山西省部分重点中学2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含答案）

山西省部分重点中学2022-2023学年高二下学期期末考试
物 理
本试卷满分100分，考试用时90分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：高考全部内容。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．图为阴极射线示波管内的聚焦电场，图中实线为电场线，虚线为等势面，a、b为电场中的两点，下列说法正确的是（ ）
A．a点的电场强度大于b点的电场强度
B．a点的电势高于b点的电势
C．正电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D．负电荷从a点移动到b点，电场力做正功
2．托卡马克装置主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应的方程为：。已知氘核的质量为，的质量为，下列说法正确的是（ ）
A．核聚变可以在常温下发生
B．X为
C．X的质量为
D．氘的比结合能大于的比结合能
3．由交流发电机、定值电阻R、交流电流表 组成的闭合回路如图甲所示，线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴沿逆时针方向转动，从某时刻开始计时，穿过线圈的磁通量随时间t的变化情况如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．时刻线圈处于中性面位置
B．时刻线圈中感应电流的方向改变
C．时刻线圈中的感应电动势最大
D．时间内，电流表的示数逐渐增大
4．我国新型电动汽车迅猛发展，一新型电动汽车在水平路面上进行测试时，汽车由静止以恒定的加速度启动，在汽车做匀加速直线运动的时间内，下列关于汽车的动量大小p和汽车的速度大小v、运动时间t、位移大小x的关系图像，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．如图所示，一足够长、倾角的倾斜传送带沿顺时针以恒定速率转动。一滑块（视为质点）以初速度从底端冲上传送带，滑块与传送带之间的动摩擦因数，取重力加速度大小，、。下列说法正确的是（ ）
A．滑块将不会回到传送带底端
B．滑块向上滑行的时间为2s
C．滑块在传送带上上滑的时间小于下滑的时间
D．滑块在传送带上上滑时的加速度总是比下滑时的加速度大
6．现代都市高楼林立，高楼出现火情时需要一种高架水炮消防车。现距水平地面65m高的某楼房出现火情，消防员紧急出动救援，已知高架水炮消防车的水炮炮口距离水平地面，到起火房间的水平距离为，水柱刚好从起火房间的窗户垂直打入，取重力加速度大小，不计空气阻力，则水炮炮口的水流速度为（ ）
A．6m/s B．8m/s C．10m/s D．15m/s
7．一列简谐横波沿x轴传播，时的波形图如图甲所示，平衡位置在处的质点Q的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．波沿x轴正方向传播
B．波的传播速度为2m/s
C．时，质点P的速度方向和加速度的方向相反
D．该波遇到宽为的缝隙时，不会发生明显的衍射现象
8．如图甲所示，条形磁铁固定在水平桌面上，以条形磁铁的右端点为原点，中轴线为x轴建立一维坐标系。将一个灵敏的小磁针放置在x轴上不同的位置，小磁针稳定后磁北极与x轴之间的夹角记为，实验测得与x之间的关系如图乙所示，已知该处的地磁场的方向水平，磁感应强度大小为，下列说法正确的是（ ）
A．条形磁铁的右端为S极
B．条形磁铁在处产生的磁场的磁感应强度大小为
C．条形磁铁在x处产生的磁场的磁感应强度大小为
D．x越大，条形磁铁在该处产生的磁场方向与地磁场方向的夹角越小
9．2023年2月23日，我国首颗容量超100Gb/s的高通量地球静止轨道通信卫星成功发射，其轨道如图中b所示，图中a为太阳探测卫星“夸父一号”，轨道高度小于地球同步卫星轨道高度。下列说法正确的是（ ）
A．a、b的发射速度均大于
B．a的运行速度小于b的运行速度
C．a的运行周期小于b的运行周期
D．a的向心加速度小于b的向心加速度
10．霓是大气中有时和虹一起出现的一种光现象，也叫“副虹”。它是太阳光经过水珠发生两次折射和两次全反射形成的，其成因的简化示意图如图所示，其中a、b是两种不同频率的单色光，下列说法正确的是（ ）
A．b光的频率比a光的频率大
B．a光光子的能量大于b光光子的能量
C．在水珠中，a光的传播速度小于b光的传播速度
D．使用同一双缝干涉实验装置做干涉实验时，用b光观测到的干涉条纹比用a光窄一些
11．如图所示，在竖直平面内有一半径为R的四分之一固定圆弧轨道BC，它与竖直轨道AB和水平轨道CD相切，轨道均光滑。长为R的轻杆的两端分别固定小球a、b（可视为质点），小球a的质量为m，小球b的质量为3m，现使轻杆竖直且小球b与B点等高，然后将其由静止释放，小球a、b沿轨道下滑且始终与轨道接触，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．下滑过程中a球的机械能减小
B．下滑过程中b球的机械能减小
C．小球a滑过C点后，a球的速度大小为
D．从释放至a球滑过C点的过程中，轻杆对b球做的功为
12．如图所示，竖直放置、足够长的磁铁在空隙产生一个径向辐射状磁场，一个圆形细金属环与磁铁中心圆柱同轴，由静止开始下落，一段时间后以速度v匀速下落，已知金属环的质量为m、半径为r、电阻为R，金属环下落过程中所经过位置的磁感应强度大小均为B，重力加速度大小为g，金属环下落过程中环面始终水平，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在俯视图中，金属环中感应电流沿顺时针方向
B．金属环匀速下落时产生的感应电动势为
C．金属环匀速下落时环中的感应电流为
D．若金属环匀速下落的时间为t，则金属环上产生的焦耳热为
二、非选择题：共5题，共52分。
13．（6分）某实验小组利用图甲所示的电路测量圆柱形金属丝的电阻率（图中表示待测金属丝的电阻）。
（1）正确操作螺旋测微器，测量金属丝的直径结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的直径为________mm。
（2）连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至________。（填“左端”或“右端”）
（3）若电流表的示数为I，电压表的示数为U，金属丝的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为________。
14．（9分）小明同学发现用如图甲所示的装置既可以完成“探究速度随时间变化规律”的实验，又可以完成“测量滑块与长木板间的动摩擦因数”的实验。
（1）探究速度随时间变化规律时，小明发现实验室只能提供220V的交流电源，而电磁打点计时器和电火花计时器都能提供，则小明应选用________（填“电磁打点”或“电火花”）计时器。
（2）小明同学在做测量滑块与长木板间的动摩擦因数的实验时，正确实验后得到的纸带如图乙所示。
①已知相邻两计数点间的时间间隔为，则滑块的加速度大小________（结果保留两位有效数字）；
②实验中长木板是水平的，使用托盘天平测得滑块的质量为，钩码的质量为，取重力加速度大小，则滑块与长木板间的动摩擦因数________（结果保留两位有效数字）；
③若考虑到空气阻力以及纸带与打点计时器之间的摩擦力，则测得的动摩擦因数________（填“小于”、“等于”或“大于”）真实值。
15．（10分）如图甲所示，一缸壁导热的汽缸水平放置，用质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞与汽缸底部用一原长为、劲度系数为k的轻质弹簧连接，当封闭气体的热力学温度为时，弹簧恰好处于自然状态。现缓慢将汽缸转动到开口向上竖直放置，如图乙所示，此时弹簧被压缩的长度为。已知重力加速度大小为g，活塞面积为S，外界大气压强恒为，忽略活塞与汽缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积，环境的热力学温度保持不变。
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）现使汽缸内气体的温度缓慢升高，求弹簧恢复原长时，缸内气体的热力学温度T。
16．（12分）如图所示，长度的不可伸长的细线的一端固定于O点，另一端系一质量的小球，质量的长木板静止在光滑水平面上，质量的物块放在长木板的左端。现拉动小球使细线伸直，当细线水平时由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块处于同一高度并恰好与物块发生弹性碰撞（碰撞时间极短），物块刚好没有从长木板上滑下。物块与长木板之间的动摩擦因数，取重力加速度大小，小球和物块均视为质点。求：
（1）小球与物块碰撞前瞬间细线上的拉力大小；
（2）长木板的长度x。
17．（15分）如图所示，xOy坐标系中，第三象限存在沿x轴正方向的匀强电场，第四象限与x轴和y轴相切的半径为R的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场I，其边界与x轴的切点为P点。x轴上方存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场II。在第三象限处存在粒子源，带正电粒子由粒子源无初速度释放后进入电场，在电场中加速后进入圆形磁场I，又恰好以垂直于x轴的方向经P点进入磁场II，最后带电粒子都打到放置在x轴上的收集板上。带电粒子的比荷均为，不计粒子间的相互作用和粒子受到的重力。
（1）求第三象限中匀强电场的电场强度大小E；
（2）求带电粒子从粒子源到收集板运动的总时间t；
（3）若粒子源在第三象限处，带电粒子仍能打到放置在x轴上的收集板上，求收集板的最小长度L。
山西省部分重点中学2022-2023学年高二下学期期末考试
物理参考答案
1．D 2．B 3．A 4．D
5．C 6．C 7．B 8．C
9．AC 10．BC 11．AD 12．AC
13．（1）（2分，均正确）
（2）左端（2分）
（3）（2分）
14．（1）电火花（2分）
（2）①（2分）②（3分）③大于（2分）
15．解：（1）汽缸水平放置，对活塞受力分析可知，封闭气体的压强（1分）
汽缸开口向上竖直放置时，设封闭气体的压强为，根据等温变化规律有
（2分）
对活塞受力分析有
（2分）
解得。（1分）
（2）当弹簧恢复原长时，缸内气体的压强（1分）
根据等容变化定律有（2分）
解得。（1分）
16．解：（1）小球从释放至运动到最低点的过程中，根据动能定理有
（2分）
碰撞前瞬间，根据牛顿第二定律有
（2分）
解得。（1分）
（2）小球与物块发生弹性碰撞，根据系统动量守恒、机械能守恒有
（1分）
（1分）
解得（1分）
物块与长木板组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律有
（1分）
根据功能关系有
（2分）
解得。（1分）
17．解：（1）设粒子在匀强磁场I中做匀速圆周运动的半径为，根据几何关系有（1分）
粒子在匀强磁场I中做匀速圆周运动时，根据洛伦兹力提供向心力有
（1分）
粒子在电场运动的过程中，根据动能定理有
（2分）
解得。（1分）
（2）设粒子在电场中运动的时间为，根据匀加速运动的规律有
（1分）
粒子在匀强磁场I中做匀速圆周运动的时间
（1分）
设粒子在匀强磁场II中做匀速圆周运动的半径为，
根据洛伦兹力提供向心力有
粒子在匀强磁场II中做匀速圆周运动的时间
（1分）
带电粒子从粒子源到收集板运动的总时间
（1分）
解得。（1分）
（3）根据题中条件可知，带电粒子仍从P点进入匀强磁场II，设粒子进入匀强磁场II时与x轴正方向的夹角为，根据几何关系有
（1分）
根据几何关系可知，此时带电粒子打在收集板上的落点到P点的距离
（1分）
收集板的最小长度
（1分）
解得。（2分）