山西省朔州市应县重点中学2022-2023学年高二下学期期末物理试卷

试卷更新日期：2023-09-26 类型：期末考试

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一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1. 如图所示，倾角为 $a$ 的薄木板定在水平面上，板上有一小孔 $B$ ，不可伸长的轻绳一端系一物体 $A$ ，另一端穿过小孔 $B$ 竖直向下。开始时，板上方的细绳水平伸直。现慢慢拉动细绳下垂端，在物体缓慢到达小孔 $B$ 的过程中，轨迹正好是一个半圆周，则物体与斜面间的动摩擦因数为（）

A、 $c o s α$ B、 $\frac{1}{c o s α}$ C、 $t a n α$ D、 $\frac{1}{t a n α}$

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2. 在如图所示的电路中， $E$ 为电源电动势， $r$ 为电源内阻， $R_{1}$ 为定值电阻， $R$ 为滑动变阻器。 $M N$ 、 $P Q$ 为水平放置的两个平行金属板，二者之间的电场可以视为匀强电场，虚线 $O O'$ 平行于金属板。当 $R$ 的滑片在中点时，闭合开关 $S$ ，带电小球以 $v_{0}$ 从 $O$ 点沿 $O O'$ 飞入，刚好从 $O'$ 点飞出。若带电小球都能够从平行金属板右侧飞出，下列说法正确的是（）

A、若滑动变阻器 $R$ 的滑片向右移动一段距离后不动，带电小球仍以 $v_{0}$ 从 $O$ 点沿 $O O'$ 飞入，则飞出点在 $O'$ 点 B、若滑动变阻器 $R$ 的滑片向右移动一段距离后不动，带电小球仍以 $v_{0}$ 从 $O$ 点沿 $O O'$ 飞入，则飞出点在 $O'$ 点下方 C、若金属板 $M N$ 平行上移一小段距离，带电小球仍以 $v_{0}$ 从 $O$ 点沿 $O O'$ 飞入，则小球将在 $O'$ 点飞出 D、若金属板 $M N$ 平行下移一小段距离仍在 $O O'$ 上方，带电小球仍以 $v_{0}$ 从 $O$ 点沿 $O O'$ 飞入，则小球将在 $O'$ 点飞出

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3. 在如图所示的电路中， $C$ 是平行板电容器， $L$ 是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关 $S$ ，电路稳定后突然断开开关 $S$ ，下列说法正确的是（）

A、当 $A$ 板上所带的正电荷逐渐增多时， $L C$ 振荡电路中的电流在增加 B、当 $B$ 板上所带的正电荷逐渐增多时， $L C$ 振荡电路中的电流在增加 C、仅减小电容器两极板间的距离， $L C$ 振荡电路的周期将变大 D、减小电容器两极板间的距离，同时增加电感线圈的匝数， $L C$ 振荡电路的周期可能不变

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4. 两分子间的分子力与它们之间距离的关系图像如图甲所示，图中 $r_{0}$ 为分子力的零点， $r_{1}$ 为分子力的极值点；两分子的势能与分子间距离的关系图像如图乙所示，规定两分子间距离为无限远时分子势能为0， $r_{2}$ 为分子势能的零点， $r_{3}$ 为分子势能的极值点，极小值为 $- E_{p m i n}$ ．下列判断正确的是（）

A、 $r_{0} = r_{2}$ B、 $r_{0} = r_{3}$ C、 $r_{1} = r_{2}$ D、 $r_{1} = r_{3}$

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5. 如图所示，理想变压器三个线圈的匝数满足 $n_{1} = n_{2} + n_{3}$ ，当加在原线圈两端的电压为 $U_{1}$ 时，原线圈的输入功率为 $P_{1}$ ，电路中四个规格相同的灯泡 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 、 $D$ 都恰好正常发光，两副线圈的输出电压分别为 $U_{2}$ 、 $U_{3}$ ，输出功率分别为 $P_{2}$ 、 $P_{3}$ ，电路中三个理想电流表的示数分别为 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ 、 $I_{3}$ ，下列判断正确的是（）

A、 $P_{1}$ ： $P_{2}$ ： $P_{3} = 3$ ： $2$ ： $1$ B、 $U_{1}$ ： $U_{2}$ ： $U_{3} = 4$ ： $2$ ： $1$ C、 $n_{1}$ ： $n_{2}$ ： $n_{3} = 3$ ： $1$ ： $2$ D、 $I_{1}$ ： $I_{2}$ ： $I_{3} = 4$ ： $3$ ： $6$

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6. 固定在水平地面上的斜面 $P Q O$ 上方的弧形轨道末端水平，小球从弧形轨道上某处滑下水平飞出后，恰好落在 $Q$ 点，已知 $P O = 0.8 m$ ， $P Q = 1.0 m$ ，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，则小球做平抛运动的初速度大小为（）

A、 $1.0 m / s$ B、 $1.5 m / s$ C、 $2.0 m / s$ D、 $2.5 m / s$

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7. 如图所示，一定质量的理想气体，从状态 $A$ 沿直线经历状态 $B$ 、 $C$ 到达状态 $D$ ，下列说法正确的是（）

A、 $A \to B$ 过程中气体分子的平均动能不变 B、 $B \to C$ 过程中气体对外界做功 C、 $B \to C$ 过程中气体向外界放热 D、 $C \to D$ 过程中气体分子的密集程度增大

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8. 某同学用如图所示的电路探究远距离输电的能量损耗， $T_{1}$ 、 $T_{2}$ 为两个完全相同的理想变压器， $(T_{1}$ 升压、 $T_{2}$ 降压 $)$ ，将总电阻为 $500 Ω$ 的长导线卷成相同的两卷 $A$ 、 $B$ 来模拟输电线路，忽略导线卷的自感作用，当变压器 $T_{1}$ 原线圈的输入电压为 $4 V$ 时，铭牌为“ $2.5 V$ 、 $0.3 A$ ”的灯泡恰好正常发光，下列说法正确的是（）

A、变压器 $T_{1}$ 原线圈中的电流为 $0.25 A$ B、导线卷 $A$ 产生的热功率为 $0.45 W$ C、远距离输电的效率为 $80 %$ D、变压器 $T_{2}$ 原线圈的输入电压为 $25 V$

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二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

9. 两个沿 $y$ 轴做简谐运动的质点产生的简谐波在 $t = 0$ 时刻的图像如图所示，此刻平衡位置在 $x = 0.2 m$ 和 $x = 0.8 m$ 处的 $P$ 、 $Q$ 两质点刚开始振动。已知两波源分别位于横轴上 $x = - 0.2 m$ 和 $x = 1.2 m$ 处，它们的周期均为 $1 s$ 、振幅均为 $2 c m$ ，质点 $M$ 的平衡位置在 $x = 0.5 m$ 处，下列说法正确的是（）

A、质点 $P$ 、 $Q$ 同时运动到 $M$ 点 B、两波源的起振方向均沿 $y$ 轴负方向 C、 $0 ～ 3 s$ 时间内质点 $M$ 通过的路程为 $18 c m$ D、 $t = 3 s$ 时刻，质点 $M$ 偏离平衡位置的位移为 $- 4 c m$

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10. 如图， $M N$ 和 $P Q$ 是电阻不计的平行金属导轨，其间距为 $L$ ，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，两部分平滑连接，平直部分右端接一个阻值为 $R$ 的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为 $d$ 、方向竖直向上、磁感应强度大小为 $B$ 的匀强磁场。质量为 $m$ 、电阻也为 $R$ 的金属棒从高度为 $h$ 处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为 $μ$ ，重力加速度大小为 $g$ ，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（）

A、流过金属棒的最大电流为 $I = \frac{E}{R} = \frac{B L \sqrt{2 g h}}{R}$ B、通过金属棒的电荷量为 $\frac{B d L}{2 R}$ C、金属棒内产生的焦耳热为 $m g (h - μ d)$ D、导体棒在磁场中运动的时间为 $\frac{\sqrt{2 g h}}{μ g} - \frac{B^{2} L^{2} d}{2 μ m g R}$

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11. 如图所示，在水平地面上方固定一足够长水平轨道，质量为 $M$ 的滑块套在水平轨道上，一不可伸长的轻绳一端固定在滑块底部 $O$ 点，另一端连接质量为 $m$ 的小球。已知 $O$ 点到地面的高度为 $H$ ，重力加速度大小为 $g$ ，不计小球与滑块受到的空气阻力。现将小球拉至与 $O$ 点等高的 $A$ 处 $(A$ 在水平轨道正下方 $)$ ，轻绳伸直后由静止释放。下列说法正确的是（）

A、若水平轨道光滑，则滑块和小球组成的系统动量守恒，机械能守恒 B、若水平轨道光滑，轻绳 $O A$ 长度为 $\frac{H}{2}$ ，当小球摆动到最低点时，迅速剪断轻绳小球运动一段时间后落地 $($ 不反弹 $)$ ，小球落地时与滑块间的水平距离是 $d = H \sqrt{\frac{m + M}{M}}$ C、若水平轨道粗糙，小球在摆动过程中滑块始终保持静止，当小球所受重力的功率最大时，轻绳与水平方向的夹角的正弦值是 $\frac{\sqrt{3}}{3}$ D、若水平轨道粗糙，滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球在摆动过程中滑块始终保持静止，滑块与水平轨道间的动摩擦因数 $μ \geq \frac{3 m}{\sqrt{M (M + 3 m)}}$

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12. 如图甲所示，面积为 $0.2 m^{2}$ 的 $100$ 匝线圈内部存在垂直纸面、磁感应强度随时间均匀增加的匀强磁场，线圈的电阻为 $2 Ω$ ，磁场方向垂直于线圈平面向里，已知磁感应强度 $B$ 随时间 $t$ 变化的规律如图乙所示，磁场垂直纸面向里为正，定值电阻 $R$ 的阻值为 $8 Ω$ ，下列说法正确的是（）

A、 $a$ 、 $b$ 两点间的电势差 $U_{a b} = - 1.6 V$ B、电阻 $R$ 上产生的热功率为 $0.32 W$ C、 $0 ～ 5 s$ 内电阻 $R$ 上产生的热量为 $1.6 J$ D、 $0 ～ 5 s$ 内通过电阻 $R$ 某截面的电荷量为 $1 C$

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三、实验题（本大题共2小题，共24.0分）

13. 某同学用如下图甲所示的实验装置探究物体的速度与时间的关系：

(1)、电磁打点计时器接电源 $($ 填“低压直流”、“低压交流”或“ $220 V$ 交流” $)$ 。

(2)、实验时，使小车靠近打点计时器，先再。 $($ 填“接通电源”或“放开小车” $)$

(3)、若所接电源的频率是 $50 H z$ ，则每隔秒打一个点。

(4)、图乙是绘出的小车速度 $-$ 时间关系图线，根据图线求出小车的加速度为 $a =$ $m / s^{2} . ($ 保留三位有效数字 $)$

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14. 某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶套和柱塞间封闭着一段空气柱，空气柱的长度 $L$ 可以从刻度尺读取，空气柱的压强 $p$ 可以从与空气柱相连的压力表读取。缓慢地向下压或向上拉柱塞，保持空气柱的温度不变，测量空气柱的长度及对应的压强，得到如图乙所示的 $p - L$ 图像。

(1)、为了更直观地处理数据，将图乙化曲为直，绘制了如图丙所示的拟合直线，则图丙的横坐标为 $($ 填“ $\frac{1}{L}$ ”、“ $\sqrt{L}$ ”、“ $\frac{1}{\sqrt{L}}$ ”或“ $L^{2}$ ” $)$ 。

(2)、本实验探究的是气体等温变化时压强 $p$ 与体积 $V$ 变化的规律，但测量时却测量了空气柱的长度 $L$ ，用 $L$ 代替 $V$ 的理由是____ 。

A、空气柱的横截面积 $S$ 恒定 B、空气柱的温度恒定 C、空气柱的压强恒定

(3)、根据实验数据，得出的结论为____ 。

A、一定量的气体等温变化时，压强与体积成正比 B、一定量的气体等温变化时，压强与体积成反比 C、一定量的气体等容变化时，压强与温度成正比 D、一定量的气体等容变化时，压强与温度成反比

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四、简答题（本大题共1小题，共14.0分）

15. 为了监控锅炉外壁的温度变化，某锅炉外壁上镶嵌了一个底部水平、开口向上的圆柱形导热汽缸，汽缸内有一质量不计、横截面积 $S = 10 c m^{2}$ 的活塞封闭着一定质量理想气体，活塞上方用轻绳悬挂着矩形重物。当缸内温度为 $T_{1} = 300 K$ 时，活塞与缸底相距 $H = 3 c m$ ，与重物相距 $h = 2 c m$ 。已知锅炉房内空气压强 $p_{0} = 1.0 \times 1 0^{5} P a$ ，重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦，缸内气体温度等于锅炉外壁温度。

(1)、当活塞刚好接触重物时，求锅炉外壁的温度 $T_{2}$ ；

(2)、当锅炉外壁的温度为 $600 K$ 时，轻绳拉力刚好为零，警报器开始报警，求重物的质量 $M$ 。

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五、计算题（本大题共1小题，共14.0分）

16. 如图，直角坐标系 $x O y$ 中，在第一象限内有沿 $y$ 轴负方向的匀强电场；在第三、第四象限内分别有方向垂直于坐标平面向里和向外的匀强磁场。一质量为 $m$ 、电荷量为 $q (q > 0)$ 的粒子从 $y$ 轴上 $P$ 点 $(0 ， h)$ 以初速度 $v_{0}$ 垂直于 $y$ 轴射入电场，再经 $x$ 轴上的 $Q$ 点沿与 $x$ 轴正方向成 $45 °$ 角进入磁场。粒子重力不计。

(1)、求匀强电场的场强大小 $E$ ；

(2)、要使粒子能够进入第三象限，求第四象限内磁感应强度 $B$ 的大小范围；

(3)、若第四象限内磁感应强度大小为 $\frac{m v_{0}}{q h}$ ，第三象限内磁感应强度大小为 $\frac{2 m v_{0}}{q h}$ ，且第三、第四象限的磁场在 $y = - L (L > 2 h)$ 处存在一条与 $x$ 轴平行的下边界 $M N ($ 图中未画出 $)$ 。则要使粒子能够垂直边界 $M N$ 飞出磁场，求 $L$ 的可能取值。

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