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

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云南省元江县2022-2023学年高二下学期期末考试
高二 物理
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. 如图所示为某传感装置内部部分电路图，RT为正温度系数热敏电阻，其特性为随着温度的升高阻值增大；R1为光敏电阻，其特性为随着光照强度的增强阻值减小；R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，为理想电压表．若发现电压表示数增大，可能的原因是(　　)
①热敏电阻温度降低，其他条件不变
②热敏电阻温度升高，其他条件不变
③光照减弱，其他条件不变
④光照增强，其他条件不变
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
2. 如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，一边长为L，总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a的方向为感应电流的正方向，则图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图像，正确的是(　　)
A. B.
C. D.
3. 氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氢原子的电子从量子数n＞2的能级跃迁到n＝2的能级时发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定(　　)
A. Hα对应的前后能级之差最小
B. 同一介质对Hα的折射率最大
C. 同一介质中Hδ的传播速度最大
D. 用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则Hβ也一定能
4. 如图所示的单摆，不计空气阻力，摆球在运动过程中，最大摆角为4°，下列关于摆球受力情况的说法，正确的是(　　)
摆球受重力、弹力、回复力的作用
B. 摆球所受合力充当回复力
C. 摆球通过最高点时，合力等于零
D. 摆球通过最低点时，合力不为零
5. 一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P点．如图所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，Ep表示正电荷在P点的电势能．若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则(　　)
U变小，E不变
B. E变大，Ep变大
C. U变小，Ep不变
D. U不变，Ep不变
6. 高楼玻璃日渐成为鸟类飞行的杀手，一只质量约为50 g的麻雀以10 m/s的速度水平飞行，撞到竖直的透明窗户玻璃上后水平速度减为0，麻雀与玻璃的碰撞时间约为0.01 s，则窗户玻璃受到的平均冲击力的大小约为(　　)
10 N
50 N
100 N
D. 500 N
7. 长为L、质量为M的木块静止在光滑水平面上．质量为m的子弹以水平速度v0射入木块并从中射出．已知从子弹射入到射出木块移动的距离为s，则子弹穿过木块所用的时间t为(　　)
B. [L＋(1＋)s]
C. [L＋(1＋)s]
D. [s＋(1＋)L]
8. 如图所示，一列简谱横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.2 m，当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是(　　)
A. 0.10 m B. 0.20 m C. 0.30 m D. 0.40 m
第Ⅰ卷 选择题
二、多选题（共4小题）
9. 如图，大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触，现将摆球a向左边拉开一小角度后释放，若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是(　　)
A. 第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等
B. 第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等
C. 第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同
D. 发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置
10. 如图所示，线圈P、Q同轴放置，P与开关S、电源和滑动变阻器R组成回路，Q与电流计G相连，要使Q线圈产生图示方向的感应电流，可采用的方法有(　　)
闭合开关S后，把R的滑片右移
B. 闭合开关S后，把R的滑片左移
C. 闭合开关S后，把Q靠近P
D. 无需闭合开关S，只要把Q靠近P即可
11. 一束白光从水中射入真空的折射光线如图所示，若保持入射点O不变而逐渐增大入射角，下列说法正确的是(　　)
A. 若红光射到P点，则紫光在P点的上方
B. 若红光射到P点，则紫光在P点的下方
C. 紫光先发生全反射，而红光后发生全反射
D. 当红光和紫光都发生全反射时，它们的反射光线会射到水底的同一点
12. 如图所示，一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2 Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动一段时间，某时刻两个振源在绳上形成的波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了显著的振动，则以下说法正确的是(　　)
由P振源产生的波先到达弹簧处
B. 由Q振源产生的波先到达弹簧处
C. 两列波可能形成干涉
D. 由Q振源产生的波的波速接近4 m/s
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（共2小题）
13. 为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：
①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2，且m1＞m2)．
②按照如图所示安装好实验装置．将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端．
③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置．
④将小球m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和m2在斜面上的落点位置．
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离，图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF.
(1)小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点是图中的_______点，m2的落点是图中的_______点．
(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式________，则说明碰撞过程中动量守恒．
(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞．
14. 为测量某电源的电动势E（约为3V）和内阻r（约为2Ω），小聪同学设计了如图甲、乙所示实验电路图，并完成了图甲电路图的实物连接，如图丙所示。已知电流表的内电阻约为1Ω，电压表的内电阻约为3kΩ，变阻器最大电阻20Ω、额定电流1A，定值电阻。请回答下列问题：
（1）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移至最______端。（选填“左”或“右”）
（2）闭合开关S后，移动滑片P改变滑动变阻器的接入阻值，记录下几组电压表示数U和对应的电流表示数I。
（3）接着在图丙中通过改变1根导线的一个接线位置，就完成了图乙电路图的实物连接，请问改变的是哪根导线______。（填导线编号）
（4）重复步骤（1）（2）。把甲、乙两组实验记录的数据在同一坐标系内描点作出图像，如图丁所示，可知图中标记为I的图线是采用实验电路______（填“甲”或“乙”）测量得到的。
（5）不管是采用图甲还是图乙实验电路，实验测出的电源内阻均存在系统误差，从减小系统误差角度考虑，该实验宜选用图______（选填“甲”或“乙”）实验电路。
（6）利用图丁图像提供的信息可以修正该实验的系统误差，则修正后被测电源的内阻______（、、、、均已知）。
四、计算题（共3小题）
15. 如图所示为上端开口的“凸”形玻璃管，管内有一部分水银柱密封一定质量的理想气体，细管足够长，粗、细管的横截面积分别为S1＝4 cm2、S2＝2 cm2，密封的气体柱长度为L＝20 cm，水银柱长度h1＝h2＝5 cm，封闭气体初始温度为67 ℃，大气压强p0＝75 cmHg.
(1)求封闭气体初始状态的压强．
(2)若缓慢升高气体温度，升高至多少开尔文方可将所有水银全部压入细管内？
16. 如图所示，直线MN、PQ相互平行，在直线MN的上方，存在一垂直于直线MN、PQ所在平面的匀强磁场．一带电粒子(不计重力)在MN、PQ所在平面内沿着与直线PQ的夹角θ＝60°的方向从直线PQ上的A点射出，经过t0时间穿越直线MN、PQ间的区域进入磁场，然后返回到A点．已知直线MN、PQ间的距离为d0，磁场的磁感应强度大小为B0.
(1)求粒子射入磁场的速度v；
(2)求粒子的比荷；
(3)若粒子从A点射出时的位置及速度不变，而将直线PQ向下平移距离d1，且在直线PQ下方施加另一垂直于直线MN、PQ所在平面的匀强磁场，之后粒子将沿着某一固定的轨迹运动，求所加磁场的磁感应强度大小B1.
17. 如图所示，质量为mA＝3 kg的小车A以v0＝4 m/s的速度沿光滑水平面匀速直线运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为mB＝1 kg的小球B(可看作质点)，小球距离车面H＝0.8 m．某一时刻，小车与静止在水平面上的质量为mC＝1 kg的物块C发生碰撞并粘连在一起(碰撞时间可忽略)，此时轻绳突然断裂．此后，小球刚好落入小车右端固定的小桶中(小桶的尺寸可忽略)，忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：
(1)绳未断前小球距小桶的水平距离Δx；
(2)小车的最终速度v的大小；
(3)整个系统损失的机械能ΔE.
1. A 2. C 3. A 4. D 5. A 6. B 7. B 8. D 9. AD 10. BC 11. BCD 12. AD
13. (1)D　F　(2)m1＝m1＋m2　(3)m1LE＝m1LD＋m2LF
【解析】(2)(3)设斜面BC的倾角为θ，小球从斜面顶端平抛落到斜面上，两者距离为L，由平抛运动规律可知，水平方向Lcosθ＝vt，竖直方向Lsinθ＝gt2，可得v＝Lcosθ＝cosθ，由于θ、g都是恒量，所以v∝，v2∝L，所以动量守恒的表达式可以化简为m1＝m1＋m2，机械能守恒的表达式可以化简为m1LE＝m1LD＋m2LF.
14（1）左
（3）③
（4）乙
（5）甲
（6）
【解析】（1）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移至最左端，保证开始时接入电路的滑动变阻器阻值最大，用以保护电路。
（3）将导线③连接在定值电阻R0一端改接到电流表负接线柱上，便可实现图乙电路图的实物连接。
（4）对图甲而言，根据闭合欧姆定律可得
整理可得可知，对应U-I图线，
当I为零时，对应，
对图乙而言，根据闭合欧姆定律可得可知，对应U-I图线，
当I为零时，对应，故可知标记为I的图线是采用实验电路乙测量得到的。
（5）当采用图甲所示电路时，相对误差大小为
当采用图乙所示电路时，相对误差大小为
该相对误差远大于图甲所示电路，故宜选用图甲所示电路。
（6）曲线I对应的U1和I1满足
曲线II对应的U2和I2满足
因此可以解得
则
15. (1)85 cmHg　(2)450 K
【解析】(1)封闭气体初始状态的压强
p＝p0＋ρg(h1＋h2)＝85 cmHg.
(2)封闭气体初始状态的体积为
V＝LS1＝80 cm3
温度T＝(67＋273) K＝340 K
水银刚全部压入细管时，水银柱高度为15 cm，此时封闭气体压强p1＝p0＋15 cmHg＝90 cmHg
体积为V1＝(L＋h1)S1＝100 cm3
由理想气体状态方程得
＝
代入数据解得T1＝450 K.
16. (1)　(2)　(3)B0
【解析】(1)粒子在直线MN、PQ之间运动的过程中，有＝vt0，解得v＝.
(2)由题意可得粒子在磁场中的运动轨迹如图甲所示，
设粒子在磁场中运动的轨迹半径为r，则＝tanθ，
又qvB0＝m，解得＝.
(3)由题意可知，若粒子沿着某一固定的轨迹运动，则粒子在A点下方的运动情况如图乙所示，可知＝tanθ，
又qvB1＝m，解得B1＝B0.
17. (1)0.4 m　(2)3.2 m/s　(3)14.4 J
【解析】(1)A与C组成的系统在碰撞过程中满足动量守恒，根据动量守恒定律有mAv0＝(mA＋mC)v1，得v1＝3 m/s，
设小球下落时间为t，则H＝gt2，解得t＝0.4 s，
则Δx＝(v0－v1)t＝0.4 m.
(2)设系统最终速度大小为v2，由水平方向动量守恒得
(mA＋mB)v0＝(mA＋mB＋mC)v2，
解得v2＝3.2 m/s.
(3)由能量守恒定律得
ΔE＝mBgH＋(mA＋mB)v02－(mA＋mB＋mC)v22，解得ΔE＝14.4 J.
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