云南省开远市名校2022-2023学年高二下学期期末考试物理试卷（含答案）

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开远市名校2022-2023学年高二下学期期末考试
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）
1. 如图所示，用三条相同细线悬挂的水平圆形线圈共有N匝，线圈由粗细均匀、单位长度质量为2 g的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平，在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度B的方向与水平方向成60°角，线圈中通过的电流为0.1 A，若三条细线上的张力为零(重力加速度g取10 m/s2)．则磁感应强度B的大小为(　　)
4 T
T
T
D. 0.4 T
2. 如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线(电子束)将(　　)
向纸内偏转
向纸外偏转
向下偏转
D. 向上偏转
3. 下列说法正确的是(　　)
A. 功可以完全转化为热量，而热量不可以完全转化为功
B. 热机必须具有两个热库，才能实现热功转化
C. 热机的效率不可能大于1，但可能等于1
D. 热机的效率必定小于1
4. 如图所示是某次实验中得到的甲、乙两种金属的遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像，两金属的逸出功分别为W甲、W乙，如果用频率为ν1的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为E甲、E乙，则下列关系正确的是(　　)
W甲>W乙
B. W甲C. E甲>E乙
D. E甲＝E乙
5. 图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′(OO′沿水平方向)匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻(R＝10 Ω)连接。图乙是矩形线圈中磁通量随时间t变化的图像，磁通量最大值为Wb，线圈内阻不计，则(　　)
A. T＝0.015 s时，电压表的示数为0
B. R中的电流i随时间t变化的规律是i＝22cos 100πt(A)
C. R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝314cos 100πt(V)
D. 经过甲图所示位置前后瞬间，电流方向会改变
6. 关于物体的动量，下列说法正确的是(　　)
A. 运动的物体在任一时刻的动量方向，一定是该时刻的速度方向
B. 物体的动能不变，其动量一定不变
C. 动量越大的物体，其速度一定越大
D. 物体的动量越大，其惯性一定越大
7. 一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时刻开始，受到如图所示的水平外力作用，下列说法正确的是(　　)
第1 s末质点的速度大小为2 m/s
B. 第2 s末外力做功的瞬时功率最大
C. 第1 s内与第2 s内质点动量增加量之比为1∶2
D. 第1 s内与第2 s内质点动能增加量之比为4∶5
8. 已知一列简谐横波沿x轴方向传播，图中的实线和虚线分别为t1和t2时刻的波形图，已经t2－t1＝4.6 s，周期T＝0.8 s，则此波在这段时间内传播的方向和距离分别为(　　)
x轴的正方向，46 m
B. x轴的负方向，46 m
C. x轴的正方向，2 m
D. x轴的负方向，6 m
二、多选题（共4小题，每题4分）
9. 如图所示，在0≤x≤a的区域内，存在方向垂直坐标平面、磁感应强度B＝kx的磁场，一边长为a的正方形闭合金属线框各边分别与两坐标轴平行或垂直，以恒定速度v沿x方向运动．则线框中的感应电流i，维持线框运动的外力F随线框右边的位置坐标变化的图像可能是(　　)
A. B.
C. D.
10. 如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下带电粒子(不计重力)以初速度v0沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t.在该区域加沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转60°角.根据上述条件，下列说法正确的是(　　)
A. 该粒子带正电
B. 带电粒子在磁场中运动的时间为πt
C. 带电粒子在磁场中运动的半径为v0t
D. 带电粒子的比荷为Bt
11. 三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3(λ1＞λ2＞λ3)．分别用这三束光照射同一种金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子．下列说法正确的是(　　)
A. 用光束1照射时，不能产生光电子
B. 用光束3照射时，不能产生光电子
C. 用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多
D. 用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大
12. 地球上有很多的海水，它的总质量约为1.4×1018t，如果这些海水的温度降低0.1 ℃，将要放出5.8×1023J的热量。有人曾设想利用海水放出的热量，使它完全变成机械能来解决能源危机，但这种机器是不能制成的，关于其原因，下列说法不正确的是(　　)
A. 内能不能转化成机械能
B. 内能转化成机械能不满足热力学第一定律
C. 只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机械不满足热力学第二定律
D. 机械能可全部转化为内能，内能不可能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
第Ⅱ卷 非选择题
三、实验题（共2小题）
13. 要测一段阻值大约为100 Ω的粗细均匀的金属丝的电阻率．除米尺、螺旋测微器、电源E(电动势为3 V，内阻约0.5 Ω)、最大阻值为20 Ω的滑动变阻器R、开关一只、导线若干外，电流表和电压表各两只供选择：A1(量程1 A，内阻约1 Ω)，A2(量程30 mA，内阻约2 Ω)，V1(量程3.0 V，内阻约1 000 Ω)，V2(量程15 V，内阻约3 000 Ω)．
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径，如图所示，则电阻丝的直径为________mm.
(2)①为了使测量有尽可能高的精度，电流表应选________，电压表应选________．(填电表符号)
②实验电路应选择下列电路中的________．
A.B.
C.D.
③若用米尺测得金属丝的长度为L，用螺旋测微器测得金属丝直径为d，电流表的读数为I，电压表的读数为U，则该金属丝的电阻率ρ＝________.
14. 某实验小组利用图甲所示装置测量当地重力加速度．轻绳一端系住直径为d的小球，另一端固定在铁架台上O点，已知O点到小球球心的距离为l，在O点正下方固定一个光电门，小球运动至最低点时光电门能够记录下小球的遮光时间．实验时，将小球拉起至轻绳和竖直方向夹角为θ，由静止释放小球，小球摆至最低点时光电门光线正好射向小球球心，小球的遮光宽度可近似为d，光电门记录小球的遮光时间为Δt，试回答以下问题：
(1)用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，则小球的直径d＝________cm；
(2)小球从释放位置运动至最低点时的速度为v＝________；(用题中相关物理量的字母表示)
(3)(多次改变θ的数值，重复以上实验过程并测量对应的Δt，得到随cosθ变化的关系如图丙所示，该图线斜率的绝对值为k，可计算得重力加速度g＝________；(用k、l和d表示)
(4)若考虑到实际实验过程中存在阻力，重力加速度g的测量值________．(选填“偏大”或“偏小”)
四、计算题（共3小题）
15. 一定质量的理想气体从状态A经状态B、C、D后又回到状态A，其状态变化过程中的p－V图像如图所示．已知图线的AD段是双曲线的一部分，且该气体在状态A时的温度为270 K.
(1)求气体在状态C时的温度TC和在循环过程中气体的最高温度Tm；
(2)若由状态C到状态D过程中放出热量75 J，则求此过程中内能的变化量．
16. 如图甲所示，一个匝数n＝100的圆形导体线圈，面积S1＝0.4 m2，电阻r＝1 Ω。在线圈中存在面积S2＝0.3 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R＝2 Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，求：
(1)a、b两点间的电势差Uab；
(2)在0～4 s时间内通过电阻R的电荷量；
(3)在0～4 s时间内电阻R上产生的热量。
17. 如图所示，在光滑水平面上，有一质量M＝3 kg的薄板，板上有质量m＝1 kg的物块，两者以v0＝4 m/s的初速度朝相反方向运动，薄板与物块之间存在摩擦且薄板足够长，取水平向右为正方向，求：
(1)物块最后的速度；
(2)当物块的速度大小为3 m/s时，薄板的速度．
1. D 2. D 3. D 4. A 5. B 6. A 7. D 8. B
9. BD 10. AC 11. AC 12. AB
13. (1)0.850(0.849～0.851均可)　(2)①A2　V1　②A　③
【解析】(1)螺旋测微器的固定部分读数为0.5 mm，可动部分读数为35.0×0.01 mm＝0.350 mm，故金属丝的直径为0.5 mm＋0.350 mm＝0.850 mm.
(2)①电源的电动势为3 V，为减小读数误差，电压表应选V1，电路中的最大电流约为I＝＝ A＝0.03 A＝30 mA，则电流表选A2.②待测电阻的阻值约为100 Ω，电流表内阻约为2 Ω，电压表内阻约为1 000 Ω，待测电阻的阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法；滑动变阻器最大阻值相对待测电阻的阻值偏小，应采用分压式接法，故选择选项A所示的电路图．③待测电阻的阻值为R0＝，由电阻定律可知R0＝ρ＝ρ，解得电阻率ρ＝.
14. (1)1.225　(2)　(3)　(4)偏大
【解析】(1)小球的直径d＝1.2 cm＋5×0.05 mm＝1.225 cm
(2)小球从释放位置运动至最低点时的速度为v＝
(3)由动能定理mgl(1－cosθ)＝mv2
可得＝－cosθ，题图丙中图线斜率的绝对值为k，则可得k＝，可得g＝
(4)考虑空气阻力作用，小球运动时克服空气阻力做功W，可得＝－cosθ，可得随cosθ变化的关系如图中1所示
可知重力加速度g的测量值比真实值偏大．
15. (1)337.5 K　675 K　(2)减少50 J
【解析】(1)图线的AD段是双曲线的一部分，即从D到A，理想气体做等温变化，有TD＝TA＝270 K
由图可知，从C到D，理想气体做等压变化，有＝
代入数据，有TC＝337.5 K
对于一定质量的理想气体，根据理想气体状态方程易知变化过程中横纵坐标乘积最大时，其温度最高．由图可知状态B时温度最高，理想气体从A到B是等压过程，有＝
代入数据，可得TB＝675 K，即Tm＝675 K.
(2)由状态C到状态D过程是等压变化，外界对气体做功，有W＝p(VC－VD)＝25 J
根据热力学第一定律，有ΔU＝Q＋W
代入数据，得ΔU＝－50 J.
16. (1)－3 V　(2)6 C　(3)18 J
【解析】(1)由法拉第电磁感应定律可得E＝n
解得E＝4.5 V
电流I＝＝1.5 A
由楞次定律可得，a点电势低于b点电势，故
Uab＝－IR＝－3 V。
(2)通过电阻R的电荷量q＝IΔt＝6 C。
(3)由焦耳定律可得Q＝I2RΔt＝18 J。
17. (1)2 m/s，方向水平向右　(2)m/s，方向水平向右
【解析】(1)由于水平面光滑，物块与薄板组成的系统动量守恒，
设共同运动的速度大小为v，则由动量守恒定律得Mv0－mv0＝(m＋M)v
代入数据解得v＝2 m/s，方向水平向右．
(2)由(1)知，物块速度大小为3 m/s时，方向向左，由动量守恒定律得
Mv0－mv0＝－mv1＋Mv′
代入数据解得薄板的速度v′＝m/s，方向水平向右．
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