福建省泉州市四校聯(lián)考2023-2024學年高二下學期7月期末物理試題（解析版）

僑聲中學、銘選中學、泉州九中、僑光中學2024春高二年下學期期末四校聯(lián)考物理試卷（考試時間：75分鐘滿分：100分）一、單項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.如圖所示，圖甲是一列簡譜橫波在t=0時刻的圖像，P點是此時處在平衡位置的一個質(zhì)點，圖乙是質(zhì)點P的振動圖像。下列說法正確的是（）A.波的周期為0.8sB.波沿x軸正方向傳播C.從t=0時刻開始經(jīng)過3s的時間，質(zhì)點P運動的路程為4mD.從t=0時刻開始經(jīng)過3.3s的時間，質(zhì)點P的加速度為零【答案】D【解析】【詳解】A．由振動圖像可知，波的周期為T=0.6s，選項A錯誤；B．因在t=0時刻質(zhì)點P沿y軸負向振動，可知波沿x軸負方向傳播，選項B錯誤；C．從t=0時刻開始經(jīng)過3s的時間，因為3s=5T，可知質(zhì)點P運動的路程為20A=200cm=2m，選項C錯誤；D．從t=0時刻開始經(jīng)過3.3s的時間，即經(jīng)過，質(zhì)點P回到平衡位置，則其加速度為零，選項D正確。故選D。2.2024年春天，中國航天科技集團研制的50kW級雙環(huán)嵌套式霍爾推力器，成功實現(xiàn)點火并穩(wěn)定運行，標志著我國已躋身全球嵌套式霍爾電推進技術(shù)領(lǐng)先行列。嵌套式霍爾推力器不用傳統(tǒng)的化學推進劑，而是使用等離子體推進劑，它的一個顯著優(yōu)點是“比沖”高。比沖是航天學家為了衡量火箭引擎燃料利用效率引入的一個物理量，英文縮寫為，是單位質(zhì)量的推進劑產(chǎn)生的沖量，比沖這個物理量的單位應該是（）A.m/s B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)題意比沖表示的是單位質(zhì)量的推進劑產(chǎn)生的沖量，故可得結(jié)合動量定理，可得比沖這個物理量的單位為故選A。3.在勻強磁場中有一電阻忽略不計的矩形線圈，繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的正弦交流電的感應電動勢e隨時間t的變化如圖甲所示，把該交流電輸入到圖乙中理想變壓器的A、B兩端。已知R，為熱敏電阻（其電阻隨溫度升高而減小），R為定值電阻，圖中各電表均為理想電表。下列說法正確的是（）A.變壓器A、B兩端電壓的瞬時值表達式為u=100sin50πt（V）B.圖甲中t=2×10?2s時，穿過線圈的磁通量最大C.Rt處溫度升高后，電壓表V1與V2示數(shù)的比值不變D.Rt處溫度升高后，變壓器的輸入功率減小【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)圖甲可知，Em=100V，T=0.02s，則故變壓器原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為u=100sin100πt（V），故A錯誤；B．圖甲中t=2×10?2s時，線圈平面與磁場垂直，穿過線圈的磁通量最大，故B正確；C．理想變壓器匝數(shù)不變，輸入電壓不變，則電壓表V1示數(shù)不變，副線圈兩端的電壓U2不變，Rt處溫度升高時，Rt的阻值減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，副線圈回路中的電流I2增大，電壓表V2測量Rt兩端的電壓，根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律及歐姆定律有Ut=U2?I2R則電壓表V2示數(shù)減小，電壓表V1示數(shù)與V2示數(shù)的比值變大，故C錯誤；D．理想變壓器匝數(shù)不變，輸入電壓不變，副線圈兩端的電壓U2不變，Rt處溫度升高時，Rt的阻值變小，變壓器的輸出功率輸出功率變大，理想變壓器輸入功率等于輸出功率，故變壓器的輸入功率變大，故D錯誤。故選B。4.如圖所示，在絕緣水平面上，有閉合的兩個線圈a、b，線圈a處在勻強磁場中，現(xiàn)將線圈a從磁場中勻速拉出，線圈a、b中產(chǎn)生的感應電流方向分別是（）A.順時針，順時針B.順時針，逆時針C.逆時針，順時針D.逆時針，逆時針【答案】A【解析】【詳解】線圈a從磁場中勻速拉出的過程中穿過a線圈的磁通量在減小，則根據(jù)楞次定律可知a線圈的電流為順時針，由于線圈a從磁場中勻速拉出則a中產(chǎn)生的電流為恒定電流，則線圈a靠近線圈b的過程中線圈b的磁通量在向外增大，同理可得線圈b產(chǎn)生的電流為順時針。故選A。二、雙項選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題有兩項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。5.磁流體發(fā)電機的原理如圖所示，MN和PQ是兩平行金屬極板，勻強磁場垂直于紙面向里。等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子）從左側(cè)以某一速度平行于極板噴入磁場，極板間便產(chǎn)生電壓。下列說法正確的是（）A.極板MN是發(fā)電機的正極B.僅增大兩極板間的距離，極板間的電壓減小C.僅增大等離子體的噴入速率，極板間的電壓增大D.僅增大噴入等離子體的正、負帶電粒子數(shù)密度，極板間的電壓增大【答案】AC【解析】【詳解】A．帶正電的離子受到的洛倫茲力向上偏轉(zhuǎn)，極板MN帶正電為發(fā)電機正極，A正確；BCD．離子受到的洛倫茲力和電場力相互平衡時，此時令極板間距為d，則可得因此增大間距U變大，增大速率U變大，U大小和密度無關(guān)，BD錯誤C正確。故選AC。6.應用物理原理制成的儀器設備可用于我們生活中的很多方面。圖甲是夜晩用紅外觸發(fā)相機拍攝到的野外東北豹的照片，圖乙是雷達天線，圖丙為生產(chǎn)線上使用的自動計數(shù)器，圖丁為霍爾元件，下列說法中正確的是（）A.紅外觸發(fā)相機是利用紅外線的熱效應進行成像B.雷達可用于測定物體位置，是利用長波波長較長、衍射現(xiàn)象明顯的特點C.自動計數(shù)器中的光敏電阻可以將光學量轉(zhuǎn)化為電學量D.霍爾元件可以把電學量轉(zhuǎn)化為磁學量【答案】AC【解析】【詳解】A．紅外線能使被照射的物體發(fā)熱，具有熱效應，紅外觸發(fā)相機就是利用紅外線的熱效應，故A正確；B．雷達是利用測微波來測定物體位置的無線電設備，是利用微波波長較短、衍射現(xiàn)象不明顯的特點，故B錯誤；C．光敏電阻隨著光照強弱不同，電阻不同，可以通過遮光情況對流水線上的產(chǎn)品計數(shù)，將光照強弱這個光學量轉(zhuǎn)化為電阻這個電學量，故C正確；D．霍爾元件可以把磁學量轉(zhuǎn)化電學量，故D錯誤。故選AC。7.如圖所示，磁場方向水平向右，磁感應強度大小為B，甲粒子速度方向與磁場垂直，乙粒子速度方向與磁場方向平行，丙粒子速度方向與磁場方向間的夾角為θ。所有粒子的質(zhì)量均為m，電荷量均為，且粒子的初速度方向在紙面內(nèi)，不計粒子重力和粒子間的相互作用，則下列說法正確的是（）A.甲粒子受力大小為qvB，方向水平向右B.乙粒子的運動軌跡是直線C.丙粒子在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，其動能不變D.從圖中所示狀態(tài)，經(jīng)過時間后，丙粒子位置改變了【答案】BD【解析】【詳解】A．由洛倫茲力的公式可得，甲粒子受力大小為qvB，根據(jù)左手定則可知甲粒子受到的洛倫茲力方向垂直于紙面向里，故A錯誤；B．乙粒子速度方向與磁感應強度方向平行，不受洛倫茲力作用，所以運動軌跡是直線，故B正確；C．將丙粒子的速度在沿磁感應強度方向和垂直于磁感應強度方向分解為和，其中對應的分運動為水平向右的勻速直線運動，對應的分運動為垂直于紙面的勻速圓周運動，所以丙粒子的合運動為螺旋線運動，由于洛倫茲力不做功，所以其動能不變，故C錯誤；D．對丙粒子在垂直于紙面的勻速圓周運動，有解得所以周期為丙粒子在沿磁感應強度方向做勻速直線運動的速度為經(jīng)過一個周期的時間丙粒子圓周運動剛好一周，所以此時位置改變?yōu)楣蔇正確。故選BD。8.質(zhì)量為的物塊從距離地面高度為處自由下落，在下落到距離地面高度為時，質(zhì)量為的子彈以的水平速度瞬間擊中物塊并留在其中。重力加速度取，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）A.子彈擊中物塊后瞬間，物塊水平方向的速度大小變?yōu)锽.子彈擊中物塊后瞬間，物塊豎直方向的速度大小變?yōu)镃.物塊下落的總時間為D.物塊下落的總時間為【答案】AC【解析】【詳解】A．子彈擊中物塊后瞬間，水平方向動量守恒，則解得物塊水平方向的速度大小變?yōu)檫x項A正確；B．子彈擊中木塊之前物塊的豎直速度子彈擊中物塊后瞬間，由豎直方向動量守恒可知解得物塊豎直方向的速度大小變?yōu)檫x項B錯誤；CD．子彈擊中木塊之前物塊下落的時間被子彈擊中后物塊下落時，根據(jù)解得t2=1s（另一值舍掉），則總時間為選項C正確，D錯誤。故選AC。三、非選擇題：共60分，其中9、10、11題為填空題，12、13題為實驗題，14、15、16題為計算題?？忌鶕?jù)要求作答。9.如圖所示，一個用透明材料制成的截面為直角三角形的三棱鏡ABC，現(xiàn)在有一束單色光從空氣中以θ=的入射角自直角邊AB射入，折射時的偏轉(zhuǎn)角為，然后光線射到AC面而剛好發(fā)生了全反射，則這種透明材料的折射率為________，全反射的臨界角為____，∠A=________?！敬鸢浮竣?②.③.【解析】【詳解】[1]光線以θ=的入射角自直角邊AB射入，折射時的偏轉(zhuǎn)角為，所以折射角為由折射定律可得[2]由剛好發(fā)生全反射得則有[3]而光線射到AC面時剛好發(fā)生了全反射，則光線發(fā)生全反射時，入射角為，所以入射光線與直線AC的夾角也為，由于進入玻璃里的折射光線與直線AB的夾角為，由三角形知識可得10.一定質(zhì)量的理想氣體，由初始狀態(tài)A開始，按圖中箭頭所示的方向進行了一系列狀態(tài)變化，最后又回到初始狀態(tài)A，即A→B→C→A（其中BC與縱軸平行，CA與橫軸平行），這一過程稱為一個循環(huán)，則：（1）由A→B，氣體的溫度______（填“升高”“、降低”或“不變”）（2）由B→C，氣體分子的平均動能______（填“增大”、“減小”或“不變”）（3）由C→A，氣體的內(nèi)能______（填“增大”、“減小”或“不變”）【答案】①.升高②.減?、?減小【解析】【詳解】（1）[1]由A→B，壓強增大，體積增大，根據(jù)理想氣體方程可知，溫度一定升高；（2）[2]由B→C，壓強減小，體積不變，根據(jù)理想氣體方程可知，溫度一定降低，氣體分子的平均動能減??；（3）[3]由C→A，壓強不變，體積減小，根據(jù)理想氣體方程可知，溫度一定降低，內(nèi)能減小。11.某同學在“利用單擺測定重力加速度”的實驗中，測出多組單擺的擺長L和周期T。如圖為根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的T2-L圖像，由圖像可得重力加速度g為___________m/s2（精確到小數(shù)點后兩位），圖像不過原點可能是由于擺長測量___________造成的。（選填“偏大”“偏小”）?！敬鸢浮竣?9.86或9.87②.偏小【解析】【分析】【詳解】[1]根據(jù)單擺公式得結(jié)合圖像有解得[2]由圖可知，擺長為零時，單擺存在周期，說明擺長測量結(jié)果偏小。12.某同學從家里舊電器上拆得一環(huán)形變壓器（如圖），但變壓器的銘牌已經(jīng)污損無法看清參數(shù)。該同學利用高中所學知識來探究該變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系，操作步驟如下：（1）確定繞組：結(jié)合銘牌殘存數(shù)據(jù)可知圖中1、2為輸入端，3、4和5、6為兩次級繞組輸出端，用多用電表___________（填“電壓”“電流”或“歐姆”）擋測量發(fā)現(xiàn)都導通。（2）測量變壓器的初級（原）與兩次級（副）線圈匝數(shù)分別為n1、n2和n3：先在該變壓器閉合鐵芯上緊密纏繞n=100匝漆包細銅線，并將理想交流電壓表接在細銅線兩端；然后在初級線圈（1、2端）上輸入有效值為220V的交流電，若理想交流電壓表的示數(shù)為55.0V，則初級線圈的匝數(shù)n1=___________匝；把理想交流電壓表接在3、4接線柱上，n2=240匝，則交流電壓表的示數(shù)U2=___________V。（3）該同學通過裸露部分觀察，發(fā)現(xiàn)該變壓器使用了兩種規(guī)格的銅線繞制，結(jié)合前面數(shù)據(jù)可以推想其中較粗的銅線屬于___________（填“原線圈”或“副線圈”）?！敬鸢浮浚?）歐姆（2）①.400②.132（3）副線圈【解析】【小問1詳解】多用表歐姆擋有內(nèi)置電源，因此用歐姆擋測量是否導通?！拘?詳解】根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律得解得，【小問3詳解】由實驗數(shù)據(jù)可知變壓器為降壓變壓器，次級線圈（副線圈）電流大一些，所以需要較粗銅線繞制。13.如圖甲所示是驗證動量守恒定律的實驗裝置，氣墊導軌上安裝了1、2兩個光電門，兩滑塊上均固定一相同的豎直遮光條。（1）用螺旋測微器測量遮光條寬度d，如圖乙所示，可知遮光條的寬度d=______mm，并將兩寬度均為d的遮光條安裝到兩滑塊上。（2）測出滑塊A和遮光條的總質(zhì)量為，滑塊B和遮光條的總質(zhì)量為，遮光條的寬度用d表示。將滑塊A靜置于兩光電門之間，將滑塊B靜置于光電門2右側(cè)，推動B，使其獲得水平向左的速度，經(jīng)過光電門2并與A發(fā)生碰撞且被彈回，再次經(jīng)過光電門2，光電門2先后記錄的擋光時間為、，光電門1記錄的擋光時間為，則實驗中兩滑塊的質(zhì)量應滿足______（選填“＞”、“<”或“=”）。若兩滑塊碰撞過程動量守恒，則必須滿足的關(guān)系式為______。（3）若滑塊A、B之間的碰撞為彈性碰撞，則下列關(guān)系式成立一定成立的是______。A.B.C.D.【答案】（1）6.790（2）①＞②.（3）A【解析】【小問1詳解】用螺旋測微器測量遮光條寬度d=6.5mm+29.0×0.01mm=6.790mm【小問2詳解】[1]滑塊B與A碰撞后被彈回，根據(jù)碰撞規(guī)律可知滑塊B的質(zhì)量較小，則有>[2]若碰撞過程中動量守恒，取水平向左為正方向，根據(jù)公式有整理，可得【小問3詳解】若為彈性碰撞，即機械能守恒，結(jié)合動量守恒有，解得可得可得即故選A。14.如圖所示，水平金屬U型框的寬度為，固定在水平面上，左端接一電動勢為、內(nèi)阻的電源，框上放有質(zhì)量為的金屬桿ab，金屬桿接入電路的有效電阻為。框所在區(qū)域加一磁感應強度為的勻強磁場，磁場方向與水平面成斜向上，金屬桿處于靜止狀態(tài)，其余電阻不計，取重力加速度，，。求：（1）金屬桿ab受到的安培力大??；（2）金屬桿ab受到的摩擦力大小和方向；（3）金屬桿ab對水平框的壓力大小?！敬鸢浮浚?）1.0N；（2）0.6N，方向水平向右；（3）1.2N【解析】【詳解】（1）根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得故金屬棒ab所受安培力大小為方向垂直磁場斜向上。（2）對金屬棒ab進行受力分析，根據(jù)平衡條件，在水平方向上有摩擦力的方向水平向右。（3）對金屬棒ab進行受力分析，根據(jù)平衡條件，在豎直方向上有解得根據(jù)牛頓第三定律可得，金屬桿ab對水平框的壓力為15.如圖所示，有一對平行金屬板，兩板相距d，電壓為U，兩板之間勻強磁場的磁感應強度大小為，方向與金屬板面平行并垂直于紙面向里。平行金屬板右側(cè)圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強磁場，圓心為O，半徑為R，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向里。一正離子沿平行于金屬板面，從A點垂直于磁場的方向射入平行金屬板間，沿直線射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑方向射入圓形磁場區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的F點射出。已知與夾角，不計離子重力。求：（1）離子速度v的大小；（2）離子的比荷；（3）離子在圓形磁場區(qū)域中運動時間t?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意可知離子在平行金屬板間做直線運動，則有可得離子的速度大小為（2）離子進入磁場運動軌跡如圖所示由幾何關(guān)系可得解得離子的軌道半徑為由洛倫茲力提