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）

1.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./。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（）

A./C卡工作所需要的能量来源于卡内的电池

B.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

C.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

D./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

2.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（）

①温度传感器

②人体红外线传感器

③声音传感器

④光敏传感器

A.①②B.②③C.③④D.②④

3.如图a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=100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.电压表的示数为2OCUB.电流表的示数为0.28A

C.电阻R消耗的电功率为40WD.通过电阻R的交变电流的频率为100Hz

4.如图所示，一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场

垂直，且一半处在磁场中，在At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（）

XXXX

ABa?BnBa2QnBa2口2nBa2

•2At・2AtAtAt

5.节约能源是当今世界的一种重要社会意识。原来采用110/cV高压向远方的城市输电，在

输电线路上损耗的功率为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440/d/。则在输电线路上损耗的功率变为（）

A&PBp“

A-T-TC・~8D展

6.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（）

A.与ab边平行，竖直向上

B.与ab边垂直，指向左边

C.与ab边平行，竖直向下

D.与ab边垂直，指向右边

7.高空坠物极易对行人造成伤害。若一个200g的西红柿从一居民楼的20层坠下，与地面的

撞击时间约为l（hns,则该砖块对地面产生的冲击力约为（）

A.103/VB.104/VC.4x103/VD.4x104/V

8.关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法正确的是（）

A.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

B.真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流

C.金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理

D.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

9.如图所示，在水平直线MN上方存在磁感应强度大小为B、方XXXXXX

B

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XXXXXX

直线N上的。点以速度"竖直向上射入磁场，由P点离开磁场，不

计粒子重力，则粒子在磁场中运动的（）MON

A.轨道半径为等B.轨道半径为鬻C.时间为翳D.时间为警

qDqt5c/Dqt）

10.目前世界上正研究的一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a、8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。，两金属板的板长

为3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（）

A.4板带正电B.负载电阻中的电流方向为b向a

C.负载电阻中的电流大小为喀D.负载电阻中的电流大小为等

AK

二、非选择题（60分）

11.在“用单摆测定重力加速度”的实验中:

（1）需要记录的数据有：小钢球的直径d、和周期7：

（2）用标准游标卡尺测小钢球的直径如图甲所示，则直径d为mm；

（3）如图乙所示，某同学由测量数据作出心-产图线，根据图线求出重力加速度g=m/

s2（已知兀2«9.86,结果保留3位有效数字）。

12.如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞

前后的动量关系。

s

OMPN

(1)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。

4小球开始释放高度八

B.小球抛出点距地面的高度H

C.小球做平抛运动的射程

(2)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，把被碰小球牝静止于轨

道的水平部分，再将入射小球Hi1从斜轨上S位置由静止释放，与小球巾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TH1、m2

A测量小球Wb开始释放高度h

C.测量抛出点距地面的高度H

。.分别找到瓶1、M2相碰后平均落地点的位置M、N

E.测量平抛射程。"、ON

(3)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］。

13.一列简谐横波在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：

(1)该波的波速大小也

(2)0〜1s内，质点Q运动的路程s。

14.一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

①液体的折射率

②液体表面亮斑的面积。

15.如图1所示，由均匀电阻丝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”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2人从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：

(1)求线圈进入磁场的过程中感应电流的大小；

(2)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；

(3)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。

16.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a、b两个小球，其质量分别为ni和3m,b球静止，a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g=

10m/s2,不计空气阻力,求:

(1)碰后a、b球的速度大小;

(2)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

1.【答案】B

【解析】解：4、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4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，工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：Bo

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.

2.【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。正确，ABC错误。

故选：D。

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。

3.【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200V,根据理想变压器电压与线

圈匝数之比的关系可知

112项

可得电压表的示数为20V,故A错误；

A流过电阻的电流的有效值

根据

h_^2

，2一九1

可得电流表的示数为0.24故3错误；

C电阻R消耗的电功率

P=U2I2=20x2W=40W

故C正确；

。.由图可知交流电的周期为7=2x10-2s,通过电阻R的交变电流的频率为f="==

50Hz,故。错误。

故选：C。

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。

4.【答案】B

【解析】在此过程中，线圈中的磁通量改变量大小为：

Q2

210=(2B-B)Xy=

根据法拉第电磁感应定律得：E=7i"=喀匕故B正确ACD错误；

At2At

故选：B。

根据法拉第电磁感应定律E=N羿=N^S,求解感应电动势，其中S是有效面积。

AtAt

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=71券=n黑S,知道S是有效面积,

AtAt

即有磁通量的线圈的面积。

5.【答案】。

【解析】解：输送电流/=£，输电线上损失的功率AP=/2R=(力2处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竽，故。

正确，ABC错误。

故选：Do

2

输送电流/=与，输电线上损失的功率AP=IR=©)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。

6.【答案】B

【解析】解：根据同向电流相互吸引可以知道a导线对c导线的作用力&方向是沿ca方向，导线b对

c导线的作用力尸2方向是沿cb方向，且&=尸2,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ab边，故8正确，AC。错误。

故选：B。

先根据同向电流相互吸引判断出导线a、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。

7.【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/=2gh可知，落地间的瞬时速度"=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：FN4X103N,故C正确，A8O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。

8.【答案】BCD

【解析】解：人、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A

错误；

3、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B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。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。

9.【答案】AC

【解析】解：力B、粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qvB=my）解得r=各

故4正确，B错误；

CD,粒子在磁场中运动的周期7=现，粒子在磁场运动了半周，则时间t=J,联立解得£=器，

v2

故C正确，。错误；

故选：ACo

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=药，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。

10.【答案】BC

【解析】解：a、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，

B极板带正电，故A错误；

B,力极板带负电，B极板带正电，4B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a,故B正确；

CD、带点粒子处于平衡：Bqv=解得：E=Bdv\

则电流大小为/=弓=萼

KK

故C正确，。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，18.69.60

【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，；

(2)游标尺为10个格，精确度为O.lmni,游标卡尺的主尺读数为187mn,游标读数为6x0.1/mn=

0.6mm,则最终读数为18.6nun；

(3)由单摆的周期公式7=2兀/可得：心=焉，尸

则图线的斜率k=得，

由图象可知，其斜率k=铮瞪=0.24,

4.8-2.95

故重力加速度g=4712k=4x9.86x0.24m/s2=9.60m/s2

故答案为：(1)摆线长八(2)18.6；(3)9.60；

(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/

(2)游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读；

(3)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7=2乃要能根据实验原理，分析实验误差，

通过数学变形，研究L-产图线的物理意义。

12.【答案】CADEm^op=mxx0M+m2x0N

【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，AB错误。

故选：Co

(2)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：m1Vo=

mjVi+机22，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:恤%£=+m2v2t,

则niiXop=时+m2%0N，实验需要测量两球的质量、小球做平抛运动的射程，故选AOE。

(3)由(2)分析可知表达式可表示为niiXop=mxx0M+m2x0N

故答案为:(1)C；(2)ADE；[3,}mrx0P=mxx0M+m2x0N

(1)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。

(2)(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%=0.15s

得T=0.2s

由图象可知4=0.4m,则波速u=4=翳m/s=2m/s

(2)因为n=*=白=5,每个周期质点通过的路程为44,则0-1S内，质点Q运动的路程s=5x

4A=20A=20x5cm=100cm

答：(1)该波的波速大小"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44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：。)由图知，入射角％=30,折射角多=45。

根据折射定律可知:

sin9sin45°

2=V-2=1.414

sin%sin30°

(〃)若发生全反射，入射角C应满足:

sinC=解得

n

C=45°

亮斑半径R-HtanC=H

亮斑面积S=7TH2O

答：①液体的折射率为1.414；

②液体表面亮斑的面积为

【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

R

电动势为Ei=Blv

感应电流的大小人=第=器。12/3/

KKvvv

Blv__________

(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厂

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;