卷子答案网-一个不只有答案的网站2022~2023学年云南省玉溪重点中学高二（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共8小题，共24.0分）
1. 如图所示，、为两个等量同种点电荷，、、在点电荷、的连线上，、、在连线的中垂线上，则( )
A. 、两点的场强相同，电势相同
B. 、两点的场强相同，电势相同
C. 将一电子由点移至点电子电势能先减小后增大
D. 将一电子由点移至点电子电势能增大
2. 如图，为桥墩，为靠近桥墩浮出水面的叶片，波源连续振动，形成水波，此时叶片静止不动．为使水波能带动叶片振动，可用的方法是
A. 提高波源频率 B. 降低波源频率
C. 增加波源距桥墩的距离 D. 减小波源距桥墩的距离
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，第个线圈是不合格线圈
D. 从图中可以看出，第个线圈是不合格线圈
4. 如图甲所示，时，一小船在海面上的点，一块浮木漂在横坐标的点，其后小船的振动图像如图乙所示，可知( )
A. 水波的振动向轴正方向传播 B. 水波波速为
C. 末，浮木漂向上运动 D. 末，小船运动到点
5. 光滑的水平面上有半径相同的、两个小球，小球的质量为时刻，、两个小球开始在同一直线上相向运动，随后发生碰撞，、两个小球碰撞前后的位移时间图象如图所示．下列说法中正确的是( )
A. 小球的质量为
B. 小球对的冲量为
C. 小球的动量改变量为
D. 碰撞过程中，、两球损失的机械能为
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，这相当于每秒可以传输约个硬盘的数据。目前正常的网速想要传输硬盘的数据，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。正方形金属线圈固定在纸面内，电阻为，边长为。线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，在到的时间间隔内( )
A. 线圈中感应电流方向先顺时针后逆时针 B. 时刻电流不为，安培力为
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，半径为的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，在圆周上的点有一个粒子源，可以在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、带电量为，速度大小为，以角射入磁场的粒子恰好垂直于直径方向射出磁场区域。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点
B. 粒子在磁场中运动的最长时间为
C. 粒子射出磁场边界时的速度方向不可能相同
D. 粒子在磁场边界的出射点分布在四分之一圆周上
二、多选题（本大题共4小题，共16.0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，其共振曲线振幅与驱动力的频率的关系，则此单摆的摆长约为
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、是偏振片，当固定不动，缓慢转动时，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，已知双缝间距为，双缝到屏的距离为，下列说法正确的是( )
A. 同一装置用两束单色光、分别做干涉实验，若光的条纹间距比光的大，则光折射率更小，在水中的传播速度更大
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
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，电荷量为，经电压为的静电加速层加速后形成电流为的离子束，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的绳两端、，时刻，两同学同时抖动绳子两端，使、开始在竖直方向做简谐振动，产生沿绳传播的两列波、振源为的波波速为，振源为的波波速为。时，两列波恰好传播到，两点，波形如图所示，则( )
A. 两列波起振方向相反
B.
C. 到两列波相遇时，质点经过的路程为
D. 时，处的质点偏离平衡位置的位移为
三、填空题（本大题共1小题，共6.0分）
13. 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：
若入射小球质量为，半径为；被碰小球质量为，半径为，则( )
A.，B.，
C.，D.，
若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________．
A.直尺 游标卡尺 天平 弹簧测力计 秒表
设入射小球的质量为，被碰小球的质量为，则在用图甲所示装置进行实验时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
四、实验题（本大题共1小题，共8.0分）
14. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
需要记录的数据有：小钢球的直径、________、次全振动的总时间和周期；
用标准游标卡尺测小钢球的直径如图所示，则直径为__________；
如图所示，某同学由测量数据作出图线，根据图线求出重力加速度____________已知，结果保留位有效数字。
如果测得的值偏小，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.实验时误将次全振动数为次
五、计算题（本大题共4小题，共46.0分）
15. 一列简谐横波沿轴传播，在和时的波形曲线如图所示。
该波的波长是多大？振幅为多大？
若周期大于，且波向左传播，则波速为多大？
若周期小于，则波速为多大？若波速为，求波的传播方向。
16. 如图所示，为扇形玻璃砖，一细光束照射到面上的点，入射光线与面的夹角为，折射光线平行于边，圆弧的半径为，点到面的距离为，，，光在空气中的传播速度为，求
玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上出射时的折射角；
光在玻璃砖中传播的时间。
17. 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的定值电阻，两导轨之间的距离为。矩形区域内存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，、之间的距离为在下方有一导体棒，导体棒与导轨垂直，与之间的距离为，导体棒的质量为，电阻为。给导体棒一竖直向上的恒力，导体棒在恒力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。若导体棒到达处的速度为，重力加速度大小为。求：
导体棒到达处时速度的大小；
导体棒刚进入磁场时加速度的大小；
导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻的电荷量和电阻产生的热量。
18. 如图所示，光滑水平平台与竖直光滑半圆轨道平滑连接，点切线水平，长为的粗糙水平传送带与平台无缝对接。质量分别为和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。已知传送带以的速度向左匀速运动，小物体与传送带间动摩擦因数为。某时剪断细绳，小物体向左运动，向右运动速度大小为，取。求：
剪断细绳前弹簧的弹性势能；
从小物体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；
为了让小物体从点水平飞出后落至平面的水平位移最大，竖直光滑半圆轨道的半径和小物体平抛的最大水平位移的大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.在等量同种电荷的连线上，由对称性可知、两点的电场强度大小相等，但方向不同，而、两点关于点对称，根据等势线分布可知、电势相同，故A错误；
B.在中垂线上电场强度，在点竖直向下，在点竖直向上，所以、两点的电场强度方向不同，根据对称性可知电势相等，故B错误；
C.到过程，电势先升高再降低，所以电子电势能先减小后增大，故C正确；
D.到过程，电势先降低再升高，所以电子电势能先增大后减小，故D错误。
故答案选C。
2.【答案】
【解析】拍打水面时，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，提高拍打水面的频率，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等，根据，波速不变，频率增大，波长减小，衍射现象不明显，反之降低频率，波长增大，衍射现象更明显．故A错误，B正确．、D错误．
故选B．
解决本题的关键知道质点振动的频率与波传播的频率相等，以及掌握波发生明显衍射的条件：孔缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相近或更小．
3.【答案】
【解析】
【分析】
线圈进入磁场，磁通量增加，要产生感应电动势，如闭合还产生感应电流，线圈将受到安培力作用，将相对传送带运动．如不闭合，没有感应电流，不受安培力，相对传送带不运动。
本题理论联系实际的问题，考查应用物理知识处理实际问题的能力。
【解答】
A.若线圈闭合，进入磁场时，穿过线圈的磁通量增大，由于产生电磁感应现象，由楞次定律可判断线圈的感应电流的磁场方向向下，所以感应电流的方向从上向下看是顺时针，故A错误；
B.根据法拉第电磁感应定律，传送带以较大速度匀速运动时，线圈中产生的电动势比较大，则感应电流比较大，磁场对线圈的作用力较大，故B正确；
由图知、、、、线圈都发生了相对滑动，而第个线圈没有滑动，则第个线圈不闭合，不能产生感应电流，故CD错误。
4.【答案】
【解析】A.由图乙可知时，点处质点从平衡位置向下振动，由平移法可知水波的振动向轴负方向传播，A错误；
B.有甲乙两图可知，，所以有，B错误；
C.时，点由平衡位置向下振动，同时有，故末，浮木漂由平衡位置开始向上运动，C正确；
D.小船只会在平衡位置上下振动，不随波迁移，D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】A.图像的斜率表示物体的速度，根据图像可得碰撞前后两者的速度分别为
同理解得：，，，
根据动量守恒
带入可得
故A错误；
B.由动量定理，对的冲量等于动量的变化
代入数据解得：
故B错误；
C.小球的动量改变量
代入数据解得：
故C错误；
D.碰撞过程中，、两球损失的机械能
代入数据解得：
故D正确。
故选：。
根据图象的斜率等于速度，求出碰撞前后两个小球的速度，根据动量守恒定律解得的质量；根据碰撞前后的动能变化解得机械能损失。
本题的关键要明确图象的斜率等于速度，要注意动量是矢量，大小和方向都要研究．
6.【答案】
【解析】A.激光在内芯和外套的界面上发生全反射，所以内芯是光密介质，外套是光疏介质，即光纤内芯的折射率比外套的大，故A错误；
C.频率越大的光，介质对它的折射率越大，根据可知光在光纤中传播的速度越小，故C错误；
B.光从左端空中进入光纤内芯后，波速变小，但频率不变，根据可知波长变短，故B错误；
D.根据折射定律，根据全反射公式，代入数据解得，故D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】A.在内垂直纸面向里的磁场在减小，由楞次定律可知，线圈会产生顺时针方向电流。在内垂直纸面向外的磁场增大，由楞次定律可知，线圈会产生顺时针方向电流。 A错误；
B.线圈产生的电动势恒定，大小为，则线圈中感应电流大小为，时刻电流不为，磁感应强度为零，安培力，B正确；
线圈所受安培力的合力对应的有效长度为，则安培力的最大值为，故C错误；
D.在内，安培力的冲量向左，为，在内，安培力的冲量向右，大小为，则总的冲量大小为，D错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】如图，画出以角射入磁场的粒子恰好垂直于直径方向射出磁场区域时的轨迹。
由几何关系可得粒子运动半径为，且刚好过点。由得，当为锐角时，易证四边形为菱形，，即粒子射出磁场边界时的速度方向可能相同。故 A错误，C错误；
B.分析得当时，粒子在磁场中运动的时间最长，根据几何关系可知此时圆心角为，由，得，故B正确；
D.沿半径方向入射的粒子出射点在四分之一圆周处，以角射入磁场的粒子偏转最大，此时出射点位于点左边下方四分之一圆上，因此整个出射范围不到四分之一圆周，故D错误。
故选B。
9.【答案】
【解析】A.由共振曲线可知，当频率为时振幅最大，此时产生共振现象，故单摆的周期为，根据单摆的周期公式，解得，A正确；
B.疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的，声源频率不变。B错误；
C.图丙所示泊松亮斑是由于光的衍射形成的，C正确；
D.图丁中的、是偏振片，当固定不动，缓慢转动时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波。D错误。
故选AC。
10.【答案】
【解析】A.根据双缝干涉条纹间距公式可知，用两束单色光、分别做干涉实验，若光的条纹间距比光的大，则光波长大，频率小，折射率小，根据可知，在水中的传播速度更大，故A正确；
B、减小实验中的双缝间距，根据公式可知，则条纹间距增加，则目镜中的条纹数会减小，故B错误；
C、条纹间距是指相邻明纹或暗纹之间的距离。则图丁中的亮条纹间距表示正确，故C错误；
D、题图乙中手轮的示数为，题图丙中的示数为，条纹间距为，根据公式解得，故D正确；
故选AD。
11.【答案】
【解析】A.根据能量转化可知离子推进器是将电能转化为机械能的装置，故A正确；
B.根据动能定理有，解得，故B错误；
C.设单位时间，静电加速层喷出的离子数为，则有，解得，故C错误；
D.由动量定理得在单位时间内有：，解得，故D正确；
故选AD。
12.【答案】
【解析】A.两列波恰好传播到，两点，结合同侧法可知振源的起振方向为竖直向上，振源的起振方向也是竖直向上，A错误；
B.由图可知，，B正确；
C.质点的振动周期为，两列波波速相等，故在处相遇，需要的时间为，所以质点经过的路程为，C错误；
D.左侧波源振动传到处需要的时间为，故时，该处质点已经振动了，左侧波源的振动方程为，代入可得此时左侧波源引起质点处的振动位移为，右侧波源振动传到处需要的时间为，可知时，该处质点已经振动了，右侧波源振动周期为，故右侧波源引起质点处的振动位移为，根据波的叠加原理可得总的位移为， D正确。
故选BD。
13.【答案】；
；
【解析】
【分析】
为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量；为了使两球发生正碰，两小球的半径相同；
求出需要验证的表达式，根据表达式确定需要测量的量；
根据动量守恒定律与图示实验情景确定需要验证的表达式。
本题考查了验证动量守恒定律，是运用等效思维方法，平抛时间相等，用水平位移代替初速度，这样将不便验证的方程变成容易验证。
【解答】
为保证两球发生对心正碰，两球的半径应相等，为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故选C；
小球离开轨道后做平抛运动，由得小球做平抛运动的时间，由于小球做平抛运动时抛出点的高度相同，
则它们在空中的运动时间相等，验证碰撞中的动量守恒，需要验证：，
则：，，由图乙所示可知，需要验证：，
因此实验需要测量的量有：入射小球的质量，被碰小球的质量，入射小球碰前平抛的水平位移，入射小球碰后平抛的水平位移，被碰小球碰后平抛的水平位移．实验需要刻度尺与天平，故选AC；
若选用甲所示装置，验证碰撞中的动量守恒，需要验证：。
14.【答案】摆线长；
；
都正确；
【解析】根据单摆的周期公式知要测重力加速度，需要测量小钢球的直径、摆线长从而得到单摆的摆长；还要测量次全振动的总时间，从而得到单摆的周期。
游标卡尺的主尺读数为，游标尺上第个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为，
所以最终读数为。
根据单摆的周期公式得，再根据图像的斜率为，即，
得都正确。
根据，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， A错误；
B.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，B正确；
C.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，C错误；
D.实验时误将次全振动数为次，周期的测量值偏小，导致重力加速度测量值偏大，D错误。
故选B。
15.【答案】解：由图像可知．，；
若波向左传播，则，
解得，
当时，
当时，舍去，
所以；
当时，若波向左传播，则，
解得，，
若波向右传播，则，，，
因为有，，
即波传播了个波长，结合波形曲线可知，波传播方向向右。
【解析】见答案
16.【答案】解：光路如图所示，由于折射光线平行于，因此光线在圆弧面上的入射点到的距离也为，则光线在点的入射角满足，得：
由几何关系可知，，因此光线在点的折射角为：
由折射定律知，玻璃砖的折射率为：
由于光线在点的入射角为，根据折射定律可知，光线在点的折射角为。
由几何关系可知，
光在玻璃砖中传播的速度为：
因此光在玻璃砖中传播的时间为：
答：
玻璃砖的折射率是，光线在圆弧面上出射时的折射角是；
光在玻璃砖中传播的时间是。
【解析】作出光路图，根据几何知识求出光线在圆弧面上的入射角和点的折射角，即可由折射定律求出玻璃砖的折射率，并由折射定律求出光线在圆弧面上出射时的折射角；
由几何关系求出光在玻璃砖中传播的距离，由求出光在玻璃砖中传播的速度，即可求得传播的时间。
本题是一道几何光学题，对于几何光学，作出光路图是解题的基础，并要充分运用几何知识求解入射角和折射角。
17.【答案】解：根据动能定理得
解得导体棒到达处时速度的大小。
导体棒刚进入磁场时产生的感应电动势
感应电流
所受的安培力
根据牛顿第二定律得
联立解得导体棒刚进入磁场时加速度的大小。
导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻的电荷量
又，
联立得
根据，得
根据动能定理得
电路中的总热量
电阻产生的热量
联立解得
【解析】导体棒从开始到运动到处的过程，利用动能定理可求得导体棒到达处时速度的大小；
由、、求出导体棒刚进入磁场时所受的安培力大小，再由牛顿第二定律求得加速度的大小；
导体棒通过磁场区域的过程中，根据电量与电流的关系以及法拉第电磁感应定律、欧姆定律结合求通过电阻的电荷量。由能量守恒求电阻产生的热量。
本题的关键是明确导体切割磁感线过程中的受力及能量转化关系，要知道电荷量要根据电流的平均值求，热量往往根据能量守恒定律或功能关系求解。
18.【答案】解：对和弹开过程，取向左为正方向，由动量守恒定律有，
解得，
剪断细绳前弹簧的弹性势能为，
解得；
设向右减速运动的最大距离为，由动能定理得，
解得，
则先向右减速至速度为零，向左加速至速度为，然后向左匀速运动，直至离开传送带。
设小物体滑上传送带到与传送带共速所用时间为，取向左为正方向。
根据动量定理得，解得，
该过程皮带运动的距离为，
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为，
解得；
设竖直光滑轨道的半径为时小物体平抛的水平位移最大为。
从到由机械能守恒定律得，
由平抛运动的规律有，，
联立整理得，
根据数学知识知当，
即时，水平位移最大为。
【解析】见答案
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