云南省玉溪市江川区2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含答案）

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玉溪市江川区2022-2023学年高二下学期期末考试
物理
考试时间：90分钟；试卷满分：100分
注意事项：
1.答题前填写好自己的班级、姓名、考号等信息
2.请将正确答案填写在答题卡上
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题（共8小题，每题3分，共24分）
1. 下列各组电磁波中，按波长由长到短排列正确的是(　　)
A. 红外线、紫外线、可见光、γ射线 B. γ射线、紫外线、红外线、可见光
C. γ射线、紫外线、可见光、红外线 D. 红外线、可见光、紫外线、γ射线
2. 如图所示为远距离输电示意图，T1、T2分别为理想升压变压器和理想降压变压器，图中的电表V1、V2、A1、A2均为理想电表，电表的示数分别为U1、U2、I1、I2，输电线上有一定的电阻，则下列说法正确的是(　　)
A. U1I1＝U2I2
B. 增大U1，若输送功率不变，则U2、I1、I2均增大
C. 保持U1不变，输送功率增大，则U2、I1、I2均增大
D. 保持U1不变，用户减少，用户消耗的总功率与发电厂输出功率的比值增大
3. 如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，且v1＝2v2，则在先后两种情况下(　　)
A. 线圈中的感应电动势之比E1∶E2＝1∶2
B. 线圈中的感应电流之比I1∶I2＝4∶1
C. 线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1
D. 通过线圈某横截面的电荷量之比q1∶q2＝1∶2
4. 如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，O是A、B连线的中点．以O为坐标原点，A、B连线为x轴，O、C连线为y轴建立平面直角坐标系．过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向垂直纸面向里的电流．则过O点的通电直导线所受安培力的方向为(　　)
沿y轴正方向
B. 沿y轴负方向
C. 沿x轴正方向
D. 沿x轴负方向
5. 一定质量的理想气体，发生状态变化，下列变化不可能的是(　　)
A. p↑，V↑，T↓ B. p↑，V↓，T↑
C. p↑，V↑，T↑ D. p↓，V↓，T↓
6. 一般材料的折射率都为正值(n>1)，现已有针对某些电磁波设计制造的人工材料，其折射率可以为负值(n<0)，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足n＝，但是折射光线与入射光线位于法线的同一侧(此时折射率为负值)．有一种新型材料的折射率n＝－1，从空气中一个点光源发射的光线射向这种材料的第一界面发生折射的大致光路图是(　　)
A. 　B. C. 　 D.
7. 北京时间2019年4月10日21时，在全球七大城市同时发布由“事件视界望远镜”观测到位于室女A星系(M87)中央的超大质量黑洞照片，如图甲所示。宇宙中的天体在不断向外辐射电磁波，人们利用射电望远镜收集来自天体的电磁波进行观测，如图乙所示。天体甲距地球1万光年，M87的黑洞距离地球5 500万光年，假设天体甲和M87的黑洞辐射功率相同，忽略电磁波在传播过程中的损耗，用一架射电望远镜接收到甲发出的电磁波功率为P1，则该望远镜接收到的来自M87的黑洞发出的电磁波功率为(　　)
A. P1 B. P1 C. 5 500P1 D. 5 5002P1
8. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上，现使A瞬时获得水平向右的速度3 m/s，以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得(　　)
A. 从开始计时到t4这段时间内，物块A、B在t2时刻相距最远
B. 物块A、B在t1与t3两个时刻各自的加速度相同
C. t2到t3这段时间弹簧处于压缩状态
D. m1∶m2＝1∶2
二、多选题（共4小题，每题4分）
9. 调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，要接收到电信号，应(　　)
A. 增大调谐电路中线圈的匝数 B. 加大电源电压
C. 减小调谐电路中线圈的匝数 D. 将线圈中的铁芯取走
10. 关于布朗运动，下列说法正确的是(　　)
A. 布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动
B. 液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈
C. 在液体中的悬浮微粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动
D. 液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息的无规则运动
E. 液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡引起的
11. 如图所示，匝数为10匝、面积为0.3 m2的矩形线框，在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO′以100 rad/s的角速度匀速转动，线框电阻不计，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1和L2.已知变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1，开关断开时L1正常发光，且理想电流表示数为0.02 A，则下列说法正确的是(　　)
A. 灯泡L1的额定功率为2.4 W
B. 若开关S闭合，电流表示数将增大
C. 若开关S闭合，灯泡L1的亮度保持不变
D. 若从图示位置开始计时，线框的感应电动势e＝120sin 100tV
12. 在卢瑟福进行的α粒子散射实验中，观察到的实验现象是(　　)
A. 绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进
B. 有少数α粒子发生了大角度的偏转
C. 原子的中心有一个很小的核
D. 比较多的α粒子几乎都被撞了回来
三、实验题（共2小题，共15分）
13. 探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制滴水计时器计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示．实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下水滴，图(b)记录了桌面上连续6滴水滴的位置．(已知滴水计时器每30 s内共滴下46滴水滴)
(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的．
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为________ m/s，加速度大小为________ m/s2.(结果均保留两位有效数字)
14. 为了测定一节旧干电池的电动势和内阻(内阻偏大)，配备的实验器材有:
A．电流表A(量程为0～0.6 A)
B．电压表V(量程为0～1 V，内阻为1.2 kΩ)
C．滑动变阻器R1(0～10 Ω，1 A)
D．电阻箱R2(0～9 999.9 Ω)
某实验小组设计了如图甲所示的电路.
(1)实验中将量程为0～1 V的电压表量程扩大为0～2 V，电阻箱R2的取值应为　　　　kΩ.
(2)利用上述实验电路进行实验，测出多组改装后的电压表读数UV与对应的电流表读数IA，得到UV-IA的图像如图乙所示.由图像可知，电池的电动势E=　　　　V，内阻r=　　　　Ω.
四、计算题（共3小题）
15. (2023·南通市高二期中)同一介质中有两振源P、Q，以其中先振动的振源开始振动作为计时起点，t＝3 s时P、Q之间的波形如图所示，两列波的振幅分别为15 cm、30 cm。求：
(1)Q波源的振动频率；
(2)P波源的振动方程；
(3)经过足够长时间，计算说明x轴上[－6 m,4 m]区间内振动最强点的个数。
16. 如图所示，光滑固定的平行金属导轨平面与水平面的夹角θ＝30°，导轨间距为L＝0.5 m，上端接有R＝3 Ω的电阻，一垂直轨道平面向下、磁感应强度大小为B＝2 T的磁场区域宽度为d＝0.8 m．放在轨道上的一质量为m＝0.08 kg、电阻为r＝2 Ω的金属杆a，从距磁场上边缘s处由静止释放，金属杆进入磁场上边缘的速度v＝1 m/s.当金属杆运动至磁场区域之后可匀速穿过磁场，两轨道的电阻可忽略不计，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，重力加速度g取10 m/s2，求：
(1)金属杆距磁场上边缘的距离s；
(2)金属杆通过磁场区域的过程中通过的电荷量q；
(3)金属杆通过磁场区域的过程中电阻R上产生的焦耳热Q.
17. (2022·全国甲卷·33)如图，容积均为V0、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为p0、温度为T0的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为V0和V0.环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦．
①将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；
②将环境温度缓慢改变至2T0，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强．
1. D 2. D 3. C 4. A 5. A 6. C 7. B 8. D 9. CD 10. ABE 11. BC 12. AB
13. 【答案】(1)从右向左　(2)0.19　 0.038
【解析】(1)小车的速度逐渐减小，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动．
(2)已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为T＝ s＝ s，所以A点位置的速度为vA＝ m/s≈0.19 m/s.根据逐差法可求加速度大小a＝，解得a≈0.038 m/s2.
14. 【答案】(1)1.2　(2)1.60　2.75
【解析】(1)实验中将量程为0～1 V的电压表量程扩大为0～2 V，电阻箱R2的取值等于电压表的内阻，即应为1.2 kΩ.
(2)由题图乙可知，电池的电动势E=1.60 V，内阻r==Ω=2.75 Ω.
15. 【答案】(1)0.5 Hz
(2)y＝0.15sin(πt) m(t≥1 s)　(3)6个
【解析】(1)由题图可知，经过t＝3 s，Q先经历了TQ，则t＝1.5TQ，解得TQ＝2 s
由f＝得f＝0.5 Hz
(2)对P有，振幅A＝0.15 m
vP＝vQ＝＝2 m/s
则TP＝＝2 s
圆频率为ω＝＝π rad/s
由题图可知，P波源在Q波源开始振动1 s后才开始振动，则时间的范围为t≥1 s
则P波源振动方程为y＝0.15sin (πt) m(t≥1 s)
(3)波长为λ＝4 m
设振动加强点与P、Q点距离分别为x1、x2
x1＋x2＝20 m
x1－x2＝kλ(k＝0，±1，±2，…)
由题意知4 m≤x1≤14m
解得－3≤k≤2
其中k取－3、－2、－1、0、1和2，则[－6 m,4 m]区间内振动加强点有6个。
16. 【答案】(1)0.1 m　(2)0.16 C　(3)0.12 J
【解析】(1)由动能定理得mgssinθ＝mv2
解得金属杆距磁场上边缘的距离s＝0.1 m.
(2)法拉第电磁感应定律＝
闭合电路欧姆定律＝
所以金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量
q＝Δt＝＝＝0.16 C.
(3)设金属杆匀速穿过磁场区域时速度为v1，则有
mgsinθ＝，解得v1＝2 m/s，
由动能定理可得
mg(s＋d)sinθ－W克安＝mv12－0
则有Q＝W克安＝0.2 J
则电阻R上产生的焦耳热Q′＝Q＝0.12 J.
17. 【答案】①T0　②p0
【解析】(1)因p－T图像中a到b的线段的延长线过原点，由＝C，可知从a到b气体的体积不变，则从a到b气体不对外做功，选项A错误；
因从a到b气体温度升高，可知气体内能增加，选项B正确；因W＝0，ΔU>0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，气体一直从外界吸热，且气体吸收的热量等于内能增加量，选项C、E正确，D错误．
(2)①因两活塞的质量不计，则当环境温度升高时，Ⅳ内的气体压强总等于大气压强，则该气体进行等压变化，则当B中的活塞刚到达汽缸底部时，对Ⅳ中气体由盖—吕萨克定律可得＝，解得T＝T0
②设当A中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ中气体的压强为p，则此时Ⅳ内的气体压强也等于p，设此时Ⅳ内的气体的体积为V，则Ⅱ、Ⅲ两部分气体的体积为(V0－V)，则对Ⅳ中气体有＝
对Ⅱ、Ⅲ两部分气体有＝
联立解得p＝p0.
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