2022-2023学年广东省深圳市宝安区高二（上）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年广东省深圳市宝安区高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.磁体靠近下列物体的过程中不能产生感应电流的是( )
A. 金属板 B. 闭合金属环
C. 卷起来的卫生纸 D. 回路中的线圈
2.农运会抗旱提水赛跑项目中，运动员除了保证速度以外还得尽可能避免水因晃动而损失。关于桶中水晃动的说法正确的是( )
A. 步频越大水晃动的幅度越大
B. 步频越大水晃动的频率越大
C. 步幅越大水晃动的频率越大
D. 步幅越大水晃动的幅度越大
3.某同学把两块金属片固定在塑料瓶中制作了一个简易静电除尘器，如图所示。搅动起电机，左侧金属片带正电，右侧带负电，强电场电离空气，使悬浮在空气中的烟雾颗粒带上静电。带电颗粒在静电力作用下运动的过程中。下列说法正确的是( )
A. 带正电的烟雾颗粒电势能增大 B. 带负电的烟雾颗粒电势能减小
C. 电场力对带正电的烟雾颗粒做负功 D. 电场力对带负电的烟雾颗粒做负功
4.根据如图连接电路，单刀双掷开关接通，待电流稳定后把开关改接，此后的电流传感器记录图像如图所示，减小电阻，重复实验，绘制的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
5.年月日深圳出现了壮观的完整圆环形彩虹，如图为阳光射入雨滴经过折射形成彩虹的示意图。关于图中光线和光线说法正确的是( )
A. 光线的频率比光线较大
B. 光线在真空中传播速度比光线较大
C. 光线在雨滴中传播速度比光线较小
D. 光线从雨滴进入空气时比光线更容易发生全反射
6.磁感线垂直磁传感器进入探头的磁敏元件时测量值为负，反之为正，如图所示。磁感线平行于探头截面时测量值为零。当磁传感器平行于条形磁体向右平移，探头从极左侧运动到极右侧的过程中，测量出磁感应强度分布曲线正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
7.在生产生活中，光的干涉运用非常广泛，下列图中涉及到光的干涉现象的有( )
A. 阳光下彩色的肥皂膜
B. 用单色光检测工件表面平滑度
C. 用光导纤维传递光学信息
D. 眼镜
8.图中是甲、乙两名游客体验“悬崖秋千”的情境，甲、乙游客的质量和摆幅均不相等，忽略空气阻力作用，两游客均可视作质点且摆幅较小，下列说法正确的有( )
A. 甲游客在点机械能大于点
B. 甲游客在点受到的回复力大于点
C. 甲、乙游客在点的速度大小相等
D. 甲、乙游客从最低点运动到最高点的时间近似相同
9.三个带电量相等的点电荷、、放置在正三角形的三个顶点上，其中带正电，、电性未知。、两带电粒子从和中点垂直两边进入三角形区域。轨迹如图所示，下列说法正确的有( )
A. 带正电，带负电
B. 带负电，带正电
C. 粒子带负电，粒子带正电
D. 粒子带正电，粒子带负电
10.某手持便携式电风扇的电机参数描述如表所示，关于该电机说法正确的有( )
风类模式：正常风 控制方式：机械版 开关类型：琴式按键 送风方式：转页
额定电压： 额定电流： 额定输出功率： 风扇转速：转
A. 电机电阻为
B. 电机电阻为
C. 电机正常工作时，损耗的热功率为
D. 电机转子卡住不动时，消耗的总功率为
三、填空题：本大题共1小题，共5分。
11.某同学用多用电表测量某电压表量程的电阻。把多用电表调节到欧姆挡“”的位置，进行欧姆调零。把多用电表红色表笔接在电压表的______填“正”或“负”接线柱，黑色表笔接在另一接线柱。多用电表和电压表示数如图所示，多用电表指针偏转角为满偏偏转角的。此时多用电表的示数为电压表的电阻，则电压表的电阻为______，欧姆表电源电动势为______。
四、实验题：本大题共1小题，共10分。
12.某实验小组用单摆测量当地重力加速度，实验装置如图所示。
用刻度尺测量悬绳的长度，用螺旋测徼器测量磁性小球的直径如图所示。则小球的直径 ______，则该单摆的摆长 ______用字母和表示。
为了更准确测量周期，小明采用手机的磁力计测量单摆周期。把手机放置在摆球正下方，拨动磁性小球，磁性小球每次最靠近手机时都能够记录为峰值，最远离时记录为谷值，绘制的图像如图所示。经过测算得到该单摆的周期为 ______。
多次改变摆长绘制出图像如图所示，测出斜率，当地工重力加速度可以表示为 ______用此表示，应用这种图像法处理数据是否可以消除因摆球质量分布不均而带来的影响？请说明原因______。
五、简答题：本大题共3小题，共37分。
13.某实验小组设计的自动水位控制装置示意图如图所示。固定的激光束以入射角从空气射入足够宽的长方形水池中，经折射照射到池底，随着水位升高，当池底点的光传感器接收到激光信号时停止加水，此时激光的入射点为，已知为点在池底的垂直投影位置，距离，该激光在水中的折射率为。求：
该激光在水中的折射角；
该装置设定的控水深度。
14.平静的湖面上漂浮着如图所示的浮子，现有距离不超过的、两个浮子。一条大鱼在两浮子连线的延长线上某位置翻起频率稳定的波浪。当水波传播到浮子时波形图和从该时刻开始的、浮子振动图像如下，求：
该水波的波长、振动周期及图示时刻点的运动方向；
该水波传播的速度大小；
、两浮子间的可能距离。
15.喷墨打印机的原理示意图如图所示，质量为的墨滴从墨盒进入带电室后带上电量，并以相同的速度进入偏转电场，墨滴经过电场偏转后打到纸上，显示字体。没有信号时墨滴不带电并沿直线运动打到回流槽中回收。已知上偏转板带正电，下板带负电，偏转板长为，偏转板间距离为，两板间电压为，偏转板右端与纸的距离为，墨滴打到纸上的点偏离原入射方向上方距离为处。忽略空气阻力和重力的作用。
墨滴带电的电性及电量；
由于墨盒故障，吐出墨滴质量变大，若墨滴进入偏转电场速度不变，则打出的字会如何变化？
若要使纸上的字体放大为原来倍偏转量变为同时保证字迹清晰，需要把喷墨速度调节为，同时调节、或中的一个参数，请根据计算写出一个可行的调节方案，如该方案有限制条件，请写出必要的注意事项。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：磁体靠近金属板的过程中，穿过金属板的磁通量发生变化，能产生感应电流，故A错误；
B.磁体靠近闭合金属环的过程中，穿过闭合金属环的磁通量发生变化，能产生感应电流，故B错误；
C.卫生纸是绝缘体，不能产生感应电流，故C正确；
D.磁体靠近回路中的线圈的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，能产生感应电流，故D错误。
故选：。
解答此题需要知道感应电流产生的条件：闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动或穿过闭合导体的磁通量发生变化。
该题考查感应电流产生的条件，要明确点：闭合回路，闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动；穿过闭合导体的磁通量发生变化。
2.【答案】
【解析】解：水做受迫振动，驱动力的频率等于固有频率时，水晃动的幅度最大，题设条件不足，无法判断步频与水的固有频率的关系，无法得出水晃动的幅度变化情况，而步幅与水晃动的幅度无关；其晃动的频率等于驱动力的频率，即等于步频，所以步频越大，水晃动的频率越大，故B正确，ACD错误。
故选：。
受迫振动的频率等于驱动力的频率，驱动力的频率接近或等于其固有频率时，振幅最大。
本题考查了共振的相关知识，解决本题的关键是熟练掌握共振的条件，难度一般。
3.【答案】
【解析】解：金属片带电后，金属片间形成水平向右匀强电场。带正电荷的烟雾颗粒在电场力和重力作用下向右下方运动，带负电的烟雾颗粒在电场力和重力作用下向左下方运动，可见电场力对带正电的烟雾颗粒做正功，对带负电的烟雾颗粒也做正功，由功能关系知，带正电的烟雾颗粒和带负电的烟雾颗粒的电势能都减小。故B正确，ACD错误。
故选：。
根据电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大，判断电势能的变化关系。
本题考查了带电粒子在电场、重力场中的运动，关键要明确电场力的方向及做功情况，比较容易。
4.【答案】
【解析】解：电源电动势不变，稳定时电容器两端电压不变，当减小电阻时，根据欧姆定律可知开始放电瞬间的电流变大，根据可知电容器带电量不变，图线与横轴围成的面积表示电容器带电量，故当放电瞬间时的最大电流变大时，总的放电时间变小。故C正确，ABD错误。
故选：。
电源电动势不变，稳定时电容器两端电压不变，当减小电阻时，根据可知电容器带电量不变，图线与横轴围成的面积表示电容器带电量，故当放电瞬间时的最大电流变大时，总的放电时间变小。
本题考查用传感器观察电容器的充放电过程的实验，要求学生熟练掌握电容器的基本规律。
5.【答案】
【解析】解：根据图中光路图可知，入射角相等，光线的折射角小于光线的折射角，根据
可知，光线的折射率大于光线的折射率，根据光谱的分布规律可知，折射率越大，频率越大，则光线的频率比光线较大，故A正确；
B.光在真空中的传播速度均为，故B错误；
C.根据折射率与光传播速度的关系式有
结合上述，光线的折射率大于光线的折射率，则光线在雨滴中传播速度比光线较大，故C错误；
D.根据全反射规律有
结合上述，光线的折射率大于光线的折射率，则光线的临界角小于光线的临界角，可知，光线从雨滴进入空气时比光线更容易发生全反射，故D错误。
故选：。
本题根据光路确定折射率、光在真空中传播速度是相同、根据全反射条件分析更易发生全反射的线路。
本题考查学生对折射率的比较、全反射条件的掌握，光频率与传播速度的关系的掌握，难度不高，但考点丰富，需要熟记。
6.【答案】
【解析】解：条形磁铁周围的磁感线分布为
磁传感器平行于条形磁体向右平移过程中，先是磁感线垂直磁传感器离开，测量值为负，但是磁感线条数少，随着右移，磁感线条数多，测量值负值在增大，当磁传感器移到极时磁感线垂直磁传感器进入，测量值为正并在慢慢增大，之后对称变化，测量出磁感应强度分布曲线如项所示。
故A正确，BCD错误。
故选：。
根据条形磁铁周围的磁感线分布情况，分析磁传感器平行于条形磁体向右平移过程中磁感线垂直磁传感器情况判断。
本题关键要明确条形磁铁周围的磁感线分布情况。
7.【答案】
【解析】解：阳光下彩色的肥皂膜为薄膜干涉，为干涉现象，用单色光检测工件表面平滑度也为干涉现象，故AB正确；
C.光导纤维传递光学信息是利用光的全反射，故C错误；
D.眼镜应用的是光的偏振现象，故D错误。
故选：。
根据光的干涉原理及在生活中的应用分析解答。
本题主要考查光的干涉现象，解题关键掌握光的干涉在生活中的应用。
8.【答案】
【解析】解：、甲游客在运动过程中，忽略空气阻力作用，甲游客的机械能守恒，所以甲游客在点机械能等于点，故A错误；
B、甲游客在点的回复力等于重力沿运动轨迹切线方向的分力，在点的回复力为，故B正确；
C、甲、乙游客的运动类似于弹簧振子，因为甲、乙游客的运动的摆幅不相等，所以甲、乙游客的运动在点的速度大小不相等，故C错误；
D、两个单摆周期近似相等，甲、乙游客从最低点运动到最高点的时间近似相同，故D正确。
故选：。
根据机械能守恒的条件进行判断；回复力满足，表示从平衡位置指向游客的位置；根据弹簧振子的运动规律进行分析；根据单摆周期公式分析甲、乙游客从最低点运动到最高点的时间关系。
本题主要考查了机械能守恒、弹簧振子和单摆的运动，注意知识的积累，难度一般。
9.【答案】
【解析】解：、若带正电，带负电，所受电场力方向应在连线的中垂线上，与的轨迹有夹角，故不可能沿直线运动，故A错误；
B、若带负电，带正电，带正电，带负电，运动轨迹可能如图，故B正确；
C、若粒子带正电，只有带负电，带正电，可能沿直线运动，但这种情况下，不可能如图运动，故C错误；
D、若粒子带正电，粒子带负电，带负电，带正电，运动轨迹可能如图，故D正确。
故选：。
根据等量异种点电荷、等量同种点电荷的电场线分布规律，结合电场的叠加判断带电粒子所受的电场力方向，从而推断其轨迹。
本题考查了电场的叠加，明确叠加后电场的方向是解题的关键，要耐心分析，难度一般。
10.【答案】
【解析】解：电机消耗的总功率为，所以电机电阻上消耗的热功率为
故电机线圈的电阻为
故AC正确，B错误；
D.电机转子卡住不动时，此时为纯电阻电路，消耗的总功率为
故D正确。
故选：。
根据计算出热功率，进而根据计算电机电阻；当电机卡住后根据计算电机消耗的功率。
要知道电机正常工作时，不能应用欧姆定律计算电阻，当电机卡住后，电机就成为了纯电阻电路。
11.【答案】负
【解析】解：根据“红进黑出”可以判断欧姆表的黑色表笔接电压表的正极，红色表笔接负极；由欧姆表的表盘可以读出电压表的电阻为
欧姆表跟外部电压表是串联关系，根据闭合电路的欧姆定律，则欧姆表和电压表的电压之和等于电动势。欧姆表的指针的位置为满偏，其电压值为电源电动势的，所以电压表占电动势的。读出电压表示数为，所以电源电动势。
故答案为：负，，。
根据欧姆表内部结构进行判断表笔连接方式，根据欧姆表的读数方法完成读数，结合闭合电路的欧姆定律计算电源的电动势。
考查欧姆表的读数，欧姆表的内部结构等知识，理解闭合电路的欧姆定律。
12.【答案】 见解析
【解析】解：螺旋测微器的分度值为，小球的直径
单摆的摆长为悬绳的长度加小球半径，故单摆的摆长为
小球每经过平衡位置时磁感应强度最大，连续三次磁感应强度最大对应的时间一个周期，即第一个磁感应强度最大到第三个磁感应强度最大的时间为一个周期，由图可得
根据单摆的周期公式
变形得
图像的斜率
解得
设因为质量不均匀而造成摆长测量误差为，则第一次摆长
第二次摆长
而摆长的变化量
误差抵消，故不管小球是否均匀也不会对摆长变化造成影响。
故答案为：； ；；；见解析。
螺旋测微器的分度值为，测量值固定刻度对应示数可动刻度对齐格数估读一位精确度；
单摆的摆长为摆线长与摆球的半径之和；
小球每经过平衡位置时磁感应强度最大，连续三次磁感应强度最大对应的时间一个周期；
根据单摆周期公式求解函数，结合图像斜率分析作答；
根据单摆的摆长与测量误差的关系分析测量误差对单摆摆长变化的影响。
本题考查利用单摆测定重力加速度，要求掌握实验原理、实验装置、实验数据处理和注意事项。
13.【答案】解：设折射角为
根据折射定律
代入数据解得折射角；
根据直角三角形的边角关系
代入数据解得。
答：该激光在水中的折射角为；
该装置设定的控水深度。
【解析】根据折射定律求折射角；
根据数学知识求水的深度。
本题主要考查了光的折射，要熟练掌握折射定律，基础题。
14.【答案】解：从图中读出波长
周期
由于的起振方向向上，故波沿着轴负方向运动，点正在向下或方向运动；
水波传播速度，代入数值解得：
由于浮子振动时浮子已经在波峰，故B浮子先振动，从传到经历的时间为
时
距离为
解得：
时
距离为
解得：
时
距离为
解得：
故A、两浮子间的可能距离为，，。
答：该水波的波长为、振动周期为，点正在向下或向方向运动；
该水波传播的速度大小为；
、两浮子间的可能距离为，，。
【解析】从图中读出波长和周期，根据振动规律分析图示时刻点的运动方向；
根据求解水波传播的速度大小；
根据传播规律求解、两浮子间的可能距离。
本题既要理解振动图像和波动图像各自的物理意义，结合图像进行分析，难度适中。
15.【答案】解：墨滴向上偏转，受力方向与电场方向相反，故判断带负电。
设墨滴在偏转板间的偏转量为
在竖直方向上：，而加速度：且：
水平方向可求时间：
联立可得：
根据类平抛运动的推论，速度的反向延长线通过水平位移的中点，结合几何关系：
解得：
根据上述表达式可得：
若墨滴质量增大，则偏转量减小，所以打出的字体偏小。
要求偏转量变为倍，且速度变为倍
方案一：调节偏转电压
由上式变形可得：
所以电压应变为原来的倍
增大偏转电压到倍后，带电墨滴在偏转电场中偏转距离变成原先的倍，要保证它不会打在偏转板上，否则该方案行不通；
方案二：调节
由上式变形得：
偏转板到屏幕的距离增加量为：
方案三：调节板间距
根据上式变形得：
可得板间距应减小为原来的，板间距减小同时需要保证粒子不会打到偏转板上，否则该方案行不通。
答：墨滴带电的电性为负，电量为；
打出的字体偏小；
见解析。
【解析】墨汁在偏转电场中做类平抛运动，根据水平方向的运动求出时间，根据竖直方向上的运动求出出电场时的偏转位移，根据出电场时速度的反向延长线经过偏转电场中轴线的中心，根据相似三角形求出打到纸上的点距原射入方向的距离与电荷电量的关系，从而求出电量的大小；
从上问得到偏转距离的变化可得字体的变化；
在上一问表达式的基础上变形后，可得到满足条件的调整方案，及注意事项。
解决本题的关键墨汁在偏转电场中做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，以及掌握推论：粒子离开电场时速度的反向延长线经过偏转电场中轴线的中心。
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