2022-2023学年河北省邯郸市高二上学期期末物理试题 （解析版）

邯郸市2022~2023年度第一学期高二年级期末考试

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。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 简谐运动振动图像是（　　）

A 抛物线 B. 直线 C. 正弦曲线 D. 双曲线

【答案】C

【解析】

【详解】简谐运动的振动方程为

简谐运动的振动图像是正弦曲线。

故选C。

2. 张飞声若洪钟，喊着“大哥”朝刘备策马奔去，刘备也激动地朝张飞飞奔过去。假设张飞的声音是持续且稳定的，在接近张飞的过程中，刘备可感到张飞的声音音调（　　）

A. 变高 B. 变低 C. 不变 D. 可能变高也可能变低

【答案】A

【解析】

【详解】根据多普勒效应可知：当观察者与波源相互靠近时，接收到频率会变大，刘备可感到张飞的声音音调变高。

故选A。

3. 1960年，物理学家梅曼在实验室率先制造出了激光。下列关于激光特点说法错误的是（　　）

A. 具有高度的相干性 B. 平行度非常好 C. 亮度很高 D. 获取容易，不可以传递信息

【答案】D

【解析】

【详解】激光具有三大特点，平行度好、亮度高、是相干光，故D符合题意ABC不符合题意。

故选D。

4. 炮车和弹的质量分别为M和m，炮管与水平地面平行，炮弹发射瞬间相对于地面的速度为v。不计炮车与地面的摩擦，则炮车向后反冲的速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】炮弹离开炮口时，炮弹和炮车在水平方向受到外力相对于内力可忽略不计，则系统在水平方向动量守恒

解得

故选B。

5. 图为某一正弦交变电流的输出电流，则该输出电流的有效值为（　　）

A. 10A B. A C. A D. 5A

【答案】B

【解析】

【详解】根据有效值的定义正弦交变电流有效值为

故选B。

6. 如图所示，边长为d的正方形线圈从位置A开始向右运动，并穿过宽度为L（）的匀强磁场区域到达位置B，则（　　）

A. 线圈进入磁场过程中，感应电流的方向为逆时针方向；线圈离开磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向

B. 整个过程，线圈中始终没有感应电流

C. 整个过程，线圈中始终有感应电流

D. 线圈进入磁场和离开磁场的过程中，均有感应电流，且方向都是逆时针方向

【答案】A

【解析】

【详解】A D．由右手定则可知，线圈进入磁场过程中，线圈中感应电流沿逆时针方向，线圈离开磁场过程中，感应电流沿顺时针方向，D错误，A正确；

B C．在线圈进入或离开磁场的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，有感应电流产生，线圈完全在磁场中时，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流产生，BC错误。

故选A。

7. 两个相同的小灯泡L1、L2和自感线圈L、电容器C、开关S、直流电源连接成如图所示的电路。已知自感线圈L的自感系数较大且直流电阻为零，电容器C的电容较大，下列判断正确的是（　　）

A. 开关S闭合稳定后，灯泡一直亮着

B. 通过自感线圈L的电流越大，线圈的自感电动势越大

C. 去掉电容器C，开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，L1和L2灯泡均逐渐熄灭

D. 开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，L1灯泡突然亮一下，然后熄灭，L2灯泡逐渐熄灭

【答案】D

【解析】

【详解】A．开关S闭合稳定后，L1灯泡被短路，所以最后熄灭，A错误；

B．通过自感线圈L的电流越大，电流变化率越小，线圈的自感电动势越小，B错误；

C．去掉电容器，开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，L1灯泡闪亮一下逐渐熄灭，L2灯泡立即熄灭，C错误。

D．开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，由于线圈的自感现象，线圈与L1灯泡构成回路，所以L1灯泡闪亮一下，然后熄灭，L2灯泡由于电容器放电，逐渐熄灭，D正确。

故选D。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 如图所示的四幅图中，导体棒的长度均为L，磁场的磁感应强度大小均为B，在各导体棒中通有相同的电流I。下列选项正确的是（　　）

A. 图乙中导体棒所受的安培力大小为0

B. 图甲中导体棒所受的安培力大小为0

C. 图丁中导体棒所受的安培力大小为BIL

D. 图丙中导体棒所受的安培力大小为BIL

【答案】BC

【解析】

【详解】A．题图乙中，导体棒与磁场垂直，则安培力的大小为

A错误；

B．题图甲中，因导体棒与磁场平行，所以安培力为零，B正确；

C．题图丁中，导体棒与磁场成45°角，则安培力的大小为

C正确；

D．题图丙中，导体棒与磁场垂直，则安培力的大小为

D错误；

故选BC。

9. 如图甲所示，光滑的水平地面上静置一斜面，一个小物块放置在距离水平地面h高处的光滑斜面上，小物块由静止释放，滑至斜面底部后与斜面分离，此时小物块相对地面的水平位移为x。改变小物块在斜面上的高度h，得到小物块的水平位移x和高度h的关系图像如图乙所示，图乙中p、q均为已知量。已知斜面与小物块的质量之比为2：1，关于小物块下滑的过程，下列说法正确的是（　　）

A. 斜面对小物块不做功

B. 斜面倾角的正切值为

C. 斜面倾角的余弦值为

D. 小物块与斜面组成的系统水平方向上动量守恒

【答案】CD

【解析】

【详解】A．物块下滑的过程中斜面向左加速运动，斜面机械能增加，而物块与斜面组成的系统机械能守恒，可知物块的机械能减小，由功能关系可知斜面对物块做负功，故A错误；

BCD．设小物块的质量为m，斜面倾角为θ。小物块下滑的过程，物块与斜面组成的系统动量不守恒，但是在水平方向上动量守恒，以水平向右为正方向，可得

即任意时刻物块的水平速度大小都是斜面的2倍，所以物块的水平位移大小是斜面的2倍，则有

解得

结合图象的斜率可得

解得

故B错误CD正确。

故选CD。

10. 如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在y轴上S处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量均为m、电荷量均为q的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点。已知，粒子带负电，粒子所受重力及粒子间的相互作用均不计，则（　　）

A. 粒子的速度大小为

B. 从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为

C. 沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为

D. 从O点射出的粒子在磁场中的运动时间为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据几何关系可得

所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点，可知粒子做圆周运动的半径满足

可得

根据洛伦兹力提供向心力可得

解得

A正确；

B．从x轴上射出磁场的粒子中，沿轴正方向射出的粒子在磁场中运动的时间最长，从O点射出的粒子时间最短，运动轨迹如图所示

根据几何关系，粒子在磁场中做圆周运动的圆心角分别为

从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为

B错误；

C．沿平行x轴正方向射入的粒子，其圆心现在点，离开磁场时的位置到O点的距离为，即沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为，C错误；

D．从点射出的粒子轨迹如图所示

对应的圆心角为

从O点射出的粒子在磁场中的运动时间为

D正确。

故选AD。

三、非选择题：共54分。

11. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中

(1)某同学先将光源靠近遮光筒的双缝端并等高放置，然后在筒的另外一侧观察，发现筒的上壁照得很亮，此时他应将遮光筒的观察端向___（填“上”或“下”）调节；

(2)某次测量如图所示，则读数为_____mm；

(3)几位同学实验时，有的用距离为0.1mm的双缝，有的用距离为0.2mm的双缝；同时他们还分别用红、紫两种不同颜色的滤光片遮住光源进行了观察，如图选自他们的观察记录，其中正确反映实验结果的是_____(已知红光波长大于紫光的波长) 

【答案】    ①. 上    ②. 5.006##5.007##5.008    ③. BD

【解析】

【详解】（1）[1]发现筒的上壁照得很亮说明光线向上即观察端偏下，所以应将观察端向上调节；

（2）[2]螺旋测微器的固定刻度为5mm，可动刻度为

所以最终读数为

（3）[3]AB．根据

可知，当红光分别通有距离为0.1mm和0.2mm的双缝时，距离越大的条纹间的距离越小，A错误，B正确；

CD．同理，当红光和紫光通过相同距离的双缝时即L，d相同情况下，波长越长的条纹间的距离越大，C错误D正确；

故选BD。

12. 某兴趣小组用如图甲所示的可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。

（1）下列说法正确的是________。

A.  变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈

B.  变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能

C.  理想变压器的输入功率等于输出功率，没有能量损失

D.  变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零

（2）实际操作中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为，则可推断原线圈的输入电压可能为________。

A．    B.      C.      D. 

（3）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、（右侧实线框内的电路也可以等效为一个电阻）。在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻的过程中，当________时，获得的功率最大。

【答案】    ①. BC##CB    ②. D    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]

A．变压器是通过互感工作，而不是通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈，故A错误；

B．变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能，故B正确；

C．理想变压器忽略能量损失，原线圈输入功率全部转到副线圈输出功率，故C正确；

D．变压器的原线圈两端电压由发电机提供，则副线圈上不接负载时，原线圈两端电压不变，不为0，故D错误。

故选BC。

（2）[2]若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系为

当变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱之间，副线圈的“0”和“4”两个接线柱时，可知原副线圈匝数比为2:1，副线圈电压为3V，则原线圈电压应该为6V；

实际操作中，不是理想变压器，需要考虑损失部分，则原线圈所接电压大于6V。

故选D。

（3）[3]把变压器和R等效为一个电阻R1，R0当做电源内阻，当内外 电阻相等时，即

此时，输出功率最大，根据

得

将公式

代入上式，可得

从而得出

此时获得的功率最大。

13. 李白在邯郸观舞感赞道，“粉色换日彩，舞袖捕花枝，”舞袖的波形可看成一列沿x轴传播的简谐横波，如图所示，实线是简谐横波在时刻的波形图，虚线是在s时刻的波形图。

（1）求此列波传播速度的可能值；

（2）若波速为65m/s，求m处的质点N在时刻的振动方向；

（3）在到时间内，x=5m处的质点M通过的路程为1.8m，求波的传播速度。

【答案】（1）见解析；（2）沿y轴负方向振动；（3）45m/s

【解析】

【详解】（1）从波的图像可以看出，波长，若波沿x轴正方向传播，则波传播的距离

波传播的速度

m/s，（n=1，2，3，）

若波沿x轴负方向传播，则波传播的距离

波传播的速度

m/s，（n=1，2，3，）

（2）由（1）知：若波沿x轴负方向传播，无论n取值多少，都不能求出波速65m/s，若波沿x轴正方向传播时，解得

=65m/s

则波沿x轴正方向传播，根据波速与质点的振动方向的关系，则质点N沿y轴负方向振动。

（3）从波的图像可以看出振幅

M通过的路程为1.8m，则经历的时间是两个周期再加四分之一周期，波传播的距离

波速大小

=45m/s

14. 在倾角=37°的光滑斜面上轻放物块A，物块A离底端的长度m，在斜面底端的水平地面上放有物块B。已知=2kg，物块A、B碰撞时间极短且与水平地面间的动摩擦因数均为，最终两物块间的距离=1.5m，斜面与水平地面平滑连接，两物块都可看作质点，取重力加速度大小g=10m/s2，求：

（1）碰前瞬间物块A的速度大小v；

（2）物块B在水平地面上运动的位移x；

（3）物块A、B碰撞过程中的能量损失Q，

【答案】（1）4m/s；（2）；（3）4J

【解析】

【详解】（1）物块A在光滑斜面上运动，由机械能守恒得

解得

v=4m/s

（2）设碰后物块A的速度为，物块B的速度为，物块A、B碰撞过程中满足动量守恒

物块A、B在水平地面上运动

解得

=2m/s，=4m/s

解得

（3）物块A、B碰撞过程中，由能量守恒得

解得

Q=4J

15. 如图所示，和是两根相距、竖直固定放置的光滑金属导轨，导轨足够长，其电阻不计。水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内均有磁感应强度大小为、方向垂直于导轨平面向里的匀强磁场，其宽度均为，区域Ⅰ和区域Ⅱ相距，其他区域内无磁场。导体棒的长度为、质量为、电阻为，开关处于断开状态。现将棒由区域Ⅰ上边界上方处由静止释放，棒下落时闭合。已知棒在先后穿过两个磁场区域的过程中，流过棒的电流及其变化情况相同。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计空气阻力，重力加速度大小为。求：

（1）棒进入磁场区域Ⅰ的瞬间，通过棒的电流；

（2）棒穿过磁场区域Ⅰ的过程中，棒上产生的热量；

（3）棒穿过磁场区域Ⅱ过程所用时间。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】首先，运用动能定理得出进入磁场时的瞬时速度，再结合感应电流公式求解；其次，理解题意运用能量守恒解题；最后，运用动量定理解决电磁感应运动过程时间问题。

【详解】（1）令棒刚进入磁场区域Ⅰ时的速度大小为，通过它的电流大小为，根据动能定理得

解得

此时进入磁场区域Ⅰ的瞬间，通过棒的电流

解得

（2）令棒从磁场区域Ⅰ上边界到磁场区域Ⅱ上边界过程中产生的热量为，已知棒在先后穿过两个磁场区域的过程中，流过棒的电流及其变化情况相同。由能量守恒定律，得

（3）令棒到达磁场区域Ⅰ下边界时速度大小为，由能量守恒定律，得

解得

由题意可知，棒穿过磁场区域Ⅰ和Ⅱ所用的时间相同，设为，令棒穿过磁场区域Ⅰ过程中的平均电流为,平均感应电动势为，则有

再根据动量定理，得

解得

【点睛】运用能量守恒往往会使解题变得简单；学会运用动量守恒解决电磁感应中的时间问题，是解决这一模块综合题的关键。