为：；；；。
根据实验注意事项分析判断；
根据理想变压器的规律计算；
根据能量损失分析判断；
根据变压器规律计算判断。
本题关键掌握变压器规律，掌握能量损失时的变压规律。
13.【答案】解：由“鱼”发出的光线经过水面折射后，折射角大于入射角，折射光线的反向延长线与鱼缸相交于“鱼”的上方，因此观察到的“鱼”的位置升高了，如图所示：
设入射角为，折射角为由几何关系得：
根据折射定律
光在水中的传播速度
解得
答：见解析；
光在该水缸中水里的传播速度为。
【解析】光经过水面发生折射，根据光的折射规律分析即可；
根据折射定律和几何关系分析即可。
本题考查光的折射，解决本题的关键要理解光路可逆原理，做出光路图，结合折射定律分析即可。
14.【答案】解：由图象可知至时间内：
由法拉第电磁感应定律有：
由闭合电路欧姆定律有：
由楞次定律可判断通过电阻上的电流方向为从到，点电势高；
两端电压为：，解得：；
通过电阻上的电量为：；
电阻上产生的热量为：
解得：。
答：电阻两端的电压为，点电势高；
通过电阻上的电量为，电阻上产生的热量为。
【解析】由法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律求解两端电压，由楞次定律判断电势高低；
根据电荷量的计算公式求解通过电阻上的电量，根据焦耳定律求解电阻上产生的热量。
对于电磁感应现象中涉及电路问题的分析方法是：确定哪部分相当于电源，根据电路连接情况，结合法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律、以及电功率的计算公式列方程求解。
15.【答案】解：金属框从开始运动的边界过程中，根据动能定理可得：
解得：；
边刚越过边界进入磁场时，感应电动势：
感应电流：
边受到的安培力：，方向沿斜面向上，整个金属框还受到滑动摩擦力、沿斜面向上。
根据牛顿第二定律有：
联立解得：；
从开始释放到边刚进入磁场时，根据动能定理得：
其中为边越过到越过过程中金属框受到的滑动摩擦力，显然
将代入后得到：
要使金属框能停在斜面上，若要求边越过边时速度恰为零，设总时间为，对金属框此过程根据动量定理有：
其中：，无论金属框做何种变速运动均有：
解得：
若要求边能穿过界线速度恰为零，设时间为，同理根据动能定理有：
其中：，且有
联立解得：
那么金属框停在斜面上，的取值范围为：。
答：金属框的边刚越过边界瞬间速度大小为；
若金属框的边刚越过边界瞬间时速度大小，金属框的加速度大小为；
为了使金属框的边能够离开磁场，且金属框最终能够静止在斜面上，的取值范围为。
【解析】根据动能定理进行解答；
金属框进入磁场时，切割磁感线产生感应电流，受到沿斜面向上的安培力，由牛顿第二定律求金属框刚进入磁场的加速度；
根据动能定理求刚进入磁场时的速度与的关系，根据动量定理求满足条件的的取值范围。
本题主要是考查了电磁感应现象中动量和能量问题，关键是要分清物理过程，未进入磁场前，机械能与内能的转化，进入磁场后是变加速运动，是机械能与摩擦生热、焦耳热的转化。本题有两点特别注意：一是摩擦生热，此处是变力，所以要用平均值表示，二是进入磁场的变加速用动量定理时，摩擦力与重力的冲量恰为零，使问题简化了。
第1页，共1页
