山西省临汾市洪洞县2021-2022学年高二第二学期期末考试物理试题（含答案）

2021-2022学年度高中物理期末考试卷

考试时间：100分钟

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

单选每个4分。多选每个4分，少选2分，错选0分。

一、单选题

1．关于电磁波谱，下列说法正确的是（　　）

A．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红外线

B．无线电波的波长小于X射线的波长

C．适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素D

D．医学上常用光照片辅助进行疾病诊断

2．下列说法中正确的是（　　）

A．奥斯特发现了电磁感应现象 B．法拉第发现电流产生磁场的现象

C．安培提出了分子电流假说 D．赫兹提出了电磁场理论

3．关于UAB＝和WAB＝qUAB的理解，正确的是（　　）

A．电场中A、B两点间的电势差和两点间移动电荷的电荷量q成反比

B．UAB与q、WAB无关，甚至与是否移动电荷都没有关系

C．在电场中A、B两点间沿不同路径移动相同电荷，路径长时WAB较大

D．WAB与q、UAB及电荷移动的路径无关

4．如图所示，带有光滑圆弧轨道质量为M的小车静止置于光滑水平面上，一质量为m的小球以速度水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，则（　　）

A．小球离开小车以后一定向右做平抛运动

B．小球和小车组成的系统动量守恒

C．小球到达最高点时速度为零

D．小球和小车组成的系统机械能守恒

5．如图所示环形导线a中有逆时针方向的电流，a环外有一个与它同心且在同一平面内的导线圈b，当a中的电流不变时，增大b的半径，则穿过b的磁通量（　　）

A．变大，方向向里 B．变大；方向向外

C．变小，方向向里 D．变小，方向向外

6．下列说法正确的是（　　）

A．电荷从电场中的A点运动到了B点，路径不同，静电力做功的大小就可能不同

B．正电荷沿着电场线运动，静电力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，静电力对负电荷做负功

C．电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则静电力做功为零

D．电荷在电场中运动，因为静电力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立

7．1820年4月，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B与导线中的电流I成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线相距为，分别通以大小不等、方向相同的电流，已知规定磁场方向垂直纸面向里为正，在区间内磁感强度B随x变化的图线可能是图中的（　　）

A．  B．   C．   D．

8．街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图所示。输出电压通过输电线输送给用户，输电线总电阻为R0，变阻器R代表用户用电器的总电阻。负载变化时输入电压不会有大的波动，若变压器上的能量损耗可以忽略，当滑片下移（相当于用户的用电器增加）时（　　）

A．A1和A2示数均增大

B．U2示数增大

C．R0的功率减小

D．变压器输入功率减小

二、多选题

9．一含有理想变压器的电路如图所示，、为定值电阻，为滑动变阻器，A为理想交流电流表。为正弦交流电源，输出电压的有效值恒定。下列说法正确的是（　　）

A．Q不动，P向上滑动，电流表示数减小

B．Q不动，P向下滑动，变压器输出功率减小

C．P不动，Q向上滑动，电流表示数变小

D．P不动，Q向下滑动，变压器输出功率变小

10．图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，Q是平衡位置在x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则下列说法正确的是（　　）

A．这列波的波长是8m，周期是0.2s，振幅是10cm

B．在t=0时，质点Q向y轴负方向运动

C．波向x轴负方向传播，且波速为40m/s

D．质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt（m）

11．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是（　　）

A．当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点

B．当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势

C．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点

D．当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点

12．如图所示，甲、乙两船的总质量（包括船、人和货物）分别为8m、14m，两船沿同一直线同一方向运动，速率分别为、，为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为2m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，同时保证两船继续同向运动，不计水的阻力。则抛出货物的速率可能是（　　）

A． B． C． D．

第II卷（非选择题）

请写出必要的文字说明

三、实验题

13．（每空2分）在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中，电源的电动势不超过1.5V，内阻不超过1Ω，电压表（0---3V，3kΩ），电流表（0---0.6A，1Ω），滑动变阻器有R1（10Ω，2A）和R2（100Ω，0.1A）各一只．实验电路如图（甲）

（1）实验中滑动变阻器应选用_______________（填“R1”或“R2”）

（2）某位同学在实验操作时电路连接如图（乙）所示，该同学接线中错误（或不妥当）的实验器材是________

A．滑动变阻器            B．电压表            C．电流表                 

（3）一位同学根据记录的数据画出U-I图线如图（丙）所示，根据图象（答题纸上的图更清晰一些）读出电池的电动势E=________V，根据图象求出电池内阻r=_________Ω.．

14．（每空2分）某同学为了测当地的重力加速度，测出了多组摆长和运动周期，根据实验数据，作出T2-L的关系图像如图所示。

（1）甲图秒表的读数为__________；

（2）做出题图的图像不过坐标原点，原因可能是________（“多测”或“漏测”）了小球的半径；

（3）由图像可求得当地的重力加速度为________m/s2（结果保留三位有效数字）

（4）如果该同学测得的g值偏大，可能的原因是______；

A．测摆线长时摆线拉得过紧

B．开始计时，秒表过早按下

C．实验中误将49次全振动数为50次

D．摆线上端悬点未固定，摆动过程中出现松动，摆线长度增加了

四、解答题

15．（12分）如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率为，直径AB与屏幕垂直并接触于A点，激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现了两个光斑。

（1）求两个光斑之间的距离；

（2）改变入射角，使屏MN上只剩一个光斑，求光斑离A点距离最长时的入射角C（可用三角函数表示该角）。

16．（12分）如图所示，在xOy坐标系中，y>0的范围内存在着沿y轴正方向的匀强电场，在y<0的范围内存在着垂直纸面的匀强磁场（方向未画出）。现有一质量为m、电荷量大小为－q（重力不计）的带电粒子，以初速度v0（v0沿x轴正方向）从y轴上的a点出发，运动一段时间后，恰好从x轴上的d点第一次进入磁场，然后从O点第—次离开磁场。已知Oa=L，Od=2L，求：

（1）电场强度大小；

（2）粒子第一次通过x轴时的速度大小和方向；

（3）磁感应强度的大小和方向。

17．（12分）我国运动员闫文港在2022年北京冬奥会获得男子钢架雪车比赛铜牌，实现该项目的历史性突破，小明同学看到该新闻后，设计了如下情景探究物块与轨道及滑板间的相互作用规律。如图所示，水平面上竖直固定一个粗糙圆弧轨道BC，圆弧轨道C端切线水平，长木板静止在光滑的水平面上，木板左端紧靠轨道右端且与轨道点等高但不粘连，接触处上表面平滑。从B的左上方A点以某一初速度水平抛出一质量m＝2kg的物块（可视为质点），物块恰好能从B点沿切线方向无碰撞进入圆弧轨道BC，物块滑到圆弧轨道C点时对轨道的压力大小为，经圆弧轨道后滑上长木板，已知长木板的质量M＝6kg，A、B两点距C点的高度分别为H＝4.3m、h＝2.5m、R＝12.5m，空气阻力不计，g取。求：

（1）物块从A运动到B的时间和物块到达B点时的速度大小；

（2）物块从B滑到C的过程中克服摩擦阻力做的功；

（3）若长木板与地面间的摩擦不计，物块与长木板之间的动摩擦因数，要使物块不滑出长木板，长木板至少为多长；若长木板固定不动，且物块和木板是某种特殊材料，物块在木板上运动受到的水平阻力（与摩擦力类似）大小与物块速度大小v成正比，即，k＝3kg/s，要使物块不滑出长木板，长木板至少为多长。

参考答案：

1．C

【解析】

【详解】

A．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，是电热丝发出的红光，不是红外线，红外线是看不到的，故A错误；

B．无线电波的波长大于X射线的波长，故B错误；

C．紫外线能促进体内维生素D的合成，故C正确；

D．医学上常用X光照片辅助进行疾病诊断，故D错误。

故选C。

2．C

【解析】

【详解】

AB．法拉第发现了电磁感应现象，奥斯特发现电流的磁场效应。故AB错误；

C．安培提出了分子电流假说，很好的解释了软铁磁化现象，故C正确；

D．麦克斯韦提出了电磁场理论，故D错误。

故选C。

3．B

【解析】

【详解】

A．电势差公式UAB＝是比值定义法，电场中的A、B两点间的电势差和两点间移动电荷的电量q和电场力做功均无关，A错误；

B．电势差公式UAB＝是比值定义法，UAB与q、WAB无关，甚至与是否移动电荷都没有关系，B正确；

C．根据公式WAB＝qUAB，在电场中A、B 两点移动不同的电荷，电场力的功WAB和电量q成正比，与路径无关，C错误；

D．电场力做功与路径无关，电场力的功WAB和电量q成正比，即WAB与q成正比，但与电荷移动的路径无关，D错误。

故选B。

4．D

【解析】

【详解】

D．小球和小车组成的系统只有重力做功，机械能守恒，故D正确；

B．小球和小车组成的系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，竖直方向合外力不为零，故小球和小车组成的系统动量不守恒，故B错误；

AC．小球离开小车后，水平方向小球和小车速度相等，竖直方向小球速度不为零，小球上升到最高点时与小车相对静止，水平方向有相同速度，故AC错误。

故选D。

5．D

【解析】

【详解】

由安培定则可知，a环内磁场垂直纸面向外，a环外磁场垂直纸面向里，则穿过b环的磁通量垂直纸面向外，当a中的电流不变时，增大b的半径，则穿过b的向外的磁感线条数不变，向里的磁感线条数增加，则总的磁通量向外减小。

故选D。

6．C

【解析】

【详解】

A．静电力做功和电荷运动路径无关，只与初末位置的电势差有关，故A错误；

B．正电荷沿电场线的方向运动，则正电荷受到的静电力方向和电荷的运动方向相同，故静电力对正电荷做正功，同理，负电荷逆着电场线的方向运动，静电力对负电荷做正功，故B错误；

C．静电力做功只和电荷的初、末位置有关，所以电荷从某点出发又回到了该点，静电力做功为零，故C正确；

D．电荷在电场中运动，静电力可能对电荷做功，但能量守恒依然成立，故D错误。

故选C。

7．A

【解析】

【分析】

【详解】

由安培定则可知，左侧导线中的电流在该导线右侧产生的磁场的方向向里，而右侧导线中的电流在该导线左侧产生的磁场的方向向外，故在区间内磁场方向先为正后为负。根据通电长直导线周围某点磁感应强度

和

可知，在的位置磁场方向为正方向，故A正确，BCD错误。

故选A。

8．A

【解析】

【详解】

A．变压器的输入电压、匝数比不变，可知变压器的输出电压，即电压表V1示数不变，当滑片下移，变阻器R的接入电阻变小，副线圈电流I2增大，由

可知，原线圈电流I1增大，故A1和A2示数均增大，A正确；

B．R0分压增大，变阻器R分压减小，即U2示数减小，B错误；

C．由

可知，R0的功率增大，C错误；

D．变压器输入功率为

变压器输入功率增大，D错误。

故选A。

9．AD

【解析】

【详解】

A．Q不动，则负载的总电阻不变，P向上滑动，原线圈的匝数变大，根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比可知副线圈输出电压减小，则副线圈每个电阻通过的电流都减小，电流表示数减小，A正确；

B．Q不动，则负载的总电阻不变，P向下滑动，原线圈的匝数变小，根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比可知副线圈输出电压增大，则副线圈的输出电流增大，变压器的输出功率增大，B错误；

C．P不动，原线圈的匝数不变，副线圈输出电压不变，Q向上滑动，滑动变阻器接入的阻值减小，副线圈负载的总电阻减小，副线圈的输出电流增大，定值电阻两端电压增大，定值电阻两端电压减小，通过定值电阻的电流减小，则电流表示数变大，C错误；

D．P不动，原线圈的匝数不变，副线圈输出电压不变，Q向下滑动，滑动变阻器接入的阻值增大，副线圈负载的总电阻增大，则副线圈的输出电流减小，变压器的输出功率减小，D正确。

故选AD。

10．AD

【解析】

【分析】

由波形图和振动图像读出波长、周期和振幅；根据振动图像可求解波的传播方向和传播的距离；质点在一个完整周期中运动的路程为4A。

【详解】

A．由图像可知，这列波的波长是8m，周期是0.2s，振幅是10cm，A正确；

BC．由Q点的振动图像可知，在t=0时，质点Q向y轴正方向运动，可知波向x轴正向传播，BC错误；

D．根据图像可知

则质点Q简谐运动的表达式为

y=0.10sin10πt（m）

D正确。

故选AD。

11．BD

【解析】

【详解】

AB．当金属棒向右匀速运动切割磁感线时，金属棒产生恒定感应电动势，由右手定则可知，电流方向为a→b，根据电流从电源（ab相当于电源）正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断b点电势高于a点，由于左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，则c点电势等于d点电势，故A错误B正确；

CD．当ab向右做加速运动时，由右手定则可推断，b点电势高于a点，电流沿逆时针方向，又由可知，ab导体两端的不断增大，那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并且磁感应强度不断增强，则右边电路线圈中向上的磁通量不断增加，由楞次定律可知，右边电路的感应电流方向为逆时针，而在右线圈组成的电路中，感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上，把这个线圈看做电源，由于电流是从c沿内电路（即右线圈）流向d，则d点电势高于c点，故C错误D正确。

故选BD。

12．BCD

【解析】

【详解】

以原运动方向为正方向，抛后乙船的速度为v1，对乙船和抛出货物列动量守恒，则有

甲船接收到货物后的速度为v2，对甲船和货物列动量守恒，则有

依题意有

解得

故A错误，BCD正确。

故选BCD。

13．     R1     AB     1.45     0.69

【解析】

【详解】

(1)[1]因电流表量程为0.6A，由

I=

得：

I

解得：

2.7Ω≤R≤6.5Ω

因此变阻器应选R1．

(2)[2]电压表不能直接接在电源两极间，应由电键控制；滑动变阻器接在此两点间不能改变电阻值．所以错误（或不妥当）的实验器材是：A、B

(3) [3] [4]应将U-I图象延长分别与两轴相交，与纵轴交于1.45V，与横轴交于0.64A左右，因此电动势E=1.45V，内电阻

r= =0.69

14．     95.1     漏测     9.86     AC

【解析】

【详解】

（1）[1]秒表的读数为

（2）[2]图像不过坐标原点，将图像向右平移1cm就会通过坐标原点，故相同的周期下，摆长偏小1cm，故可能是测摆长时，仅测了摆线长度而漏测了小球半径。

（3）[3]由单摆周期公式可得

图像斜率

结合图像数据得到

则求得

（4）[4] A．根据可得

测摆线长时摆线拉得过紧，使摆线长度偏大，导致g测量值偏大，故A正确；

B．开始计时，秒表过早按下，使T测量值偏大，导致g值偏小，故B错误；

C．由

误将49次全振动数为50次，使得T值偏小，导致g测量值偏大，故C正确；

D．摆线上端悬点未固定，摆动过程中出现松动，L测量值偏小，导致g测量值偏小，故D错误。

故选AC。

15．（1）cm；（2）

【解析】

【详解】

（1）光路图如图所示

设折射角为γ，折射光线交MN于P点，反射光线从玻璃砖射出后交MN于Q点，根据折射定律有

解得

由几何关系可得两个光斑P、Q之间的距离

解得

（2）当入射角增大发生全反射时，屏MN上只剩一个光斑，此光斑Q′离A点最远时，恰好发生全反射，入射角等于临界角，即

且

16．（1）；（2），速度方向与x轴正方向夹角为45°；（3），方向垂直纸面向里

【解析】

【详解】

（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，根据牛顿第二定律可得其加速度大小为

     ①

设粒子做类平抛运动的时间为t，则x方向上有

2L＝v0t     ②

y方向上有

     ③

联立①②③解得

     ④

（2）粒子在d点的y方向分速度大小为

     ⑤

联立①②⑤解得

       ⑥

设粒子在d点速度方向与x轴正方向的夹角为α，则

     ⑦

解得

     ⑧

粒子第一次通过x轴时的速度大小为

     ⑨

（3）由题意可知粒子进入磁场后向左偏转，根据左手定则可知磁感应强度方向垂直纸面向里。如图所示，根据几何关系可知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为

     ⑩

根据牛顿第二定律有

     ⑪

联立⑨⑩⑪解得

       ⑫

17．（1）t＝0.6s，；（2）；（3），

【解析】

【详解】

（1）物块从A点做平抛运动到B点，则有

代入数据解得A到B的时间

t＝0.6s

由几何关系得到B点速度方向与水平方向夹角等于∠BOC，而

B点的速度大小

（2）根据牛顿第三定律，物块在C点所受支持力大小等于物块对轨道的压力大小，在C点有

得

v2=12m/s

从A点抛出的初速度为

从A至C点，由动能定理得

代入数据解得从B滑到C物块克服阻力做功为

（3）物块滑上长木板后，木块和长木板系统动量守恒，则有

解得

假设物块刚好不滑离长木板。，由功能关系可得

解得

若，对木块m由动量定理得

解得

所以，若长木板滑动时，要使物块不滑出长木板， 当，长木板至少长L＝9m；若长木板固定时，当，k＝3kg/s，长木板至少长。