重慶市渝中區(qū)巴蜀中學(xué)2021-2022學(xué)年高二上學(xué)期期末物理試卷和答案

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高 2023 屆高二（上） 期末考試
物理試卷
注意事項(xiàng)：
1.答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、班級、學(xué)校在答題卡上填寫清楚。
2.每小題選出答案后， 用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑， 如需改動， 用橡 皮擦干凈后， 再選涂其他答案標(biāo)號。在試卷上作答無效。
3.考試結(jié)束后，請將答題卡交回，試卷自行保存。滿分100分，考試用時120分鐘。
第 Ⅰ卷（共 44 分）
一、選擇題： 本題共 18 小題，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第 1~10 題只有一項(xiàng)符合題目 要求，每小題 2 分； 第 11~18 題有多項(xiàng)符合題目要求，全選對的得 3 分，選對但不全 的得 2 分，有選錯的得 0 分）
1 ．如圖 1 所示，矩形閉合線圈 abcd 豎直放置，OO′是它的對稱
軸，通電直導(dǎo)線 AB 與 OO′平行。若要在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，不可 行的做法是
A ．以 AB 為軸，線圈繞 AB 順時針轉(zhuǎn) 90°(俯視)
B ．線圈繞 OO′軸逆時針轉(zhuǎn)動 90°(俯視)
C．AB 中電流 I 逐漸增大
D．AB 中電流 I 先增大后減小
2．據(jù)報道，綦江彩虹橋坍塌事故與橋面共振有關(guān)。已知某物體受
迫振動及共振曲線如圖 2 所示，下列判斷正確的是
A ．驅(qū)動力越大，物體的受迫振動的振幅也越大
B ．由右圖可知，物體做受迫振動時的頻率等于f0
C ．物體做受迫振動時振幅相同，則驅(qū)動力頻率必相同
D ．為避免共振發(fā)生，應(yīng)該讓驅(qū)動力的頻率遠(yuǎn)離f0
3．如圖 3 所示，圓環(huán)形導(dǎo)體線圈 a 平放在水平桌面上，在 a 的正 上方固定一豎直螺線管b ，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器 連接成如圖所示的電路，若將滑動變阻器的滑片 P 向下滑動，下列說法 正確的是
A ．穿過線圈 a 的磁通量變小
B ．線圈 a 有收縮的趨勢
C ．線圈 a 對水平桌面的壓力 FN 將減小
D ．線圈 a 中將產(chǎn)生俯視順時針方向的感應(yīng)電流
4 ．如圖 4 所示，線圈 L 的自感系數(shù)很大，且其電阻可以忽略不計(jì)，
L1 、L2 是兩個完全相同的小燈泡，隨著開關(guān) S 閉合和斷開的過程中，燈絲 不會斷，則 L1 、L2 的亮度變化情況是
A ．S 閉合，L1 亮度不變，L2 亮度逐漸變亮，最后兩燈一樣亮；
B ．S 閉合，L1 、L2 同時亮，而后 L1 逐漸熄滅，L2 亮度逐漸變亮；
圖 1
圖 3
C ．S 斷開，L1 、L2 均亮一下才滅
D ．S 斷開，L1 、L2 均立即不亮
圖 4
C ．F BIl
B ．mg
D ．mg?F
4
A ．0~ t0 時間內(nèi) 4
C ． t0 ~ 3t0 時間內(nèi) 2 4
3t
B ．1.0s
D ．2.0s
5 ．如圖 5 所示，邊長為 l 、質(zhì)量為 m 的等邊三角形導(dǎo)線框 abc 用絕緣細(xì)線懸掛于天花
板上，導(dǎo)線框中通一逆時針方向的電流 I，圖中虛線 CD 過 ab 邊中點(diǎn)和 ac 邊中點(diǎn)．只在 CDFE 區(qū)域加一垂直于導(dǎo)線框所在平面向里的勻強(qiáng)磁場， 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B ，導(dǎo)線框處于靜止?fàn)顟B(tài)時，細(xì)線中的拉力大小為 F；
若只在ABDC 區(qū)域中加與上述相同的磁場，導(dǎo)線框處于靜止?fàn)顟B(tài)時，細(xì)線 中的拉力大小為(當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?g)
A ． F+BIl 1
2
圖 5
6 ．如圖 6- 1 所示，電阻值可忽略不計(jì)的矩形線圈MNPQ 位于通電長直導(dǎo)線附近，線 圈與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線圈的兩個邊與導(dǎo)線平行，其中PQ 邊上接有電容器 C 。如果在
一個周期t0 時間內(nèi)，通電長直導(dǎo)線中通過電流 i(電流方 向向上為正)的圖像如圖 6-2 所示，則電容器 C 的上極板 帶正電且電荷量逐漸增多的時間段是
B ． t0 ~ t0 時間內(nèi) 4 2
D ． 0 ~ t0 時間內(nèi)
圖 6- 1 圖 6-2
7 ．一位游客在長壽湖邊欲乘游船，當(dāng)日風(fēng)浪很大，游船上下浮動?？砂延瓮Ц雍?化成豎直方向的簡諧運(yùn)動，振幅為 20cm，周期為 3.0s。當(dāng)船到達(dá)平衡位置時，甲板剛好與 碼頭地面平齊。已知地面與甲板的高度差不超過 10cm 時，游客能舒服地登船。在一個周
期內(nèi)，游客能舒服地登船的時間是
A ．0.5s
C ．1.5s
8．單鏡頭反光相機(jī)簡稱單反相機(jī)，它用一塊放置在鏡頭與感光 部件之間的透明平面鏡把來自鏡頭的圖像投射到對焦屏上。對焦屏 上的圖像通過五棱鏡的反射進(jìn)入人眼中。如圖 8 為單反照相機(jī)取景 器的示意圖，ABCDE 為五棱鏡的一個截面，AB⊥BC，光線垂直 AB 射入，分別在 CD 和 EA 上發(fā)生反射，且兩次反射的入射角相等，最 后光線垂直 BC 射出。若兩次反射都為全反射，則該五棱鏡折射率 可能是(已知 sin22.5°=0.38 ，sin45°=0.71)．
A. 3.0 B. 2.5 C. 2.0 D. 1.5
圖 8
9 ．如圖 9 所示，足夠長的水平虛線 MN 上方有一勻強(qiáng)電場，方 向豎直向下(與紙面平行)；下方有一勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向里．一 個帶電粒子從電場中的 A 點(diǎn)以水平初速度 v0 向右運(yùn)動，第一次穿過
MN 時的位置記為 P 點(diǎn)，第二次穿過 MN 時的位置記為 Q 點(diǎn)，P 、Q 兩點(diǎn)間的距離記為d，從 P 點(diǎn)運(yùn)動到 Q 點(diǎn)的時間記為 t.不計(jì)粒子的重 力，若只適當(dāng)減小 v0 的大小，則
A ．t 變大，d 變小
B ．t 不變，d 變小
C ．t 變大，d 不變
圖 9
D ．t 變小，d 變大
10 ．如圖 10 所示，五個等大的小球 B 、C、D、E、F，沿一 條直線靜放在光滑水平面上，另一等大小球 A 沿該直線以速度v
圖 10
向 B 球運(yùn)動，小球間若發(fā)生碰撞均為彈性碰撞。若 B 、C 、D 、E 四個球質(zhì)量均為 2m ，而 A、F 兩球質(zhì)量均為 m ，則所有碰撞結(jié)束后，小球 F 的速度大小為
A ．v
2
B ． v 3
4
C ． v 9
8
D ． v 9
11 ．關(guān)于光的干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象，下列說法正確的是b
A ．立體電影是應(yīng)用光的干涉現(xiàn)象的一個實(shí)例
B ．透過羽毛觀察白熾燈，會看到彩色光暈，這是光的衍射
C ．薄膜干涉條紋是光在膜的前后兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果
D ．自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，折射光是偏振光，反射光不是偏振光
12 ．有一列沿 x 軸傳播的簡諧橫波，從某時刻開始，介質(zhì)中位置在 x＝0 處的質(zhì)點(diǎn) a 和在 x＝3 m 處的質(zhì)點(diǎn)b 的振動圖線分別如圖 12 甲、乙所示。則下列說法正確的是
圖 12
A ．質(zhì)點(diǎn) a 處在平衡位置且向y 軸負(fù)方向振動時，質(zhì)點(diǎn)b 一定處在波谷
B ．質(zhì)點(diǎn) a 的振動方程為y＝4sin 4 2 cm
C ．若波沿 x 軸正方向傳播，則這列波的傳播速度可能為 0.5 m/s，
D ．若波的波長為 2.4 m ，這列波一定沿 x 軸負(fù)方向傳播
13 ．如圖 13 所示，在半徑為 R 的圓形區(qū)域內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的 勻強(qiáng)磁場，MN 是一豎直放置的感光板。從圓形磁場最高點(diǎn) P 垂直磁場正 對著圓心 O 射入帶正電的粒子，且粒子所帶電荷量為 q 、質(zhì)量為 m ，不考 慮粒子重力，關(guān)于粒子的運(yùn)動，以下說法正確的是
A ．粒子有可能始終在磁場中運(yùn)動而不再射出磁場
B ．出磁場的粒子，其出射方向的反向延長線也一定過圓心 O
C ．粒子在磁場中通過的弧長越長，運(yùn)動時間也越長
圖 13
D ．出射后垂直打在 MN上的粒子,入射速度一定為 v＝qBR m
14 ．如圖 14 所示，雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置中，若用單色光 A 照射雙 縫時，發(fā)現(xiàn) P 點(diǎn)正好是從屏中間 O 算起的第四條暗條紋，換用單色光 B 照射雙縫時，發(fā)現(xiàn) P 點(diǎn)正好是從屏中間 O 算起的第三條亮條紋，則 下列說法錯誤的是
A ．單色光 B 的頻率大于單色光 A 的頻率
B ．單色光 B 的波長大于單色光 A 的波長
圖 14
C ．單色光 B 的相鄰亮條紋間的距離小于單色光 A 的相鄰亮條紋間的距離
D．用單色光 A 和 B 在同一單縫衍射的裝置上做實(shí)驗(yàn)，在縫寬不變的情況下，單色光 B 更容易發(fā)生明顯衍射
15 ．如圖 15 所示，在地球附近上方的空間，存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場， 電場方向豎直向下，磁場方向水平且垂直于紙面向里，一帶電油滴 P 在豎直面內(nèi)恰好做勻
3
3Bl
2
0
速圓周運(yùn)動，則下列說法中正確的是
A ．油滴 P 帶負(fù)電，且做勻速圓周運(yùn)動時，在最高點(diǎn)電勢能最小
B ．若撤去電場，油滴 P 可能做勻變速曲線運(yùn)動，且機(jī)械能不斷 增加
C ．若撤去磁場，油滴 P 可能做勻速直線運(yùn)動，且機(jī)械能不變
D ．若改變油滴 P 的初速度，P 也可能做勻速直線運(yùn)動，且機(jī)械 能保持不變
圖 15
16 ．如圖 16 所示，固定在水平面上的半徑為 r 的金屬圓環(huán)內(nèi)存在方向豎直向上、磁 感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B 的勻強(qiáng)磁場。長為l 的金屬棒，一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在豎
直導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸 OO′上，隨軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。在圓環(huán)的A 點(diǎn)和電 刷間接有阻值為R 的電阻和電容為 C、板間距為 d 的平行板電容器， 有一帶電微粒在電容器極板間處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知重力加速度為g， 不計(jì)其他電阻和摩擦，下列說法正確的是
A ．電阻 R 兩端的電勢差為 Br2ω 2
B ．微粒的電荷量與質(zhì)量之比為 2gd Br2ω
C ．電阻消耗的電功率為πB2r4ω 2R
1
圖 16
D ．若增大角速度ω和電阻 R 的阻值，微粒有可能仍保持靜止?fàn)顟B(tài)
17 ．第 24 屆冬奧會將于 2022 年在北京舉行，冰壺是比賽項(xiàng)目之一．如圖 17 甲所示， 紅壺以一定速度與靜止在大本營中心的藍(lán)壺發(fā)生對心碰撞（碰撞時間極短） ，碰撞前后兩
壺運(yùn)動的vt圖線如圖 17 乙中實(shí)線所示，其中紅壺碰撞
前后的圖線平行，已知兩壺質(zhì)量相等且均視為質(zhì)點(diǎn)，由圖 象可知
A ．紅藍(lán)兩壺碰撞過程是彈性碰撞
B ．碰撞后，藍(lán)壺的瞬時速度為 0.8m/s
C ．碰撞后，藍(lán)壺經(jīng)過 5s 停止運(yùn)動
D ．紅、藍(lán)兩壺碰后至停止運(yùn)動過程中，克服摩擦力
做功之比為1 : 4
圖 17
18．如圖 18 所示，光滑水平導(dǎo)軌置于磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，左側(cè)導(dǎo)軌間距 為l，右側(cè)導(dǎo)軌間距為 2l，導(dǎo)軌均足夠長。質(zhì)量為 m 的導(dǎo)體棒 ab 和質(zhì)量為 2m 的導(dǎo)體棒 cd 均垂直于導(dǎo)軌放置，處于靜止?fàn)顟B(tài)。ab 的電阻為 R ，cd 的電阻為 2R ，兩棒始終在對應(yīng)的 導(dǎo)軌部分運(yùn)動，兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)?，F(xiàn)瞬間給 cd 一水 平向右的初速度v0 ，則此后的運(yùn)動過程中下列說法正確的是
A ．導(dǎo)體棒 ab 和 cd 組成的系統(tǒng)動量守恒
B ．a(chǎn)b 棒最終的速度 v0
C ．全過程中，通過導(dǎo)體棒 cd 的電荷量為2mv0
D ．從 cd 獲得初速度到二者穩(wěn)定運(yùn)動，此過程系統(tǒng)產(chǎn)
生的焦耳熱為 2 mv2
3
圖 18
第Ⅱ卷（56 分）
二、實(shí)驗(yàn)題（本題共 12 分，2 小題，請把答案寫在答題卡中指定的答題處）
19.（5 分） 用如圖 19-1 所示的單擺裝置測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?br>（1） 關(guān)于這個實(shí)驗(yàn)下列說法正確的是（ ）
A.需要用天平稱出小球的質(zhì)量
B.實(shí)驗(yàn)中用鐵球比用塑料球更利于減小實(shí)驗(yàn)誤差
C.為了方便測量，擺球擺動的幅度越大越好
D.繩子的彈性越好越利于減小實(shí)驗(yàn)誤差
（2） 某次實(shí)驗(yàn)測出了單擺在完成 n 次全振動的時間為t，擺長為 L，請寫出計(jì)算重力加速 度的表達(dá)式g=______。改變擺長，測出周期 T 和擺長 L 的多組數(shù)據(jù)，作出 T 2 －L圖象， 如圖 19-2 所示，甲測出的重力加速度 乙測出的重力加速度（選填“大于”或“小于”）
20.（7 分） 某同學(xué)用如圖 20-1 所示“碰撞實(shí)驗(yàn)器”驗(yàn)證動量守恒定律，即研究兩個小球 在軌道水平部分發(fā)生碰撞前后的動量關(guān)系： （設(shè)兩個小球?yàn)閺椥圆牧?，發(fā)生彈性碰撞）
先用天平測出彈性小球 1、2 的質(zhì)量分別為m1、m2，然后完成以下實(shí)驗(yàn)步驟：
步驟 1： 不放小球 2，讓小球 1 從斜槽上 A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上，記錄落點(diǎn)位置； 步驟 2： 把小球 2 放在斜槽末端邊緣位置 B，讓小球 1 從 A點(diǎn)由靜止?jié)L下，小球 1 和小球 2 發(fā)生碰撞后落在地面上，記錄兩個落點(diǎn)位置；
步驟 3： 用刻度尺分別測量三個落地點(diǎn)的位置 M、P、N離 O點(diǎn)的距離，即線段 OM、OP、ON 的長度。
（1） 對于上述實(shí)驗(yàn)操作，小球 1 質(zhì)量應(yīng) 小球 2 的質(zhì)量（填“大于”或“小于”）， 小球 1 的半徑應(yīng) 小球 2 的半徑（填“等于”或“不等于”） ；
（2） 當(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式 (用所測物理量的字母表示)時，即
說明兩球碰撞遵守動量守恒定律。
（3） 完成上述實(shí)驗(yàn)后，某實(shí)驗(yàn)小組對上述裝置進(jìn)行了改造，如圖 20-2 所示。在水平槽末 端與水平地面間放置了一個斜面，斜面的頂點(diǎn)與水平槽等高且無縫連接。使用同樣的小球， 小球 1 仍從斜槽上 A點(diǎn)由靜止?jié)L下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟 1 和 2 的操作，得到斜面上三個落點(diǎn) M′、 P′、N′。用刻度尺測量斜面頂點(diǎn)到 M′、P′、N′三點(diǎn)的距離分別為 L1，L2、L3。若 L1=16cm， L2=36cm，則 L3= cm
三、計(jì)算題（本題共 44 分，4 個小題，每題要求寫出必要的文字說明、方程式和步驟。）
21.（8 分） 如圖 21 所示，半圓玻璃磚的半徑 R=20cm，折射率為 n= ，直徑 AB與屏幕垂 直并接觸于 A點(diǎn)．激光 a從真空以入射角 i=30°射向半圓玻璃磚的圓心 O，結(jié)果在水平屏 幕 MN上出現(xiàn)兩個光斑．取光在真空中的速度為3108 m / s .（結(jié)果可用根號表示）
求： （ 1） 激光 a 在玻璃磚中的速度
（2） 兩個光斑之間的距離 L．
22.（ 10 分） 一列簡諧橫波的波形如圖題 22 所示，實(shí)線表示t1＝0 時刻的波形圖，虛線表 示 t2＝2 s 時刻的波形圖，
求： (1)該橫波的波長為多少，以及一個周期內(nèi)，橫波上的每點(diǎn)運(yùn)動的路程是多少？
(2)討論該橫波的波速可能為多大？
q
q
23.（12 分） 如圖 23 所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B為 2T，其方向垂直于傾角θ為 30° 的斜面向上．絕緣斜面上固定有“∧”形狀的光滑金屬導(dǎo)軌 MPN(電阻忽略不計(jì))，MP和 NP 長度均為 1 m，MN連線水平，長為 L=1.2 m ，OP 為 MN 的中垂線，一根粗細(xì)均勻的金屬桿 CD，長度為 1.2m ，質(zhì)量 m 為 0.5 kg，電阻 R為 4 Ω ，在沿 OP 方向的拉力 F作用下，從 MN處以恒定速度 v＝5 m/s 從 O 向 P 運(yùn)動(金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好)．g取 10 m/s2. 求: (1)金屬桿 CD 從 MN處開始運(yùn)動時金屬桿 CD 中電流的大小和方向； (2)金屬桿 CD 運(yùn)動到 OP 中點(diǎn)時拉力 F 的大?。? (3)金屬桿 CD 從 MN處運(yùn)動到 P點(diǎn)的全過程產(chǎn)生的焦耳熱．
24.（14 分） 如圖 24-1 所示，在水平地面上有一個漏斗形旱井，井的左邊側(cè)壁豎直，其左 邊有一個離地面高度為 H的水平平臺，平臺上裝有絕緣彈射器，可以將質(zhì)量為m、電荷量 為+q的可看作質(zhì)點(diǎn)的小球彈射出去，小球的運(yùn)動方向跟井口直徑在同一豎直平面內(nèi)。圖 24-1 中α=300 ，忽略空氣阻力，重力加速度為 g。
求： （ 1） 若在地面上方加水平向右的勻強(qiáng)電場，彈射器將小球以速度v1 水平向右
8
彈出后剛好落到旱井最左端，求此電場的電場強(qiáng)度大小 E1；
（2） 若在地面上方加豎直向上大小為E mg 的勻強(qiáng)電場，同時加一個垂直紙面的勻強(qiáng)
磁場（圖中未畫出） ，彈射器將小球以v1 水平向右彈射出去后直接落入旱井內(nèi)，求磁感應(yīng) 強(qiáng)度的方向和最大值 B1；
（3） 若在地面上方加豎直向上大小為E mg 的勻強(qiáng)電場，同時在地面以上加如圖 24-2
所示的以虛線為邊界的兩部分垂直紙面的磁場，兩部分磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 B2 ，改 變彈射器的彈射方向?yàn)樾毕蛴疑戏?，小球恰能無碰撞地落到井底最深處，求小球的彈射速 度。