2022-2023学年山西省名校联考2022-2023学年高二上学期期末物理试题

姓名____________     准考证号____________

（在此卷上答题无效）

绝密★启用前

2022年下学期高二期末考试

物理

本试卷共6页。全卷满分100分，考试时间75分钟。

注意事项：

1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。

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的答案标号涂黑，如有改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；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。

一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．

1．如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于四幅图的说法正确的是（    ）

A．甲图，通电螺线管周围产生的磁场和磁感线都是真实存在的

B．乙图，将小磁针放在地球表面赤道位置自由静止时，小磁针的N极指向地理南极

C．丙图，法拉第圆盘发电机利用了“电生磁”的现象为原理制作而成

D．丁图，麦克斯韦推断的电磁波产生与传播的原理图

2．下列说法正确的是（    ）

A．检验工件平整度的操作中，如图甲所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处

B．图乙为光照射到圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样

C．图丙光导纤维传递光信号的原理是利用光的全反射现象，必须满足外套的折射率比内芯的大

D．图丁的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理是相同的

3．2022年11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船发射入轨，6名航天员实现了太空会师，2022年12月4日晚上20时09分，神舟十四号飞行乘组（陈冬、刘洋和蔡旭哲）完成了所有的既定任务后成功返回地面，其中还包括三次太空行走．如图所示，已知某次陈冬离开空间站太空行走时，连同装备共，在离飞船的位置与空间站处于相对静止的状态．装备中有一个高压气源，能以的速度喷出气体．为了能在内返回空间站，他需要在开始返回的瞬间至少一次性向后喷出气体的质量是（    ）（不计喷出气体后航天员和装备质量的变化）

A．     B．     C．     D．

4．如图所示，匀强电场中有一圆心角为的扇形，电场方向平行于扇形平面，O点为扇形的圆心，C点为弧的中点，半径．将一点电荷从A点以某一初速度射出，此后能以相同大小的速度经过B点．若再将一个电荷量为的负点电荷由O点移到C点，克服静电力做功．不计点电荷的重力，则（    ）

A．电场强度的大小为，方向由A指向B

B．电场强度的大小为，方向由A指向B

C．电场强度的大小为，方向由O指向C

D．电场强度的大小为，方向由O指向C

5．某同学在探究单摆运动中，图a是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图，图b是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像，根据图b的信息可得，（    ）

A．摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力充当单摆的回复力

B．从时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为

C．用米尺量得细线长度l，即摆长为l

D．由图可计算出单摆的长度为

6．如图所示，质量分别为和的A、B两物体，与水平地面之间的动摩擦因数分别为和，开始时两物体之间有一压缩的轻弹簧（不拴接），并用细线将两物体拴接在一起放在水平地面上．现将细线剪断，则两物体将被弹簧弹开，最后两物体都停在水平地面上．下列判断正确的是（    ）

A．在弹簧弹开两物体的过程中，两物体组成的系统动量不守恒

B．在弹簧弹开两物体的过程中，整个系统的机械能守恒

C．弹簧弹力对两物体的冲量相同

D．两物体一定同时停在地面上

7．如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图．已知该波的波速，振幅为，则下列说法正确的是（    ）

A．该波沿x轴正方向传播

B．时刻处的质点沿y轴负方向振动

C．时刻处的质点位移为

D．时处的质点位于平衡位置且沿y轴负方向振动

8．如图a所示，某同学用粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝后竖直浮在较大的装有盐水的杯子中，现把木筷向上提起一段距离后放手并开始计时，之后木筷就在盐水中上下振动，忽略运动阻力，木筷的运动可以视为竖直方向的简谐运动．以竖直向上为正方向作出木筷振动的图像，如图b所示，则（    ）

A．时，木筷和铁丝的重力大于其所受的浮力

B．在时刻木筷和铁丝的速度为零，加速度为负向最大

C．从过程中木筷与铁丝的动量逐渐变大

D．振动过程中动能和重力势能相互转化，木筷和铁丝的机械能守恒

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．

9．如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，电表均为理想电表，为定值电阻，且，R为滑动变阻器，现将滑动变阻器的滑片从a向b移动的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．电源的效率增大

B．电源的输出功率增大

C．电压表、电流表示数均增大

D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变

10．蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘，而传统DVD光盘是利用红色激光来读取或写入数据．对于光存储产品来说，蓝光光盘比传统DVD光盘的存储容量大很多．如图所示，一束由红、蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中，并分成a、b两束．则（    ）

A．用a光可在光盘上记录更多的数据信息

B．a光在水中的传播速度比b小

C．逐渐增大红、蓝两单色激光的入射角，蓝光先从水面上方消失

D．在水中同一深度的两点光源分别发出红光和蓝光，蓝光光源看起来浅一些

11．如图所示，甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速均为．在时，两列波的波峰正好在处重合，则下列说法正确的是（    ）

A．甲、乙两列波叠加会产生干涉现象，平衡位置在处的质点为振动加强点

B．简谐横波甲、乙的波长之比为5∶8

C．经过的时间，平衡位置在处的质点运动到了

D．时刻，平衡位置在处的质点位移为

12．如图所示，外轨道光滑，内轨道粗糙（粗糙程度处处相同）的圆环轧道固定在竖直平面内，完全相同的小球A、B（直径略小于轨道间距并且远小于轨道半径）以相同的速率从与圆心等高处分别向上、向下运动，两球相遇时发生的碰撞可看作弹性碰撞，重力加速度为g．下列说法中正确的是（    ）

A．当时，小球A通过最高点和小球B通过最低点时对轨道的压力差为

B．当时，第一次碰撞前瞬间，A球机械能一定小于B球机械能

C．当，第一次碰撞的位置一定在轨道的最低点

D．当时，第一次碰撞后瞬间，两球速度一定等大反向

三、非选择题：本题共5小题，共48分．

13．（5分）如图甲所示为一多用电表，如图乙所示为一未知电阻，a、b为其两端接线柱．某实验小组利用该多用电表测量的阻值，主要步骤如下：

（1）机械调零后，将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔，并选择“”电阻挡；

（2）进行欧姆调零时，需将红、黑表笔_____________（填“短接”或“接a、b端”），再旋转部件_____________（填“A”或“B”），使指针对准电流满偏处；

（3）所有调试正确完毕后，将红表笔接待测电阻的a端，黑表笔接b端，则a端电势_____________（填“高于”“低于”或“等于”）b端电势．若多用电表的示数如图丙中虚线所示，为使测量更加精确，应将选择开关旋到_____________（填“”“”或“”）的倍率挡位上，并重新欧姆调零；调整后再次测量，多用电表的示数如图丙中实线所示，则_____________．

14．（10分）现有白光光源、透红光的滤光片、单缝、双缝、毛玻璃等光学元件，把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置，用以测量红光的波长．

（1）在光具座上放置的光学元件依次为：①光源、②透红光的滤光片、③_____________、④_____________、⑤遮光筒、⑥毛玻璃；

（2）实验中在光屏上观察到的现象是下列选项中的_____________；

（3）利用图中装置研究双缝干涉现象时，下列说法中正确的是_____________；

A．去掉透红光的滤光片，其他条件不变，干涉现象消失

B．将透红光的滤光片换成透蓝光的滤光片，其他条件不变，干涉条纹间距变窄

C．将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距变宽

D．换一个两缝之间距离更大的双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变窄

（4）将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为_____________；

（5）已知双缝间距d为，测得双缝到屏的距离l为，求得所测红光波长为_____________．

15．（8分）把图甲中倾角为的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开．假设空气阻力可忽略不计，小球做简谐运动的位移与时间的关系如图乙．

（1）该简谐运动的周期和振幅分别是多少；

（2）写出该简谐运动的表达式；

（3）求时小球的位移．

16．（10分）如图所示，竖直平行金属板间加恒定电压，在A板内侧S点由静止释放一质量为m、电荷量为q的带电粒子，加速后从P点沿水平放置的平行金属板的中轴线进入两板间，C、D板长及间距均为l．为半径为l的竖直半圆形荧光屏，其圆心O与板中心重合，B板与C、D板左端间距不计，不计粒子重力及边缘效应．求：

（1）若板不带电，则粒子从P点运动到荧光屏所用的时间；

（2）若保证粒子始终能打到荧光屏上，则C、D两板间所加的最大电压值；

（3）粒子从P点运动到荧光屏的最短时间．

17．（15分）如图所示，将滑块A无初速地轻放在长，沿顺时针以转动的水平传送带左端，一段时间后A从传送带右端水平飞出，下落高度后，恰能从P点沿切线方向进入半径的光滑圆弧轨道，并沿圆弧轨道滑至最低点Q，滑块A经Q点后滑上静置于光滑水平面上长为的木板B，A与B间动摩擦因数为，A带动B向右运动，距离B右端处有一与木板等高且足够长的固定光滑平台，B与平台碰撞后即粘在一起不再运动，滑块A滑上平台运动足够长时间后与左端带有轻弹簧的滑块C作用，已知A、B质量均为，C的质量．忽略所有滑块大小及空气阻力对问题的影响．，重力加速度．

（1）求滑块A与传送带间的动摩擦因数大小需满足的条件；

（2）A滑上平台的速度为多少？（不考虑A的返回）

（3）滑块A与弹簧接触但不粘连，若在滑块C的右侧某处固定一弹性挡板D（未画出），挡板的位置不同，C与D相碰时的速度不同．已知C与D碰撞时间极短，C与D碰后C的速度等大反向，且立即撤去挡板D．A与C相互作用过程一直没有离开水平面，求此后运动过程中A与C组成的系统弹性势能最大值的范围．

2022年下学期高二期末考试·物理

参考答案、提示及评分细则

1．D  磁场真实存在，但磁感线是为了描述磁场的性质引入的假想线，并不实际存在，则A错误；地理南极即为地磁北极，则在赤道位置的地磁场方向由地理南极指向地理北极，小磁针N极方向与磁场方向相同，故此时应指向地理北极，则B错误；法拉第圆盘发电机是利用电磁感应——“磁生电”现象为原理制作的，则C错误；麦克斯韦推断：若在空间某区域有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场，这个变化的磁场又引起新的变化的电场，这样交替产生，由近及远地向周围传播，即为电磁波的产生和传播原理，则D正确。

2．B  薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相等，知P处凹陷，而Q处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知Q处凸起，故A错误；图乙为光射到圆盘得到的衍射图样，若用光照射不透明圆盘时，后面会出现一亮斑，这亮斑被称为泊松亮斑，故B正确；光导纤维传递光信号的原理是利用光的全反射现象，内芯的折射率必须比外套的大，故C错误；立体电影是光的偏振，镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉，它们的原理不相同，故D错误．

3．D  陈冬在喷出气体后的最小速度为，根据动量守恒定律得，解得，故选D．

4．C  由于点电荷经过A点和B点的速度大小相等，则A、B连线为等势线，又，故O点电势高于C点电势，则电场强度方向垂直连线，由O指向C，大小为，故C正确，ABD错误．

5．B  单摆运动的回复力是摆球重力在垂直摆线方向上的分力充当，而摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力在径向上提供向心力，故A错误；当小球运动到最低点时，绳的拉力达到最大，力传感器的示数最大，所以从0时刻开始，摆球第一次到最低点的时间为，故B正确；摆长为细线的长度与小球半径之和，故C错误；根据单摆的周期公式，由图可知，解得，故D错误．

6．D  在弹簧弹开两物体的过程中，A物体所受的滑动摩擦力方向水平向右，大小为，B物体所受的滑动摩擦力方向水平向左，大小为，两物体组成的系统所受合外力为零，因此动量守恒，A错误；在弹簧弹开两物体的过程中，整个系统克服摩擦力做功，机械能减小，B错误；弹簧弹力对两物体的冲量等大反向，C错误；弹簧对两物体的弹力大小相等，且两个物体同时离开弹簧，因此弹簧对两个物体的冲量大小相等为I，设物体A、B停止的时间为，根据动量定理，由于，因此，D正确．

7．C  分析波形图可知，波长为，波速，则周期为，根据时间和周期的关系得，因为每经过一个周期图像重复一次，所以只要看经过的振动情况即可，由波形平移法知，该波一定沿x轴负方向传播，根据波动规律可知，时刻处的质点沿y轴正方向振动，故A、B错误；处的质点振动方程，时刻，处的质点位移为，故C正确；经过时间，波传播的距离，由波形平移法可知，经过，处的质点位于平衡位置沿y轴正方向振动，故D错误．

8．A  时，根据图像可知，斜率代表速度，木筷和铁丝从正向最大位移处向平衡位置运动，向负方向加速，加速度向下，木筷和铁丝的重力大于其所受的浮力，故A正确；时刻处于负向最大位移处，速度为零，加速度为正向最大，B错误；根据图像可知，从过程中木筷向最大位移处运动，速度逐渐变小，则动量逐渐变小，故C错误；木筷和铁丝在做简谐运动的过程中，水的浮力对它做功，所以振动的过程中它的机械能不守恒，D错误．

9．BD  电源的效率为，当I增大时，路端电压减小，故效率减小，故A错误；电源的输出功率为，根据数学知识可知，当时，P随R的减小而增大，故B正确；R减小，电路总电阻减小，总电流I增大，则电流表示数增大，根据可知R两端的电压减小，故电压表的示数减小，故C错误；根据闭合电路欧姆定律可得可得，故D正确．

10．CD  根据折射定律，由题图可知，b光的折射率较大，频率较大，波长较短，则b光为蓝光，a光为红光；据题意可知，用b光可在光盘上记录更多的数据信息，故A错误；根据可知，在水中，蓝光的传播速度小于红光的传播速度，故B错误；根据可知，蓝光的折射率大，则临界角小，所以逐渐增大红、蓝两单色激光的入射角，蓝光先从水面上方消失，故C正确；根据光路的可逆性，画出a，b出射光线的反向延长线与过光源的同一竖直线相交，b光的交点较浅，所以在水中同一深度的两点光源分别发出红光和蓝光，蓝光光源看起来浅一些，故D正确．

11．BD  因这两列波是在同一均匀介质中传播，传播速度相等，而波长不同，故频率不同，不会发生干涉现象，故A错误；由图可知，有，波长比为5∶8，故B正确；质点不随波迁移，只在自己的平衡位置附近振动，故C错误；时刻，横波甲在到的距离为，横波乙在到的距离为．此时为波峰与波峰相遇点，位移为，故D正确．

12．AD  A球在最高点所受弹力为零时，只有重力提供向心力得，当时，假设A球上升到最高点过程中外轨道对A球有弹力，则满足机械能守恒得，说明假设成立，根据牛顿第二定律，得，B球到最低点过程，由机械能守恒和牛顿第二定律得，球A通过最高点和球B通过最低点时对轨道的压力差为，故A正确；因为两球在碰前是与外轨道接触，机械能没有减少，第一次碰撞前瞬间，A球机械能等于B球机械能，故B错误；假设内轨道光滑，使A球恰好到达最高点时，根据机械能守恒得，当时，A，B两球无法到达最高点，因为A球先返回，所以第一次碰撞不在最低点，故C错误；两球在上半圆与内轨道接触时，相同高度的速度相同，故摩擦力等大，可知机械能损失一样多，两球一定是在下半圆轨道上相碰，而当二者相碰时一定在相同高度，则此时速度等大、反向，设为．根据动量守恒和机械能守恒，，解得，第一次碰撞后瞬间，两球速度等大反向，故D正确。

13．（2）短接  B  （3）低于    13

解析：（2）欧姆调零需将红、黑表笔短接，B为欧姆调零旋钮；

（3）电流红进黑出，故黑表笔电势高于红表笔电势，则a端电势低于b端；由于偏转角度过大，需要换较小倍率，则换“”挡位，故阻值为．

14．（1）单缝    双缝    （2）A     （3）BD    （4）13.870    （5）

解析：（1）由图可知，③为单缝，④为双缝；（2）双缝干涉图样是明暗相间的等间距条纹，则A正确；（3）去掉滤光片，其他条件不变，会形成白光的彩色干涉条纹，故A错误；将滤光片由红色的换成蓝色的，则波长变短，由可知其他条件不变时，干涉条纹间距变窄，故B正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变时，干涉条纹间距不变，故C错误；换一个两缝之间距离更大的双缝，则d变大，在其他条件不变时，干涉条纹间距变窄，故D正确；（4）图乙螺旋测微器的读数为；（5）图甲的读数为，则，由得．

15．解：（1）由题图知，周期与振幅为

（2）由

又因为或者

表达式为或【写成也正确】

（3）当时位移为

16．解：（1）

C、D板不带电，则粒子从P点到荧光屏以加速的末速度做匀速直线运动

则有

（2）当粒子沿板右侧边缘飞出时对应的偏转电压最大

此时竖直偏转量

水平方向

联立解得

（3）由于粒子水平方向做匀速直线运动，故水平位移最小则时间最短，则粒子沿平行板右侧边缘飞出时水平位移最小，为

则最短时间为

17．解：（1）滑块A离开传送带做平抛运动，竖直方向满足

又A沿切线滑入圆轨道，满足，解得

A沿切线滑入圆轨道，满足，解得

即A在传送带上应先匀加速，与传送带共速后随传送带匀速运动最右端，则有

解得滑块A与传送带的动摩擦因数需满足

（2）A沿圆轨道滑下，机械能守恒，有

假定A在木板B上与B共速后木板才到达右侧平台，则A、B动量守恒，有

共速过程，据能量守恒，

设B板开始滑动到共速滑过距离，由动能定理有

解得

即假设成立，B撞平台后，A继续向右运动，由动能定理有，A滑上平台时速度为

（3）滑块C与挡板D碰撞前A、C系统动量守恒，有

滑块C与挡板D碰后滑块C的速度反向，碰后至共速过程，系统动量守恒

由上述两式得A、C共速时速度为

全过程A、C与弹簧组成的系统机械能守恒，共速时系统弹性势能最大

，

C与D碰撞前A、C系统动量守恒，系统机械能守恒，有

解得和

A滑块与C作用过程速度取值范围在到之间．

由二次函数图像性质，可知当，A、C系统弹性势能最大的最大值为

当，A，C系统弹性势能最大的最小值为

综上可知系统弹性势能最大值的取值范围为．