2021-2022学年辽宁省辽阳市高二（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年辽宁省辽阳市高二（上）期末物理试卷

1.     下列关于磁场的说法正确的是(    )

A. 地磁场的南极与地球的北极完全重合
B. 磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针的S极在此处的受力方向一致
C. 磁场像分子、原子等实物粒子一样具有能量，是物质存在的一种形式
D. 长度为L、电流为I的通电导线在磁场中受到的安培力大小为F，则磁感应强度B的大小一定等于

2.     一列简谐横波某时刻的波形图如图所示，此后L质点比K质点先回到平衡位置．下列判断正确的是(    )

A. 该简谐横波沿x轴负方向传播 B. 此时K质点沿y轴负方向运动
C. 此时K质点的速度比L质点的速度小 D. 此时K质点的加速度比L质点的加速度大

3.     手抓件绳的一端上下振动，产生沿绳传播的机械波，改变手的振动频率，某时刻的波形图如图所示，则下列说法正确的是(    )

A. 随着手的振动频率改变，绳波的波长逐渐增大
B. 随着手的振动频率改变，绳波的波速逐渐增大
C. 随着手的振动频率改变，绳波的波速逐渐减小
D. 手的振动频率在逐渐增大

4.     如图所示，a、b为两束不同频率的单色光，以相同的入射角射到玻璃砖的上表面，入射点分别为A、经玻璃砖上表面折射后两束光相交于P点，已知，下列说法正确的是(    )

A. 在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B. 玻璃对a光的折射率大于玻璃对b光的折射率
C. a光的频率小于b光的频率
D. b光在玻璃砖下表面发生全反射的临界角大于a光
 

5.     如图所示，为某种玻璃制成的三棱镜的横截面，其中，，AB长度为今有一束单色光从P点垂直BC边入射，边AC边上的M点出射，出射方向与AC的夹角为，则玻璃的折射率为(    )

A.  B.  C.  D.

6.     B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，超声波遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像如图所示，时刻波恰好传到质点M，已知此超声波的频率为，下列说法正确的是(    )
    

A. 血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为
B. 质点M开始振动的方向沿y轴正方向
C. 内质点M的路程为
D. 内质点M沿x轴移动的距离为

7.     在金属导体两端加上恒定电压的瞬间，导体中就会形成匀强电场，电场力使得导体中原本杂乱无章运动的自由电子定向运动。定向运动的自由电子在运动中与金属正离子频繁发生碰撞而产生的“阻力”使得自由电子稳定后近似做匀速运动。如图所示，一根长为L的圆柱形金属棒的横截面半径为r，其材料的电阻率为。金属棒单位体积内自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e。金属棒两端加上恒定的电压时，金属棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速度为v，则自由电子定向运动时受到的平均阻力大小为(    )

A.  B.  C.  D.

8.     关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是(    )

A. 射线的频率最高，波长最短
B. 电磁波在真空中和介质中的传播速度相同
C. 电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场
D. 赫兹通过一系列实验，证明了麦克斯韦关于光的电磁理论

9.     如图所示，在空旷的广场上有一堵较高的墙MN，墙的一侧O点有一个播放器，先后播放男中音和女高音歌唱家的作品，小枫同学站立在墙另一侧的B点。下列说法正确的是(    )

A. 由于声波的衍射，该同学可能听得到女高音但听不见男中音
B. 由于声波的衍射，该同学可能听得到男中音但听不见女高音
C. 该同学沿OB方向加速奔跑，会感觉听到的音调越来越高
D. 该同学沿OB方向加速奔跑，会感觉听到的音调越来越低

10. 图甲是双缝干涉示意图，两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图乙、丙所示．下列说法正确的是(    )
     

A. 形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长短
B. 形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率大
C. 若只增大挡板与屏间的距离l，两种单色光相邻亮条纹间的距离都将增大
D. 若只减小挡板上两个狭缝间的距离d，两种单色光相邻亮条纹间的距离都将减小

11. 小华同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验。
    
    用游标卡尺测小球的直径时示数如图甲所示，则小球的直径______cm。
    如图乙所示，搭建实验装置时，要用铁夹夹住摆线上端，这样做的主要目的是______。
    A.便于测量单摆摆长
    B.便于测量单摆周期
    C.确保摆动时摆长不变
    D.确保摆球在竖直平面内摆动
    小华同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长L和对应的周期T，然后根据数据描绘图像，进一步计算得到图像的斜率为k，可知当地的重力加速度大小______。
12. 东风中学课外兴趣小组测量手机电池的电动势和内阻的实验原理图如图甲所示，已知电池组的电动势约为3V、内阻小于，现提供的器材如下：
    A.手机锂电池电动势的标称值为；
    B.电压表量程为，内阻约为；
    C.电压表量程为，内阻约为；
    D.电阻箱；
    E.定值电阻；
    F.定值电阻；
    H.开关和导线若干
    如果要准确测量电源的电动势和内阻，电压表应选择______选填实验器材前的标号；定值电阻应选择______选填实验器材前的标号。
    兴趣小组一致认为用线性图像处理数据便于分析，于是在实验中改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的示数U，获取了多组数据，画出的图像为一条直线，作出的图像如图乙所示。若把流过电阻箱的电流视为干路电流，则可得该电池组的电动势______V，内阻______。结果均保留两位有效数字
    若考虑电压表的分流作用，则该实验中电动势的测量值与真实值相比______选填“偏大”、“偏小”或“不变”。

13. 水袖的文化源远流长，它是中华民族文化的艺术结晶，有着独特的表现形式．舞者的手有规律地振动，并传导至袖子，这给人营造出一种“行云流水”的美感，而这一过程其实就是机械波的传播．现有一列向x轴正方向传播的简谐横波，时刻的波形如图中实线所示，M为平衡位置在处的质点，时刻的波形如图中虚线所示．已知波的周期，求：
    波的传播速度大小v；
    质点M振动的位移y随时间t变化的关系式用正弦函数表示。
14. 如图所示，电源的电动势，定值电阻，电动机Ⓜ的线圈电阻。当S断开时，电流表的示数。当开关S闭合时，电流表的示数，电动机恰好正常工作。求：
    电源的内阻r；
    开关S闭合时流过电动机Ⓜ的电流；
    电动机的输出功率。

15. 如图甲所示，电容器的两块相同的金属板正对着水平放置，金属板的长度为L，两板间的距离为时间内上极板和下极板间的电势差U随时间t变化的关系图像如图乙所示图乙中未知一个质量为m、电荷量为的带正电粒子在时从电容器左端的中间位置以一定的水平初速度射入电场，时刻粒子恰好从下极板右边缘B点飞出．不计粒子受到的重力，不考虑电场的边缘效应。
    
    求0时刻射入的带电粒子出电场时偏转角度的正切值；
    求；
    时间内的某时刻，将上面提到的带电粒子从电容器左端的中间位置以相同的水平初速度射入电场，带电粒子恰好从上极板右边缘A点飞出，求。
    

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：地磁场的南极与地球的北极不重合，存在一个磁偏角，故A错误；
B.磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针的N极在此处的受力方向一致，故B错误；
C.物质存在由两种形式，一种是实物，看得见摸的着，另一种形式是场类物质，如电场、磁场，像分子、原子等实物粒子一样具有能量，是物质存在的一种形式，故C正确；
D.只有当电流垂直于磁场方向时，通电导线在磁场中受到的安培力才等于，磁感应强度B的大小一定等于，不垂直时就不等于，故D错误。
故选：C。
地磁场的南极与地球的北极不重合，存在一个磁偏角；磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针的N极在此处的受力方向一致；电场、磁场，像分子、原子等实物粒子一样具有能量，是物质存在的一种形式；只有当电流垂直于磁场方向时，通电导线在磁场中受到的安培力才等于。
本题考查了地磁场，磁感应强度的方向，磁场的实物性及由安培力计算磁场强度，不难。
 

2.【答案】A 

【解析】解：A、由题知L质点比K质点先回到平衡位置，则K质点应向上振，再根据“爬坡”法可知，该波应沿x轴负方向传播，故A正确；
B、质点K在平衡位置上下振动，不会沿x轴负方向传播，故B错误；
C、由AB选项可知K质点应向上振，而L质点在波谷处，则L质点的速度为0，故此时K质点的速度比L质点的大，故C错误；
D.由于质点在竖直方向做机械振动，根据
，
，
结合波图像可看出

此时K质点的加速度比L质点的小，故D错误。
故选：A。
根据“爬坡”法确定波的传播方向；质点只在平衡位置上下振动，不会沿波传播方向传播；质点位于平衡位置是速度最大，处于波峰波谷时速度为0；根据回复力和牛顿第二定律判断加速度大小。
本题考查了横波图像，突破口在于确定波的传播方向，知道质点在平衡位置附近做简谐振动。
 

3.【答案】D 

【解析】解：A、从题目中的图片可看出，绳波的波长在逐渐减小，故A错误；
BC、波在同种介质的传播速度是相同的，故BC错误；
D、由上述分析可知，波速不变，而波长变小，根据公式可知，波的频率在逐渐增大，则手的振动频率也在逐渐增大，故D正确；
故选：D。
明确波的性质，知道波速是由介质的性质决定的，与波长和频率无关。
本题关键要抓住波速是由介质决定，保持不变，再由波速公式分析频率的变化情况。
 

4.【答案】C 

【解析】A、所有色光在真空中传播速度都相同，都是，故A错误；
B、由图看出a的折射角大，入射角相等，由折射定律知，玻璃对a光的折射率小，故B错误；
C、玻璃对a光的折射率小，a光频率小，故C正确；
D、根据折射定律知，玻璃对a光的折射率小，a光的全反射角大，故D错误；
故选：C。
由图分析两光的折射角的大小，根据折射定律分析两光的折射率大小关系，而折射率越大的光其频率越大，根据折射定律判断全反射临界角。
解决该题的关键是能根据图分析得到两光在玻璃砖内的折射率大小，熟记折射率越大的光其频率越大。
 

5.【答案】C 

【解析】解：光路如图所示

已知，由几何关系知：
，
，

故
由折射率有：
，
故C正确，ABD错误；
故选：C。
作出光路图，能根据几何知识求解光在AC面的入射角和折射角，根据折射定律求解折射率。
解决该题的关键是正确作出光路图，能根据几何知识求解光在介质中传播时的角度，熟记折射定律的表达式。
 

6.【答案】C 

【解析】

【分析】
根据题图可以知道波长，根据公式可求波速；根据波传播方向可知M点振动方向；根据题意和波传播的特点判断内质点M所走的路程；质点不会沿x轴移动距离，只会上下振动。
明确波的传播的特点，知道波速、频率和波长之间的关系。

【解答】
A、根据图像读出波长为，由代入数据得波速，故A错误；
B、由题图可知，M点的振动方向向下，故B错误；
C、，内质点M的路程为，故C正确；
D、质点M不会沿x轴移动距离，只会上下振动，故D错误；
故选：C。  

7.【答案】C 

【解析】解：自由电子所受阻力与电场力平衡，可得：

由匀强电场中，电场强度与电势差的关系，可得：，
由欧姆定律，可得：，
根据电流的微观表达式，可知：，
由电阻定律可得：，
联立可得：，
故ABD错误；C正确。
故选：C。
先根据二力平衡列式：，再由和，，联立求解即可。
本题考查电学的基本公式，涉及，，，等知识点，是一道跨章节的小综合题目。
 

8.【答案】AD 

【解析】解：A、射线的频率最高，波长最短，故A正确；
B、电磁波在真空中传播的速度最大，是，在其它介质中传播的速度比在真空中的传播速度小，故B错误；
C、变化的电场和变化的磁场是相互联系的，它们统称为电磁场，故C错误；
D、赫兹通过一系列实验，证明了麦克斯韦关于光的电磁理论，故D正确；
故选：AD。
射线的频率最高，波长最短；
电磁波在真空中传播的速度最大，在其它介质中传播的速度比在真空中的传播速度小；
变化的电场和变化的磁场，它们统称为电磁场；
赫兹通过实验，证明了麦克斯韦关于光的电磁理论。
明确射线的特点，知道电磁波在真空中和介质中传播的速度不同，知道电磁场的定义，知道物理学史。
 

9.【答案】BD 

【解析】解：AB、在同一介质中，男中音与女高音传播速度相等，由于男中音的频率低于女高音，由知男中音的波长长于女高音的波长，更容易发生衍射，所以由于声波的衍射，该同学可能听得到男中音但听不见女高音，故A错误，B正确；
CD、该同学沿OB方向加速奔跑，产生多普勒效应，该同学听到的声音频率降低，会感觉听到的音调越来越低，故C错误，D正确。
故选：BD。
根据发生明显衍射现象的条件：障碍物的尺寸与波长差不多或比波长短，结合男声与女声的波长不同，分析该同学可能听到的声音；该同学沿OB方向加速奔跑，根据多普勒效应分析该同学听到的音调变化情况。
本题考查声波的衍射与多普勒效应，要掌握波速公式，注意不同声音在同一介质中传播速度相等，这是解题的关键。
 

10.【答案】AC 

【解析】解：AB、根据图乙和图丙可知，丙图的亮条纹间距更大，根据公式，丙图样的光波长更大，则频率更短，故A正确，B错误；
C、根据上述分析可知，若只增大挡板与屏间的距离l，两种单色光相邻亮条纹间的距离都将增大，故C正确；
D、若只减小挡板上两个狭缝间的距离d，两种单色光相邻亮条纹间的距离都将增大，故D错误；
故选：AC。
根据公式结合选项完成分析即可。
本题主要考查了双缝干涉测量光的波长的实验，根据公式结合波长、频率和波速的关系完成分析。
 

11.【答案】 

【解析】解：由图1所示游标卡尺可知，游标卡尺为20分度，故精确度为，主尺示数为，游标尺示数为，小球直径为；
铁夹夹牢摆线，是为了防止摆动过程中摆长的变化，如果需要改变摆长来探究摆长于周期关系时，方便调节摆长，所以用铁夹夹住摆线上端主要目的是确保摆动时摆长不变，故C正确，ABD错误；
根据单摆的周期公式
得
根据数学知识可知，的图像的斜率
可得当地的重力加速度为。
故答案为：；；。
根据游标卡尺的读数方法得出小球的直径；
明确实验原理，知道用铁夹夹住摆线上端可以防止摆长发生变化；
根据单摆的周期公式变形得出与L的关系式，再分析图象中g与斜率的关系，得到g的表达式。
本题考查“用单摆测定重力加速度”的实验，注意明确实验原理，知道通过第3问要学会用数学方法来分析物理问题，学科的交叉中，数学与物理的联系比较紧密。
 

12.【答案】偏小 

【解析】解：电压表的量程太大，使得电压表指针的偏角太小，测量误差较大，的定值电阻太大，使得电压表指针的偏角太小，且在改变电阻箱阻值时，电压表的示数变化不明显，故电压表选C，定值电阻选E；
由闭合电路欧姆定律可得：
化简得：，结合图乙可知，，则；
斜率，解得：；
考虑到电压表的分流作用，则，
变形得：，纵截距变大，为，
计算时依然用求解E和r，则求得的值会偏小。
故答案为：；E；；；偏小
根据电路的特点选出合适的电学仪器；
根据闭合欧姆定律得出电流和电压的关系，变形后与图中的解析式进行对比，计算出电动势和内阻；
考虑电压表的分流作用，得出另一解析式，通过解析式的截距对比分析电动势的测量值与真实值的关系。
本题主要考查了测定电源的电动势和内阻的实验，要熟悉电路中的特点，结合闭合电流的欧姆定律和图像的解析式进行分析，难度中等偏上。
 

13.【答案】解：该波波长：
已知，则，可得该波周期：
波的传播速度为
解得
质点M振动的振幅，时，
解得
圆频率为
故质点M的振动方程为
答：波的传播速度大小v为；
质点M振动的位移y随时间t变化的关系式为。 

【解析】由图读出波长，根据，确定周期，从而求得波速大小。
先确定M点的初相位，根据求出圆频率，再写出质点M振动的位移y随时间t变化的关系式。
本题的方法是由波动图象读出波长，根据题给条件，列出周期与时间t的关系，要培养运用数学知识解决物理问题的能力。
 

14.【答案】解：当开关S断开时，根据闭合电路欧姆定律，得：
当开关S闭合时，根据闭合电路欧姆定律得路端电压为
流过R的电流
流过电动机的电流
电动机的电功率
电动机的热功率
电动机的输出功率
答：电源的内阻r为。
通过电动机的电流为。
电动机的输出功率为。 

【解析】当S断开时，根据闭合电路欧姆定律求解电源的内阻。
根据串并联电路电流和电压的关系，求流过电动机的电流。
电动机的输出功率等于电功率与内部消耗的热功率之差。
对于电动机电路，正常工作时是非电阻电路，要注意欧姆定律不成立，要根据能量守恒求解其输出功率，要区分电动机的输出功率与效率的不同，不能混淆。
 

15.【答案】解：时刻射入的带电粒子在电场中做类平抛运动，根据运动学公式有
，
，
设0时刻射入的带电粒子出电场时的偏转角度为，根据几何关系有
，
联立解得：；
设板间电场的电场强度大小为E，根据牛顿运动定律和运动学规律有


根据匀强电场中电势差与电场强度的关系有

联立解得：；
根据运动的合成与分解可知，带电粒子在电场中水平方向上做匀速直线运动，则
，
即运动的时间仍然为，
时刻显然小于，时刻带电粒子在竖直方向上的分速度大小
，
时刻之后带电粒子的加速度大小

在竖直方向上的分位移

联立解得：。
答：时刻射入的带电粒子出电场时偏转角度的正切值为；
为；
时间内的某时刻，将上面提到的带电粒子从电容器左端的中间位置以相同的水平初速度射入电场，带电粒子恰好从上极板右边缘A点飞出，为。 

【解析】带电粒子在电场中做类平抛运动，根据平抛运动规律求出电场时速度偏转角正切值；
根据牛顿第二定律和匀强电场中电势差与电场强度的关系求板间电势差；
根据运动的合成与分解可知，带电粒子在电场中水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上匀变速运动。
解决该题的关键是掌握带电粒子在偏转电场中的运动情况，知道平抛运动的运动规律，熟记运动学的相关公式。