博爱县2022-2023学年高二下学期期末考试
物 理 试 卷
注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚；
2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在试卷上作答无效；
3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1至8小题只有一项符合题目要求。第9至12小题有多项符合题目的要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1. 在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车，无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端。如图沿地球直径挖一个通道AB，地心车从通道A端静止释放，只在万有引力作用下在AB两点之间做简谐运动，地心处为O点，则乘客( )
A.在O处速度最大 B.从A到O受到的万有引力一直增大
C.从A到O的时间大于O到B的时间 D.在A、B处加速度相同
2．如图所示是用显微镜观察到的三颗炭粒运动时的位置连线，下列说法中不正确的是（ ）
A. 炭粒越小，温度越高，无规则运动越明显
B. 每段线段对应的是这段时间内炭粒运动的位移
C. 炭粒的运动是由于液体分子撞击的不平衡造成的
D. 炭粒运动其实就是分子的热运动
3. 某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放置波源和浮标，两者的间距为L。时刻，波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动，产生的水波沿水平方向传播（视为简谐波），时刻传到浮标处使浮标开始振动，此时波源刚好位于正向最大位移处，波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示，则( )
A.浮标的振动周期为 B.水波的传播速度大小为
C.时刻浮标沿y轴负方向运动 D.水波的波长为
4. 如图所示是正弦式交流发电机的示意图，下列说法中正确的是（ ）
A. 该发电机是旋转电枢式发电机
B. 两磁极之间产生的磁场是辐向磁场
C. 图示位置时，穿过线圈的磁通量为零，感应电动势也为零
D. 逆时针转至图示位置时，线圈中感应电流的方向是
5．如图所示，建筑工地常使用打柱机将圆柱体打入地下一定深度。设定某打桩机每次打击过程对圆柱体做功相同，圆柱体所受泥土阻力f与进入泥土深度h成正比（即为常量），圆柱体自重及空气阻力可忽略不计。打桩机第一次打击过程使圆柱体进入泥土深度为，则打桩机第n次打击过程使圆柱体进入泥土深度为( )
A. B. C. D.
6.一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 过程中，气体温度降低，体积增大
B. 过程中，气体温度不变，体积变小
C. 过程中，气体压强增大，体积不变
D. 在c状态时，气体的体积最小
7．如图所示，位于倾角为θ的斜面上的物体B由跨过定滑轮的轻绳与物块A相连，从滑轮到A、B的两段绳都与斜面平行。已知A与B之间及B与斜面之间的动摩擦因数均为μ，A、B两物块质量分别为m和M，滑轮的质量、绳与滑轮及滑轮轴上的摩擦都不计。若用一沿斜面向下的力F拉B使它做加速度为a的匀加速直线运动，重力加速度为g，以下说法正确的是( )
A.绳子的拉力为
B.绳子的拉力为
C.拉力F的值为
D.拉力F的值为
8. 如图，在水平桌面上叠放着两个物块M和m，轻绳绕过光滑的定滑轮，一端与m相连，另一端悬挂重物A。用外力F缓慢拉结点方向与夹角为且保持不变，使从竖直拉至水平，两物块始终保持静止，下列说法正确的是( )
A.绳子的拉力先减小后增大 B.m对M的摩擦力一直在增大
C.地面对桌子的摩擦力先增大后减小 D.桌面对M的摩擦力可能一直在减小
9. 如图所示为某电站向其他地区远距离输电的原理图，图中交流电表均为理想电表，变压器、均为理想变压器。输电线电阻为，可变电阻R为用户端负载，发电机输出电压有效值保持不变。当输电功率时，输电线上损失的功率为输电功率的，电压表示数为220V。下列说法正确的是( )
A.输电线上的电流为
B.升压变压器的原、副线圈匝数比为
C.降压变压器的原、副线圈匝数比为450:1
D.随着用电高峰到来，电压表的示数将变小
10．在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中，牛顿设想：把物体从高山上以一定的速度水平抛出，只要初速度足够大，物体就无法落回地面，而成为地球的卫星。以不同速度抛出的物体的4条运动轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.轨迹①为圆弧
B.轨迹③为变加速曲线运动
C.“足够大”的速度是指地球的第一宇宙速度
D.轨迹④对应物体的加速度比其他3条轨迹对应物体的加速度大
11．如图所示是卫星分别绕行星在不同的轨道上做圆周运动的图像，其中T为卫星的周期，r为卫星的轨道半径。则下列说法正确的是( )
A.卫星a的质量小于卫星b的质量
B.行星P的质量小于行星Q的质量
C.卫星a在2处的速率小于卫星b在3处的速率
D.卫星a在1处的加速度小于卫星a在2处的加速度
12．某同学设计了一个加速度计，如图所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电池E的电压相同，内阻不计。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。下列说法中正确的是（ ）
A. 当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针向右偏转
B. 电压表的示数与加速度的大小成正比
C. 要提高该加速度计的测量范围，可以减小弹簧的劲度系数
D. 要提高该加速度计的测量范围，可以减小电池的电压
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
13．（6分）某实验小组用如图（a）的实验装置校对流量计。盛水容器上端开口，下端有横截面一定的细管（厚度可忽略）与流量计相连（流量计可测得每秒流出液体的体积）。打开开关让水沿水平方向喷出，为保证流速恒定，实验时不断给容器加水保持液面稳定，已知当地的重力加速度为g。请完善如下实验步骤：
（1）安装器材前用螺旋测微器测量细管的直径如图（b），其直径为________mm；
（2）按图（a）安装好实验器材，测定喷口到地面的竖直距离y，再打开开关让水喷出；
（3）待水流运动稳定后，读出流量计读数：测量________，计算水喷出时的初速度；
（4）测得水喷出时的初速度为v，则液体的流量表达式________，代入具体数值可计算出实际流量。
（5）将实际流量值与读数值比较，进行流量计校对。
14.（8分）发光二极管具有耗能少、体积小、亮度高等优点，现已逐步取代传统光源。某同学研究某发光二极管的伏安特性。经正确实验操作后，绘制的图像如图乙所示，下列为实验备选器材：
A.电压表（量程0~3 V，内阻约）
B.电压表（量程0~15 V，内阻约）
C.电流表（量程0~50 mA，内阻约）
D.电流表（量程0~6 A，内阻约）
E.滑动变阻器（0~，额定电流2 A）
F.滑动变阻器（0~，额定电流0.1 A）
G.电源E（电动势6 V，内阻不计）
H.开关S，导线若干
（1）实验时，电压表应选用________，电流表选用________，滑动变阻器选用________（填选项字母）。
（2）图甲为实验时的部分电路实物图，请用连线代替导线将实物图补充完整。
（3）已知该发光二极管的最佳工作电流为15 mA。现将它与电动势为3 V、内阻不计的电池组相连，根据乙图，还需串联一个阻值________Ω的电阻才能使它工作在最佳状态。（结果保留两位有效数字）
15．（12分） 紧靠在一起的甲、乙两小物块停放在水平地面上，甲距左侧竖直墙壁。某时刻使甲、乙同时获得相反方向的速度，大小分别为、，整个过程中，甲的加速度大小为，乙的加速度大小为。不计甲与竖直墙壁的碰撞时间，碰撞前后的速度大小不变。求：
（1）甲、乙间的最大距离；
（2）乙停止运动时两者间的距离。
16.（12分）小明同学将开水灌入热水瓶中但未灌满，为了保温，用软木塞将瓶口盖紧，这样热水瓶中的上方空间就封闭了一定质量的气体。过了一会，听到“砰”的一声，发现软木塞跳了出来。小明对此现象建立如图所示的物理模型进行研究。已知外界大气压强为，温度为。设木塞塞住瓶口的瞬间封闭气体的压强、温度均与外界相同。封闭气体的体积为，木塞的质量为m，横截面积为S，塞入的深度为，木塞跳出后在最高点时其底面距离瓶口的高度为，木塞与瓶口间的最大静摩擦力为。假设木塞在冲出瓶口过程中瓶口密封性良好且摩擦力恒为。（重力加速度为g，忽略空气阻力）求：
（1）木塞刚开始松动时瓶内气体的温度T；
（2）气体在顶起木塞的过程中对木塞做的功W。
17．（14分）如图所示，匝数匝的矩形线圈，线圈总电阻，边长为cm，cm。外电路电阻，匀强磁场磁感应强度的大小，线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。试求：
（1）电路中感应电动势的最大值；
（2）从此位置开始转过过程中，通过电阻R的电荷量q；
（3）在时间内R上消耗的电能。（取）参 考 答 案
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1至8小题只有一项符合题目要求。第9至12小题有多项符合题目的要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1. 答案：A
解析：A.乘客达到地心时处于平衡位置，故其速度最大，加速度等于零，故A正确；
B.乘客达到地心时受到的万有引力为零，故B错误；
C.地心车从通道A端静止释放，只在万有引力作用下在AB两点之间做简谐运动，所以从A到O的时间等于O到B的时间，故C错误；
D.根据牛顿第二定律可知，在A、B处受万有引力大小相同，方向相反，所以在A、B处加速度方向相反，故D错误。
故选A。
2．答案：D
解析：ACD．布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，是液体分子撞击的不平衡造成的，反映了液体分子的无规则运动，布朗运动剧烈程度与温度和颗粒大小有关，温度越高，颗粒越小，布朗运动越剧烈，故AC正确，D错误；
B．图像是每隔一定时间固体颗粒的位置连线，对应的是颗粒的在这段时间内炭粒运动的位移，故B正确。本题选不正确的，故选D。
3. 答案：A
解析：解：A.根据振动图像可知，波源在0时刻振动，波形经过传递到浮标处，浮标的振动周期为，故A正确：
B.波源的振动情况经过传到距离L处的浮标，可知波速大小为，故B错误；
C.根据虚线图像可知浮标在时刻沿y轴正方方向运动，故C错误；
D.水波的波长为，故D错误。
故选：A。
答案：A
解析：A．电枢转动，磁极不动的发电机叫做旋转电枢式发电机，故A正确；
B．两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，故B错误；
C．图中位置为线圈平面与磁场方向平行的位置，通过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C错误；
D．根据安培定则可知逆时针转至图示位置时，线圈中感应电流的方向是，故D错误。故选A。
5. 答案：D
解析：设定打桩机每次打击过程对圆柱体做功为W，由题意得：第一次打击后，。第次打击后，圆柱体进入泥土总深度为，第n次打击后，圆柱体进入泥土总深度为，则打桩机第n次打击过程使圆柱体进入泥土深度为，选项D正确。
6. 答案：C
解析：A、过程中，气体压强不变，温度降低，根据盖-吕萨克定律得知，体积应减小，故A错误；
B、过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化；根据玻意耳定律pV=C得知，由于压强减小，故体积增大，故B错误；
CD、过程中，由图可知，p与T成正比，过坐标原点，则气体发生等容变化，体积不变，而压强增大，综上所述可知在b状态时，气体的体积最小，故C正确，D错误；
故选C。
7．答案：C
解析：对A物体分析，，
解得：，选项A、B错误；
对B物体分析，，
带入解得：，
选项C正确，选项D错误。
8.答案：C
解析：A、对结点O受力分析，根据正弦定理可得：
使从竖直缓慢拉至水平过程，β的变化范围先小于90°，后逐渐增大到大于90°，先增大后减小；γ的变化范围是先等于180°，后逐渐减小到等于90°，逐渐增大；所以F一直增大，T先增大后减小，故A错误；
B、对m受力分析可知
，
T先增大后减小，则M对m摩擦力先增大后减小，根据牛顿第三定律可知，m对M的摩擦力先增大后减小，故B错误；
C、用外力F缓慢拉结点方向与夹角为且保持不变，使从竖直拉至水平过程中，结点O处于动态平衡，三个力变化如图所示
对桌子、物块和重物整体分析可知，整体始终保持静止状态，则地面对桌子的摩擦力等于F沿水平方向的分力，由图可知F沿水平方向分力先增大后减小，故正确；
D、对M和m整体受力分析可知，桌面对M的摩擦力
T先增大后减小，则桌面对M的摩擦力先增大后减小，故D错误；
故选C。
9.答案：CD
解析：A.设输电线上的电流为，则有，解得，故A错误；
C.设降压变压器副线圈输出电流为，则有，解得，则降压变压器的原、副线圈匝数比为，故C正确；
B.降压变压器的原线圈输入电压为，升压变压器的副线圈输出电压为，升压变压器的原、副线圈匝数比为，故B错误；
D.随着用电高峰到来，输电功率变大，则升压变压器的原线圈电流变大，副线圈电流变大；输电线电阻损失电压变大，则降压变压器的原线圈输入电压变小，降压变压器的副线圈输出电压变小，电压表的示数将变小，故D正确。
故选CD。
10．答案：BC
解析：轨迹①可近似认为重力的大小和方向均不变，所以物体运动可看作平抛运动，选项A错误；由于物体水平抛出的速度较大，物体在运动过程中受到的重力方向改变，轨迹③为椭圆的一部分，选项B正确；当物体速度达到地球的第一宇宙速度时，物体将沿轨迹④运动，选项C正确；4条轨迹对应的加速度大小几乎相等，严格来讲轨迹④的加速度最小，选项D错误。
11．答案：BC
解析：根据绕行关系与绕行天体的质量无关，故A错误。由2、3两处相比较可知道，行星P的质量小于行星Q的质量，故B正确。由可知，卫星a在2处的速率小于卫星b在3处的速率，故C正确。由可知，卫星a在1处的加速度大于卫星a在2处的加速度，故D错误。
12．答案：BD
解析：A．当系统水平向右做匀加速运动时，滑块向左移动，带动变阻器的滑片4移向中点左方，电阻中点到滑片位置的电流方向向左，电压表P端的电势低于Q端的电势，则电压表的指针将向零点左侧偏转，故A错误；
B．设滑块偏离中间位置x距离时，设电阻器总长度为L，单位长度的电阻为r，则流过电阻器的电流为
电压表的示数为
U=Ixr
设弹簧的弹性系数为k，由牛顿第二定律得
2kx=ma
解得
电压表的示数与加速度的大小成正比，故B正确；
CD．由
可知，要提高该加速度计的测量范围，可以增大弹簧的劲度系数或减小电池的电压，故C错误，D正确。故选BD。
二、非选择题
13.（6分）答案：（1）6.860
（3）水的水平射程x
（4）
解析：（1）螺旋测微器的读数需要先读出主尺的刻度，为：1mm，然后读出可动刻度，为：。
所以总读数为：；
（3）水做平抛运动，根据
得：，
水从水管中射出的速度为：，
因此需要测量出水的水平射程x，才能求出水喷出时的初速度。
（4）水管内径部分的横截面积为：，
则水泵的流量为：。
14.（8分）答案：（1）A；C；E
（2）见解析
（3）53（50~53均可）
解析：（1）电源电动势为6 V，绘制出发光二极管的图像中的电压范围是0~3 V，若选量程为0~15 V的电压表，则表盘指针的偏转将小于满偏值的，读数误差较大，故选电压表，故选A；绘制出发光二极管的图像中的电流范围是0~30 mA，若选量程0~6 A的电流表，则表盘指针的偏转将小于满编值的，读数误差较大，故选电流表，故选C；绘制出的发光二极管的图像中的电流从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压式接法，为方便调节，滑动变阻器应选阻值较小的，故选E。
（2）滑动变阻器采用的是分压式接法，且由图像可看出发光二极管的最大电阻阻值约为，而，则电流表应采用外接法，则完整的电路实物图如图所示。
（3）由绘制出发光二极管的图线可看出发光二极管的最佳工作电流为15 mA时，电压为2.2 V，则将它与电动势为3 V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个的电阻。
15．（12分）答案：（1）14.5m
（2）11m
解析：（1）由题意知，甲、乙两物体均做匀减速直线运动，甲与墙壁碰撞前由
得，甲与墙壁碰撞前的速度为
故碰撞时距离最大
又
得
1s内乙的位移为
解得
此时，甲乙间的距离最大
（2）甲运动时间为
乙运动时间为
因，故乙停止运动时甲早已停止运动，甲碰后运动位移为，乙的位移为
，
停止时两者间距为
得
。
16．（12分）答案：（1）；（2）
解析：（1）取封闭气体为研究对象，初态压强为，温度为，顶起瓶塞前瞬间压强为p，温度为T。
其中
等容变化得
以上两式得
（2）气体在顶起木塞的过程中，需克服摩擦力、大气压力、自身重力而做功，克服摩擦力做功
克服大气压力做功
克服重力做功
气体顶起木塞做功
即
17．（14分）答案：（1）；（2）0.1C；（3）67500J；
解析：（1）感应电动势的最大值
（2）平均感应电动势
平均电流
通过电阻R的电荷量
（3）感应电动势的有效值
感应电流的有效值
1 min内R上消耗的电能
