河池市2022-2023学年第二学期高二期末物理试卷
本试卷满分 100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册。
一、选择题：本题共 6小题，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题4分。
1. 如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到发出的光，呈现高电阻状态。发生火灾时，下列说法正确的是( )
A. 进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报
B. 光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报
C. 进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
D. 以上说法均不正确
2. 如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在、两点间做简谐运动。取向右为正方向，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是( )
A. 在时，振子位于点
B. 从到时间内，振子的动能逐渐增大
C. 在与两个时刻，振子的速度方向相反
D. 在时，振子正在向左运动且速度最大
3. 在以下四种情景中，线圈中产生的电流与其正下方所示的图线相对应的是( )
A. 图甲 B. 图乙 C. 图丙 D. 图丁
4. 如图所示，圆环形导体线圈平放在水平桌面上，在的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动，下列表述正确的是
A. 线圈中将产生沿顺时针方向俯视的感应电流
B. 穿过线圈的磁通量减小
C. 线圈有扩张的趋势
D. 线圈对水平桌面的压力将增大
5. 彩虹的形成是雨后太阳光射入空气中的水滴先折射，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再次折射形成。如图所示，一束太阳光从左侧射入球形水滴，、是其中的两条出射光线，一条是红光，另一条是紫光。关于光和光的说法中，正确的是( )
A. 光是红光 B. 光的波长更长
C. 光更容易发生衍射 D. 在真空中传播时，光的速度更大
6. 如图所示，三根长为的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里，电流大小均为，其中、电流在处产生的磁感应强度的大小分别为，导线位于水平面上且处于静止状态，则导线受到的静摩擦力的大小和方向是( )
A. ，水平向左 B. ，水平向右
C. ，水平向左 D. ，水平向右
二 、选择题：本题共 4小题，共20分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选 对但不全的得2分，有选错的得0分。
7. 如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为：，原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得、端和、端的电压分别为和，则( )
A. ：：
B. 减小负载电阻的阻值，电流表的读数变大
C. 将二极管短路，电流表的读数变为原来的倍
D. 负载电阻的阻值越小，、间的电压越大
8. 在时刻，位于点的波源从平衡位置开始沿轴方向做简谐运动，经形成如图所示的一列沿轴正方向传播的简谐横波，此时振动恰好传播至点，则下列说法正确的是( )
A. 波源的起振方向向上 B. 该简谐横波的周期是
C. 该简谐横波的波速为 D. 再经过质点恰好处于波谷位置
9. 霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度、均为常数将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流不变方向如图所示，当物体沿轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在轴方向的上、下表面的电势差也不同．则 ( )
A. 磁感应强度越大，上、下表面的电势差越大
B. 越大，传感器灵敏度越高
C. 若图中霍尔元件是电子导电，则下表面电势高
D. 电流越大，上、下表面的电势差越小
10. 如图所示，图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中处的质点以此时刻为计时起点的振动图像，质点的平衡位置位于。下列说法正确的是
A. 在时间内，质点向右移动了
B. 这列波沿轴正方向传播
C. 时，质点的加速度大于质点的加速度
D. 时，处的质点到达波谷位置
三、实验题：本大题共2小题，共15分
11. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
摆动时偏角满足的条件是偏角小于，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最________填“高”或“低”点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期．图甲中停表示数为一单摆全振动次所用的时间，则单摆振动周期为________．
用最小刻度为的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示．为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆长为________．
若用表示摆长，表示周期，那么重力加速度的表达式为________．
某同学利用单摆测重力加速度，测得的值与真实值相比偏大，可能的原因是________．
A.测摆长时记录的是摆线的长度
B.开始计时时，秒表过早按下
C.摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动，使摆线长度增加了
D.实验中误将次全振动数记为次
下列振动图象真实地描述了对摆长约为的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点为计时起点，、、、均为次全振动的图象，已知，，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是________填字母代号．
12. 某实验小组利用双缝干涉实验装置来测量光的波长，如图甲所示。

在组装实验仪器时单缝和双缝应该相互_______放置选填“垂直”或“平行”。
为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量条亮纹的间距，再求出。下列实验采用了类似方法的有_______。
A.探究两个互成角度的力的合成规律的实验中合力的测量
B.探究弹簧弹力与形变量的关系的实验中弹簧的形变量的测量
C.用单摆测量重力加速度的实验中单摆周期的测量
D.用油膜法估测油酸分子的大小实验中一滴油酸酒精溶液体积的测量
已知测量头主尺的最小刻度值是，游标尺上有分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并记为第条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为。接着再沿同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如图乙所示，则读数为_____。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离，所测光的波长_____ 保留位有效数字。
四、计算题：本大题共3小题，共41分
13. 气动避震是安装在汽车上面的一种空气悬挂减震器，其主要结构包括弹簧减震器、气压控制系统等，其减震性能和舒适性都比原车的好很多。减震器可简化为如图、两个气室均由导热性能良好的材料制成，气室在活塞内，气室通过感应开关相连，气室底部和活塞之间固定一轻弹簧，当气室气压达到时开关打开，当气室气压低于时开关闭合。初始状态如图所示，气室压强为，容积为，气室压强为，，气室容积为，气室高度为。已知大气压强为。则：
把一定量的某种货物缓慢放入汽车，电子开关刚好能打开，则电子开关打开时气室的体积是多大？
若电子开关打开后再次稳定时气室气体体积变为，忽略气室中气体质量的变化，求轻弹簧的劲度系数。
14. 如图所示，倾角、间距的足够长的光滑金属导轨底端接有阻值的电阻，一质量、阻值的金属棒垂直导轨放置。整个导轨处在垂直导轨平面向上磁感应强度的匀强磁场中。从时刻起，棒在方向沿斜面向上、大小为的外力作用下由静止开始运动，位移时速度达到了最大值。不计其他电阻，取，求：
导体棒运动的最大速度；
开始运动到速度最大的过程中，整个电路产生的焦耳热；
15. 如图所示，坐标系中轴左侧存在半径为的半圆形匀强磁场区域，圆心位于坐标原点，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，轴右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。现将质量为、电荷量为的带负电的粒子从半圆边界上的点以某初速度沿轴正向射入磁场，粒子恰能经过原点进入轴右侧磁场区，已知点到轴的距离为，不计粒子重力。求：
该粒子从点射入磁场时的初速度大小；
该粒子从点射入磁场到第二次经过轴时运动的总时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：火灾报警器当有烟雾时，经过漫反射，将光信号转换成电信号，从而发出警报。所以该传感器是用光传感器实现报警的，故ABD错误，C正确；
故选：。
本题考查的知识点是传感器，但是不同的传感器有不同的具体应用，要具体问题具体分析。
常用传感器的工作原理、特性及在实践中的应用要在平时学习中不断积累。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查弹簧振子和振动图像，弹簧振子做简谐运动，对运动过程中位移、速度、加速度、能量的变化情况要熟练掌握。
【解答】
A.由图乙知，在时，振子的位移为负向最大，振子位于点，故A错误；
B.从到时间内，振子的位移越来越大，速度越来越小，则动能逐渐减小，势能逐渐增大，故B错误；
C.在时，振子向正方向运动，在时，振子也在向正方向运动，即这两个时刻，振子的速度方向相同，故C错误；
D.在时，振子正在通过平衡位置向负方向运动，即振子正在向左运动，此时势能最小，动能最大，即速度最大，故D正确。
故选D。

3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查交流电的产生，当线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴转动，得到的是正弦交流电，由此分析解答。
【解答】
A.图甲中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴转动，得到的是正弦交流电；从垂直中性面开始计时，电流最大， A正确
B.图乙中虽然只有一半线圈处于磁场，但线框转动得到的是正弦交流电， B错误
C.图丙为辐向磁场，无论线圈转到何位置，感应电动势大小不变，得到的不是正弦交流电， C错误
D.图丁中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴转动，得到的是正弦交流电；从中性面开始计时，电流为零， D错误。

4.【答案】
【解析】
【分析】本题考查了楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，即“增反减同”。宏观上可表现为“来拒去留”、“增缩减扩”。
【解答】当滑动变阻器的滑片向下滑动时，螺线管中的电流将增大，使穿过线圈的磁通量变大，选项B错误；
由楞次定律可知，线圈中将产生沿逆时针方向俯视的感应电流，并且线圈有缩小和远离螺线管的趋势，线圈对水平桌面的压力将增大，故选项D正确，AC错误。
故选D。

5.【答案】
【解析】
【分析】太阳光在水滴表面发生折射现象，入射角相同，根据折射角以及折射定律分析、两中光的折射率以及两种光的波长大小关系，依据波长越长的，越容易发生衍射现象。
解决该题的关键是能根据图象分析两种色光的折射角的大小关系，知道红光与紫光的折射率以及波长的大小关系，掌握明显的衍射现象的条件。
【解答】
A、、两种光在水滴表面发生折射现象，入射角相同，光的折射角小于光，根据折射定律可知，光的折射率大于光，所以是紫光，是红光，故A错误；
B、由于是紫光，是红光，故光的波长小于光；故B错误；
D、光在介质中的传播速度为，因为，所以，故D错误；
C、光的波长小于光，遇到同样的障碍物，光更容易发生明显的衍射现象，故C正确。
6.【答案】
【解析】
【分析】
根据矢量合成法则，可知、电流在处的磁应强度叠加的大小，再由左手定则与安培力大小表达式，结合受力平衡方程，即可求解。
考查磁感应强度的矢量性，掌握矢量合成法则，注意几何知识的应用，同时掌握受力平衡条件，特别注意静摩擦力的方向。
【解答】
A、电流在处产生的磁感应强度的大小分别为，根据力的平行四边形定则，结合几何的菱形关系，
则有：；
再由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为；
由于导线位于水平面处于静止状态，所以导线受到的静摩擦力大小为，方向水平向右；
故选B。
7.【答案】
【解析】解：、若没有二极管，根据理想变压器的电压与匝数成正比，即有：：：；而因二极管的单向导电性，：：；，故A正确；
B、由题意可知，当减小负载电阻的阻值，因电压不变，结合闭合电路欧姆定律可知，电阻的电流变大，则电流表的读数变大，故B正确；
C、二极管短路后，输出功率加倍，则输入功率加倍 ，因为不变，所以加倍，电流表的示数加倍，故C错误；
D、间的电压由原线圈的输入电压以及原、副线圈的匝数比有关，与负载电阻无关，所以间的电压不会随着负载电阻变化，故D错误；
故选：
假设没有二极管，则可根据理想变压器的原副线圈的功率相等，且电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，即可求解电压关系，电流变化情况，再由二极管的单向导电性，根据副线圈的电压与时间变化规律，从而可求得结果
考查变压器的电压与匝数的关系，掌握闭合电路欧姆定律的应用，理解二极管单向导电性，注意原副线圈的功率相等，是解题的关键
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查波的图像，从图像中可以直接读取波长，根据波在时间内传播的距离可得出波速，利用求周期。
【解答】
A.根据上下坡法则可知，点处于上坡过程，则点的起振方向是向下，而点的起振方向与波源的起振方向相同，A错误；
C.该简谐横波的波速为，C正确；
B.由图像可知该波的波长为，根据，B正确；
D.再经过，则质点恰好振动了，质点处于波峰位置，D错误。
故选BC。

9.【答案】
【解析】
【分析】霍尔元件中移动的是自由电子，自由电子受到洛伦兹力发生偏转，从而可知上下表面电势的高低。上下两表面分别带上正负电荷，从而形成电势差，最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡
【解答】
A.设霍尔元件方向上的长度为，则有
解得
所以磁感应强度越大，上、下表面的电势差越大。故A正确；
B.由选项A可知
所以有
越大，传感器灵敏度越高。故B正确；
C.若图中霍尔元件是电子导电，根据左手定则，电子在下极板聚集，所以下板电势低。C错误；
D.由选项A可知，电流越大，电荷移动得越快，上、下表面的电势差越大。故D错误。
故选AB。

10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了横波的图像，波长、频率和波速的关系；本题属于波的图象的识图和对质点振动的判断问题，注意质点是在平衡位置附近上下振动，加速度和速度周期性变化；利用公式计算波速，计算出传播距离。
由波动图象读出波长，由振动图像读出周期，由波速公式求出波速；由波的平移法可以判断波的传播方向，质点的位置。
【解答】
A.据波的传播特点可知，质点并不随波迁移，而是在平衡位置附近做简谐运动，故A错误；
B.由乙图读出，时刻质点的速度向上，则由波形的平移法可知，这列波沿轴正方向传播，故B正确；
C.当时，质点处于最大位移处，据简谐运动的特点可知，此时加速度最大，而质点此时不在最大位移处，所以质点的加速度大于质点的加速度，故C正确；
D.波速，经过波沿轴正向传播，则此时质点到达波峰位置，故D错误。
11.【答案】低；；；；；
【解析】
【分析】
本题考查了实验注意事项、秒表与刻度尺读数、实验数据处理等问题，要掌握常用器材的使用及读数方法，掌握单摆周期公式是解题的关键，掌握基础知识即可解题。
为减小实验误差，测量单摆周期时应从摆球经过最低点开始计时；秒表分针与秒针示数之和是秒表示数，单摆完成一次全振动需要的时间是一个周期；
由刻度尺读出摆长，估计到，注意摆长为悬点到球心间的距离；
根据单摆周期公式求出重力加速度的表达式；
根据解答；
当摆角小于等于时，我们认为小球做单摆运动，求出振幅的近似值，计时应该从平衡位置开始。
【解答】
为了减小测量周期的误差，应从摆球应是经过最低点的位置时开始计时；
由秒表读出时间为：，则单摆的周期为：；
悬点到摆球球心的距离是单摆摆长，由图示刻度尺可知，单摆摆长为：；
由单摆周期公式有：可知，重力加速度为：；
、测摆长时记录的是摆线的长度，所测摆长偏小，由可知，所测重力加速度偏小，故A错误；
B、开始计时时，秒表过早按下，所测周期偏大，由可知，所测重力加速度偏小，故B错误；
C、根据，摆线上端未牢固地固定于悬点，振动中出现松动，使摆线增加了，可知摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故C错误；
D、实验中误将次全振动计为次，所测周期偏小，由可知，所测重力加速度偏大，故D正确。
当摆角小于等于时，我们认为小球做单摆运动，所以振幅约为，当小球摆到最低点开始计时，误差较小，测量周期时要让小球做次次全振动，求平均值，故A正确，BCD错误。
12.【答案】 平行
【解析】只有保证单缝和双缝互相平行，这样才能在屏上出现明暗相间的条纹。
为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量条亮纹的间距，再求出，实验采用的方法属于放大测量取平均值。
A.探究两个互成角度的力的合成规律的实验中合力的测量，属于等效替代法，故A错误；
B.探究弹簧弹力与形变量的关系的实验中弹簧的形变量的测量，属于测多次取平均值，故B错误；
C.用单摆测重力加速度的实验中单摆的周期的测量，属于放大测量取平均值，故C正确；
D.用油膜法估测油酸分子的大小的实验中一滴油酸酒精溶液体积的测量，属于放大测量取平均值，故D正确。
故选CD。
游标卡尺的的游标尺为分度，精度为 ，固定刻度读数为 ，游标尺上第条刻度线对齐，故读数为
所以最终读数为
由于第条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为 ；第条亮纹中心对齐，测量头的读数 ，则有
根据
可得
代入数据得
13.【答案】解：
空气做等温变化有

解得

气体做等温变化

则

横截面积

体积为，可知高为，则有

解得


【解析】本题考查气体实验定律的应用中气缸类问题，难度不大。
气体等温变化，根据玻意耳定律进行求解；
对电子开关打开后再次稳定时，根据气体实验定律结合平衡条件进行求解。
14.【答案】解：棒达到最大速度之后匀速运动，
对棒匀速运动阶段受力分析可知
且，，
解得
对金属棒，由动能定理得：
解得
【解析】导体棒匀速运动时速度最大，掌握电磁感应中安培力的求解方法，结合平衡条件求解；
根据动能定理求焦耳热。
本题主要考查法拉第电磁感应定律的应用，分析导体棒受到安培力的变化，进而得出合力的变化，得出运动状态是解题的关键。
15.【答案】解：粒子从点射入，在半圆形磁场中运动轨迹如图所示：
由几何关系可知：粒子在该磁场中运动半径，
洛伦兹力提供匀速圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：，解得；
由几何关系知：粒子在半圆磁场中运动的圆心角为，
所以粒子在半圆磁场中运动时间为，而周期为，解得，
粒子进入轴右侧磁场，运动轨迹如图，半径为，洛伦兹力提供匀速圆周运动的向心力，
由牛顿第二定律得：，周期为，
由几何关系可得粒子在轴右侧磁场运动的圆心角为，粒子在轴右侧磁场运动的时间为，
粒子从点射入磁场到第二次经过轴时运动的总时间。
【解析】由几何关系可知粒子在半圆形匀强磁场中运动半径，洛伦兹力提供匀速圆周运动的向心力，列式求解该粒子从点射入磁场时的初速度大小。