2023-2024学年福建省泉州市四校联考高二（下）期末物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年福建省泉州市四校联考高二（下）期末物理试卷一、单选题：本大题共4小题，共16分。1.如图所示，图甲是一列简谱横波在t=0时刻的图像，P点是此时处在平衡位置的一个质点，图乙是质点P的振动图像。下列说法正确的是(

)

A.波的周期为0.8s

B.波沿x轴正方向传播

C.从t=0时刻开始经过3s的时间，质点P运动的路程为4m

D.从t=0时刻开始经过3.3s的时间，质点P的加速度为零2.2024年春天，中国航天科技集团研制的50 kW级双环嵌套式霍尔推力器，成功实现点火并稳定运行，标志着我国已跻身全球嵌套式霍尔电推进技术领先行列。嵌套式霍尔推力器不用传统的化学推进剂，而是使用等离子体推进剂，它的一个显著优点是“比冲”高。比冲是航天学家为了衡量火箭引擎燃料利用效率引入的一个物理量，英文缩写为Isp，是单位质量的推进剂产生的冲量，比冲这个物理量的单位应该是

A.m/s B.kg·m/s2 C.m/s3.在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。已知R，为热敏电阻(其电阻随温度升高而减小)，R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是(

)

A.变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为u=100sin50πt(V)

B.图甲中t=2 × 10−2s时，穿过线圈的磁通量最大

C.Rt处温度升高后，电压表V1与V4.如图所示，在绝缘的水平面上，有闭合的两个线圈a、b，线圈a处在匀强磁场中，现将线圈a从磁场中匀速拉出，线圈a、b中产生的感应电流方向分别是(

)

A.顺时针，顺时针 B.顺时针，逆时针 C.逆时针，顺时针 D.逆时针，逆时针二、多选题：本大题共4小题，共24分。5.磁流体发电机的原理如图所示，MN和PQ是两平行金属极板，匀强磁场垂直于纸面向里。等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)从左侧以某一速度平行于极板喷入磁场，极板间便产生电压。下列说法正确的是(

)

A.极板MN是发电机的正极

B.仅增大两极板间的距离，极板间的电压减小

C.仅增大等离子体的喷入速率，极板间的电压增大

D.仅增大喷入等离子体的正、负带电粒子数密度，极板间的电压增大6.应用物理原理制成的仪器设备可用于我们生活中的很多方面。图甲是夜晩用红外触发相机拍摄到的野外东北豹的照片，图乙是雷达天线，图丙为生产线上使用的自动计数器，图丁为霍尔元件，下列说法中正确的是(

)

A.红外触发相机是利用红外线的热效应进行成像

B.雷达可用于测定物体位置，是利用长波波长较长、衍射现象明显的特点

C.自动计数器中的光敏电阻可以将光学量转化为磁学量

D.霍尔元件可以把磁学量转化为电学量7.如图所示，磁场方向水平向右，磁感应强度大小为B，甲粒子速度方向与磁场垂直，乙粒子速度方向与磁场方向平行，丙粒子速度方向与磁场方向间的夹角为θ。所有粒子的质量均为m，电荷量均为+q，且粒子的初速度方向在纸面内，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则下列说法正确的是

A.甲粒子受力大小为qvB，方向水平向右

B.乙粒子的运动轨迹是直线

C.丙粒子在纸面内做匀速圆周运动，其动能不变

D.从图中所示状态，经过2πmqB时间后，丙粒子位置改变8.质量为m1=90g的物块从距离地面高度为ℎ=19m处自由下落，在下落到距离地面高度为ℎ′=14m时，质量为m2=10g的子弹以v0=10m/s的水平速度瞬间击中物块并留在其中。重力加速度取A.子弹击中物块后瞬间，物块水平方向的速度大小变为1m/s

B.子弹击中物块后瞬间，物块竖直方向的速度大小变为10m/s

C.物块下落的总时间为2s

D.物块下落的总时间为三、填空题：本大题共3小题，共14分。9.如图所示，一个用透明材料制成的截面为直角三角形的三棱镜ABC，现在有一束单色光从空气中以θ=45∘的入射角自直角边AB射入，折射时的偏转角为15∘，然后光线射到AC面而刚好发生了全反射，则这种透明材料的折射率为_______，全反射的临界角为___，∠A=_______。

10.一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态A，即A→B→C→A(其中BC与纵轴平行，CA与横轴平行)，这一过程称为一个循环，则：(1)由A→B，气体的温度_____(填“升高”“、降低”或“不变”)(2)由B→C，气体分子的平均动能_____(填“增大”、“减小”或“不变”)(3)由C→A，气体的内能_____(填“增大”、“减小”或“不变”)11.某同学在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，测出多组单摆的摆长L和周期T。如图为根据实验数据作出的T2−L图像，由图像可得重力加速度g为______m/s2(精确到小数点后两位)，图像不过原点可能是由于摆长测量______造成的(选填“偏大”“偏小”

四、实验题：本大题共2小题，共16分。12.某同学从家里旧电器上拆得一环形变压器(如图)，但变压器的铭牌已经污损无法看清参数。该同学利用高中所学知识来探究该变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系，操作步骤如下：(1)确定绕组：结合铭牌残存数据可知图中1、2为输入端，3、4和5、6为两次级绕组输出端，用多用电表__________(填“电压”“电流”或“欧姆”)挡测量发现都导通。(2)测量变压器的初级(原)与两次级(副)线圈匝数分别为n1、n2和n3：先在该变压器闭合铁芯上紧密缠绕n=100匝漆包细铜线，并将理想交流电压表接在细铜线两端；然后在初级线圈(1、2端)上输入有效值为220V的交流电，若理想交流电压表的示数为55.0V，则初级线圈的匝数n1=__________匝；把理想交流电压表接在3、4接线柱上，n(3)该同学通过裸露部分观察，发现该变压器使用了两种规格的铜线绕制，结合前面数据可以推想其中较粗的铜线属于__________(填“原线圈”或“副线圈”)。13.如图甲所示是验证动量守恒定律的实验装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。

(1)用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图乙所示，可知遮光条的宽度d=______mm，并将两宽度均为d的遮光条安装到两滑块上。

(2)测出滑块A和遮光条的总质量为mA，滑块B和遮光条的总质量为mB，遮光条的宽度用d表示。将滑块A静置于两光电门之间，将滑块B静置于光电门2右侧，推动B，使其获得水平向左的速度，经过光电门2并与A发生碰撞且被弹回，再次经过光电门2，光电门2先后记录的挡光时间为Δt1、Δt2，光电门1记录的挡光时间为Δt3，则实验中两滑块的质量应满足mA______mB(选填“>”、“<”或“=”)。若两滑块碰撞过程动量守恒，则必须满足的关系式为______。

(3)若滑块A、B之间的碰撞为弹性碰撞，则下列关系式成立一定成立的是______。

A.1Δt1−1Δt五、简答题：本大题共1小题，共12分。14.如图，平行金属导轨MMˈ、NNˈ和平行金属导轨PQR、PˈQˈRˈ固定在水平台面上，平行金属导轨间距均为L=1m，MˈN′与PP′高度差为ℎ1=0.6m。导轨MM、NNˈ左端接有R=3.0Ω的电阻，导轨平直部分存在宽度为d、磁感应强度B1=2T方向竖直向上的匀强磁场；导轨PQR与P′Q′R′，其中PQ与P′Q′是圆心角为60∘、半径为r=0.9m的圆弧形导轨，QR与QˈRˈ是水平长直导轨。QQ′右侧存在磁感应强度B2=4T方向竖直向上的匀强磁场，导体棒a质量m1=0.2kg，接在电路中的电阻R1=2.0Ω；导体棒b质量m2=0.3kg，接在电路中的电阻R2=6.0Ω(1)导体棒a刚进入磁场B1时的速度大小以及此时电阻R(2)导体棒b的最大加速度；(3)d的大小；(4)导体棒a、b在平行金属导轨PQR、PˈQˈRˈ中产生的总焦耳热(导轨足够长)。六、计算题：本大题共2小题，共18分。15.如图所示，水平金属U型框的宽度为l=1.0m，固定在水平面上，左端接一电动势为E=6V、内阻r=1Ω的电源，框上放有质量为m=0.2kg的金属杆ab，金属杆接入电路的有效电阻为R=5Ω。框所在区域加一磁感应强度为B=1T的匀强磁场，磁场方向与水平面成θ=37∘斜向上，金属杆处于静止状态，其余电阻不计，取重力加速度g=10m/s2，sin(1)金属杆ab受到的安培力大小；(2)金属杆ab受到的摩擦力大小和方向；(3)金属杆ab对水平框的压力大小。16.如图所示，有一对平行金属板，两板相距d，电压为U，两板之间匀强磁场的磁感应强度大小为B0，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。平行金属板右侧圆形区域内也存在匀强磁场，圆心为O，半径为R，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出。已知OF与OD夹角θ=60(1)离子速度v的大小；(2)离子的比荷qm(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t。

答案解析1..D

【解析】A、由振动图像可知，波的周期为T=0.6s，A错误;

B、因在t=0时刻质点P沿y轴负向振动，可知波沿x轴负方向传播，B错误;

C、从t=0时刻开始经过3s的时间，因为3s=5T，可知质点P运动的路程为20A=200cm=2m，选项C错误;

D、从t=0时刻开始经过3.3s的时间，即经过512T，质点P2..A

【解析】冲量公式I=Ft，1N⋅s=1kg⋅m/s2⋅s=1kg⋅m/s，根据定义，比冲Isp是单位质量的推进

剂产生的冲量，即Isp=I3..B

【解析】A.根据图甲可知Em=100V

，

T=0.02s故变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=100故A错误；B.在图甲的t=2×10−2s时刻，e=0C.理想变压器匝数不变，输入电压不变，则电压表V1示数不变，副线圈两端的电压U2不变。Rt处温度升高时，Rt阻值减小，则根据闭合电路欧姆定律可知副线圈回路中的电流I2增大。电压表则电压表V2示数减小，故电压表V1示数与V2D.理想变压器匝数不变，输入电压不变，副线圈两端的电压U2不变。Rt处温度升高时，Rt阻值变小，则变压器的输出功率为P=4..A

【解析】将a匀速拉出，穿过a的磁通量向里减小，根据楞次定律可知a中产生顺时针方向的感应电流，a产生感应电流瞬间在b中产生向外的的磁场，根据楞次定律知b中产生顺时针方向的感应电流，故选A。5..AC

【解析】A.带正电的离子受到的洛伦兹力向上偏转，极板MN带正电为发电机正极，A正确;

BCD.离子受到的洛伦兹力和电场力相互平衡时，此时令极板间距为d，则qvB=qUd，可得U=Bdv，因此增大间距U变大，增大速率U变大，U大小和粒子密度无关，BD错误，C正确。

故选6..AD

【解析】A.红外线能使被照射的物体发热，具有热效应，红外触发相机就是利用红外线的热效应，故A正确；B.雷达是利用测微波来测定物体位置的无线电设备，是利用微波波长较短、衍射现象不明显的特点，故B错误；C.光敏电阻随着光照强弱不同，电阻不同，可以通过遮光情况对流水线上的产品计数，将光照强弱这个光学量转化为电阻这个电学量，不是磁学量，故C错误；D.霍尔元件可以把磁学量转化为电学量，故D正确。7..BD

【解析】A、根据左手定则可知甲粒子受到的洛伦兹力方向垂直于纸面向里，A错误;

B、乙粒子速度方向与磁感应强度方向平行，不受洛伦兹力作用，所以运动轨迹是直线，B正确;

C、将丙粒子的速度v在沿磁感应强度方向和垂直于磁感应强度方向分解为v1和v2，其中v1对应的分运动为水平向右的匀速直线运动，v2对应的分运动为垂直于纸面的匀速圆周运动，所以丙粒子的合运动为螺旋线运动，由于洛伦兹力不做功，所以其动能不变，C错误;

D、对丙粒子在垂直于纸面的匀速圆周运动，有qv2B=mv22r8..AC

【解析】A.子弹击中物块后瞬间，水平方向动量守恒，则m解得物块水平方向的速度大小变为v选项A正确；B.子弹击中木块之前物块的竖直速度v子弹击中物块后瞬间，由竖直方向动量守恒可知m解得物块竖直方向的速度大小变为v选项B错误；CD.子弹击中木块之前物块下落的时间t被子弹击中后物块下落

ℎ′=14m

时，根据ℎ′=解得t(另一值舍掉)，则总时间为t=选项C正确，D错误。故选AC。9..

2

45∘

【解析】[1]光线以θ=

45∘

的入射角自直角边AB射入，折射时的偏转角为

15∘

由折射定律可得n=[2]由刚好发生全反射得sin则有C=[3]而光线射到AC面时刚好发生了全反射，则光线发生全反射时，入射角为

45∘

，所以入射光线与直线AC的夹角也为

45∘

，由于进入玻璃里的折射光线与直线AB的夹角为

60∘10..升高

减小

减小

【解析】(1)[1]由A→B，压强增大，体积增大，根据理想气体方程

pVT=C(2)[2]由B→C，压强减小，体积不变，根据理想气体方程

pVT=C(3)[3]由C→A，压强不变，体积减小，根据理想气体方程

pVT=C11..9.86

偏小

【解析】解：(1)根据单摆周期公式可得T2=4π2Lg⋅1100(因为图中的L单位是cm，所以进行换算)，结合图像可知：k=4π2g=4，解得g=9.86m/s2．

12..

(1)欧姆(2) 400 132(3)副线圈

【解析】(1)多用表欧姆挡有内置电源，因此用欧姆挡测量是否导通。(2)根据理想变压器变压规律得nn解得n1=400

，(3)由实验数据可知变压器为降压变压器，次级线圈(副线圈)电流大一些，所以需要较粗铜线绕制。13..6.790

>

mBΔt【解析】解：(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm，则读数为

d=6mm+0.5mm+29.0×0.01mm=6.790mm；

(2)B与A碰后被弹回，根据碰撞规律可知，B的质量小于A的质量；B第一次通过光电门2的速度为

v0=dΔt1

B第二次通过光电门2的速度为

vB=dΔt2

A第一次通过光电门2的速度为

vA=dΔt3

以向左为正方向，根据动量守恒定律有

mBv0=mAvA−mBvB

联立可得

mBdΔt1=mAdΔt3−mBdΔt2

整理可得

mBΔt1=mAΔt3−m14..解：(1)a棒滑下时，根据动能定理可知：m1gℎ=12m1v12

解得导体棒a刚进入磁场B1时的速度大小为：v1=5m/s

由题可知，动生电动势为：E=B1Lv1

根据欧姆定律有：I1=ER+R1

代入数据解得：I1=2A

由右手定则可判断，此时电阻R的电流的方向为由N到M。

(2)由题可知，导体棒a到达PP′时速度方向与水平方向的夹角为60°，则有：ℎ1=12gt2

那么：v2=gtsin60