2021-2022学年吉林省辽源市东丰县五校高二（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年吉林省辽源市东丰县五校高二（上）期末物理试卷

1.     如图所示是常见永磁体的磁场，下列说法正确的是(    )

A. 磁感线总是从N极到S极，两条磁感线的空隙处一定不存在磁场
B. 磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致，磁感线有可能相交
C. 磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质
D. 磁感线是客观存在于磁极或电流周围的一种物质

2.     弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中(    )

A. 振子的位移逐渐增大 B. 振子所受的弹力逐渐减小
C. 振子的动能转化为弹性势能 D. 振子的加速度逐渐增大

3.     如图所示，圆形线框在匀强磁场中所做的各种运动，能够产生感应电流的是(    )

A.  B.
C.  D.

4.     士兵从高台跳到低处地面时，士兵的速度在很短时间内减小为零，速度变化大，为了安全，士兵都是让脚尖先着地，有效地保护人体免于伤害或减轻伤害程度。这样做是为了(    )

A. 减小人的平均受力大小 B. 减小冲量
C. 减少动量的变化量 D. 减小地面对人的压强

5.     先后按图中甲、乙所示电路测同一未知电阻的阻值，已知两电路的路端电压恒定不变。若按图甲所示电路测得电压表示数为9V，电流表示数为3mA；那么按图乙所示电路测得的结果应为(    )

A. 电压表示数为9V，电流表示数为3mA
B. 电压表示数为9V，电流表示数小于3mA
C. 电压表示数小于9V，电阻的实际阻值小于
D. 电压表示数大于9V，电阻的实际阻值大于

6.     如图所示为两个导体、的关系图像，下列说法正确的是(    )

A. 将与并联后接于电源上，则通过两导体的电流之比：：3
B. 把均匀拉长到原来的3倍长之后，则其阻值等于的阻值
C. 将与串联后接于电源上，则两导体的功率之比：：1
D. 把接于电源上，通过导体的电流与导体内自由电子定向移动的平均速率成正比
 

7.     在如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，和是两个固定的电阻，当滑动变阻器的滑片从b端向a端移动时，通过、的电流分别为、。则在该过程中，关于、发生的变化，下列说法正确的是(    )

A. 变小，变大 B. 变大，变小 C. 变大，变大 D. 变小，变小

8.     如图所示，光滑水平面上有大小相同、质量均为的A、B、C三个小球，小球A以速度向左运动，与静止不动右端有一轻弹簧的小球B发生对心碰撞，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短，碰撞后小球A与弹簧不粘连，则下列说法正确的是(    )

A. 弹簧最短时，三个小球共同速度的大小为
B. 从开始到弹簧最短的过程中小球C受到的冲量大小为
C. 从开始到小球A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为6J
D. 小球B与小球C碰撞之前，小球A、B共同速度的大小为

9.     下列关于光现象的说法正确的有(    )

A. 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄金星合月时的景物，可使景象更清晰
B. 用光导纤维传输有关金星合月天象的信号，是利用了光的干涉性质
C. 戴上特制眼镜在电影院看3D电影有立体感是利用了光的偏振知识
D. 照相机的镜头表面镀有一层膜使照相效果更好，是利用了光的衍射现象

10. 用图甲所示的电路来测量电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的图象，由图象可知(    )
     

A. 电池内阻的测量值是
B. 电池电动势的测量值是
C. 外电路发生短路时的电流为
D. 电压表的示数为时，电流表的示数为

11. 如图甲所示为一列简谐横波在时的波形图，图乙为介质中平衡位置在处的质点的振动图象。P是平衡位置在处的质点，下列说法正确的有(    )

A. 波的传播速度大小为
B. 处质点的振动速度大小为
C. 时，处质点的位移大小为8cm
D. 该简谐横波沿x轴的负方向传播

12. 如图所示，质量的物块A以初速度滑上放在光滑水平面上的长木板B上，A做匀减速运动，B做匀加速运动，经过时间物块A、长木板B最终以共同速度匀速运动，重力加速度g取，由此可求出(    )

A. 长木板B的质量为2kg
B. 物块A与长木板B之间的动摩擦因数为
C. 长木板B的长度至少为2m
D. 物块A与长木板B组成的系统损失的机械能为2J

13. 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证碰撞中的动量守恒定律，图中A、B是两个质量相同的小车。实验前，先平衡摩擦力，只将小车A放在长木板上，并与纸带相连，将长木板装有打点计时器的一端适当垫高，打点计时器接通电源，给小车A一个沿斜面向左的初速度，如果纸带上打出的点间隔均匀，则表明摩擦力已平衡。回答下列问题：
    
    将小车B放在长木板上并在小车B上放上适当的砝码，接通打点计时器的电源，给小车A一个初速度，小车A与小车B发生碰撞并粘在一起向前运动，打出的纸带如图乙所示，纸带上的点为连续打出的点，测出纸带上两段连续5个间隔的长度分别为、。纸带的左端与打点计时器相连，若打点计时器连接的交流电的频率为f，小车A与小车B相碰前的速度为______，碰撞后两车的共同速度为______。
    测得小车包括橡皮泥质量为，小车B和车中砝码的总质量为，若表达式______成立，则A、B两车碰撞过程动量守恒。
    如果打点计时器连接交流电的频率实际小于f，则对实验结果______填“有”或“无”影响。
14. 某实验小组在实验室做用单摆测定重力加速度的实验，如图甲所示。
    
    摆球的直径用游标卡尺测出，如图乙所示，读数是______ cm。
    甲同学用正确的实验方法测出摆线的长度为L，摆球的直径为d，N次全振动的总时间为t。当地的重力加速度大小为______结果用L、d、N、t等字母表示。
    乙同学把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。乙同学操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正：①______；②______。
15. 某实验小组做“测量一均匀新材料金属丝的电阻率”实验。
    
    如图甲所示，先用螺旋测微器测量金属丝的直径______mm；再用刻度尺测出金属丝的长度为L。
    为了准确测量金属丝的电阻，某同学设计了如图乙所示的电路。闭合，当接a时，电压表示数为，电流表示数为；当接b时，电压表示数为，电流表示数为，则待测金属丝的阻值______用题中的物理量符号表示；根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率______用、d、L表示。
16. 一简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，a、b为x轴正方向上的两个点且a更靠近坐标原点，如图甲所示，时刻开始计时，a、b两点的振动图象如图乙所示，a与b间的距离为5m。求：
    处在平衡位置的b质点从开始到第三次处于波峰位置时，a质点在振动过程中通过的路程；
    该简谐横波的波长和波速。
     
17. 如图所示，电源电动势为，内阻为，电阻、阻值分别为、，平行板电容器的电容。开关闭合后，电动机恰好正常工作，已知电动机的额定电压，线圈的电阻，求：
    开关闭合后，电容器的带电量；
    电动机正常工作时产生的机械功率是多大？
18. 老师上课喜欢用红色激光笔，它发出的红光，用它来投映一个光点或一条光线指向物体，如图甲所示，AB为半圆的直径，O为圆心，在O点左侧，用红色激光笔从E点垂直AB射入的红光进入半球形介质后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角。
    求半球形介质的折射率；
    若取用半球形介质制成环状玻璃砖，如图乙所示，内径为R、外径为的环状玻璃砖的圆心为O，一束平行于水平轴OO的光线由A点进入玻璃砖，到达B点图中未标出刚好发生全反射，求A点处光线的入射角和折射角。

19. 如图甲所示，质量为3kg的小球B与质量未知的小球C用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，另有一小球A从时刻开始以一定速度向右运动，运动图像如图乙所示，在时，A与小球B发生弹性碰撞碰撞时间极短，没有能量损失，碰撞后小球B的图像如图丙所示。求：
    
    小球A的质量和图乙中对应的数值；
    运动过程中弹簧具有的最大弹性势能。
    

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：A、磁感线是闭合曲线，外部磁感线由N极指向S极，内部由S极指向N极，磁感线是为描述磁场而假想的，其疏密程度反映磁场的强弱，其空隙处并不是不存在磁场，故A错误；
B、据磁感线的特点可知，磁感线上每一点的切线方向表示磁场的方向，磁感线不相交，故B错误；
C、磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质，是不以人的意志为转移的，故C正确；
D、磁感线是人们为了方便描述磁场人为规定的，假想的曲线，并不是客观真实存在的物质，故D错误。
故选：C。
磁感线是为描述磁场而假想的，其疏密程度反映磁场的强弱；根据磁感线的特点分析；磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质。
本题考查的是对磁感线的理解，要知道磁感线是为描述磁场而假想的，其疏密程度反映磁场的强弱，明确磁感线的特点是解题的关键。
 

2.【答案】B 

【解析】解：A、振子的位移指由平衡位置指向振动物体所在位置的有向线段，因而向平衡位置运动时位移逐渐减小，故A错误；
B、根据胡克定律，弹力与弹簧形变量成正比，在振子向平衡位置运动的过程中，弹簧形变量逐渐减小，弹力逐渐减小，故B正确；
C、物体向着平衡位置运动时，弹簧形变量逐渐减小，弹性势能减小，回复力与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大，动能增大，振子的弹性势能转化为动能，故C错误；
D、由牛顿第二定律可知，加速度也减小，故D错误；
故选：B。
根据振子是远离平衡位置还是靠近平衡位置来分析：位移、弹力、能量和加速度的变化．
本题考查根据振动特点分析物体振动过程的能力．在振动过程中，这三个量大小变化情况是一致的：回复力、加速度和位移．
 

3.【答案】B 

【解析】

【分析】
根据产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，判断各个选项。
本题考查了感应电流产生的条件，分析清楚图示情景、明确磁通量是否发生变化，即可正确解题。
【解答】
A.线框在匀强磁场中运动时，穿过线框的磁感线条数不变，即磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误；
B.线框在磁场中转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确；
C.该线框绕O点转动的过程中穿过线框的磁通量不变，则没有感应电流产生，故C错误；
D.线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，当线框绕OO'轴转动时，磁通量保持为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故D错误。
故选：B。  

4.【答案】A 

【解析】解：A、人在和地面接触时，人的速度减为零，根据动能定理有：，由动量定理可知；
而脚尖着地可以增加人着地的时间，由公式可知可以减小受到地面的冲击力；但动量的变化量和冲量不变，故A正确，BC错误。
D、根据，由于士兵都是让脚尖先着地，所以地面对人的压强无法判断，故D错误。
故选：A。
人落下时速度的变化量相同，根据动量定理可分析让脚尖着地的好处．
本题考查动量定理的定性的应用，物理知识在生产生活中有着广泛的应用，在学习中应注意体会．
 

5.【答案】C 

【解析】解：图甲所示电路是电流表内接，电流表有分压作用，测得电压表示数为9V，电流表示数为3mA；图乙所示电路是电流表的外接法，电压表有分流作用，测得的结果应为电压表示数小于9V，电流表示数大于3mA，所以实际阻值。故ABD错误，C正确。
故选：C。
在分析电路过程中要考虑电压表的分流和电流表的分压作用，结合欧姆定律做分析。
本题是实验题，电表对电路的影响不能忽略，可以通过熟记结论快速解答。
 

6.【答案】D 

【解析】解：A、由图象可知，当，通过它们的电流分别为，，
两电阻的阻值分别为：
，，
所以将与并联后接于电源上，通过两导体的电流之比为3：1，故A错误；
B、根据电阻定律，把均匀拉长到原来的3倍长之后，电阻，不等于的阻值，故B错误。
C、将与串联后接于电源上，电流相等，根据可知，电功率之比：：3，故C错误；
D、由可知，电流在微观上与n、S、v有关，对于，其电流与导体内自由电子定向移动的平均速率成正比，故D正确；
故选：D。
由图象可知两电阻的图象是正比例函数图象，解得两电阻的电阻值，根据串并联电流特点分析解答，由公式分析通过导体的电流与导体内自由电子定向移动的平均速率的关系。
本题考查了欧姆定律的简单应用，从图象中获取有用的信息是关键。
 

7.【答案】A 

【解析】解：当可变电阻的滑片向a移动，变阻器的有效电阻变小，使所在支路的电阻变小，从而引起整个电路的外电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路的总电流变大，路端电压变小，则两端的电压变小，通过的电流变小。又因变大，变小，则通过的电流变大，故A正确，BCD错误。
故选：A。
当可变电阻的滑片向a移动时，其有效电阻变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律分析总电流的变化和路端电压的变化，进一步分析电阻的电流的变化．由来分析的变化。
本题是电路中动态变化分析问题，难点是分析的变化，根据分析，这种方法常常被称为总量法。
 

8.【答案】B 

【解析】解：A、弹簧最短时三个小球速度相等，设大小为v，三个小球组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，代入数解得：，故A错误；
B、由动量定理可知，从开始到弹簧最短的过程中小球C受到的冲量大小，故B正确；
D、小球B与小球C碰撞前瞬间，设A、B的共同速度为，A、B系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得：，故D错误；
C、从开始到小球A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能等于B、C碰撞过程损失的机械能，设为，由能量守恒定律得：，代入数据解得：，故C错误。
故选：B。
A、B、C系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出弹簧最短时小球的共同速度；应用动量定理可以求出小球C受到的冲量大小；
应用动量守恒定律可以求出B、C碰撞前A、B的共同速度大小；应用能量守恒定律可以求出整个过程损失的机械能。
本题综合考查了动量守恒定律和能量守恒定律，关键合理要细化物理过程，并能选择研究的对象和过程，分过程运用动量守恒定律和能量守恒定律进行求解。
 

9.【答案】AC 

【解析】解：在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄金星合月时的景物，可减弱反射光，从而使景象更清晰，故A正确；
B.用光导纤维传输信号，是利用了全反射的性质，故B错误：
C.戴上特制眼镜在电影院看3D电影有立体感是利用了光的偏振知识，故C正确：
D.照相机，望远镜的镜头表面一层膜是利用了光的薄膜干涉原理，故D错误。
故选：AC。
在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄金星合月时的景物，可减弱反射光，用光导纤维传输信号，是利用了全反射的性质，照相机，望远镜的镜头表面一层膜是利用了光的薄膜干涉原理。
本题要求知道光的干涉、衍射、偏振的原理，注意波的衍射与干涉现象的认识，掌握偏振的应用．
 

10.【答案】BD 

【解析】解：A、电源内阻，故A错误；
B、由图示图象可知，电源图象与纵轴交点坐标值为，则电源的电动势，故B正确； 
C、由图示图象可知，路端电压为时，电路电流为，故C错误；
D、当电压表示数为时，，故D正确；
故选：BD。
由图象的纵坐标可知电源的电动势，由纵坐标的交点可知路端电压为1V时的电流，由闭合电路欧姆定律可得出内电阻．
本题考查闭合电路的欧姆定律的数据处理，要明确图象的意义，同时注意纵坐标是否从零开始的，不能相当然的将横坐标的截距当作短路电流．
 

11.【答案】ACD 

【解析】解：根据振动图象可知，周期，根据波形图可知，波长，所以波的传播速度为，，故A正确。
B、是波的传播速度，不是振动速度，故B错误；
C、时，处质点处于正的最大位移处，故它的位移大小为8cm，故C正确；
D、在时，平衡位置在处的质点位于平衡位置向下振动，根据波的平移法可知该简谐横波沿x轴的负方向传播，故D正确；
故选：ACD。
根据波长和周期求波速；根据质点的振动图象，判断波的传播方向，根据质点所处的位置及周期、时间分析各质点的振动情况。
熟练根据波形图与振动图判断质点的振动方向与传播方向、根据质点所处的位置及周期、时间分析各质点的振动情况。
 

12.【答案】ABD 

【解析】解：A、物块A与长木板B组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得B的质量：，故A正确；
B、对B，由动量定理得：，代入数据解得，A与B间的动摩擦因数：，故B正确；
CD、设系统损失的机械能为，木板B的最小长度为L，由能量守恒定律得：，其中，
代入数据解得：，，故C错误，D正确。
故选：ABD。
A、B组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出B的质量，应用动量定理可以求出A、B间的动摩擦因数；应用能量守恒定律可以求出系统损失的机械能与木板B的最小长度。
本题考查了动量守恒定律的应用，根据题意分析清楚运动过程是解题的前提，解题时注意正方向的选择。
 

13.【答案】     无 

【解析】解：两小车碰撞后速度变小，打点间距变小，因此纸带的左端与小车A相连，碰撞前小车A的速度
，
碰撞后两小车A、B共同的速度
；
若A、B两车碰撞过程动量守恒，则
，
即成立；
由表达式可知如果打点计时器连接交流电的频率实际小于f，则对实验结果无影响。
故答案为：，无
两小车碰后速度变小，计时点间距变小，小车A在碰前匀速运动，可以通过求某短时间内的平均速度表示碰前的瞬时速度，同理可求两车的碰后速度；
根据动量守恒定律列出表达式即可；
根据动量守恒表达式分析判断即可；
本题考查了通过纸带数据求小车运动速度和动量守恒定律，知道根据短时间内的平均速度求碰前的瞬时速度是解题关键。
 

14.【答案】  应在摆球通过平衡位置时开始计时  应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值 

【解析】解：由图示游标卡尺可知，其精度是，第其读数为。
单摆摆长
单摆周期
由单摆周期公式知，重力加速度：
为减小实验误差，应从摆球经过平衡位置时开始计时，测出多个周期的时间求平均值作为单摆的周期；
本实验的操作中有两处需要加以改正：
①应在摆球通过平衡位置时开始计时；因为摆球经过平衡位置时速度最大，在相同的空间尺度误差时产生的时间误差最小，测量的周期较精确．
②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值，这样可减小测量误差。
故答案为：；；①应在摆球通过平衡位置时开始计时；②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值。
游标卡尺主尺读数与游标尺读数的和是游标卡尺读数。
摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长，单摆完成一次全振动需要的时间是周期，根据单摆周期公式求出重力加速度。
在摆球经过最低点时开始计时，产生的时间误差较小．把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期，误差较大，应采用累积法测量周期．
本题考查了用单摆测重力加速度实验，理解实验原理、知道实验注意事项想解题的前提，应用单摆周期公式即可解题。
 

15.【答案】  

【解析】解：由图甲所示螺旋测微器可知，金属丝的直径。
根据题意由欧姆定律得：，，解得金属丝的阻值；
由电阻定律得：
解得电阻率：
故答案为：；；。
螺旋测微器固定刻度读数与可动刻度读数的和是螺旋测微器读数。
根据题意应用串联电路特点与欧姆定律求出待测金属丝的阻值；应用电阻定律求出电阻率。
要掌握常用器材的使用方法与读数方法，螺旋测微器需要估读一位；根据实验步骤应用串联电路特点与欧姆定律、电阻定律即可解题。
 

16.【答案】解：由题意知a点振动了，则a质点通过的路程为

若波沿x轴正方向传播有


联立得


若波沿x轴负方向传播有


联立得


答：处在平衡位置的b质点从开始到第三次处于波峰位置时，a质点在振动过程中通过的路程为；
若波沿x轴正方向传播，该简谐横波的波长为，波速为。若波沿x轴负方向传播，该简谐横波的波长为，波速为。 

【解析】根据振动图象得到质点振动时间和周期的关系，从而由振幅求得路程；
根据波的传播方向，由两质点振动图得到平衡位置间距离和波长的关系，从而求得波长；再由图得到周期，即可求解波速。
机械振动问题中，一般根据振动图或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图得到波长和波的传播方向，从而得到波速及质点振动，进而根据周期得到路程。
 

17.【答案】解：当开关S闭合时，电动机恰好正常工作，两端的电压等于额定电压

电阻与电动机并联，两端的电压等于电动机两端电压，由欧姆定律，流过电阻的电流为

由闭合电路欧姆定律可得流过电阻的电流为

电阻两端的电压

电容器的带电量为

联立代入数据解得：
根据干路、支路电流的关系，流过电动机的电流为

电动机消耗的电功率为

电动机发热的功率为

根据能量守恒定律，电动机正常工作时产生的机械功率为

联立代入数据解得：
答：开关闭合后，电容器的带电量为；
电动机正常工作时产生的机械功率是 

【解析】电容器两端电压等于两端的电压，根据闭合电路欧姆定律结合可解得；
电动机正常工作时产生的机械功率等于电动机消耗的电功率与热功率之差。
解决本题时，要知道于电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，本题不能用欧姆定律求电动机的电阻。
 

18.【答案】解：由题图甲可计算出该半球形介质的折射率，由全反射条件有

代入数据解得半球形介质的折射率

光线沿AB方向射向内球面。刚好发生全反射，在B点的入射角等于临界角在中。，，由正弦定理得


可得

则有A点处光线的折射角

在A点，由

得A点处光线的入射角

答：半球形介质的折射率为；
点处光线的入射角为，折射角为。 

【解析】根据全反射临界角公式可解得折射率；
根据正弦定理结合折射定律可解得入射角与折射角。
解决该题需要熟记全反射的临界条件，熟记全反射的临界角的求解公式。注意几何关系的应用。
 

19.【答案】解：由题图乙知，A与B碰前的速度，由图丙所示图像可知，A与B碰撞后B的速度
A与B碰撞过程动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
A与B碰撞过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：
代入数据解得：，，负号表示速度方向向左
由题图乙可知，，
可知；
与B碰撞之后，B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒。
由图丙可知小球B先向右减速，而后反向加速，当弹簧恢复原长时，B的速度为
以向右为正方向，由动量守恒定律得：
由机械能守恒定律得：
代入数据解得：，；
且当B与C速度相等时，弹簧弹性势能最大
以向右为正方向，由动量守恒定律得：
由机械能守恒定律得：
代入数据解得：。
答：小球A的质量是1kg，图乙中对应的数值是6s；
运动过程中弹簧具有的最大弹性势能是15J。 

【解析】由题图乙知，A与B碰前的速度，由图丙所示可知，碰后B的速度，A与B碰撞过程根据动量守恒定律、机械能守恒定律求解小球A的质量，根据位移-时间关系求解时间；
与B碰撞之后，B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒。分析B和C的运动情况，根据动量守恒定律、机械能守恒定律进行解答。
本题主要是考查了动量守恒定律和能量守恒定律；对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或某一方向不受外力作用或合外力为零；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程，再根据能量关系列方程求解。