湖南省長沙市雅禮教育集團(tuán)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期末考試物理試卷（解析版）

雅禮教育集團(tuán)2023年下學(xué)期期末考試試卷高二物理時(shí)量：75分鐘分值：100分第Ⅰ卷選擇題（共44分）一、選擇題（本題共10小題，單選每題4分，多選每題5分，共44分。其中第1-6題為單選題，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。第7-10題為多選題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)得0分）1.如圖是我們的校園一卡通，在校園內(nèi)將一卡通靠近讀卡器，讀卡器向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波，一卡通內(nèi)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，驅(qū)動(dòng)卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸，讀卡器感應(yīng)電路中就會(huì)產(chǎn)生電流，從而識(shí)別卡內(nèi)信息.與圖中具有同一原理最近的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】一卡通屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象；則AB都屬于電流的磁效應(yīng)現(xiàn)象；C是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；D是通電導(dǎo)線在磁場中受力運(yùn)動(dòng)。故選項(xiàng)C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。2.在如圖所示的平行板器件中，電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直．一帶電粒子(重力不計(jì))從左端以速度v沿虛線射入后做直線運(yùn)動(dòng)，則該粒子()A.一定帶正電B.速度v=C.若速度v＞，粒子一定不能從板間射出D.若此粒子從右端沿虛線方向進(jìn)入，仍做直線運(yùn)動(dòng)【答案】B【解析】【詳解】帶電粒子在復(fù)合場中做直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)受力：，對電性無要求，所以A錯(cuò)；B對；若速度v＞，粒子會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可能會(huì)離開復(fù)合場，C錯(cuò)；粒子的運(yùn)動(dòng)方向變成從右端進(jìn)入則電場力方向與洛侖茲力方向一致，不可能做直線運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)．3.如圖所示，粗細(xì)均勻的正六邊形線框abcdef由相同材質(zhì)的導(dǎo)體棒連接而成，頂點(diǎn)a、b用導(dǎo)線與直流電源相連接，正六邊形abcdef處在垂直于框面的勻強(qiáng)磁場中，若ab直棒受到的安培力大小為6N，則整個(gè)六邊形線框受到的安培力大小為（）A.7N B.7.2N C.9N D.30N【答案】B【解析】【詳解】設(shè)通過ab的電流為I，則通過另外5條邊的電流為，總電流為，由題意可知ab直棒受到的安培力大小為6N，即則整個(gè)六邊形線框受到的安培力大小為故選B。4.如圖甲，把小球安裝在彈簧的一端，彈簧的另一端固定，小球和彈簧穿在光滑的水平桿上。小球做簡諧振動(dòng)時(shí)，沿垂直于振動(dòng)方向以速度v勻速拉動(dòng)紙帶，紙帶上可留下痕跡，a、b是紙帶上的兩點(diǎn)，如圖乙所示，不計(jì)一切阻力。下列說法正確的是（）A.t時(shí)間內(nèi)小球的運(yùn)動(dòng)路程為vtB.小球運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能守恒C.小球通過a點(diǎn)時(shí)的速度大于通過b點(diǎn)時(shí)的速度D.小球通過a點(diǎn)時(shí)的加速度大于通過b點(diǎn)時(shí)的加速度【答案】C【解析】【詳解】A.由題意可知紙帶在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為vt，而小球運(yùn)動(dòng)的路程不一定為vt，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.小球運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的彈力對小球做功，則小球的機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD.距離平衡位置越近，速度越大，加速度越小，因a點(diǎn)距離平衡位置較近，則小球通過a點(diǎn)時(shí)的速度大于通過b點(diǎn)時(shí)的速度，通過a點(diǎn)時(shí)的加速度小于通過b點(diǎn)時(shí)的加速度，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。故選C。5.如圖所示，空間內(nèi)存在四分之一圓形磁場區(qū)域，半徑為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，磁場方向垂直紙面向外，比荷為的電子從圓心沿方向射入磁場。要使電子能從弧之間射出，弧對應(yīng)的圓心角為，則電子的入射速度可能為（）（不計(jì)電子的重力）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】電子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示由幾何知識(shí)可知，恰好由A點(diǎn)射出時(shí)，電子軌道半徑根據(jù)可得電子從D點(diǎn)射出時(shí)的軌道半徑根據(jù)可得則要使電子能從弧之間射出，則速度范圍故選B。6.一束只含兩種頻率的光，照射到底面有涂層的平行均勻玻璃磚上表面后，經(jīng)下表面反射從玻璃磚上表面射出后，光線分為a、b兩束，如圖所示。下列說法正確的是（）A.增大從空氣到玻璃的入射角（90°之內(nèi)），a、b光可能在玻璃內(nèi)上表面發(fā)生全反射B.用同一裝置進(jìn)行單色光雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的相鄰亮條紋間距大于b光的相鄰亮條紋間距C.a光的頻率小于b光的頻率D.當(dāng)從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角較小【答案】D【解析】【詳解】A．因?yàn)閍、b兩光在上表面的折射角與反射后在上表面的入射角分別相等，由光路可逆性原理可知，光一定能射出，不會(huì)發(fā)生全反射。故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)光路圖，a光的偏折程度較大，則a光的折射率較大，即na>nb折射率大的頻率大，故fa>fb根據(jù)可知a光波長短，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式可知a光的條紋間距小于b光的條紋間距。故BC錯(cuò)誤；D．根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系由于a光的折射率較大，所以a光的臨界角較小。故D正確。故選D7.如圖，小明做自感現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)時(shí)，連接電路如圖所示，其中L是自感系數(shù)較大、直流電阻不計(jì)的線圈，L1、L2是規(guī)格相同的燈泡，D是理想二極管。則（）A.閉合開關(guān)S，L1都逐漸變亮，L2一直不亮B.閉合開關(guān)S，L2逐漸變亮，然后亮度不變C.斷開開關(guān)S，L1逐漸變暗至熄滅，L2變亮后再與L1同時(shí)熄滅D.斷開開關(guān)S，L1逐漸變暗至熄滅，L2一直不亮【答案】AC【解析】【詳解】AB．閉合開關(guān)S，由于線圈L中自感電動(dòng)勢阻礙電流的增加，則L1逐漸變亮，但是二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，則L2一直不亮，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；CD．?dāng)嚅_開關(guān)S，L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢阻礙電流的減小，且電動(dòng)勢與原來電流同向，即L相等于電源，與L1、二極管D以及L2組成新的回路，則使得L1逐漸變暗至熄滅，L2變亮后再與L1同時(shí)熄滅，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。8.（多選）某電磁彈射裝置的簡化模型如圖所示，線圈固定在水平放置的光滑絕緣桿上，將金屬環(huán)放在線圈左側(cè)。閉合開關(guān)時(shí)金屬環(huán)被彈射出去，若（）A.從右向左看，金屬環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向B.將電源正負(fù)極調(diào)換，閉合開關(guān)時(shí)金屬環(huán)將向右運(yùn)動(dòng)C.將金屬環(huán)放置在線圈右側(cè)，閉合開關(guān)時(shí)金屬環(huán)將向右運(yùn)動(dòng)D.金屬環(huán)不閉合，則閉合開關(guān)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢【答案】AC【解析】【詳解】A．閉合開關(guān)后，由右手定則可知螺線管左邊為N極，故穿過圓環(huán)的磁場方向向左，由于圓環(huán)中磁通量變大，由楞次定律可知，圓環(huán)中感應(yīng)電流的磁場方向向右，故從右向左看，圓環(huán)中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故A正確；B．將電源正負(fù)極對調(diào)，閉合開關(guān)時(shí)，圓環(huán)中的磁通量仍然增加，由楞次定律可知，圓環(huán)仍然向左運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．金屬環(huán)放置在右側(cè)時(shí)，閉合開關(guān)，圓環(huán)中磁通量增加，由楞次定律可知，它將向右運(yùn)動(dòng)，故C正確；D．金屬環(huán)不閉合，磁通量變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，但是沒有感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤；故選AC。9.如圖所示，兩根等高光滑的圓弧導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。在導(dǎo)軌頂端右側(cè)連有一阻值為R的電阻，整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中?，F(xiàn)有一根長度稍長于導(dǎo)軌間距的金屬棒從導(dǎo)軌最低位置cd開始，在外力作用下以初速度沿軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由cd運(yùn)動(dòng)至最高位置ab，則該過程中，下列說法正確的是（）A.通過R的電流方向由里向外 B.通過R的電流大小在變小C.金屬棒所受安培力一直減小 D.外力做的功等于整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱【答案】BC【解析】【詳解】A．根據(jù)右手定則，金屬棒由cd運(yùn)動(dòng)至最高位置ab，通過R的電流方向由外向里，故A錯(cuò)誤；B．通過R的電流大小為金屬棒由cd運(yùn)動(dòng)至最高位置ab，金屬棒水平速度逐漸減小，通過R的電流大小逐漸減小，故B正確；C．金屬棒所受安培力為金屬棒由cd運(yùn)動(dòng)至最高位置ab，金屬棒水平速度逐漸減小，金屬棒所受安培力一直減小，故C正確；D．根據(jù)動(dòng)能定理，外力做的功等于整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱與金屬棒增加的重力勢能之和，故D錯(cuò)誤。故選BC。10.如圖所示，空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為，且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板的左端無初速放置一質(zhì)量為，電荷量的滑塊，滑塊與絕緣木板之間動(dòng)摩擦因數(shù)為，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力。現(xiàn)對木板施加方向水平向左，大小為的恒力，取。則（）A.若，木板和滑塊一起做加速度減小加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)B.若，滑塊先勻加速到，再做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)C.若，木板和滑塊一直以做勻加速運(yùn)動(dòng)D.若，木板先以做勻加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻加速運(yùn)動(dòng)【答案】BCD【解析】【詳解】AC．若，滑塊受到的洛倫茲力方向向下，對整體，加速度即木板和滑塊一直以做勻加速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，C正確；B．若，以滑塊為研究對象，在滑塊未發(fā)生滑動(dòng)之前，以整體為研究對象可知設(shè)勻加速階段滑塊能達(dá)到的速度為v，故有解得v=6m/s隨著滑塊速度增大，洛倫茲力增大且方向向上，受到的摩擦力減小，加速度減小，當(dāng)滑塊與木板間沒有摩擦力時(shí)，滑塊在水平方向不再加速，達(dá)到最大速度，此時(shí)重力與洛倫茲力平衡，故有Bqvm=mg解得此后滑塊勻速運(yùn)動(dòng)，故B正確；D．若，木板先以做勻加速運(yùn)動(dòng)，隨著隨著滑塊速度增大，洛倫茲力增大且方向向上，木板與滑塊間的摩擦力減小，則木塊加速度增大，當(dāng)它們間無摩擦力時(shí)，木板加速度故D正確。故選BCD。第Ⅱ卷非選擇題（共56分）二、實(shí)驗(yàn)題（共14分，每空均2分）11.如圖所示，某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌和光電門“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”。將氣墊導(dǎo)軌放置在水平桌面上，導(dǎo)軌的左端有緩沖裝置，右端固定有彈簧。將滑塊b靜止放于兩光電門之一間，用彈簧將滑塊a彈出?；瑝Ka被彈出后與b發(fā)生碰撞，b與緩沖裝置相碰后立即停下，測得滑塊a、b質(zhì)量分別為ma、mb，兩個(gè)滑塊上安裝的擋光片的寬度均為d。(1)實(shí)驗(yàn)中記錄下滑塊b經(jīng)過光電門時(shí)擋光片的擋光時(shí)間為t0，滑塊a第一次、第二次經(jīng)過光電門A時(shí)，擋光片的擋光時(shí)間分別為t1、t2，則通過表達(dá)式___________可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。物塊a、b的質(zhì)量大小關(guān)系為ma___________mb（填“>”“＜”或“=”）；(2)將滑塊b上的擋光片取下，在兩滑塊a端面粘上輕質(zhì)尼龍拉扣，使兩滑塊碰撞能粘在一起運(yùn)動(dòng)，記錄下滑塊a上擋光片經(jīng)過光電門A的擋光時(shí)間為ta，滑塊a、b粘在一起后擋光片經(jīng)過光電門B的擋光時(shí)間為tb，若兩滑塊的質(zhì)量仍為ma、mb，則驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是___________?！敬鸢浮竣?②.<③.【解析】【分析】【詳解】(1)[1][2]滑塊b碰后的速度滑塊a碰前的速度滑塊a碰后彈回的速度要驗(yàn)證的關(guān)系是即即因a碰后反彈，則物塊a、b的質(zhì)量大小關(guān)系為ma<mb(2)[3]滑塊a經(jīng)過光電門A速度兩滑塊粘在一起后經(jīng)過光電門B時(shí)的速度要驗(yàn)證的關(guān)系是即即12.某電阻Rx的阻值約為100Ω，現(xiàn)要用如圖所示的電路測量其阻值，可選器材如下：A.電源E（電動(dòng)勢約3V）；B.滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值10kΩ）；C.滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值10Ω）；D.電壓表V（量程0~3V，內(nèi)阻為1kΩ）；E.電流表A1（量程0-10mA，內(nèi)阻約為1Ω）；F.電流表A2（量程0~30mA，內(nèi)阻約為3Ω）；G.開關(guān)、導(dǎo)線若干；（1）電流表應(yīng)選擇___________（填“E”或“F”）；（2）某同學(xué)做實(shí)驗(yàn)的過程中，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器的滑片即便在很大范圍內(nèi)滑動(dòng)，電壓表和電流表的示數(shù)都幾乎為零，不方便獲得多組電壓電流數(shù)據(jù)，于是向你求助。你幫他檢查后發(fā)現(xiàn)器材完好，電路連接無誤，各接線柱接觸良好。請幫該同學(xué)判斷最有可能存在的問題并告訴他解決問題的辦法：___________（3）為了消除因電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差，測量時(shí)S2應(yīng)接___________（填“a”或“b”）。某次測量中讀得電壓表的示數(shù)為1.60V，電流表的示數(shù)為17.2mA，消除系統(tǒng)誤差之后，算得Rx的阻值為___________Ω（保留3位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?F②.可能存在的問題是滑動(dòng)變阻器選擇了B，解決辦法是將滑動(dòng)變阻器換為C③.b④.103【解析】【詳解】（1）[1]Rx兩端的最大電壓在3V左右，通過其最大電流約為故電流表應(yīng)選擇F。（2）[2]無論如何滑動(dòng)滑片，電壓表和電流表的示數(shù)都幾乎為零，在電路無故障的情況下，說明Rx所在支路分得的電壓過小，所以存在的問題是滑動(dòng)變阻器選擇了最大阻值較大的R1。解決該問題的方法是將滑動(dòng)變阻器換為最大阻值較小的R2。（3）[3]由于已經(jīng)給出電壓表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值，故可以通過電流表的讀數(shù)、電壓表的讀數(shù)和內(nèi)阻來準(zhǔn)確計(jì)算通過Rx的電流，從而消除系統(tǒng)誤差，因此測量時(shí)S2應(yīng)接b。[4]根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律和歐姆定律可得消除系統(tǒng)誤差后Rx的阻值為【點(diǎn)睛】當(dāng)滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法時(shí)，應(yīng)選擇最大阻值較小的。如果選用的滑動(dòng)變阻器最大阻值很大，那么即使滑片在很大的范圍內(nèi)滑動(dòng)，分支電路獲得的分壓也會(huì)很小，不利于獲得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。三、計(jì)算題（本題共3個(gè)小題，共42分，要求有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只有結(jié)果沒有過程的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的必須寫出數(shù)值和單位）13.如圖所示，水平放置電阻不計(jì)的固定平行軌道，間距L=0.6m，兩端連接電動(dòng)勢E=12V，內(nèi)阻的電源及的電阻，一根金屬桿放置于平行導(dǎo)軌上且垂直于兩軌道，其在軌道間的電阻為，質(zhì)量為，軌道與金屬桿接觸良好，絕緣細(xì)線通過滑輪連接金屬桿及重物，空間中存在一個(gè)垂直于水平面向上的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，忽略一切摩擦，重力加速度，求：（1）當(dāng)金屬桿靜止時(shí)，流過金屬桿的電流大小是多少？重物的質(zhì)量是多少？（2）若金屬桿與軌道間摩擦不能忽略，且動(dòng)摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，若金屬棒能保持靜止，所掛重物的質(zhì)量范圍是多少？【答案】（1）4A；；（2）【解析】【詳解】（1）當(dāng)金屬桿靜止時(shí)，流過金屬桿的電流大小是金屬桿受到的安培力為由左手定則可知，安培力方向向左，若金屬桿能保持靜止，則解得（2）若金屬桿與軌道間摩擦不能忽略，最大靜摩擦力為摩擦力向左時(shí)，有摩擦力向右時(shí)，有所掛重物的質(zhì)量范圍是14.如圖，一質(zhì)量M＝6kg的木板B靜止于光滑水平面上，物塊A質(zhì)量m＝6kg，停在木板B的左端．質(zhì)量為m0＝1kg的小球用長為L＝0.8m的輕繩懸掛在固定點(diǎn)O上，將輕繩拉直至水平位置后，由靜止釋放小球，小球在最低點(diǎn)與物塊A發(fā)生碰撞后反彈，反彈所能達(dá)到的最大高度為h＝0.2m，物塊A與小球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力．已知物塊A、木板B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，(g＝10m/s2)求：(1)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與物塊A碰撞前瞬間，小球的速度大小；(2)小球與物塊A碰撞后瞬間，物塊A的速度大小；(3)為使物塊A、木板B達(dá)到共同速度前物塊A不滑離木板，木板B至少多長？【答案】(1)4m/s(2)1m/s(3)0.25m【解析】【詳解】(1)對小球下擺過程，由機(jī)械能守恒定律得：解得：v0＝4m/s(2)對小球反彈后過程，由機(jī)械能守恒定