浙江省浙南联盟2022-2023学年高二下学期期末物理试题

试卷更新日期：2023-08-17 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列物理量属于矢量，且其单位用国际单位制基本单位表示正确的是（　　）

A、力：N B、磁通量： $k g \cdot m^{2} / A \cdot s^{2}$ C、功： $k g \cdot m^{2} / s^{2}$ D、电场强度： $k g \cdot m / A \cdot s^{3}$

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2. 下列说法正确的是（　　）

A、在恒力作用下，物体可能做速率先减小后增大的曲线运动 B、做曲线运动的物体其加速度的大小不一定改变，但方向一定时刻改变 C、在足球运动中，若要研究形成香蕉球的原因时，可以将足球看成质点 D、羽毛球被扣杀后，飞入对方场地的过程中受重力、空气阻力和球拍的作用力

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3. 关于静电屏蔽，下列说法不正确的是（　　）

A、图甲中建筑物顶端的避雷针必须通过导线与大地保持良好接触 B、图乙中，为了实现屏蔽作用，金属网必须与大地保持良好接触 C、图丙中三条高压输电线上方的两条导线与大地相连，可把高压线屏蔽起来，免遭雷击 D、图丁中带电作业工人穿着含金属丝织物制成的工作服，是为了屏蔽高压线周围的电场

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4. 根据近代物理知识，下列说法中正确的是（　　）

A、铀核裂变的核反应方程为 $_{92}^{235} U \to_{56}^{141} B a +_{36}^{92} K r + 2_{0}^{1} n$ B、在原子核中，结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 C、一定质量的理想气体，在压强不变时，单位时间内分子与单位面积器壁碰撞次数随温度降低而减少 D、生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成

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5. 宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L ，忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G ，下列说法正确的是（　　）

A、每颗星做圆周运动的角速度为 $\sqrt{\frac{G m}{L^{3}}}$ B、每颗星做圆周运动的加速度大小与三星的质量无关 C、若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍 D、若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度变为原来的4倍

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6. 利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，一块长为a ，宽为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电微粒是电荷量为e的自由电子，通入图示方向的电流时，电子的定向移动速度为v ，当磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下时，前后两表面会形成电势差U ，下列说法中正确的是（　　）

A、前表面的电势比后表面的低 B、前、后表面间的电压U与v无关 C、前、后表面间的电压U与c成正比 D、自由电子受到的洛伦兹力大小为 $\frac{e U}{a}$

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7. 一列沿x轴正向传播的简谐波，t=0时刻的波形如图所示，t=10s时d质点第一次位于波峰位置，下列说法正确的是（　　）

A、波上各质点的起振方向向上 B、波的传播速度大小为2m/s C、0～7s内a、b两质点运动路程均为0.7m D、d质点的振动方程为 $y_{d} = - 10 c o s \frac{π}{2} t (c m)$

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8. 2022年11月，我国独立自主研制的全球单机容量最大的16兆瓦海上风电机组在福建下线。如图每台风力发电机的叶片转动时可形成圆面，当地风向可视为与叶片转动的圆面垂直，发电机将此圆面内气流动能转化为输出电能的效率 $η = 20 %$ 。风速在 $8 \sim 15 m / s$ 范围内， $η$ 可视为不变。设风通过叶片后速度减为零。已知风速 $v = 10 m / s$ 时每台发电机输出电功率为 $6000 k W$ ，空气的密度为 $ρ = 1.2 k g / m^{3}$ ，则（）

A、该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B、每秒钟流过面积 $S$ 的气流动能 $\frac{1}{2} ρ S v^{2}$ C、每台发电机叶片转动时形成的圆面面积约为 $5 \times 1 0^{4} m^{2}$ D、当风速为 $15 m / s$ 时每台发电机的输出电功率约为 $6800 k W$

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9. 某科研设备中的电子偏转装置由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空，结构原理图如图所示。如果在偏转电极XX′和YY′之间都没有加电压，电子束从电子枪射出后沿直线运动，打在荧光屏中心，产生一个亮斑。如果电子枪中正负接线柱之间电压为10U ， XX′板间加恒定电压U ， XX′电极的长度为l、间距为d ， YY′板间不加电压。已知电子质量为m ，电荷量大小为e ，电子从灯丝逸出的初速度不计。则电子（　　）

A、在XX′极板间的加速度大小为 $\frac{e U}{m}$ B、打在荧光屏时，动能大小为11eU C、打在荧光屏时，其速度方向与中轴线连线夹角α的正切 $t a n α = \frac{l}{20 d}$ D、若 $U_{Y Y^{'}} > 0$ ，电子将打在荧光屏的下半区域

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10. 如图所示，倾角为30°的斜面上用铰链连接一轻杆a ，轻杆a顶端固定一质量为m的小球（体积可不计），轻绳b跨过斜面顶端的光滑小定滑轮，一端固定在球上，一端用手拉着，保持小球静让，初始时轻绳b在滑轮左侧的部分水平，杆与斜面垂直，缓慢放绳至轻杆水平的过程中，斜面始终静止，滑轮右侧的绳与竖直方向夹角始终不变，重力加速度为g ，下列说法正确的是（　　）

A、初始时轻绳上的拉力大小为 $\frac{\sqrt{3}}{2} m g$ B、地面对斜面的摩擦力始终向左且增大 C、铰链对轻杆的支持力一直减小 D、轻绳上的拉力一直减小

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11. 一起重装置把静置于地面上的重物竖直向上提升的过程中，功率随时间变化的P-t图像如图所示。在t=1s时，重物上升的速度达到最大速度的一半，在t=3s时，达到最大速度 $v_{m} = 20 m / s$ 。在t=6s时，重物再次匀速上升，取 $g = 10 m / s^{2}$ ，不计一切阻力。下列说法正确的是（　　）

A、重物的质量为4kg B、在t=1s时，重物加速度大小 $a = 20 m / s^{2}$ C、0～6s时间内，重物上升的高度h=85m D、在4～6s时间内，重物做加速度逐渐增大的减速运动

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12. 如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在0 ~ t₀内驱动线圈的电流i_ab随时间t的变化如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是（）

A、发射线圈中感应电流产生的磁场水平向左 B、t=t₀时驱动线圈产生的自感电动势最大 C、t=0时发射线圈具有的加速度最大 D、t=t₀时发射线圈中的感应电流最大

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13. 某透明均匀介质的截面如图所示，直角三角形的直角边BC与半圆形直径重合，∠ACB = 30°，半圆形的半径为R。一束橙光从E点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O点，且E、O两点距离为R，此时的折射角 $θ_{2} = 30 °$ （光在真空中的传播速度用c表示）。则下列说法正确的是（）

A、该光在介质中的传播时间 $\frac{\sqrt{3} R}{c}$ B、该光在介质中的折射率是 $\frac{2 \sqrt{3}}{3}$ C、若用一束蓝光照射，则不能从圆弧面射出 D、与射入介质前相比，光线射出介质后的偏转角是0°

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二、多选题

14. 下列叙述中正确的是（　　）

A、普朗克通过对黑体辐射的研究，提出能量子的概念 B、德布罗意运用类比、对称的思想，提出了物质波的概念 C、奥斯特第一个发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说 D、新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力强

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15. 氢原子能级如图甲所示。一群处于n=4能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，只能得到3条电流随电压变化的图线，如图丙所示。下列说法正确的是（　　）

A、a光与b光能发生干涉 B、a光最容易发生衍射现象 C、丙图中M点的数值为-6.34 D、若丙图中c光的饱和光电流为I=3.2μA，则1s内最少有2×10¹³个氢原子发生跃迁

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三、实验题

16. 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。

将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，已知当地的重力加速度g。

(1)、关于本实验，下列说法中正确的是____。

A、必须用秒表测出重物下落的时间 B、打点计时器应连接直流电源 C、一定要测量重物的质量 D、应选择质量较大、体积较小的重物

(2)、已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度 $g = 9.80 m / s^{2}$ ，重物的质量为m=1. 00kg。某同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为连续的六个点，根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重物的速度为m/s，从O点下落到B的过程重物重力势能的减少量为J。（结果均取3位有效数字）

(3)、实验中发现重物增加的动能总是稍小于重物减小的重力势能，可能的原因是。

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17. 某同学为测定电池的电动势和内阻，设计了图甲所示的电路。其中定值电阻阻值为 $R_{0}$ 、电流表内阻可忽略不计。由于一时没有找到适合的滑动变阻器，于是选择用一根均匀电阻丝代替（电阻丝总阻值大于 $R_{0}$ ，并配有可在电阻丝上移动的金属夹P，金属夹P的电阻可忽略）。

(1)、根据图甲完成图乙中实物连线。

(2)、用欧姆表测量电阻丝的总电阻，先将选择开关旋至“× $10$ ”挡，红、黑表笔短接调零后进行测量，结果发现欧姆表指针偏角太大，则应将选择开关旋至（选填“x1”或“×100”）挡并重新进行。最终正确测量出电阻丝的总电阻为R。

(3)、用游标卡尺测量电阻丝的总长度L ，示数如图丙所示，则L=mm。

(4)、实验前，将P移到金属丝位置（选填“a”或“c”），合上开关S，调节金属夹的位置，依次测量出接入电路中的电阻丝长度x和电流表示数I ，该小组同学根据实验数据描绘 $\frac{1}{I} - x$ 函数图象如图丁所示，图线斜率为k ，与纵轴截距为b ，该电池电动势和内阻可表示为E= ， r=。（用 $R_{0}$ 、R、k、b、L表示）

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四、解答题

18. 如图所示，为某校开展的科技节一参赛小组制作的“水火箭”，其主体是一个容积为2.5L的饮料瓶，现装入1L体积的水，再倒放安装在发射架上，用打气筒通过软管向箭体内充气，打气筒每次能将300mL、压强为p₀的外界空气压入瓶内，当瓶内气体压强达到4p₀时，火箭可发射升空。已知大气压强为p₀=1.0×10⁵Pa，整个装置气密性良好，忽略饮料瓶体积的变化和饮料瓶内、外空气温度的变化，求：

(1)、为了使“水火箭”能够发射，该小组成员需要打气的次数；

(2)、“水火箭”发射过程中，当水刚好全部被喷出前瞬间，瓶内气体压强的大小；

(3)、若设在喷水过程中瓶内气压平均为3p₀ ，在这过程瓶内气体是吸热还是放热，吸收或释放了多少热量？

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19. 某一学校在科技节一团队设计如图的一弹射玩具，由一处于自然状态轻质弹簧一端固定在倾角为 $θ = 37 °$ 的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，直轨道与一半径为b的一段光滑圆弧轨道相切于C点，CB=5b ， A、B、C、D均在同一竖直面内。游戏时，视为质点的质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出），随后小物块P沿轨道被弹回，最高到达F ， BF=2b。已知P与直轨道间的动摩擦因数 $μ = 0.25$ （取 $s i n 37 ° = 0.6 ， c o s 37 ° = 0.8$ ）；

(1)、求P运动到E点时弹簧的弹性势能；

(2)、若把物块P的质量改为 $m^{'} = \frac{m}{3}$ ，再将P推至E点，从静止开始释放，求P经D点时对轨道的压力大小；

(3)、现改变弹簧固定位置，调整合适的弹射方向。试分析能否将物块P从F点弹离装置后从D点水平向右进入轨道做圆周运动。

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20. 如图所示，水平金属圆环由沿半径方向的金属杆连接，外环和内环的半径分别是 $R_{1} = 0.2 m$ ， $R_{2} = 0.1 m$ 。两环通过电刷分别与间距L=0.2m的平行光滑水平金属轨道PM和 $P^{'} M^{'}$ 相连， $M M^{'}$ 右侧是水平绝缘导轨，并由一小段圆弧平滑连接倾角 $θ = 30 °$ 的等距金属导轨，下方连接阻值R=0.2 $Ω$ 的电阻。水平导轨接有理想电容器，电容C=1F。导体棒ab、cd ，垂直静止放置于 $M M^{'}$ 两侧，质量分别为 $m_{1} = 0.1 k g$ ， $m_{2} = 0.2 k g$ ，电阻均为r=0.1 $Ω$ 。ab放置位置与 $M M^{'}$ 距离足够长，所有导轨均光滑，除已知电阻外，其余电阻均不计。整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，忽略磁场对电容器的影响。圆环处的金属杆做顺时针匀速转动，角速度 $ω = 20 r a d / s$ 。求：

(1)、S掷向1，稳定后电容器所带电荷量的大小q；

(2)、在题（1）的基础上，再将S掷向2，导体棒ab到达 $M M^{'}$ 的速度大小；

(3)、ab与cd棒发生弹性碰撞后，cd棒由水平导轨进入斜面忽略能量损失，沿斜面下滑12m距离后，速度达到最大，求电阻R上产生的焦耳热（此过程ab棒不进入斜面）。

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21. 现代科学研究中经常利用电场、磁场来控制带电粒子的运动。在空间坐标系O-xyz中存在如图所示的电磁场，在xOz平面内，圆心O₁的位置坐标为（0，R），半径为R ，圆内存在垂直纸面向外的匀强磁场B₁；在其左侧有一离子源E飘出质量为m、电荷量为q、初速度为0的一束正离子，这束离子经电势差 $U = \frac{m v_{0}^{2}}{2 q}$ 的电场加速后，从小孔F（点F与O₁等高）沿着x轴正方向射入匀强磁场区域B₁ ，离子恰好从点O离开进入匀强磁场B₂。竖直放置的长方形离子收集板MNPQ与xOz面相距R ，边MQ足够长与x轴方向平行且与y轴交于点T ，宽MN为2R ，匀强磁场B₂只局限于收集板正前方的空间区域，磁场方向与xOy所在平面平行且与x轴正方向的夹角大小为θ ，调节匀强磁强的磁感应强度B₂大小，使带正电离子偏转后能打到收集板上被吸收。不考虑离子重力和离子间的相互作用（已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，cos76°=0.25）

(1)、求匀强磁场B₁大小；

(2)、若角度θ=0，求磁感应强度B₂大小的范围；

(3)、若角度θ=37°，磁感应强度 $B_{2} = \frac{4 m v_{0}}{5 q R}$ ，求离子打在收集板上位置的坐标；

(4)、若角度θ的大小在0到90°之间，试定量讨论磁感应强度B₂的范围。

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五、实验题

22. 某同学利用如图（a）装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。

(1)、实验装置如图（a），下列操作规范的是____（多选）。

A、悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数 B、实验前，应该先把弹簧水平放置测量其原长 C、随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重 D、逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

(2)、他通过实验得到如图（b）所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长为cm；劲度系数 $k =$ N/m。

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