湖北省荆州中学2021-2022学年高二上学期期末考试 物理

荆州中学2021～2022 学年上学期期末考试物理试题 总分：100 分 考试时间：75 分钟 一、选择题（第1-7 题为单选题，第8-11 题为多选题，选对得4 分，漏选得2 分，选错得0 分） 1．下列关于光现象说法正确的是（ ） A．单色光从玻璃射入水中，光的波长不变 B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的折射形成的 C．光的偏振现象说明光是纵波 D．玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上 发生了全反射的缘故 2．如图所示，光滑水平面上木块A、B 用一根弹性良好的压缩了的轻质弹簧连在一起，左 右手分别按住A、B 木块，使它们静止。对木块A、B 及弹簧组成的系统，下列说法中正 确的是（ ） A．当双手同时放开后，系统总动量始终为零 B．当双手同时放开后，系统总动量不一定为零 C．若先放开右手，后放开左手，系统总动量为零 D．若先放开左手，后放开右手，系统总动量方向向右 3．如图所示，弹簧下端悬挂一个钢球，上端固定，它们组成一个振动系统。初始时系统处 于静止状态，现用手把钢球向上托起一段距离L，然后由静止释放，钢球便 上下做简谐振动，则（ ） A．因振动系统机械能守恒，故弹簧处于原长时，钢球动能最大 B．钢球在最高点的加速度可能小于g C．对小球施加一周期性的外力，小球振幅一定越来越大 D．钢球位于最高点时弹簧对钢球的弹力方向一定向下 4．如图所示，两根等长直导线a 和b 平行放置，分别通有大小为 I、2I 的电流，电流方向 相反，此时导线a 受到的磁场力大小为F。当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后， 导线b 受到的磁场力为零，则此时a 受到的磁场力大小为（ ） A． B．F C． D．3F 5．如图所示，一个可看做质点的物体从 时刻开始由静止开始做直线运动，0～4s 内 其合外力随时间变化的关系图线为一正弦函数下列判断正确的是（ ） A．0～2s 内合外力的冲量先增大再减少 B．2s 末物体的速度方向发生变化 C．0～4s 内合外力的冲量为零 D．1s 末物体的动量变化率为零 6．一列简谐横波在t=0.2s 时的波形图如图甲所示，P、Q 为介质中的两个质点，它们的平 衡位置分别为x=1m 和x=3.5m，质点P 的振动图象如图乙所示，则（ ） A．该简谐波的波速为7.5m/s B．该简谐波沿x 轴正方向传播 C．t＝0.28s 时，质点P、Q 的速度方向相同 D．t＝0.4s 到t＝1.1s 内，质点P 的向左平移了7m 7．如图所示，扇形 为透明柱状介质的横截面，圆心角 ，两束平行于角平 分线 的单色光a 和b 由 面射入介质，经 面折射的 光线相交于M 点，其中a 光的折射光线恰好平行于 ，以 下说法正确的是（ ） A．该介质对a 光的折射率小于对b 光的折射率 B．a 光的折射光线在 面不发生全反射 C．在同一介质中，a 光的传播速度大于b 光的传播速度 D．用同一装置进行双缝干涉实验，a 光的条纹间距大于b 光的条纹间距 8．B 超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，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形成B 超图像。如图为血管探头沿x 轴正方向发送的简谐 超声波图象，t=0 时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107Hz，下列说法正 确的是（ ） A．0～1.25×10-7s 内质点M 运动的路程为2mm B．质点M 第一次位移为0.4mm 的时刻是 ×10-7s C．超声波在血管中的传播速度为1.4×103m/s D．t=1.5×10-7s 时质点N 恰好处于波峰 9．边长为a 的闭合金属正三角形框架，完全处于垂直于框架平面的匀强磁场中，现把框架 匀速拉出磁场，如图所示，则导线框中的电流、感应电动势、外力、外力功率与位移的 关系图正确的是（ ） A． B． C． D． 10． 如图所示，S 为一离子源，MN 为荧光屏，其长度为MN＝ ，S 到MN 的距离为 SP＝L，P 为MN 的中点，MN 的左侧区域有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里。某时刻离子源S 沿平行纸面的各个方向均匀地发射大量的正离 子，离子速率均相等、质量均为m、电荷量均为q。不计离子重力，不考虑离子之间 的相互作用，下列说法正确的是（ ） A．若离子在磁场中做匀速圆周运动的半径为2L，则离子速率 为 B．若离子速率为 ，则一定有离子能打到荧光屏上 C．若离子速率为 ，能打中荧光屏的离子占总离子数的 D．若离子速率为 ，能打到荧光屏 MN 上的范围为 11．如图所示，半径为r，匝数为n 的金属圆环下半部分置于匀强磁场中，总电阻为R，线 圈固定不动，磁场以圆的直径AC 为界。当 时匀强磁场的磁感应强度的方向如图 甲所示，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图像如图乙所示，则（ ） A．线圈中的感应电流方向始终为顺时针方向 B． 时刻，线圈受到的安培力大小为 C． 通过导线某横截面的电荷量为 D．回路中感应电动势恒为 二、实验题 12．（8 分） 在做双缝干涉测单色光波长的实验中： （1）下面说法正确的是______； A．在光源和遮光筒中间依次放置的光学元件是：透镜、单缝、滤光片、双缝 B．为了减小测量误差，可测量n 条亮条纹间的距离a，再求出相邻两条亮条纹间的距 离 C．若发现干涉条纹太密，难以测量，只需更换双缝间距更大的双缝片 D．若发现干涉条纹太密，难以测量，可以改用波长较长的单色光做入射光 （2）将测量头的分划板中心刻度线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1 条亮条纹， 此时手轮上示数如图b 所示，同方向转动手轮，使分划板中心刻度线与第6 条亮条纹中心 线对齐，记下此时图c 中手轮示数为______mm；求得相邻亮条纹的间距为 ______mm （计算结果保留三位有效数字）。 （3）已知双缝间距 ，测的双缝到屏的距离为 ，则所测光的波长 为______nm（结果保留三位有效数字）。 13．（7 分） 某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材： A．被测干电池一节 B．电流表：量程0~0.6 A，内阻rA＝0.2 Ω C．电流表：量程0~0.6 A，内阻约为0.1 Ω D．电压表：量程0~3 V，内阻未知 E．电压表：量程0~15 V，内阻未知 F．滑动变阻器：0~10 Ω，2 A G．滑动变阻器：0~100 Ω，1 A H．开关、导线若干 伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系 统误差。在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。 （1）在上述器材中，电压表应选择______，电流表应选择_______，滑动变阻器应选择___ __。（填写仪器前的代号） （2）实验电路图应选择________（填“甲”或“乙”）； （3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U－I 图像，干电池的内电阻r ＝________Ω（保留两位有效数字）。 三、解答题（写出必要解答步骤，只有答案不给分） 14．（10 分） 如图所示，在光滑的水平面上有一长为L 的木板B，上表面粗糙，在其左端有一光滑的 圆弧槽C，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B、C 静止在水平面 上；现有滑块A 以初速度v0从B 的右端滑上，并以 滑离B，恰好能到达C 的最高点。 A、B、C 的质量为m、m 和2m，重力加速度为g，求： （1）A 滑离B 的瞬间B 的速度； （2） 圆弧槽C 的半径R； 15．（14 分） 如图甲所示，一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ 固定在水平面内，MN、PQ 两导轨间的 宽为L＝0.50m；一根质量为m＝0.50kg、R＝0.10Ω 的金属导体棒ab 静止在导轨上且接触 良好，abMP 恰好围成一个正方形，该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上 的匀强磁场中，其他各部分电阻均不计。开始时，磁感应强度 ，导体棒ab 与导 轨间的摩擦因数为μ=0.2，最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，重力加速度g=10m/s2。 （1）若从t＝0 开始，使磁感应强度的大小从B0开始使其以 的变化率均匀 增加，求经过多长时间ab 棒开始滑动。 （2）若保持磁感应强度 的大小不变，从t＝0 时刻开始，给ab 棒施加一个水平向右的 拉力，使它做加速度为4m/s2的匀加速直线运动，求此拉力F 的大小随时间t 变化关系。 16．（17 分） 如图，直角坐标系xOy 中，在第一象限内有沿y 轴负方向的匀强电场；在第三、第四象限 内分别有方向垂直于坐标平面向里和向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q>0）的 粒子从y 轴上P 点（0、h）以初速度v0垂直于y 轴射入电场，再经x 轴上的Q（2h，0）点 进入磁场，粒子重力不计。 （1）求匀强电场的场强大小E； （2）要使粒子能够进入第三象限，求第四象限内磁感应强度B 的大小范围； （3）若第四象限内磁感应强度大小为 ，第三象限内磁感应强度大小为 ，且 第三、第四象限的磁场在 处存在一条与x 轴平行的下边界MN（图中 未画出），则要使粒子能够垂直边界MN 飞出磁场，求L 的值。 荆州中学2021～2022 学年上学期期末考试物理 参考答案 一、选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 D A B A D C B AC BCD BC BD 二、实验题 12. （1）AD（2 分）；（2）11.870（2 分） 1.91（2 分）；（3）478（2 分） 13. （1）D B F（每空1 分）；（2）甲（2 分）；（3）0.80（2 分） 14. （1）由系统动量守恒可得 ……………2 分 故B 的速度为 ……………2 分 （2）A、C 构成的系统水平方向动量守恒可得 ……………2 分 由机械能守恒可得 ……………2 分 解得 ……………2 分 15. （1）回路产生的感应电动势为 ……………1 分 电流为 ……………1 分 当安培力等于最大静摩擦力时导体棒将开始运动，即 ……………2 分 解得 ……………2 分 （2）设经过时间t，导体棒的速度为 ，则此时回路中的感应电动势和感应电流为 ……………1 分 ……………1 分 导体棒收到的安培力为 ……………1 分 由牛顿第二定律可得 ……………2 分 导体棒做匀加速运动，则 ……………1 分 联立可得 ……………2 分 16. （1）粒子在电场中做类平抛运动， ……………1 分 ……………1 分 解得 ……………2 分 （2）设粒子进入磁场时速度为 ，由 ……………1 分 可得 ……………1 分 方向与 轴成θ=45°，由洛伦兹力提供向心力可得 ……………1 分 粒子能进入第三象限，如图所示，则 ……………2 分 解得 ……………1 分 （3）由 可知，粒子在第四、三象限的半径分别为 ……………1 分 ……………1 分 则粒子轨迹如图所示 要让粒子垂直边界 飞出磁场，则 满足的条件为 ……………4 分 结合题意 解得 ……………1 分