2021-2022年黑龙江省双鸭山市第一中学高二（上）期末物理试题含解析

双鸭山市第一中学2021-2022学年度上学期高(二)物理学科期末考试试题

  高二期末考试（物理）

（考试时间：90分钟     满分：110分）

一．选择题（每题4分，共12题，满分48分，其中1-8题为单选题，9-12题为多选题，选对但不全得2分，选错或空选不得分)

1. 下列关于机械波的说法中，正确的是（　　）

A. 某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大

B. 产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化

C. 在四分之一周期内，介质的质点所通过的路程一定等于一个振幅

D. 发生干涉现象时，介质中振动加强点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零

【答案】D

【解析】

【详解】A．某一频率的声波，从空气进入水中时，频率不变，波速变大，则波长增大，选项A错误；

B．产生多普勒效应的原因是当波源与观察者的位置发生变化时，观察者接收到的波的频率发生了变化，选项B错误；

C．只有当质点从平衡位置，或者从波峰波谷位置开始振动时，在四分之一周期内，介质的质点所通过的路程才等于一个振幅，选项C错误；

D．发生干涉现象时，介质中振动加强点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零，选项D正确。

故选D。

2. 航拍遥控直升机是大型活动中必需的摄影器材。如图所示为某品牌的航拍遥控直升机，已知该直升机正常工作时的电压和电流分别为15V、3 A，充电时的工作电压和工作电流分别为20 V、0.6 A，充电时间约为4 h，电池的容量为1500 mA ·h。则下列说法正确的是（　　）

A. 参数1500mA·h指的是充电电池所存储的能量

B. 航拍遥控直升机正常工作时，其电动机的总电阻是

C. 航拍遥控直升机正常工作的最长时间为2.5 h

D. 充电过程是将电能转化为化学能

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．参数1500mA·h，其单位为电荷量的单位，所以电池容量是指电池存储的电荷量，A错误；

B．欧姆定律适用于纯电阻电路，对于含有电动机的电路不适用，遥控直升机是非纯电阻电路，即用欧姆定律计算出

是错误，B错误；

C．航拍遥控直升机充满电后正常工作的最长时间

C错误；

D．充电过程是将电能转化为化学能存储在电池中，D正确。

故选D。

3. 如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下级板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，EP表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　）

A. θ增大，E不变

B. θ增大，EP不变

C. θ减小，E增大

D. θ减小，EP不变

【答案】D

【解析】

【详解】若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，则根据

可知，C变大，Q一定，则根据

Q=CU

可知，U减小，则静电计指针偏角θ减小；根据

Q=CU

联立可得

可知Q一定时，E不变；根据

U1=Ed1

可知P点离下极板的距离不变，E不变，则P点与下极板的电势差不变，P点的电势不变，则EP不变；故选项ABC错误，D正确．

故选D。

4. 下列图片实例中，没有应用磁场的是（    ）

A. 图甲中超市里刷卡消费

B. 图乙中手机里面的指南针功能

C. 图丙中笔记本电脑指纹加密

D. 图丁中围棋赛评析时竖直的棋盘

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】笔记本电脑的指纹加密没有用到磁场，其余三种情况都用到了磁场。

故选C。

5. 人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是(　　)

A. 2.3×10－18 W B. 7.0×10－10 W

C. 3.8×10－19 W D. 1.2×10－18 W

【答案】A

【解析】

【详解】绿光光子能量

每秒钟最少有6个绿光光子射入瞳孔才能被入察觉，所以

故选A。

6. 如图所示，将一质量为2m、半径为R的光滑半圆形槽置于光滑水平面上，现让一质量为m的小球从A点正上方h处静止释放，经最低点后能从右端最高点冲出，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

A. 小球与槽组成的系统动量守恒

B. 小球离开槽后做斜上抛运动

C. 小球从右端上升的高度等于h

D. 槽向左运动最大距离为R

【答案】C

【解析】

【详解】A．系统水平方向不受力，所以小球与槽组成的系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，即小球与槽组成的系统动量不守恒，故A错误；

B．系统水平方向动量守恒，所以当小球离开槽时只具有竖直方向速度，做竖直上抛运动。故B错误；

C．小球离开槽时，小球具有竖直向上的速度，此时槽的速度为零，则由能量守恒定律可知，依题意，小球上升高度等于h。故C正确；

D．设槽向左的最大距离为x，系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，有

解得

故D错误。

故选C。

7. 如图所示，有一带电粒子（不计重力）贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子恰沿①轨迹从B板边缘飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板正中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】粒子做平抛运动

解得

解得

故选B。

8. 质量相等的A、B两球在光滑水平面上，沿同一直线、同一方向运动，A球的动量pA=9kg•m/s，B球的动量pB=3kg•m/s，当A追上B时发生碰撞，则碰后A、B两球的动量可能值是（　　）

A. pA′=6kg•m/s，pB′=6kg•m/s B. pA′=4kg•m/s，pB′=6kg•m/s

C. pA′=﹣6kg•m/s，pB′=18kg•m/s D. pA′=2kg•m/s，pB′=10kg•m/s

【答案】A

【解析】

【详解】设两球质量均为m，碰前总动量

p=pA+pB=9kg•m/s+3kg•m/s=12kg•m/s

根据动能与动量的关系可知：碰前总动能

A．若pA′=6kg•m/s，pB′=6kg•m/s，碰后总动量

p'=pA+pB=6kg•m/s+6kg•m/s=12kg•m/s

碰后总动能

可能会发生，故A正确；

B．若pA′=4kg•m/s，pB′=6kg•m/s，碰后总动量

p'=pA+pB=4kg•m/s+6kg•m/s=10kg•m/s

不符合动量守恒，故B错误；

C．若pA′=﹣6kg•m/s，pB′=18kg•m/s，碰后总动量

p'=pA+pB=﹣6kg•m/s+18kg•m/s=12kg•m/s

碰后总动能

不可能会发生，故C错误；

D．若pA′=2kg•m/s，pB′=10kg•m/s，碰后总动量

p'=pA+pB=2kg•m/s+10kg•m/s=12kg•m/s

碰后总动能

不可能会发生，故D错误。

故选A。

9. 如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 振动图象的频率是0.5Hz

B. 2s末速度为负方向，加速度为零

C. 3s末，质点速度为零，加速度为正向最大值

D. 5s末速度为零，位移为反向最大值

【答案】BC

【解析】

【详解】A．振动图象的周期为4s，则频率是0.25Hz，选项A错误；

B．图像的切线的斜率等于速度，可知2s末速度为负方向，加速度为零，选项B正确；

C．3s末，质点速度为零，位移为负向最大，则加速度为正向最大值，选项C正确；

D．5s末速度为零，位移为正向最大值，选项D错误。

故选BC。

10. 如图所示，电流表G的内阻不可忽略不计，R1、R2是两个可变电阻，当a、b间的电压为4V时，电流表的指针刚好满偏(指针指在刻度盘的最大值处)，当a、b间的电压为3 V时，如果仍要使电流表G的指针满偏，下列方法中可行的是(     )

A. .保持R2不变，增大 R1 B. 增大R1，减小R2

C .保持R2不变，减小R1 D. 增大R2，减小R1

【答案】AB

【解析】

【详解】A．ab间总电压降低了，要使通过G的电流不变，应保持G两端电压保持不变，保持R2不变，增大R1时，R2的电压变小，R1电压可能保持不变，即G的电压不变，通过G的电流保持不变，A正确；

B．增大R1，同时减小R2时，R2的电压降低，R1电压可能保持不变，即G的电压不变，通过G的电流不变，B正确；

C．保持R2不变，减小R1时，R1两端的电压减小，G的两端的电压减小了，通过G的电流减小了，C错误；

D．增大R2，减小R1时，R1两端的电压减小了，G两端的电压变小了，通过G的电流减小了，D错误；

故选AB。

11. 如图所示，图甲为等量同种正电荷，A、B为其连线中垂线上对称的两点，图乙为两根电流方向相反的长直通电导线横截面，C、D为其连线中垂线上对称的两点，以下说法正确的是（　　）

A. A、B两点电场强度相同

B. 一带负电粒子沿中垂线从A运动到B，其电势能先减小后增大

C C、D两点磁感应强度相同

D. CD连线上各点的磁感应强度方向各不一样

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据等量同种电荷的电场分布可知，A、B两点电场强度大小相等，方向相反，则场强不相同，选项A错误；

B．一带负电粒子沿中垂线从A运动到B，电场力先做正功后做负功，则其电势能先减小后增大，选项B正确；

CD．因两根通电导线的电流方向相反，根据安培定则，结合磁场叠加知识可知，C、D两点磁感应强度相同，CD连线上各点的磁感应强度方向一样，选项C正确，D错误。

故选BC。

12. 如图所示，一物体分别沿三个倾角不同的光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端C、D、E处，三个过程中重力的冲量依次为I1、I2、I3，动量变化量的大小依次为△p1、△p2、△p3，则有（　　）

A. 三个过程中，合力的冲量大小相等

B. 三个过程中，合力做的功相等，动能的变化量相等

C. I1＜I2＜I3，△p1＝△p2＝△p3

D. I1＜I2＜I3，△p1＜△p2＜△p3

【答案】ABC

【解析】

【详解】AB．三个过程中，由于斜面光滑，故运动过程中机械能守恒，由

可知，三个过程中到达斜面底端时速度大小都相等，但速度方向不同，由动量定理可知，三个过程中合外力的冲量大小相等，只是方向不同；由于动能是标量，故这三个过程中动能的变化量是相等的，由动能定理可得，这三个过程中，合外力做功相等，故AB正确；

CD．设斜面的高度为H，斜面的倾角为α，则物体在斜面下滑的时间

由上式可知，α越大，时间t越短，故有

t1<t2<t3

三个过程中重力的冲量

I=mgt

故有

I1＜I2＜I3

由上面AB选项的分析，可知

△p1＝△p2＝△p3

故C正确，D错误。

故选ABC。

二、实验题（每空2分；满分16分）

13. 甲、乙两位同学在做实验的过程中发现一个未标明阻值的电阻，两人想要将该电阻的阻值测量出来。甲同学采用指针式多用电表粗略测量阻值大小，具体操作过程如下：

（1）首先将红、黑表笔分别插入插孔中，如上图所示，其中为___________表笔（填“红”、“黑”），并将选择开关置于“”挡位置，然后将红、黑表笔短接进行欧姆调零。此后测量阻值时发现指针偏转角度过大，为减小实验误差，甲同学应将选择开关置于“__________”挡位置，并重新进行欧姆调零：（填“”、“”）。

甲同学通过测量，得到该电阻的阻值约为，而乙同学认为用多用电表测量小电阻误差太大，决定采用伏安法进行测量，实验过程中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在电阻两端的电压从零开始增大，提供的器材如下：

A．电流表（量程，内阻约）

B．电流表（量程，内阻约）

C．电压表（量程，内阻约）

D．电压表（量程，内阻约）

E. 滑动变阻器（最大阻值为，最大电流为）

F. 滑动变阻器（最大阻值为，最大电流为）

G. 电源（电动势，内阻忽略）

H. 开关、导线若干

（2）为了减小误差，电流表应选用____________﹔电压表应选用____________﹔滑动变阻器应选用_____________。（只需填写器材前面的字母即可）

【答案】    ①. 黑    ②.     ③. A    ④. C    ⑤. E

【解析】

【详解】(1)[1]电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，所以A为黑表笔，B为红表笔；

[2]测量阻值时发现指针偏转角度过大，说明所选量程相对于待测电阻的阻值而言偏大，因此应降低量程，将选择开关置于“”挡位置；

(2)[3] 通过待测电阻的最大电流约为

所以电流表应选择A；

[4]根据所给电源可知待测电阻两端电压最大值为3V，所以电压表应选择C；

[5]根据实验要求可知滑动变阻器应采用分压式接法，为了便于控制分压，应选择最大阻值较小的E；

14. 据某科普杂志介绍，在含有某些金属矿物的矿区，重力加速度稍有偏大，三位同学通过“用单摆测定重力加速度”的实验进行了探究。

（1）用刻度尺测得摆线的长度为99.00cm，用游标卡尺测得摆球的直径为2.02cm。

（2）用秒表测量单摆的周期，当单摆摆动稳定后，从最低点开始计时并记数为n=1单摆每经过最低点记一次数，当数到n=70时秒表的示数如图甲所示，该单摆的周期T=______s。

（3）通过实验测得当地的重力加速度为______m/s2（结果保留三位有效数字）。

（4）某次实验时，三位同学分别作出的T2-L图线如图乙中的a、b、c，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是______（选填选项前的字母）。

A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L

B.图线a对应的g值大于图线b对应的g值

C.出现图线c的原因可能是多记录了全振动的次数

D.图线c对应的g值小于图线b对应的g值

【答案】    ①. 2.0s    ②. 9.86    ③. C

【解析】

【详解】（2）[1]秒表的示数为t=69.0s，该单摆的周期

（3）[2]单摆摆长为

L=99cm+1.01cm=100.01cm

根据

可得

（4）[3]A．若误将悬点到小球下端的距离记为摆长L，则摆长值比正常值偏大，则图像应该比正常图像b向右平移；若误将悬点到小球上端的距离记为摆长L，则摆长值比正常值偏小，则图像应该比正常图像b向左平移；选项A错误；

B．因

图像的斜率

ab斜率相等，则图线a对应的g值等于图线b对应的g值，选项B错误；

C．若多记录了全振动的次数，则周期测量值偏小，重力加速度的测量值偏大，则T2-L图像的斜率偏小，可能出现图线c，选项C正确；

D．根据图像的斜率

可知图线c斜率小，则对应的g值大于图线b对应的g值，选项D错误。

故选C。

三、解答题（解答过程须有必要的文字说明、理论依据和推理计算，只写结果的不得分，15题满分8分，16题满分8分,17题满分15分，19题满分15分）

15. 如图（a）所示为在某介质中传播的一列简谐横波在t＝0.20s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像。求：

（1）波的传播方向

（2）在0.20~0.30s时间内，该波传播的距离；

（3）质点Q做简谐运动的表达式。

【答案】（1）沿x轴正向传播；（2）4m；（3）y＝0.10sin10πt（m）

【解析】

【详解】（1）由Q点的振动图像可知，t＝0.20s时质点Q向y轴正方向振动，由题图（a）、（b）可知，波沿x轴正向传播；

（2）由题图（a）、（b）可知，波长λ＝8.0m，波的周期为T＝0.20s，波速为

v＝＝m/s＝40 m/s

故在0.20~0.30s时间内，该波沿x轴正方向传播的距离为

x＝vΔt＝40×0.1m＝4m

（3）质点Q做简谐运动的表达式为

y＝Asin（t）＝0.10sin（t）（m）＝0.10sin10πt（m）

16. 如图所示，等边三角形ABC为某透明玻璃三棱镜的截面图，边长等于L，在截面上一束足够强的细光束从AB边中点与AB边成37°角由真空射入三棱镜，从BC边射出的光线与BC的夹角为37°。光在真空中的速度为c，求：

（1）玻璃的折射率；

（2）光在三棱镜中的传播时间。

【答案】（1）1.6；（2）

【解析】

【详解】（1）光射入三棱镜的光路图如图所示

则有

光在BC边折射时，有

由光路可逆可知

由几何关系可得

由折射定律得

则

（2）由几何知识知：从AB边上射入的光在三棱镜中的传播路程为

光在三棱镜中的传播速度为

故光在三棱镜中的传播时间为

‍

17. 如图，倾角θ=37°的足够长光滑绝缘斜面固定在水平向右的匀强电场中，一质量为m、电荷量为＋q的小滑块A放在斜面上，恰好处于静止状态。质量也为m的不带电小滑块B 从斜面上与A 相距为L 的位置由静止释放，下滑后与A多次发生弹性正碰，每次碰撞时间都极短，且没有电荷转移，已知重力加速度大小为g。求∶

（1）斜面对A的支持力大小和匀强电场的场强大小；

（2）两滑块发生第1次碰撞到发生第 2次碰撞的时间间隔；

【答案】（1）；；（2）

【解析】

【详解】（1）滑块A受力受力如图，A处于静止状态，则

斜面对滑块A的支持力大小为

滑块A受到的电场力大小为

可得

（2）B下滑过程中，加速度大小为a，第1次与A碰撞时的速度为v，有

由运动学公式

第1次碰撞后A的速度为，B的速度为，由动量守恒和机械能守恒得

解得

第1次碰撞后，A匀速下滑，B匀加速下滑，发生第1次碰撞到发生第2次碰撞的过程中两滑块下滑的位移相等，所用时间为，有

解得

18. 如图为某玩具的轨道结构示意图，半径R1 = 0.3m的竖直固定圆弧轨道BC、水平直线轨道CD及半径R2 = 0.2m的竖直圆轨道O2平滑连接，固定平台上端A点与B点的高度差h= 0.8m，O1C 与直线轨道垂直，O1B与O1C的夹角θ= 53°。某次游戏中，将小球Q置于直线轨道上，弹射装置将质量m = 0.2kg的小球P自A点以一定初速度水平弹出，恰好沿B点的切线方向进入圆弧轨道，小球P与小球Q碰撞后粘在一起，从D点进入圆轨道。碰撞时间极短，不计一切摩擦，小球可视为质点，重力加速度g取10m/s2.求∶

（1）小球P从A点弹出时的初速度大小；

（2）小球P在C点受到圆弧轨道的支持力大小；(此小问结果保留两位有效数字)

（3）若小球P、Q未脱离圆轨道O2，求小球Q质量的取值范围。(此小问结果保留根号)

【答案】（1）3m/s；（2）20N；（3）mQ≤0.129kg或者mQ≥0.32kg

【解析】

【详解】（1）小球到达B点时的竖直速度

则水平速度

（2）小球在B点的速度

小球从B到C机械能守恒，则

在C点时

解得

（3）小球P与小球Q碰撞后粘在一起，设总质量为M，若不脱离轨道，则若能经过轨道最高点，则

从最低点到最高点

解得

v1=m/s

若物体能到达与O2等高的点，则

解得

v2=2m/s

两球碰撞由动量守恒定律

当v=v1=m/s时可得

mQ≈0.129kg

当v=v2=2m/s时解得

mQ=0.32kg

则小球Q质量的取值范围是

mQ≤0.129kg或者mQ≥0.32kg