2022-2023學(xué)年江蘇省昆山市昆山中學(xué)高二（下）期末物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2022-2023學(xué)年江蘇省昆山市昆山中學(xué)高二（下）期末物理試卷一、單選題（本大題共10小題，共40.0分）1.如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道所含圓弧的度數(shù)很小，O是圓弧的最低點(diǎn)。兩個(gè)完全相同的小球M、N從圓弧左側(cè)的不同位置同時(shí)釋放。它們從釋放到到達(dá)O點(diǎn)過程中都經(jīng)過圖中的P點(diǎn)。下列判斷正確的是(

)

A.M比N后到達(dá)O點(diǎn)

B.M、N通過P點(diǎn)時(shí)所受的回復(fù)力相同

C.M有可能在P點(diǎn)追上N并與之相碰

D.從釋放到到達(dá)O點(diǎn)過程中，重力對(duì)M的沖量比重力對(duì)N的沖量大2.磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示。它是由永久磁鐵、線圈、磁輪等組成，在磁盤上加工有齒形凸起，齒數(shù)為nx當(dāng)磁輪與轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁輪的凹凸齒形將引起磁輪與永久磁鐵間氣隙大小的變化，使繞在永久磁鐵上的線圈的磁通量發(fā)生變化，從而使線圈輸出變化的電壓，根據(jù)電壓變化就可以測出轉(zhuǎn)速。則關(guān)于該轉(zhuǎn)速傳感器，下列說法正確的是(

)

A.轉(zhuǎn)速變化時(shí)，線圈輸出電壓不變

B.它是靠線圈輸出電壓的頻率來測轉(zhuǎn)速的

C.輸出電壓的頻率等于磁盤的轉(zhuǎn)速

D.若輸出電壓的頻率為f，則磁盤的轉(zhuǎn)速為n3.如圖所示為一帶電粒子探測器裝置的側(cè)視圖：在一水平放置、厚度為d的薄板上下，有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B但方向相反的勻強(qiáng)磁場：上方的磁場方向垂直紙面向里，而下方磁場方向垂直紙面向外。有一電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子進(jìn)入該探測器，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中曲線所示，粒子的軌跡垂直于磁場方向且垂直穿過薄板。如果薄板下方軌跡的半徑R大于薄板上方軌跡的半徑r，設(shè)粒子重力與空氣阻力可忽略不計(jì)，則下列說法正確的是(

)

A.粒子帶正電，由O點(diǎn)沿著軌跡運(yùn)動(dòng)至P點(diǎn)

B.穿過薄板后，粒子的動(dòng)能為q2B2R22m

4.發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示，n匝正方形線圈在勻強(qiáng)磁場中以恒定角速度ω繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，阻值為R的電阻兩端電壓的有效值為U0。線圈電阻為r，其余電阻不計(jì)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，線圈中磁通量的最大值為(

)

A.U0R+r2nωR 5.如圖所示，在光滑絕緣水平面上，一矩形線圈以速度v1開始進(jìn)入磁場，離開磁場區(qū)域后速度為v2。已知磁場區(qū)域?qū)挾却笥诰€圈寬度，則線圈(

)

A.進(jìn)、出磁場過程通過截面的電荷量不同 B.進(jìn)、出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱相同

C.線圈在磁場中勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v1+v6.如圖所示是某時(shí)刻LC振蕩電路中振蕩電流i的方向，下列對(duì)回路情況的判斷正確的是(

)

A.若電路中電容的上板帶正電，則該電路中電流在增大

B.若電路中電容的下板帶正電，則電感產(chǎn)生的磁場在增強(qiáng)

C.若電路中電流i正在增大，則該電路中電容上的電荷量也在增大

D.若電路中電流i正在減小，則該電路中電容器里的電場必定向下7.一臺(tái)質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，電荷量和質(zhì)量均相同的粒子飄入電壓為U0的加速電場，其初速度幾乎為零，這些粒子經(jīng)加速后通過狹縫O沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，粒子剛好能打在底片上的M點(diǎn)。已知放置底片的區(qū)域MN=L，且OM=L。若想要粒子始終能打在底片MA.2U0 B.2U0 8.如圖所示，將一個(gè)鐵桶倒扣在水面上，平衡時(shí)鐵桶內(nèi)外水面高度差為h，桶內(nèi)空氣柱長度為l。已知水的密度為ρ，鐵桶的橫截面積為S，不計(jì)桶壁厚度，忽略封閉氣體的質(zhì)量，設(shè)封閉氣體的溫度不變，水足夠深，下列說法正確的是(

)

A.鐵桶的質(zhì)量為hSρ

B.鐵桶的質(zhì)量為lSρ

C.將鐵桶下壓l9.活塞式真空泵的工作原理如圖所示，抽氣筒與被抽密閉容器通過自動(dòng)閥門相連，當(dāng)活塞從抽氣筒的左端向右移動(dòng)到右端的過程中，閥門自動(dòng)開啟，密閉容器內(nèi)的氣體流入抽氣筒，活塞從右端向左移動(dòng)到左端的過程中，閥門自動(dòng)關(guān)閉，抽氣筒內(nèi)活塞左側(cè)的氣體被排出，即完成一次抽氣過程，如此往復(fù)，密閉容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)越來越小。若密閉容器的容積為V，抽氣筒的容積為0.05V，抽氣前密閉容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0。抽氣過程中氣體的溫度不變，若第1次抽氣過程中被抽出的氣體質(zhì)量為m1；第2次抽氣過程中被抽出的氣體質(zhì)量為m2，則(

)A.m2:m1=20:21 10.如圖所示，xOy平面第三、四象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，圓形金屬環(huán)與磁場邊界相切于O點(diǎn).金屬環(huán)在xOy平面內(nèi)繞O點(diǎn)沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，t=0時(shí)刻金屬環(huán)開始進(jìn)入第四象限。規(guī)定順時(shí)針方向電流為正，下列描述環(huán)中感應(yīng)電流i隨時(shí)間tA. B.

C. D.二、實(shí)驗(yàn)題（本大題共1小題，共15.0分）11.某實(shí)驗(yàn)小組利用油膜法估測油酸分子的大小，實(shí)驗(yàn)步驟如下：A.取V1=0.2B.用注射器將配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，測得n=80滴油酸酒精溶液的體積為C.取一個(gè)直徑為D=D.用注射器將配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定；E.將透明玻璃板蓋在水槽上，然后將油膜的形狀用記號(hào)筆描繪在玻璃板上；F.將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積S?；卮鹣铝袉栴}：(1)將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，如圖甲所示，已知坐標(biāo)紙上小格子的邊長為1cm，則油膜的面積

(2)實(shí)驗(yàn)配制的一滴酒精油酸溶液中含有的純油酸的體積為__________m3(3)_________(用題目中的物理量符號(hào)表示)。(4)若估測出油酸分子的半徑為r，已知阿伏伽德羅常數(shù)為NAA.摩爾體積

B.摩爾質(zhì)量

C.密度

(5)在步驟E中，由于水槽邊緣不平整，蓋在水槽上的玻璃板與形成的油膜并不平行，側(cè)視圖如圖乙所示，則該情況會(huì)導(dǎo)致最終測得油酸分子的半徑結(jié)果_________(填“偏大”或“偏小”

三、簡答題（本大題共1小題，共8.0分）12.如圖，一下端A開口、上端B封閉的細(xì)長玻璃管豎直放置。玻璃管的上部封有長l1=45cm的空氣柱，中間有一段長l2=5(1)穩(wěn)定后上部空氣柱的壓強(qiáng)(2)從玻璃管下端

四、計(jì)算題（本大題共3小題，共37.0分）13.一列簡諧橫波在t=0.4s時(shí)的波形圖如圖(a)所示，P是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)，圖是質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像。已知該波在該介質(zhì)中的傳播速度為(1(2)質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置的

14.用基本原理如圖所示的裝置做離子控制實(shí)驗(yàn)，其相關(guān)參數(shù)如下：①空腔圓柱截面半徑為R，壁厚可以忽略不計(jì)；②工作區(qū)Ⅰ長度d=4R③工作區(qū)Ⅱ長度未知，內(nèi)有沿z軸負(fù)向的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m，電量為q的正離子從左側(cè)截面的最低點(diǎn)A處，以初速度v0沿z軸正向進(jìn)入Ⅰ區(qū)，經(jīng)過兩個(gè)區(qū)域分界面上的B點(diǎn)進(jìn)入Ⅱ區(qū)，在以后的運(yùn)動(dòng)過程中恰好未碰到圓柱腔的內(nèi)壁，最終從右側(cè)截面上的C點(diǎn)飛出，B點(diǎn)和C點(diǎn)均為所在截面處豎直半徑的中點(diǎn)(如圖中所示)(1)Ⅰ區(qū)中電場強(qiáng)度的大小(2)Ⅱ區(qū)中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小(3)Ⅱ區(qū)的長度

15.如圖甲所示，兩根完全相同的光滑金屬導(dǎo)軌平行放置，寬L=3m，傾斜部分abcd與水平方向夾角為θ=30°，勻強(qiáng)磁場垂直斜面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，軌道頂端ac接有電阻R=1.5Ω。導(dǎo)軌水平部分只有邊界zk、ke、ep、pn、nf、fz之間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B=0.5T，其中磁場左邊界zk長為d=1m，邊界(1)金屬棒的質(zhì)量(2)水平磁場邊界(3)金屬棒在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，電阻

答案和解析1.【答案】B

【解析】解：A.根據(jù)單擺周期公式有T=2πLg

兩個(gè)小球做簡諧振動(dòng)的周期相同，M、N同時(shí)到達(dá)O點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；

B.M、N通過P點(diǎn)時(shí)所受的回復(fù)力相同，故B正確；

C.M、N同時(shí)到達(dá)O點(diǎn)，則M不可能在P點(diǎn)追上N并與之相碰，故C錯(cuò)誤；

D.從釋放到到達(dá)O點(diǎn)過程中，根據(jù)沖量定義I=mgt，兩個(gè)完全相同的小球，重力對(duì)M的沖量等于重力對(duì)N的沖量，故D錯(cuò)誤。

故選：B。

根據(jù)單擺周期公式，兩個(gè)小球做簡諧振動(dòng)的周期相同；

P點(diǎn)回復(fù)力均為0，相同；

M、N同時(shí)到達(dá)O點(diǎn)，M不可能在2.【答案】B

【解析】【分析】本題考查磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，要掌握其工作原理，知道每個(gè)齒輪經(jīng)過線圈一次，線圈中的輸出電壓就會(huì)變化一次，磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，共有n個(gè)齒輪經(jīng)過線圈，明確這一點(diǎn)是解題的關(guān)鍵?！窘獯稹緼、轉(zhuǎn)速變化時(shí)，線圈的磁通量變化率會(huì)發(fā)生變化，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈輸出電壓發(fā)生變化，故A錯(cuò)誤；

BCD、磁盤有n個(gè)齒輪，磁盤轉(zhuǎn)一圈，齒輪靠近和遠(yuǎn)離線圈n次，線圈中的輸出電壓變化n次(即頻率為n)，即磁盤轉(zhuǎn)速與線圈輸出電壓的頻率之比為1：n，故若輸出電壓的頻率為f，則磁盤的轉(zhuǎn)速為fn，故

3.【答案】C

【解析】【分析】本題考查洛倫茲力的應(yīng)用，涉及動(dòng)能定理知識(shí)，基礎(chǔ)題目。

根據(jù)洛倫茲力提供向心力列方程得出軌道半徑的表達(dá)式，結(jié)合速度變化情況分析出運(yùn)動(dòng)的方向，根據(jù)左手定則得出粒子的電性即可判斷；結(jié)合半徑表達(dá)式得出粒子穿過薄板后的速度，從而得出其動(dòng)能即可判斷；根據(jù)半徑表達(dá)式得出粒子穿過薄板前的速度，從而計(jì)算出粒子穿過薄板過程動(dòng)能變化即可判斷；根據(jù)動(dòng)能定理列方程得出所受到的平均阻力即可判斷。【解答】A、粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律：qvB=mv2r0，解得粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r0=mvqB。粒子穿過薄板后速度會(huì)減小，則粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑會(huì)減小，可見粒子是由P點(diǎn)沿著軌跡運(yùn)動(dòng)至O點(diǎn)的，由左手定則知，粒子帶正電，故A錯(cuò)誤；

B、粒子穿過薄板后的半徑r=mv2qB，解得粒子的速度大小v2=qBrm，則粒子的動(dòng)能E

4.【答案】D

【解析】【解析】由閉合電路歐姆定律可得，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為

E=U0RR+r

，最大值為

Em=2U05.【答案】C

【解析】【分析】矩形線圈進(jìn)入磁場區(qū)域和離開磁場區(qū)域過程中，根據(jù)q=ΔΦ【解答】A.通過截面的電荷量q=I?Δt=ER?Δt=ΔΦΔtR?Δt=ΔΦR，與速度無關(guān)，則進(jìn)、出磁場過程通過截面的電荷量相同，故A錯(cuò)誤；

B.安培力為F=BIL=B2L2v

6.【答案】A

【解析】【分析】

當(dāng)電流逐漸增大時(shí)，電容器放電，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能；當(dāng)電流減小時(shí)，是充電過程，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能。

本題主要考查了電磁振蕩的相關(guān)應(yīng)用，理解振蕩電路的特點(diǎn)，能根據(jù)電流的變化分析出磁場的變化即可完成分析。【解答】

A.若電路中電容的上板帶正電，則電容器在放電，該電路中電流在增大，故A正確;

B.若電路中電容的下板帶正電，則電容器在充電，電感產(chǎn)生的磁場在減弱，故B錯(cuò)誤;

C.若電路中電流正在增大，則電容器在放電，該電路中電容上的電荷量在減少，故C錯(cuò)誤;

D.若電路中電流正在減小，則電容器在充電，電容的下板帶正電，該電路中電容器里的電場向上，故D錯(cuò)誤。

7.【答案】C

【解析】粒子打到M點(diǎn)時(shí)，則UqL粒子打到N點(diǎn)時(shí)，加速電場的電壓最大，則Uq2解得U故選C。

8.【答案】A

【解析】【分析】本題關(guān)鍵是找出各個(gè)平衡態(tài)的壓強(qiáng)，根據(jù)受力分析列平衡方程可求解。對(duì)鐵桶根據(jù)共點(diǎn)力平衡求得鐵桶的質(zhì)量，【解答】AB、桶平衡時(shí)，有hSρg=mg，解得鐵桶的質(zhì)量m=hSρ，A正確、B錯(cuò)誤；

C、將桶下壓到桶內(nèi)氣體體積為

9.【答案】A

【解析】【分析】

兩次抽氣過程分別根據(jù)玻意耳定律列式，即可求解。

本題是變質(zhì)量問題的常規(guī)題目，關(guān)鍵是研究對(duì)象的選取。

【解答】

根據(jù)玻意耳定律得出，第一次抽氣過程p0V=p1V+0.05V

第2次抽氣過程p1V=p2V+10.【答案】D

【解析】如圖所示設(shè)角速度大小為

ω

，圓環(huán)半徑為r，電阻為R，在

0～πE則電流為i在

0～πE則電流為i根據(jù)數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)知識(shí)可知，

t=0

或

t=πω

故選D。

11.【答案】

6.9×10?3

##

7.0×10?3

#【解析】(1)[1]油膜的面積為

S6.9×1(2V(3d所以油酸分子的半徑為r(4故選A；(5

12.【答案】解：(1)沒有插入水銀槽時(shí)，上部空氣的壓強(qiáng)為：

p1=p0?ρgl2=(75?5)cmHg=70cmHg

對(duì)上部空氣，根據(jù)玻意耳定律得：

p1l1S=pl4S

解得：p=75cmH【解析】(1)根據(jù)題意得出上部分氣體變化前的壓強(qiáng)，結(jié)合玻意耳定律得出其變化后的壓強(qiáng)；

(2)13.【答案】解：(1)由圖像可知，波的周期：T=1.2s

根據(jù)v=λT

可得λ=24m

由振動(dòng)圖像可知，t=0.4s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)所以該波沿x軸負(fù)方向傳播。

(2)x=0處的質(zhì)點(diǎn)，從平衡位置到y(tǒng)=5cm處經(jīng)歷的時(shí)間△t，則

由振動(dòng)方程y=Asi【解析】(1)由圖(b)得到周期，根據(jù)v=λT計(jì)算波速，根據(jù)振動(dòng)情況確定傳播方向。

14.【答案】解：(1)離子在Ⅰ區(qū)做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)類平拋規(guī)律有

4R=v0t

3R2=12at2

根據(jù)牛頓第二定律有

a=Eqm

解得：E=3mv0216Rq

(2)離子在Ⅱ區(qū)類，做復(fù)雜的旋進(jìn)運(yùn)動(dòng)。將該運(yùn)動(dòng)分解為圓柱腔截面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)和z軸正方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在圓柱腔截面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖所示

設(shè)臨界圓軌跡半徑為r，根據(jù)幾何知識(shí)有

(R?r)2=r2+R24；；

離子沿y軸正方向有

3R2=12vyt

則根據(jù)洛倫茲力提供向心力有

qvyB=mvy2r

解得Ⅱ區(qū)中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

B【解析】(1)根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，結(jié)合牛頓第二定律得出場強(qiáng)的大小；

(2)根據(jù)幾何關(guān)系得出粒子的運(yùn)動(dòng)半徑，結(jié)合牛頓第二定律得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；

(15.【答案】解：(1)由題意知，金屬棒在斜面上運(yùn)動(dòng)，勻速時(shí)，受力平衡：F安1=mgsinθ

而安培力：F安1=