2022-2023学年新疆阿勒泰地区高二（下）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年新疆阿勒泰地区高二（下）期末物理试卷一、选择题（本大题共10小题，共40分）利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（/C卡）的工作原理及相关问题./C卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路.公交车上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波.刷卡时，/C卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输.下列说法正确的是（）/C卡工作所需要的能量来源于卡内的电池仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，/C卡才能有效工作若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流/C卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现人靠近它就开启；而在白天，即使有人靠近它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是（）温度传感器人体红外线传感器声音传感器光敏传感器A.①②B.②③C.③④D.②④如图。所示，理想变压器原线圈通过理想电流表接在一交流电源的两端，交流电源输出的电压U随时间变化的图线如图b所示，副线圈中接有理想电压表及阻值R=10。的负载电阻已知原、副线圈匝数之比为10：1,则下列说法中正确的是（）A.A.电压表的示数为C.电阻R消耗的电功率为40"B.电流表的示数为0.2871D.通过电阻R的交变电流的频率为100Hz

如图所示，一正方形线圈的匝数为71,边长为Q,线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀的增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（）ABa? 日c'Ba? d2nBa2'2At '2At At At节约能源是当今世界的•种重要社会意识。原来釆用llOkV高压向远方的城市输电，在输电线路上损耗的功率为AP。为减小输电线上损耗的功率。在输送功率一定、输电线路不变的同时输电电压变为440AV。则在输电线路上损耗的功率变为（）B•苧在等边三角形的三个顶点a、b.C处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示。过C点的导线所受安培力的方向（）与ab边平行，竖直向上与ab边垂直，指向左边C.与ab边平行,C.与ab边平行,竖直向下D.与ab边垂直,指向右边高空坠物极易对行人造成伤害。若一个200g的西红柿从•居民楼的20层坠下，与地面的撞击时间约为10ms,则该砖块对地面产生的冲击力约为（）A.103/VB.10A.103/VB.104/VC.4x103/VD.4x104/V关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法正确的是（）电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用TOC\o"1-5"\h\z如图所示，在水平直线上方存在磁感应强度大小为B、方 x x x x向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带正电荷q的粒子，从 X X X X XX直线N上的。点以速度u竖直向上射入磁场，由P点离开磁场，不 X X X * * Jv计粒子重力，则粒子在磁场中运动的（） MPON

A.轨道半径为*B.轨道半径为靜C.时间为謂 D.时间为部目前世界上正研究的-•种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性）沿垂直于磁场方向喷射入磁场，磁场中的两块金属板4、B上就会聚集电荷，产生电压对外供电。设等离子体的射入速度为u,两金属板的板长为L,板间距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,负载电阻为R,等离子体充满两板间的空间,不考虑等离子体的电阻。当发电机稳定发电时，下列说法正确的是（）C.负载电阻中的电流大小为等二、非选择题（60分）D.负载电阻中的电流大小为罕C.负载电阻中的电流大小为等二、非选择题（60分）D.负载电阻中的电流大小为罕在“用单摆测定重力加速度”的实验中:甲甲实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量 (填选项前的符号)，间接地解决这个问题。A.小球开始释放高度九〃.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的射程图中。点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先将入射球mi多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程0P。然后，把被碰小球血2静止于轨道的水平部分，再将入射小球mi从斜轨上S位置由静止释放，与小球血2相撞，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是 。(填选项前的符号)A.用天平测量两个小球的质量mi、m2注测量小球开始释放高度九C.测量抛出点距地面的高度//。.分别找到m】、tn?相碰后平均落地点的位置M、N测量平抛射程OM、ON若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 ［用(2)中测量的量表示］。一列简谐横波在t=0时刻的图像如图所示。此时质点P正沿y轴正方向运动，且当t=0.15s时质点P恰好第1次到达波谷处。求：该波的波速大小u；0〜Is内，质点Q运动的路程s。一足够大的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H,在水池的底部放一点光源S,其中一条光线以30。入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105。，如图所示。求液体的折射率液体表面亮斑的面积。如图1所示，由均匀电阻幺幺做成的正方形单匝线圈的电阻为R,边长为I,线圈以恒定速度u垂直穿过匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，宽度为21。从cd进入磁场开始计时，针对线圈穿过磁场的过程，完成下列问题：求线圈进入磁场的过程中感应电流的大小；取感应电流顺时针方向为正，在图2中画出线圈中的电流随时间变化的图象，标明图线关键位置的坐标值；若图2中的电流变化与某交变电流一个周期的变化情况相同，求该交变电流的有效值。如图所示，光滑水平面上竖直固定一内壁光滑的轨道，轨道左侧的水平面上有可视为质点的q、b两个小球，其质量分别为m和3m,b球静止，q球以速度％=10m/s向右运动并与b球发生弹性正碰(碰撞时间极短)，碰后b球能从最低点进入竖直轨道，已知重力加速度°=

碰后a、b球的速度大小；要使b球进入轨道后能做完整圆周运动，求圆周轨道半径R的最大值。答案和解析【答案】B【解析】解：A、由题意可知，该能量来自于电磁感应，即刷卡机发射的电磁波；故A错误；B、 为了使/C卡中的感应电流达最大，应使LC电路产生电谐振，故只有发射特定频率的电磁波时，/C卡才能有效工作；故8正确；C、 若电磁波的频率偏离该频率，L中仍可出现感应电流，但不会达到电谐振；故C错误；。、/C卡接收到读卡机发射的电磁波，同时将自身数据信息发送给读卡机进行处理；故。错误。故选：B。明确题意，根据电磁感应及电谐振规律进行分析，即可明确能量及/C卡的工作原理，即可解答本题.本题取材于我们身边最常用的/C卡考查电磁感应现象，要注意在学习中注意掌握物理规律在生活中的应用.【答案】D【解析】解：楼道照明灯天黑时，出现人靠近它就开启；而在白天，即使有人靠近它也没有反应。说明可能接入的传感器是人体红外线传感器与光敏传感器，故D正确，A8C错误。故选：Do传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量。本题考查了传感器在生产、生活中的应用。这种题型属于基础题，只要善于积累，难度不大。【答案】C【解析】解：4电压表测量的是有效值，由于交流电的有效值为200/,根据理想变压器电压与线圈匝数之比的关系可知四=性u2n2可得电压表的示数为20/,故A错误；8.流过电阻的电流的有效值,2=咎制=24根据11=!!2，2 «1可得电流表的示数为0.21故8错误；C.电阻R消耗的电功率P=U2I2=20x2IV=401V故C正确；。.由图可知交流电的周期为T=2x10-2s,通过电阻R的交变电流的频率为r=；=五卜"Z=50Hz,故。错误。故选：Co根据变压器原理可得副线圈两端电压和原线圈的电流强度；根据电功率计算公式计算电阻R消耗的电功率；根据频率和周期的关系计算通过电阻R的交变电流的频率。本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。原线圈的电压决定副线圈的电压；理想变压器在改变电压和电流的同时，不改变功率和频率。【答案】B【解析】在此过程中，线圈中的磁通量改变量大小为：厶功=(28—B)x§=写，根据法拉第电磁感应定律得：£="空=擊，故B正确ACD错误；At2At故选：根据法拉第电磁感应定律E=N^=N^S,求解感应电动势，其中S是有效面积。解决电磁感应的问题，关键理解并掌握法拉第电磁感应定律E=“芸=n笑S,知道S是有效面积,即有磁通量的线圈的面积。【答案】D【解析】解：输送电流1=5,输电线上损失的功率△P=/2r=(5)2&；可知输电线损失的功率与输送电压的平方成反比，所以当输电电压变为原来的4倍时，输电线上损耗的功率变为井，故。1O正确，ABC错误。故选：Do输送电流/=?输电线上损失的功率△P=/2r=(§)2r,知输送功率一定时，损失的功率与输送电压的二次方成反比。解决本题的关键搞清输送功率与输送电压和输送电流的关系，以及知道在输电线上损失的功率的计算公式即可。【答案】B【解析】解：根据同向电流相互吸引可以知道Q导线对C导线的作用力F1方向是沿CQ方向，导线b对c导线的作用力F2方向是沿吊方向，且F]=F2,根据平行四边形定则可以知道c导线所受安培力的合力方向水平向左，且垂直与Qb边，故B正确，ACD错误。故选：B。先根据同向电流相互吸引判断出导线Q、b对导线c的作用力方向，然后根据平行四边形定则可以得到导线c受到的安培力方向。两个大小相等的力的合力方向在这两个力的夹角的角平分线上。【答案】C【解析】解：每层楼高约为3m,西红柿下落的总高度为：h=(20—1)x3m=57m；由i?2=2g/i可知，落地间的瞬时速度u=J2gh=V2x10x57m/s=33.8m/s；设向下为正方向，对碰撞过程动量定理可得：mgt—Ft=0-mv代入数据，解得冲击力为：F«4xlO3N,故C正确，错误。故选：Co设每层楼高约为3m,计算西红柿下落的总高度，求解落地时的速度，再对碰撞过程根据动量定理列方程求解冲击力。本题考查动量定理以及自由落体规律的应用，在解答的过程中，要注意明确正方向，注意各物理量的矢量性；本题也可以直接对全程由动量定理列式求解。【答案】BCD【解析】解：A、电磁炉利用涡流工作，录音机在磁带上录制声音时，利用了电流的磁效应，故人错误；B、 真空冶炼炉是线圈中的电流做周期性变化，在金属中产生涡流，从而产生大量的热量，熔化金属的，故8正确；C、 金属探测器在探测金属时，由于被测金属中产生的涡流从而使报警器工作，故C正确；。、磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框中可以产生感应电流，能起电磁阻尼的作用，故D正确。故选：BCD。电磁炉利用涡流工作，录音机利用了电流的磁效应；电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流：金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理；磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用。明确涡流、电磁阻尼、电磁驱动在生活中的应用是解决问题的关键。【答案】AC【解析】解：AB.粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qvB= 解得r=器故A正确，B错误；CD、粒子在磁场中运动的周期丁=等，粒子在磁场运动了半周，则时间t=§联立解得t=芳，故C正确，。错误；故选：AC。粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，粒子在磁场中运动的周期7=四，粒子在V磁场运动了半周，从而解得时间。本题考查带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的过程中，用牛顿第二定律与运动学公式，并结合几何关系来解决。【答案】BC【解析】解：厶、根据左手定则知，带正电的粒子向下偏，带负电的粒子向上偏，则A极板带负电，8极板带正电，故A错误；B、A极板带负电，B极板带正电，极板相当于电源，电源外部，电流从高电势流向低电势，所以电流的流向为b到Q,故8正确；

CD、带点粒子处于平衡：Bqu=%q,解得：E=Bdv；则电流大小为/=§=罕故C正确，D错误。故选：BC。电离的气体含有大量带正电和负电的粒子，进入磁场受洛伦兹力发生偏转，根据左手定则判断出正负电荷的偏转方向，从而确定极板的正负极，确定出电流在外电路中的流向.最终带正负电的粒子受电场力和洛伦兹力处于平衡，根据平衡求出电动势的大小，从而根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小.本题综合考查了闭合电路欧姆定律以及磁场的知识，关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及通过平衡求出电源的电动势.11.【答案】摆线长118.69.60【解析】解：(1)单摆的摆长等于摆线长［与摆球半径之和，所以除了摆球的直径还需要知道摆线长，；游标尺为10个格，精确度为0.1mm,游标卡尺的主尺读数为18mm,游标读数为6x0.1mm=0.6mm,则最终读数为18.6/nni；由单摆的周期公式T=2jtR可得：t=^2-T2则图线的斜率A=着，由图象可知，其斜率k=1.15-0.7由图象可知，其斜率k=1.15-0.74.8-2.95=0.24,故重力加速度g=4n2k=4x9.86x0.24m/s2=9.60m/s2故答案为：(1)摆线长Z;(2)18.6：(3)9.60；单摆的摆长等于摆线长Z与摆球半径之和，所以除了摆球的直径还需要知道摆线长Z游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读；由单摆周期公式求出图象的函数表达式，然后根据图象求出重力加速度。本题关键要掌握实验的原理：单摆的周期公式T=本题关键要掌握实验的原理：单摆的周期公式T=,要能根据实验原理，分析实验误差,通过数学变形，研究L-T2图线的物理意义。12.【答案】CADEm^op=rn^XQM+^2xon【解析】解：(1)小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间t相等，小球的水平位移(射程)与小球的初速度成正比，可以用小球做平抛运动的射程代替小球做平抛运动的初速度，故C正确，错误。故选：Co以向右为正方向，如果碰撞前后系统动量守恒，在水平方向，由动量守恒定律得：m“o=mi%+血2%,小球离开轨道后做平抛运动的时间t相等，两边同乘以t得:Tn】iV=m^t+7n2v2t»则mxx0P=mxx0M+m2x0N,实验需要测量两球的质量、小球做平抛运动的射程，故选AOE。由(2)分析可知表达式可表示为m^Xop=mxx0M+m2x0N故答案为：(1)C；(2)ADE:(3)771,=mAx0M+m2x0N小球离开轨道后做平抛运动，可以用平抛运动的水平位移代替小球的水平速度。(3)应用动量守恒定律求出实验需要验证的表达式，然后分析答题。本题考查了实验原理与实验数据处理，理解实验原理是解题的前提，应用动量守恒定律即可解题。13.【答案】解：(1)据题，t=0时质点P位于平衡位置，t=0.15s时质点P恰好第1次到达波谷处，则有;T=0.15s得T=0.2s由图象可知人=0.4m,则波速i?=.=翌m/s=2m/s(2)因为71=§=為=5,每个周期质点通过的路程为4A,则0—Is内，质点Q运动的路程s=5x4A=20A=20x5cm=100cm答：(1)该波的波速大小卩为2m/s。(2)0-Is内，质点Q运动的路程s为100cm。【解析】(1)根据质点P的振动情况，确定周期，读出波长，再由波速公式求出波速大小。(2)质点做简谐运动时，在一个周期内通过的路程是4A,分析质点Q振动了几个周期，即可确定路程s。本题关键要有把握质点的振动与波动之间联系的能力，知道质点做简谐运动时，在一个周期内通过的路程是4倍振幅。14.【答案】解：(i)由图知，入射角01=30,折射角公=45。根据折射定律可知:sin02sin45° ,—n= .5。=>T2=1.414sinOisin30(ii)若发生全反射，入射角C应满足：sinC=-，解得nC=45°亮斑半径R=HtanC=H亮斑面积S=717/2。答：①液体的折射率为1.414；②液体表面亮斑的面积为兀〃2。【解析】(1)由题，已知入射角i=30°,折射角r=45°,根据折射定律求解该液体的折射率；(2)当光恰好发生全反射，亮斑面积最大，由sine=可求出临界角，再由几何关系，可求出光斑面积。本题考查光的折射定律与光的全反射现象，运用几何知识来解题，同时注意全反射的条件。15.【答案】解：(1)线圈进入磁场的过程中，cd边产生的感应Blv•i电动势为务=BlvR•1111感应电流的大小A牛*0i2/ !3Z ；v •VBlv1(2)线圈进入磁场的过程中，由楞次定律判断可知线圈中感应R电流沿顺时针方向；线圈完全在磁场中运动时，磁通量不变，没有感应电流;当线圈出磁场的过程中，Qb边产生的感应电动势为E2=Blv感应电流的大小/2=早=罕，方向沿逆时针方向。画出i-t图象如图所示。(3)取一个周期，根据有效值定义列式如下：l2RT= +llRt2由题可知，=可得交变电流的有效值/