2023-2024學年福建省泉州市四校聯考高二（下）期末物理試卷

一、單選題：本大題共4小題，共16分。

1.如圖所示，圖甲是一列簡譜橫波在t=0時刻的圖像，P點是此時處在平衡位置的一個質點，圖乙是質點

圖甲圖乙

A.波的周期為0.8s

B.波沿x軸正方向傳播

C.從t=0時刻開始經過3s的時間，質點P運動的路程為4nl

D.從t=0時刻開始經過3.3s的時間，質點P的加速度為零

2.2024年春天，中國航天科技集團研制的50kW級雙環嵌套式霍爾推力器，成功實現點火并穩定運行，標

志著我國已躋身全球嵌套式霍爾電推進技術領先行列。嵌套式霍爾推力器不用傳統的化學推進劑，而是使

用等離子體推進劑，它的一個顯著優點是“比沖”高。比沖是航天學家為了衡量火箭引擎燃料利用效率引

入的一個物理量，英文縮寫為Ap，是單位質量的推進劑產生的沖量，比沖這個物理量的單位應該是

A.m/sB.kg-m/s2C.m/s2D.N-s

3.在勻強磁場中有一電阻忽略不計的矩形線圈，繞垂直于磁場的軸勻速轉動，產生的正弦交流電的感應電

動勢e隨時間t的變化如圖甲所示，把該交流電輸入到圖乙中理想變壓器的4、B兩端。已知R,為熱敏電阻（

其電阻隨溫度升高而減小），R為定值電阻，圖中各電表均為理想電表。下列說法正確的是（）

第1頁，共15頁

A.變壓器力、B兩端電壓的瞬時值表達式為a=100s譏507rt（匕）

B.圖甲中t=2X10-2s時，穿過線圈的磁通量最大

C.七處溫度升高后，電壓表匕與匕示數的比值不變

D.&處溫度升高后，變壓器的輸入功率減小

4.如圖所示，在絕緣的水平面上，有閉合的兩個線圈a、b,線圈a處在勻強磁場中，現將線圈a從磁場中勻

速拉出，線圈a、6中產生的感應電流方向分別是（）

XX!

I

A.順時針，順時針B.順時針，逆時針C.逆時針，順時針D.逆時針，逆時針

二、多選題：本大題共4小題，共24分。

5.磁流體發電機的原理如圖所示，MN和PQ是兩平行金屬極板，勻強磁場垂直于紙面向里。等離子體（即高

溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子）從左側以某一速度平行于極板噴入磁場，極板間便產生電

壓。下列說法正確的是（）

M.N

*XXXXX

XXXXX

A

AXXXXX

p■Q

A.極板MN是發電機的正極

B.僅增大兩極板間的距離，極板間的電壓減小

C.僅增大等離子體的噴入速率，極板間的電壓增大

D.僅增大噴入等離子體的正、負帶電粒子數密度，極板間的電壓增大

6.應用物理原理制成的儀器設備可用于我們生活中的很多方面。圖甲是夜晚用紅外觸發相機拍攝到的野外

東北豹的照片，圖乙是雷達天線，圖丙為生產線上使用的自動計數器，圖丁為霍爾元件，下列說法中正確

第2頁，共15頁

的是（）

A.紅外觸發相機是利用紅外線的熱效應進行成像

B.雷達可用于測定物體位置，是利用長波波長較長、衍射現象明顯的特點

C.自動計數器中的光敏電阻可以將光學量轉化為磁學量

D.霍爾元件可以把磁學量轉化為電學量

7.如圖所示，磁場方向水平向右，磁感應強度大小為8,甲粒子速度方向與磁場垂直，乙粒子速度方向與

磁場方向平行，丙粒子速度方向與磁場方向間的夾角為。。所有粒子的質量均為小，電荷量均為+q,且粒

子的初速度方向在紙面內，不計粒子重力和粒子間的相互作用，則下列說法正確的是

_____________丙鏟^B

二“乙??二

——----------------------------------------------------------

甲

A.甲粒子受力大小為qvB,方向水平向右

B,乙粒子的運動軌跡是直線

C.丙粒子在紙面內做勻速圓周運動，其動能不變

D.從圖中所示狀態，經過答時間后，丙粒子位置改變之曙電

8.質量為加1=90g的物塊從距離地面高度為h=19m處自由下落，在下落到距離地面高度為"=14小時，

質量為根2=10。的子彈以為=10m/s的水平速度瞬間擊中物塊并留在其中。重力加速度取g=10m/s2,

忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）

A.子彈擊中物塊后瞬間，物塊水平方向的速度大小變為lm/s/

B.子彈擊中物塊后瞬間，物塊豎直方向的速度大小變為lOm/s

C.物塊下落的總時間為2s

I

D.物塊下落的總時間為挈s........1............

5\\\\\\\\\\\\\\\

三、填空題：本大題共3小題，共14分。

9.如圖所示，一個用透明材料制成的截面為直角三角形的三棱鏡ABC,現在有一束單色光從空氣中以。=

45。的入射角自直角邊4B射入，折射時的偏轉角為15。，然后光線射到4C面而剛好發生了全反射，則這種

第3頁，共15頁

透明材料的折射率為，全反射的臨界角為—，乙4=

10.一定質量的理想氣體，由初始狀態4開始，按圖中箭頭所示的方向進行了一系列狀態變化，最后又回到

初始狀態4即a-BfCra（其中BC與縱軸平行，C4與橫軸平行），這一過程稱為一個循環，貝I：

（1）由氣體的溫度（填“升高”“、降低”或“不變”）

⑵由B-C,氣體分子的平均動能（填“增大”、“減小”或“不變”）

（3）由C-4氣體的內能（填“增大”、“減小”或“不變”）

11.某同學在“利用單擺測定重力加速度”的實驗中，測出多組單擺的擺長L和周

期T。如圖為根據實驗數據作出的7―圖像，由圖像可得重力加速度g為m/

s2（精確到小數點后兩位），圖像不過原點可能是由于擺長測量______造成的（選填

“偏大”“偏小”）。

四、實驗題：本大題共2小題，共16分。

12.某同學從家里舊電器上拆得一環形變壓器（如圖），但變壓器的銘牌已經污損無法看清參數。該同學利用

高中所學知識來探究該變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數之間的關系，操作步驟如下：

（1）確定繞組：結合銘牌殘存數據可知圖中1、2為輸入端，3、4和5、6為兩次級繞組輸出端，用多用電表

（填“電壓”“電流”或“歐姆”）擋測量發現都導通。

第4頁，共15頁

(2)測量變壓器的初級(原)與兩次級(副)線圈匝數分別為的、物和西：先在該變壓器閉合鐵芯上緊密纏繞

兀=100匝漆包細銅線，并將理想交流電壓表接在細銅線兩端；然后在初級線圈(1、2端)上輸入有效值為

220U的交流電，若理想交流電壓表的示數為55.0U,則初級線圈的匝數膽=_________匝；把理想交流電

壓表接在3、4接線柱上，建2=240匝，則交流電壓表的示數g=心

(3)該同學通過裸露部分觀察，發現該變壓器使用了兩種規格的銅線繞制，結合前面數據可以推想其中較

粗的銅線屬于(填“原線圈”或“副線圈”)o

13.如圖甲所示是驗證動量守恒定律的實驗裝置，氣墊導軌上安裝了1、2兩個光電門，兩滑塊上均固定一

相同的豎直遮光條。

光電門1光電門2

\滑塊A

氣墊?軌山口@滑羋嗚光條

35

一

-III』

拜三

30

一

］連氣源」

三

一25

調節旋鈕P調節旋鈕Q三

甲圖乙圖

(1)用螺旋測微器測量遮光條寬度d,如圖乙所示，可知遮光條的寬度d=mm,并將兩寬度均為d

的遮光條安裝到兩滑塊上。

(2)測出滑塊4和遮光條的總質量為小小滑塊B和遮光條的總質量為MB，遮光條的寬度用d表示。將滑塊4

靜置于兩光電門之間，將滑塊B靜置于光電門2右側，推動B,使其獲得水平向左的速度，經過光電門2并

與4發生碰撞且被彈回，再次經過光電門2,光電門2先后記錄的擋光時間為戊1、At2,光電門1記錄的擋光

時間為戊3,則實驗中兩滑塊的質量應滿足爪4g(選填“>”、“<”或"=")o若兩滑塊碰撞

過程動量守恒，則必須滿足的關系式為o

(3)若滑塊4、B之間的碰撞為彈性碰撞，則下列關系式成立一定成立的是=

AA___L—

JtiAt2—Jt3

一4七1=4t3

C.J_+J_=J_

4七14七24七3

D.At^+412=/⑥

五、簡答題：本大題共1小題，共12分。

第5頁，共15頁

14.如圖，平行金屬導軌MM'、NM和平行金屬導軌PQR、P'QR固定在水平臺面上，平行金屬導軌間距均

為L=lm,M'M與PP'高度差為d=0.66。導軌MM、NM左端接有R=3.0。的電阻，導軌平直部分存在

寬度為d、磁感應強度%=27方向豎直向上的勻強磁場；導軌PQR與P'Q'R',其中PQ與PQ，是圓心角為6

0°、半徑為r=0.9zn的圓弧形導軌，QR與QR是水平長直導軌。QQ'右側存在磁感應強度&=47方向豎直

向上的勻強磁場，導體棒a質量磯=0.2kg,接在電路中的電阻％=2.0。；導體棒6質量=0.3kg,接在

電路中的電阻&=6.0。。導體棒a從距離導軌MM'、MV平直部分八=1.25根處靜止釋放，恰能無碰撞地從

PP'滑入右側平行導軌，且始終沒有與棒b相碰。重力加速度g=10m/s2,不計導軌電阻、一切摩擦及空

氣阻力。求：

(1)導體棒aWU進入磁場防時的速度大小以及此時電阻R的電流大小和方向；

(2)導體棒b的最大加速度；

(3)d的大小；

(4)導體棒a、b在平行金屬導軌PQR、PQR'中產生的總焦耳熱(導軌足夠長)。

六、計算題：本大題共2小題，共18分。

15.如圖所示，水平金屬U型框的寬度為1=1.0小，固定在水平面上，左端接一電動勢為E=6入內阻

r=10的電源，框上放有質量為m=0.2kg的金屬桿a6,金屬桿接入電路的有效電阻為R=512?框所在區

域加一磁感應強度為B=17的勻強磁場，磁場方向與水平面成8=37。斜向上，金屬桿處于靜止狀態，其

余電阻不計，取重力加速度g=106/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8o求：

(1)金屬桿ab受到的安培力大小；

(2)金屬桿ab受到的摩擦力大小和方向；

(3)金屬桿ab對水平框的壓力大小。

第6頁，共15頁

16.如圖所示，有一對平行金屬板，兩板相距d,電壓為U,兩板之間勻強磁場的磁感應強度大小為無,方

向與金屬板面平行并垂直于紙面向里。平行金屬板右側圓形區域內也存在勻強磁場，圓心為。，半徑為R,

磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面向里。一正離子沿平行于金屬板面，從4點垂直于磁場的方向射入平

行金屬板間，沿直線射出平行金屬板之間的區域，并沿直徑CD方向射入圓形磁場區域，最后從圓形區域邊

界上的F點射出。已知。F與。。夾角。=60°,不計離子重力。求：

(1)離子速度及的大小；

(2)離子的比荷3；

(3)離子在圓形磁場區域中運動時間良

/XX/X\

//\

XxxX/XX池XX\

-----鳥D-----

C\xxXX/D

XXXX

'、xxxB/

一一/

第7頁，共15頁

答案解析

1..D

【解析】/、由振動圖像可知，波的周期為7=0.6s,/錯誤；

B、因在t=0時刻質點P沿y軸負向振動，可知波沿X軸負方向傳播，3錯誤；

C、從t=0時刻開始經過3s的時間，因為3s=57,可知質點P運動的路程為202=200cm=2m,選項C

錯誤；

D、從t=0時刻開始經過3.3s的時間，即經過忌T,質點P回到平衡位置，則其加速度為零，選項。正確。

2..2

【解析】沖量公式/=Ft,IN-s=1kg-m/s2-s=1kg,ni/s,根據定義，比沖Ap是單位質量的推進

劑產生的沖量，即/sp=￡，因此/sp的單位是潸=a/s,N正確。

3..B

O-T7-

【解析】4根據圖甲可知Em=l(W,T=0.02s,貝必=爺=lOOaad/s

故變壓器原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為&=lOOsin1007rt(V)

故/錯誤；

在圖甲的t=2x時刻，e=0,此時矩形線圈平面與磁場方向垂直，磁通量最大，故8正確；

C.理想變壓器匝數不變，輸入電壓不變，則電壓表力示數不變，副線圈兩端的電壓力不變。&處溫度升高

時，&阻值減小，則根據閉合電路歐姆定律可知副線圈回路中的電流/2增大。電壓表展測量七的電壓，根

據串并聯電路規律及歐姆定律有4=U2—I2R

則電壓表乙示數減小，故電壓表匕示數與乙示數的比值變大，故C錯誤；

。.理想變壓器匝數不變，輸入電壓不變，副線圈兩端的電壓/不變。&處溫度升高時，&阻值變小，則變

壓器的輸出功率為P=/魯輸出功率變大。理想變壓器輸入功率等于輸出功率，故變壓器的輸入功率增

K-TKt

大，故。錯誤。

4..A

【解析】將a勻速拉出，穿過a的磁通量向里減小，根據楞次定律可知a中產生順時針方向的感應電流，a產

生感應電流瞬間在b中產生向外的的磁場，根據楞次定律知b中產生順時針方向的感應電流，故選/。

5..AC

第8頁，共15頁

【解析】4帶正電的離子受到的洛倫茲力向上偏轉，極板MN帶正電為發電機正極，”正確;

BCD離子受到的洛倫茲力和電場力相互平衡時，此時令極板間距為d,則作B=q*可得U=Bd也因此

增大間距U變大，增大速率U變大，U大小和粒子密度無關，BD錯誤,C正確。

故選NC。

6..AD

【解析】4紅外線能使被照射的物體發熱，具有熱效應，紅外觸發相機就是利用紅外線的熱效應，故/正

確；

8.雷達是利用測微波來測定物體位置的無線電設備，是利用微波波長較短、衍射現象不明顯的特點，故8

錯誤；

C光敏電阻隨著光照強弱不同，電阻不同，可以通過遮光情況對流水線上的產品計數，將光照強弱這個光

學量轉化為電阻這個電學量，不是磁學量，故C錯誤；

D霍爾元件可以把磁學量轉化為電學量，故。正確。

1..BD

【解析】/、根據左手定則可知甲粒子受到的洛倫茲力方向垂直于紙面向里，“錯誤；

8、乙粒子速度方向與磁感應強度方向平行，不受洛倫茲力作用，所以運動軌跡是直線，8正確；

C、將丙粒子的速度。在沿磁感應強度方向和垂直于磁感應強度方向分解為巧和以，其中外對應的分運動為

水平向右的勻速直線運動，方對應的分運動為垂直于紙面的勻速圓周運動，所以丙粒子的合運動為螺旋線

運動，由于洛倫茲力不做功，所以其動能不變，C錯誤；

D、對丙粒子在垂直于紙面的勻速圓周運動，有qvzB=喏，解得r=詈，所以周期為「=篝=瑞，

丙粒子在沿磁感應強度方向做勻速直線運動的速度為也=vcosd,經過一個周期的時間丙粒子位置改變了

8..AC

【解析】4子彈擊中物塊后瞬間，水平方向動量守恒，則

m2Vo=(m1+m2)vx

解得物塊水平方向的速度大小變為

vx=lm/s

選項4正確；

A子彈擊中木塊之前物塊的豎直速度

VyQ=J2g=10m/s

第9頁，共15頁

子彈擊中物塊后瞬間，由豎直方向動量守恒可知

m1vy0=Oi+m2）vy

解得物塊豎直方向的速度大小變為

vy=9m/s

選項8錯誤；

CD子彈擊中木塊之前物塊下落的時間

t1=?（九一九'）=一

（9

被子彈擊中后物塊下落"=14小時，根據

1

H=vyt2+-gtl

解得

t2=1s

（另一值舍掉），則總時間為

t=ti+以=2s

選項C正確，D錯誤。

故選4C。

9..V245015°

【解析】［1］光線以8=45。的入射角自直角邊4B射入，折射時的偏轉角為15。，所以折射角為r=30°

由折射定律可得n=翟=黯=避

［2］由剛好發生全反射得sinC=《=+

則有C=45°

［3］而光線射到2C面時剛好發生了全反射，則光線發生全反射時，入射角為45。，所以入射光線與直線4C

的夾角也為45。，由于進入玻璃里的折射光線與直線2B的夾角為60°,由三角形知識可得乙4=60°-45。

=15°

10..升高減小減小

【解析】由AfB,壓強增大，體積增大，根據理想氣體方程牛=C可知，溫度一定升高；

第10頁，共15頁

(2)[2]由B-C,壓強減小，體積不變，根據理想氣體方程華=。可知，溫度一定降低，氣體分子的平均動

能減小；

(3)[3]由C-M,壓強不變，體積減小，根據理想氣體方程空=C可知，溫度一定降低，內能減小。

11..9.86偏小

【解析】解：(1)根據單擺周期公式可得門=吟?擊(因為圖中的L單位是on,所以進行換算)，結合圖像

可知：k=手=4,解得g-9.86m/s2.

(2)由圖可知，擺長為0時，單擺存在周期，說明擺長測量結果偏小。

故答案為：9.86；偏小。

根據單擺的周期公式可得伊=警，通過圖線的斜率求出重力加速度的大小.通過圖像分析出擺長為零時有

周期，說明測量結果偏小。

本題關鍵明確實驗原理，根據單擺的周期公式變形，得到72=嚕關系式，得到圖象斜率的物理意義，再

<y

分析實驗產生的誤差.

12..

(1)歐姆

(2)400132

⑶副線圈

【解析】(1)多用表歐姆擋有內置電源，因此用歐姆擋測量是否導通。

(2)根據理想變壓器變壓規律得

ni=￡i

n~U

n2_U2

n1~

解得

zii=400,U2=1327

(3)由實驗數據可知變壓器為降壓變壓器，次級線圈(副線圈)電流大一些，所以需要較粗銅線繞制。

--租8mA僧8

13..6.790>苑=苑一苑4

【解析】解：(1)螺旋測微器的精確度為0.01小小，則讀數為

d=6mm+0.5mm+29.0x0.01mm=6.790mm；

第11頁，共15頁

(2)8與a碰后被彈回，根據碰撞規律可知，B的質量小于a的質量；B第一次通過光電門2的速度為

B第二次通過光電門2的速度為

d

v=--

B戊2

A第一次通過光電門2的速度為

以向左為正方向，根據動量守恒定律有

mBv0=mAvA-mBvB

聯立可得

ddd

-----m——

mBR——=mA-R

AtrAt3a2

整理可得

mBmAmB

』七14七34七2，

(3)滑塊4B之間的碰撞為彈性碰撞，則4和B組成的系統機械能守恒，則有

111

2mBvo=2犯4%+2mBvB

聯立(2)可得

親-/=親，故/正確，3cD錯誤。

Z1L1Z1L2Z1C3

故選：Ao

故答案為：⑴6.790；(2)>；乳=器-翳或者如看=犯45-啊?嘉⑶兒

(1)根據螺旋測微器的讀數規則讀數；

(2)根據碰撞規律判斷4與B的質量大小關系；根據運動學公式求解力和B通過光電門的速度，再根據動量守

恒定律列式，整理可得兩滑塊碰撞過程動量守恒必須滿足的關系式；

(3)根據機械能守恒定律列式，聯立(2)動量守恒滿足的表達式，聯立可得滿足的關系式。

本題考查驗證動量守恒定律，要求學生熟練掌握實驗原理、實驗器材、數據處理和誤差分析。

14..解：(l)a棒滑下時，根據動能定理可知：m^h

解得導體棒a剛進入磁場當時的速度大小為：也=5m/s

由題可知，動生電動勢為：E=BM%

第12頁，共15頁

根據歐姆定律有：KKi

代入數據解得：八=22

由右手定則可判斷，此時電阻R的電流的方向為由N到M。

(2)由題可知，導體棒a到達PP'時速度方向與水平方向的夾角為60。，則有：E=加2

那么：也=焉

解得："2=4mls

導體棒a剛進入磁場%時，導體棒b的加速度最大，根據動能定理有：znigr(l-cos60。)=呆1謎一/i詔

電流為：/2=普新

十/<2

根據牛頓第二定律：BzbL=7712。

2

聯立解得：V3=5m/s,a=^-m/s

(3)導體棒。從可加，到PP的過程中，migh]="詔一/14

解得：v4=2m/s

由題可知在導軌MM'、NN'平直部分從左到右，以向右方向為正，根據動量定理：-&〃戊=4p