2022-2023学年山西省高二（下）联合考试物理试卷（5月）（附答案详解）

2022-2023学年山西省高二（下）联合考试物理试卷（5月）

1.太赫兹辐射通常是指频率在IOIlHZ〜IO*HZ之间的电磁辐射，其频率在微波与红外线之

间。太赫兹波对人体安全，可以穿透衣物等不透明物体，实现对隐匿物体的成像。下列说法

正确的是（）

A.太赫兹波的频率比红外线的频率大

B.太赫兹波的波长比微波的波长长

C.太赫兹波是横波，它的频率比可见光的频率小

D.太赫兹波比微波更容易发生衍射现象

2.小型交流发电机的示意图如图所示，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场。

线圈绕垂直于磁场的水平轴0。'沿逆时针方向以恒定的角速度匀速转动，下列说法正确的是

/'θER

A.图示位置的线圈位于中性面

B.线圈经过图示位置时磁通量的变化率最大

C.线圈每经过图示位置，交变电流的方向就会发生改变

D.若线圈转动的角速度增大一倍，则感应电动势的有效值变为原来的。倍

3.小琴同学制作的“特斯拉线圈”如图所示，实验中由于疏忽忘记给线圈接上负载（即线圈

处于空载状态），若在「时间内，穿过线圈的匀强磁场方向平行于线圈轴线向上，磁感应强度

大小由Bi均匀增加到B2,下列说法正确的是

A.4端电势高于b端电势B.6端电势高于4端电势

C.线圈内的感应电流由&流向bD.线圈内的感应电流由b流向a

4.如图所示，电源的电动势为E、内阻为r,平行板电容器下极板和静电计外壳均接地，下

列说法正确的是（）

A.若开关K保持闭合，且将下极板竖直向上缓慢移动一小段距离后，则静电计指针张角缓

慢变大

B.若开关K保持闭合，且将上极板竖直向上缓慢移动一小段距离后，则静电计指针张角缓

慢变大

C.若开关K闭合一段时间后断开，再将下极板竖直向下缓慢移动一小段距离，则电容器的

电容变大，平行板间的电场强度变小

D.若开关K闭合一段时间后断开，再将上极板竖直向下缓慢移动一小段距离，则电容器的

电容变大，平行板间的电场强度不变

5.图甲为沿X轴传播的一列简谐横波在t=O时刻的波形图，图乙为参与波动的％=2τn处质

点P的振动图像，则下列说法不正确的是（）

A.该波的传播速率为4m∕s

B.该波沿X轴正方向传播

C.经过0.5s,质点P沿波的传播方向向前传播2%

D.该波在传播过程中若遇到尺寸为4〃?的障碍物，能发生明显的衍射现象

6.为了减少碳排放，我国大力推动清洁能源上、下游产业发展，近年来电动汽车、氢能源

汽车产业发展迅猛。“仲夏”科技小组对某新型电动汽车进行调研，发现该电动汽车的充电

电压为38OV,快速充电的电流为8OA,完成一次快速充电所需时间约为2万，已知充电时将电

能转化为化学能的效率为95%,则该电动汽车的电池储存的能量约为（）

A.60.8kW-hB.57.8kW-hC.160A-hD.152/1∙h

7.如图所示，一均匀带电绝缘细棒的电荷量为+q（q>0）,在过细棒中点C的中垂线上有a、

b、4三点，且bc=cd=ab=x0在a点固定一负点电荷，其电荷量为一5q,已知“点的电

场强度为零，静电力常量为火，则b点的电场强度大小为（）

π+q

abd

A5kqR5kq「40kq口50kq

A，9√6Fc∙^9√"υ'-9√-

8.两个质量均为巾的质点甲和乙静止放在一条水平直线轨道上，乙在甲的前方，两质点间

距为Z0现给甲施加一冲量，同时用一水平外力F作用在乙上，忽略摩擦，为使甲成功追上乙，

则给甲施加的冲量的最小值为（）

A.√FmlB.√2FmlC.2√FmlD.J,尸下

9.根据光敏电阻特性设计的自动计数器的电路图如图所示，其中Rl为光敏电阻，％为定值

电阻，电源电动势和内阻恒定，信号处理系统会实时监测生两端的电压，每获得一次低电压

就记数一次。下列说法正确的是（）

A.有光照射时Rl的阻值比无光光照时小

B.有光照射时Rl两端的电压比无光照射时大

C.有光照射时电源两端的电压比无光照射时小

D.有光照射时/?2消耗的电功率比无光照射时小

10.某同学研究远距离输电的电路如图所示，a、b端接入电压有效值为Uo的正弦交流电源，

升压变压器7\和降压变压器R均为理想变压器，且U=定值电阻R2和R3消耗的功率均为

输电线电阻Rl消耗的功率的64倍，已知&=/?3=4/?1，电表均为理想交流电表，则下列说

法正确的是

A.电压表的示数为4B.升压变压器7;的匝数比言=S

C.若Rl短路，电流表示数将变大D.若自断路，电压表示数将减小

11.如图为一有效摆长为/的单摆，现将质量为，"的摆球A向左拉高平衡位置一个很小的角

度，使得A球升高了人，然后由静止释放。A球摆至平衡位置P时，恰与静止在P处，质量

为0.2m的8球发生正碰，碰后A继续向右摆动，B球以速度V沿光滑水平面向右运动，与距

离为d的墙壁碰撞后以原速率返回，当B球重新回到位置P时，A球恰好碰后第一次回到尸

点。则下列说法正确的是（）

/〃/〃〃/

A.单摆的周期为T=史

V

B.当地的重力加速度为g=午

C.A球释放到达P经历的时间，大于A球碰后再次到达最高点的时间

D.A球碰后的速度大小为%=/^gh

12.如图所示，在直角坐标系XOy平面内，挡板。尸与y轴之间的区域/内存在着一个垂直

平面向外的矩形匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为以一质量为，*、电荷量为g的正

电荷，以大小为孙的速度沿平行于X轴的方向从y轴上的小孔射入区域I,经过磁场垂直打

到挡板OP上。已知挡板OP与X轴的夹角为30。，不计重力，不考虑电荷打到挡板OP之后

的运动，下列说法正确的是（）

A.正电荷在磁场中的运动时间为篝

B.正电荷在磁场中的运动时间为魏

C.矩形磁场的最小面积为（2+C）（鬻）2

D.矩形磁场的最小面积为0乎（詈）2

13.“春华”学习小组用“碰撞实验器”通过实验验证动量守恒定律，他们第一次实验使用

的装置如图甲所示，实验中，。是入射小球，。是被碰小球，先将小球。从斜槽上某一固定位

置由静止释放，小球«从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复多次，

描出小球a的平均落点位置P,再把小球b放在斜槽末端，让小球“仍从斜槽上同一位置由

静止释放，与小球6碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕迹，重复多次，描出碰后小球

匕的平均落点位置M、N如图乙所示，。点为轨道末端在水平地面上的投影。

4'球b

∕777T½77777T777777r77777r7777777r

OMPN

甲

（1）关于本实验，下列说法正确的是O

A.小球a的质量必须小于小球b的质量且两小球半径相同

B.斜槽越粗糙，实验误差就会越大

C.斜槽末端的切线必须水平

D.必须测量斜槽末端到水平地面的高度

（2）实验中，小球碰撞前后的速度是不容易直接被测得的，同学们经过分析讨论，发现小球做

平抛运动的时间相同，因此可以用间接地来代替小球碰撞前后时的速度。

（3）同学们用托盘天平测出了小球4的质量记为7711，小球h的质量记为m2,用毫米刻度尺测

得。、M、尸、N各点间的距离（图乙中已标出），则验证两小球碰撞过程中动量守恒的表达式

为c（用题中涉及的物理量符号表示）

X.X.X

乙

14.某同学为了测量一阻值约3。的定值电阻RX的准确阻值，准备

了以下实验器材：,⅞

恒压电源（输出电压为4匕）ι¾-R―

电流表（量程0.64,内阻约10）

---------l'l∙-—θ-J

电压表（量程3V,内阻约5kO）K

滑动变阻器A两个（0-50）

滑动变阻器8两个(0-200)

开关两个，导线若干

(1)他设计的电路如图所示.按图连好电路，断开S2,闭合Si,调节RI和记下电流表与电

压表示数人、U；再闭合S2,保持(填Rl或7?2)的阻值不变，调节(填Rl或&)，使

电压表的示数仍为U,记下此时电流表示数/2。

(2)被测电阻R*=(用人、l2.U表示)。

(3)该电路中滑动变阻器Rl应选择(选A或B)。

(4)由于电压表的内阻不是无穷大，电流表的内阻也不能忽略，由这种方法测量出来的结果与

真实值比较，R测_____R其(填“>”、"=”或"十')。

15.如图所示，某透明柱体的横截面为四分之一圆，圆心为0,半径为上一束单色光从

。。面上的M点垂直射入透明柱体，恰好在柱体面上的N点发生全反射，反射光从尸点射出

透明柱体，射出的折射光线的折射角为％已知Sinr=?，光在真空中的传播速度为c。求：

(1)透明柱体对该单色光的折射率〃；

(2)单色光从M点射入柱体到射出柱体所经历的时间t.

16.如图所示，在竖直平面内，一半径为R的光滑绝缘圆弧轨道ABC和水平绝缘轨道尸A在

A点相切，BC为圆弧轨道的直径，。为圆心，OA和之间的夹角为α,Sina=看，COSa="

整个装置处于水平向右的匀强电场中。一质量为〃八电荷量为q(q>0)的带电小球在电场力

的作用下沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；已知小球(视为

质点)在C点所受合力的方向指向圆心。，且此时小球对轨道的压力恰好为零，重力加速度大

小为g，求：

(1)匀强电场的电场强度大小E-

(2)小球从C点落至水平轨道上的时间Zo

B

PA

17.如图所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距L=

0.8m,左端通过导线连接一个R=0.60的定值电阻，整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中。

质量Tn=O.5kg、长度L=O.8m、电阻r=0.20的匀质金属杆垂直导轨放置，现对杆的中点施

加一个垂直金属杆的水平拉力F,使其由静止开始运动，拉力F的功率P=5W保持不变。当

金属杆的速度U=2τn∕s时，金属杆的加速度α=4.2m∕s2,金属杆与导轨始终接触良好。

(1)求匀强磁场的磁感应强度大小B；

(2)若金属杆做匀速直线运动时撤去拉力F,求从撤去拉力户到金属杆停下的过程中金属杆上

产生的热量Q；

(3)若金属杆做匀速直线运动时撤去拉力F,求从撤去拉力F到金属杆停下的过程中金属杆通

过的位移大小X。

答案和解析

1.【答案】C

【解析】【详解】4BD.太赫兹波的频率在微波与红外线之间，可知太赫兹波的频率比红外线的频

率小，太赫兹波的频率比微波的频率大，则太赫兹波的波长比微波的波长短，微波比太赫兹波更

容易发生衍射现象，故A3。错误；

C.所有电磁波都是横波，则太赫兹波是横波，太赫兹波的频率比红外线的频率小，则太赫兹波的

频率比可见光的频率小，故C正确。

故选C

2.【答案】B

【解析】

【分析】

线圈经过中性面时磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流方向发生变化；

线圈平面与磁场平行时穿过线圈的磁通量最小为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感

应电流方向不变。

线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动时产生正弦式交变电流，感应电动势最大值为E=NBSω,

有效值是最大值的盍。

【解答】

ABC.穿过线圈的磁通量最大时，线圈所在的平面为中性面，图示位置穿过线圈的磁通量为0,穿

过线圈的磁通量变化率最大，线圈经过中性面时，电流方向会发生改变，选项B正确，选项4C

均错误；

D由E=^Em=?NBS3知，若线圈转动的角速度增大一倍，则感应电动势的有效值变为原来

的2倍，选项。错误。

3.【答案】A

【解析】

【分析】

本题主要考查了楞次定律，能根据楞次定律分析出感应电流的方向，明确楞次定律的几种表述的

含义。

【解答】

穿过线圈内的磁场方向向上，且磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场方向向下,

由右手螺旋定则可知，。端电势高于6端电势，由于线圈没有闭合，故回路中不存在感应电流，

故A正确，BCD错误。

故选Ao

4【答案】D

【解析】

【分析】

电容器始终与电源相连，则电容器两端间的电势差不变，根据电容器”的变化判断电容的变化以

及电场强度的变化，从而判断电荷电势能和电场力的变化。电容器与电源断开，则电容器所带电

荷量不变，根据场强E=要，即可判断。

本题是电容器的动态分析问题，关键抓住不变量，当电容器与电源始终相连，则电势差不变，当

电容器与电源断开，则电荷量不变，只改变两板间距离时，板间电场强度不变。

【解答】

4B.在开关K闭合的情况下，电容器电压不变，静电计指针张角不变，故AB错误；

C若开关K闭合一段时间后断开，电容器电荷量不变，由C=袅可知将下极板竖直向下缓慢移

动一小段距离，电容变小，再结合E=?,C=?可得E=当，可知平行板间的电场强度不变，

aUεS

故C错误；

。.若开关K闭合一段时间后断开，电容器电荷量不变，由C=⅛可知将上极板竖直向下缓慢移

ς4πkd

动一小段距离，电容变大，再结合E=《C=E可得E=竿可知平行板间的电场强度不变，故

aUεS

D正确。

5.【答案】BC

【解析】【详解】4由图甲可知波长为4〃?，由图乙可知周期为1s,则该波的传播速率为

4

V=ɪm/s=4m∕s

故A正确，不满足题意要求；

A由图乙可知，t=0时刻X=2m处质点尸沿y轴负方向振动，根据波形平移法可知，该波沿X

轴负方向传播，故B错误，满足题意要求；

C质点P只能沿y轴振动，不会随波的传播方向迁移，故C错误，满足题意要求；

。.由图甲可知，该波的波长为4m，该波在传播过程中若遇到尺寸为4〃?的障碍物，能发生明显的

衍射现象，故。正确，不满足题意要求。

故选BC。

6.【答案】B

【解析】【详解】该电动汽车充电功率为

P=UI=3807X804=30400W=30AkW

由题意可知该电动汽车的电池储存的能量约为

E=95%勿=95%X30AkW×2h≈57.8kW-h

故选Bo

7.【答案】D

【解析】

【分析】

由题意可知在d点处的场强为零，说明+q和-5q在的"点的电场强度大小相等，方向相反。再根

据点电荷的电场强度为E=上责及+q在b、d两点产生的电场的对称性及其叠加即可求解。

解题的关键是知道点电荷的场强和场强叠加原理，紧扣电场强度的大小与方向关系，从而为解题

奠定基础。

本题考查点电荷与细棒上电荷在某处的电场强度叠加。

【解答】

电荷量为-5q的负点电荷在d点产生的电场强度大小：E=篝=鬻，方向向左；根据电场的叠

加原理可知细棒在"点产生的电场强度大小为罂，方向向右；根据对称性可知细棒在6点产生的

电场强度大小为蜉，方向向左；电荷量为-5q的负点电荷在6点产生的电场强度大小为要，方向

向左；根据电场的叠加原理可知细棒在6点产生的电场强度大小为膂,选项。正确，ABC错误。

8.【答案】B

【解析】

【分析】

甲成功追上乙，根据位移关系和动量定理，得到冲量的表达式，根据数学关系求出给甲施加的冲

量的最小值。

本题考查追及问题和动量定理，关键在于理解追上时的位移关系。

【解答】

2

由于/=mvfp,sfp=vfpt,SN=∣×^t,当甲恰好追上乙时，必有S用一SE=I,代入上述各式，

整理可得《2-+羿=0,为使甲成功追上乙，给甲施加的冲量最小，应有一元二次方程的Z=0,

因此可得/2=2FmZ,BP/=yΓ2F^l.

故选B。

9.【答案】AC

【解析】【详解】4B.由图可知，每当光照被挡住时，信号处理系统获得一次低电压就记数一次,

则此时光敏电阻Rl两端电压较大，阻值较大；故有光照射时Rl的阻值比无光光照时小，有光照

射时Rl两端的电压比无光照射时小，故A正确，8错误；

C.有光照射时，光敏电阻Rl的阻值比无光光照时小，则外电阻总阻值比无光照射时小，电源两端

的电压比无光照射时小，故C正确；

D有光照射时，光敏电阻RI的阻值比无光光照时小，则电路总电阻比无光照射时小，电路总电流

比无光照射时大，定值电阻&消耗的电功率比无光照射时大，故。错误。

故选AC.

10.【答案】BC

【解析】

【分析】

根据7?2=/?3=4殳，三个电阻消耗的功率关系，设通过每个电阻的电流为/,电压为U,即可表

示变压器的电压和电流的关系，从而知匝数比。

再根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，电压取决于原线圈，电流和功率取决于副线圈，

分析动态变化。

掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题。

【解答】

B.令&=R3=4/?i=4R,定值电阻/?2和%消耗的功率均为输电线电阻RI消耗的功率的64倍，，

2

则有PRI=I3R,PR2=PR3=6)2X4R=64PRI=64及R

解唬4。

根据变压器原副线圈匝数比与电流之间的关系可得?=r=l

由题意可得升压变压器A的匝数比为器=£=2正确。

人根据变压器的工作原理

_nI^3_n3

U2n2,九4

又因为

U3=U2—13»Ul—UQ

故有

2R

力=Uo*/3RI=UOy)2/4RI=UO_(^)-^3-I=U。-32力

/?2+危

解得以=撰%,电压表的示数即以，可知电压表的示数小于4,A错误。

C.若Rl短路，则&="。降压变压器的原线圈电压变大，副线圈的电压也将升高，从而使得降压

变压器的电流〃增大，由电流与变压器匝数的关系供="可知，当降压变压器副线圈中的电流增

加时，升压变压器原线圈的电流也增加，即RI短路，电流表示数将变大，C正确。

。.若/?3断路，此时电压表的示数为

t∕4'=t∕0-(-⅛Λ∣=t,o-⅛

»3256

解得C歌lo

可知一(

由此可以判定，/?3断路，电压表示数将变大，。错误。

11.【答案】AD

【解析】A.8球来回运动时间

2d

V

单摆的周期为

4d

T=2t=——

V

故A正确;

员单摆的周期为

4d

T=—=2TT

VY9

联立解得重力加速度为

lπ2υ2

9=­T

故3错误;

C单摆的周期为

T=2π一

」g

碰撞前后周期不变，故A球释放到达P经历的时间等于A球碰后再次到达最高点的时间，故C错

误:

D根据动能定理

mgh=2mvo2

碰撞后

mv0=mvA+0.2mv

解得

以=√2gh-1

故。正确。

故选A。。

12.【答案】BD

【解析】

【分析】

本题主要考查带电粒子在磁场中的运动，明确粒子的运动轨迹，由几何关系确定圆心角，从而求

解出运动时间和矩形磁场的最小面积。

【解答】

4B.正电荷在磁场中运动的周期为：T=誓，由几何关系易知，正电荷在磁场中运动的圆心角为：

qB

0=60。，故t=27=篝，故B正确，A错误。

3603qB

CD正电荷的半径为：R=翳，最小矩形磁场应以正电荷运动轨迹所对应的弓形的高和弦长为边

所对应的长方形，由几何关系可知，矩形磁场的最小面积为：

S=R（I-cos/）∙2Rcos30°=（2一广）（鬻）2,故C错误，D正确。

13.【答案】①.C②.水平位移③.m5X2=恒2。1+刀2+刀3）

【解析】【详解】（1）［洋

4由于实验要测量两球碰撞后的速度，所以需要主动球碰撞后也要水平抛出，所以主动球的质量

要大于被动球的质量，即小球。的质量必须大于小球人的质量，同时为了保证小球碰撞为对心正

碰，两小球半径须相同，故A错误；

区“验证动量守恒定律”实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开

斜槽末端后做平抛运动，斜槽是否光滑不影响实验误差，故8错误；

C要保证每次小球都做平抛运动，则斜槽的末端切线必须水平，故C正确：

。.在实验中不需要测量斜槽末端到水平地面的高度，只要保证斜槽末端到水平地面的高度相同，

即可知道两小球的下落时间相同，故。错误。

故选Co

(2)［2］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相等，小球

做平抛运动的水平位移与初速度成正比，可以用水平位移间接地来代替小球碰撞前后时的速度。

(3)［3］设小球”直接从轨道飞出做平抛运动的初速度为火,小球。与小球6碰撞后从轨道飞出做

平抛运动的初速度为力，小球人被碰撞后从轨道飞出做平抛运动的初速度为W。两球碰撞过程

系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得

m1v0=mlv1+m2v2

由于两球做平抛运动的时间r相等，方程两边同时乘以［得

m1v0t—m1v1t+m2v2t

可得

m1(x1+x2)=m1x1+m2(x1+x2+X3)

化简得

m1x2=m2(x1+x2+x3)

14.【答案】R2R1ɪB=

'2-1l

【解析】解：(1)根据欧姆定律，要测定待测电阻RX的阻值，需要测出通过RK的电流和两端的电压，

RX两端的电压可由电压表直接测量，当RX和滑动变阻器并联时，需要保持通过%的电流不变，

利用电流表示数和通过电流的差值计算通过待测电阻&的电流，故实验中闭合S2,保持/?2的阻值

不变，调节Rl

(2)根据以上分析，由欧姆定律可知：RX=占

(3)为了保证电压表示数不变，干路中的Rl的阻值需要调节较大的范围，故应选&

(4)两次电压表的示数不变，电流为两次电流表示数之差，所以待测电阻和电表的内阻无关，测量

值和真实值相等。

故答案为：(1)/?2,8；(2)可知：ɪ;(3)B；(4)=

(1)根据欧姆定律分析待测电阻两端电压的测量和通过电流的测量进行判断；

(2)根据欧姆定律推导；

(3)根据保证电压表示数不变分析判断；

(4)根据电表内阻造成的误差分析。

本题考查伏安法测电阻，要求掌握实验原理，实验电路、数据处理和误差分析。

15.【答案】解；(1)入射光线在M点恰好发生全反射，此时的入射角等于发生全反射时的临界角

C,根据折射定律有

1

SinC=—

n

根据几何关系可知，光从P点射出透明柱体时的入射角

a=90°-C

根据光的折射定律有

Sinr

n=-；—

Sina

解得

2√3

YlZ=--------

3

(2)光在透明柱体内传播的速度大小

C

V=—

n

光在透明柱体内传播的路程

s=3RcosC

光在透明柱体内传播的时间

_S

一V

解得

'R

t=-------

C

【解析】见答案

16.【答案】解：(1)小球到达C点所受合力的方向指向圆心0,则有

Eq