云南省玉溪市一中2022-2023学年高二物理下学期期中试题（Word版附答案）

玉溪一中2022-2023学年下学期高二年级期中考

物理试卷

总分：100分，考试时间：90分钟

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。

1.如图所示，A、B为两个等量同种点电荷，a、O、b在点电荷A、B的连线上，c、O、d在连线的中垂线上,则（      ）

A.a、b两点的场强相同，电势相同

B.c、d两点的场强相同，电势相同

C.将一电子由a点移至b点电子电势能先减小后增大

D.将一电子由d点移至c点电子电势能增大

2.如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮出水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（　　）

A.增加波源频率 

B.降低波源频率

C.增强波源振动强度 

D.增加波源到桥墩的距离

3.如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈。通过观察图形，判断下列说法正确的是（　　）

A.若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针

B.若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力较大

C.从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈

D.从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈

4.如图甲所示，t=0时，一小船在海面上的P点，一块浮木漂在横坐标x=5m的Q点，其后小船的振动图像如图乙所示，可知（　　）

A.水波的振动向x轴正方向传播

B.水波波速为0.4m/s

C. 2.4s末，浮木漂向上运动

D. 1.6s末，小船运动到Q点

5.光滑的水平面上有半径相同的A、B两个小球，小球A的质量为2kg。t=0时刻，A、B两个小球开始在同一直线上相向运动，随后发生碰撞，A、B两个小球碰撞前后的位移-时间图像如图所示。下列说法中正确的是（　　）。

A.小球B的质量为3kg

B.小球B对A的冲量为9N•s

C.小球B的动量改变量为8kg•m/s

D.碰撞过程中，A、B两球损失的机械能为18J

6. 近日根据国际报道，光纤通信速率创造出了新的记录，每秒可以传达1.84Pbit，这相当于每秒可以传输约236个1TB硬盘的数据。目前正常的网速想要传输1TB硬盘的数据，需要花费四到八小时以上，如果这项技术能大规模商用，网速将得到大幅提升。光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示，一束激光由光导纤维左端的点O以的入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过O的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是（　　）

A.光纤内芯的折射率比外套的小            B.光从左端空中进入光纤内芯后，其波长增大

C.频率越大的光在光纤中传播的速度越大    D.内芯对这种激光的折射率

7.如图所示，空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图甲中虚线所示。正方形单匝金属线圈固定在纸面内，电阻为R，边长为a。线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。t=0时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，在t=0到1.5t0的时间间隔内（　　）

A.线圈中感应电流方向先顺时针后逆时针

B.t0时刻电流不为0，安培力为0

C.线圈所受安培力的最大值为

D.线圈所受安培力的冲量大小为

8.如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，在圆周上的P点有一个粒子源，可以在0≤θ≤60°的范围内垂直磁场方向发射速度大小相等的同种粒子。已知粒子质量为m、带电量为+q，速度大小为v0，以θ=30°角射入磁场的粒子恰好垂直于直径PQ方向射出磁场区域。不计粒子的重力及粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是（　　）

A.粒子轨迹不可能通过O点

B.粒子射出磁场边界时的速度方向不可能相同

C.粒子在磁场中运动的最长时间为

D.粒子在磁场边界的出射点分布在四分之一圆周上

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.下列说法中正确的是（　　）

A.图甲所示为一单摆在地球表面做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系），则此单摆的摆长约为1m

B.图乙所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于声源频率变化引起的

C.图丙所示泊松亮斑是由于光的衍射形成的

D.图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波

10.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将所用器材按要求安装在如图甲所示的光具座上，然后接通电源使光源正常工作。实验时调节测量头，使分划板中心刻线与一条亮条纹中心对齐,记录为第一条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心线对准第六条亮条纹的中心，记下此时图丙中手轮的示数，已知双缝间距d为1.5×10-4m，双缝到屏的距离L为0.800m，下列说法正确的是（　　）

B.减小实验中的双缝间距，目镜中的条纹数会增加

C.图丁中的亮条纹间距表示错误

D.该单色光的波长约为433nm

11.等离子体推进器的原理结构如图所示，首先由电子枪产生高速电子流，经过碰撞，电子将等离子体发生器内的惰性气体电离，形成等离子体，最后等离子体中的正离子经过静电加速层加速后高速飞出，从而对等离子推进器产生作用力。假设正离子的质量为m，电荷量为q，经电压为U的静电加速层加速后形成电流为I的离子束，忽略离子进入静电加速层的初速度，不计离子重力和离子间的相互作用力，下列说法正确的是（　　）

A.离子推进器是将电能转化为机械能的装置

B.离子由静电加速层喷出时的速度大小为

C.单位时间内，由静电加速层喷出的离子数为

D.离子推进器产生的推力大小为

12.如图所示，两位同学分别拉一根长为1.2m的绳两端A、B，t=0时刻，两同学同时抖动绳子两端，使A、B开始在竖直方向做简谐振动，产生沿绳传播的两列波、振源为A的波波速为v1，振源为B的波波速为v2。t=0.4s时，两列波恰好传播到P，Q两点，波形如图所示，则（　　）

A.两列波起振方向相反

B. v1= v2

C.到两列波相遇时，质点A经过的路程为25cm

D. t=1.4s时，x=0.55m处的质点偏离平衡位置的位移为

三、实验题：本题共2小题，每空2分，共14分。

13．（6分）在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：

(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则__________。

A.m1>m2，r1>r2　 B.m1>m2，r1<r2

C.m1>m2，r1＝r2  D.m1<m2，r1＝r2

(2)若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中一定需要的是 __________。

A.直尺　　       B.游标卡尺　      　C.天平           D.弹簧测力计      　　E.秒表

(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为______________________。(用装置图中的字母表示)

14.（8分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中：

(1)需要记录的数据有：小钢球的直径d、________、30次全振动的总时间t 和周期T；

(2)用标准游标卡尺测小钢球的直径如图1所示，则直径d为__________ mm；

(3)如图2所示，某同学由测量数据作出L－T2图线，根据图线求出重力加速度g＝____________ m/s2(已知π2≈9.86，结果保留3位有效数字)。

(4)如果测得的g值偏小，可能的原因是_______________________________。

A.测摆线时摆线拉得过紧

B.先测摆长，再测周期，在测周期时，上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了

C.开始计时时，停表过迟按下

D.实验时误将49次全振动数为50次

四、计算题：本题共4小题，共46分，要求写出必要的文字说明和解答过程。

15. （10分）一列简谐横波沿x轴传播,在t1=0和t2=0.002 s时的波形曲线如图所示.

(1)该波的波长是多大?振幅A为多大?

(2)若周期大于(t2-t1),且波向左传播,则波速为多大?

(3)若周期小于(t2-t1),则波速为多大?若波速为5000 m/s,求波的传播方向.

16.（10分）如图所示，AOB为扇形玻璃砖，一细光束照射到AO面上的C点，入射角为60°，折射光线平行于BO边，圆弧的半径为R，C点到BO面的距离为，AD⊥BO，∠DAO＝30°，光在空气中传播速度为c，求：

(1)玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上出射时的折射角；

(2)光在玻璃砖中传播的时间。

17.（12分）如图所示，两平行光滑不计电阻的金属导轨竖直放置，导轨上端接一阻值为R的定值电阻，两导轨之间的距离为d。矩形区域abdc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，ab、cd之间的距离为L。在cd下方有一导体棒MN，导体棒MN与导轨垂直，与cd之间的距离为H，导体棒的质量为m，电阻为r。给导体棒一竖直向上的恒力，导体棒在恒力F作用下由静止开始竖直向上运动，进入磁场区域后做减速运动。

若导体棒到达ab处的速度为v0 ，重力加速度大小为g。求：

(1)导体棒到达cd处时速度的大小；

(2)导体棒刚进入磁场时加速度的大小；

(3)导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻R的电荷量和电阻R产生的热量。

18.（14分）如图所示，光滑水平平台AB与竖直光滑半圆轨道AC平滑连接，C点切线水平，长L＝4 m的粗糙水平传送带BD与平台无缝对接。质量分别为m1＝0.3 kg和m2＝1 kg两个小物体中间有一被压缩的轻质弹簧，用细绳将它们连接。已知传送带以v0＝1.5 m/s的速度向左匀速运动，小物体与传送带间动摩擦因数μ＝0.15。某时剪断细绳，小物体m1向左运动，m2向右运动速度大小为v2＝3 m/s，g取10 m/s2。求：

(1)剪断细绳前弹簧的弹性势能Ep；

(2)从小物体m2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中，为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能E；

(3)半圆轨道AC的半径R多大时，小物体m1从C点水平飞出后落至AB平面的水平位移最大？最大位移为多少？

玉溪一中2022-2023学年下学期高二年级期中考

物理学科答案

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

三、实验题：本题共2小题，每空2分，共14分。

13.答案(1)C　(2)AC    (3)m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N

解析(1)为防止反弹造成入射小球返回斜槽，要求入射小球质量大于被碰小球质量，即m1>m2；为使入射小球与被碰小球发生对心碰撞，要求两小球半径相同。故C正确。

(2)设入射小球为a，被碰小球为b，a球碰前的速度为v1，a、b相碰后的速度分别为v1′、v2′。由于两球都从同一高度做平抛运动，当以运动时间为一个计时单位时，可以用它们平抛的水平位移表示碰撞前后的速度。因此，需验证的动量守恒关系m1v1＝m1v1′＋m2v2′可表示为m1x1＝m1x1′＋m2x2′。所以需要直尺、天平，而无需弹簧测力计、秒表。由于题中两个小球都可认为是从槽口开始做平抛运动的，两球的半径不必测量，故无需游标卡尺。

(3)得出验证动量守恒定律的结论应为：

m1·OP＝m1·OM＋m2·O′N。

14.（1）摆线长l

（2）18.6 mm（3）g≈9.66 m/s2(9.62～9.70 m/s2都正确)

（4）B

解析　(1)根据单摆的周期公式T＝2π知要测重力加速度，需要测量小钢球的直径d、摆线长l从而得到单摆的摆长L；还要测量30次全振动的总时间t，从而得到单摆的周期T。

(2)游标卡尺的主尺读数为18 mm，游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为6×0.1 mm＝0.6 mm

所以最终读数为18 mm＋0.6 mm＝18.6 mm。

(3)根据单摆的周期公式T＝2π得L＝T2

再根据L－T2图象的斜率为k＝＝0.245

即＝0.245

得g≈9.66 m/s2(9.62～9.70 m/s2都正确)。

(4)根据g＝，测摆线时摆线拉得过紧，则摆长的测量值偏大，导致重力加速度的测量值偏大，故A错误；摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，知摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故B正确；开始计时时，停表过迟按下，周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故C错误；实验时误将49次全振动数为50次，周期的测量值偏小，导致重力加速度测量值偏大，故D错误。

四、计算题：本题共4小题，共46分，要求写出必要的文字说明和解答过程。

15.答案.(1)8 m　0.1 cm　(2)3000 m/s　(3)向右

【解析】(1)由图像可知A=0.1 cm,λ=8 m

（2）若波向左传播，则

Δt＝nT＋T(n＝0，1，2，3，…)，

因为T=

当n=0时,T= >0.005 s

当n=1时,T= <0.005 s(舍去)

所以v==3000m/s

(或所以波传播的距离为

Δs＝vΔt＝Δt＝nλ＋λ(n＝0，1，2，3，…)，

因为>Δs   则 n＝0 时  Δs＝λ

v=Δs/Δt=3000 m/s

（3）T<Δt

若波向左传播，则

Δt＝nT＋T  (n＝1，2，3，…)，

T=   (n＝1，2，3，…)

V==1000（4n+3）m/s   

   (n＝1，2，3，…)

若波向右传播，则

Δt＝nT＋T  (n＝1，2，3，…)，

T=   (n＝1，2，3，…)

V==1000（4n+1）m/s   

   (n＝1，2，3，…)

因为：

T===

即波传播了个波长，结合波形曲线可知，波传播方向向右。

（或 v=5000m/s  则Δs＝vΔt = 10m = 结合波形曲线可知，波传播方向向右 ）

16.【解析】　(1)光路图如图所示，由于折射光线CE平行于BO，那么

光线在圆弧面上的入射点E到BO的距离也为

光线在E点的入射角α满足

sin α＝，α＝30°

由几何关系可知，∠COE＝90°，因此光线在C点的折射角为30°

玻璃砖的折射率n＝＝

由于光线在E点的入射角为30°，光线在E点的折射角为60°

(2)由几何关系可知，CE＝＝R

光在玻璃砖中的传播速度为v＝

因此光在玻璃砖中传播的时间为t＝＝。

答案　(1)　60°　(2)

17.答案　(1)V=4.0m/s    (2)a＝1m/s2     (3)QR＝6.6J

【解析】　(1)根据动能定理(F－mg)H＝mv2

解得导体棒到达cd处时速度的大小v＝

(2)根据牛顿第二定律mg＋FA－F＝ma

E＝Bdv

I＝

安培力FA＝Bid     

导体棒刚进入磁场时加速度的大小

a＝g＋－

导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻R的电荷量q＝Δt，

＝，   ＝

通过电阻R的电荷量q＝

解得q＝

根据动能定理(F－mg)(H＋L)－WA＝mv

电路中的总热量Q＝WA

电阻R中的热量QR＝Q

18【解析】(1)对m1和m2弹开过程，取向左为正方向，由动量守恒定律有：

0＝m1v1－m2v2

剪断细绳前弹簧的弹性势能：Ep＝m1v12＋m2v22

解得：v1＝10 m/s，Ep＝19.5 J。

(2)设m2向右减速运动的最大距离为x，由动能定理得：

－μm2gx＝0－m2v22

解得：x＝3 m＜L＝4 m

则m2先向右减速至速度为零，向左加速至速度为v0＝1.5 m/s，然后向左匀速运动，直至离开传送带。

设小物体m2滑上传送带到第一次滑离传送带的所用时间为t，取向左为正方向，根据动量定理得：

μm2gt＝m2v0－(－m2v2)

解得：t＝3 s

该过程皮带运动的距离：x带＝v0t＝4.5 m

故为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能：E＝μm2gx带＝6.75 J。

(3)设竖直光滑轨道AC的半径为R时小物体m1平抛的水平位移最大为x，从A到C由机械能守恒定律得：

m1v12＝m1vC2＋2mgR

由平抛运动的规律有：

x＝vCt1      2R＝gt12

联立整理得：

根据数学知识知当4R＝10－4R，即R＝1.25 m时，水平位移最大为xmax＝5 m。