衡陽市八中2021級高二上期期末考試物理試卷命題人：注意事項：本試卷滿分為100分，時量為90分鐘一、單選題(6×4分)1．如圖所示，由兩種單色光組成的復色光，通過足夠大的長方體透明材料后分成a、b兩束，則（    ）A．在該透明材料中，a光的折射率小于b光的折射率B．在該透明材料中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度C．增大入射角i，a將有可能在透明材料下表面全反射D．a、b兩束出射光互相平行2．關于下列四幅圖的說法正確的是（　　）A．圖甲是速度選擇器示意圖，由圖可以判斷出帶電粒子的電性，不計重力的粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是B．圖乙是磁流體發(fā)電機結構示意圖，由圖可以判斷出A極板是發(fā)電機的負極，且增大磁感應強度可以增大電路中的電流C．圖丙是質譜儀結構示意圖，打在底片上的位置越靠近狹縫S3說明粒子的比荷越小D．圖丁是回旋加速器示意圖，要使粒子飛出加速器時的動能增大，可僅增加電壓U3．對于以下的光學現象說法中正確的是（　?。?/span>A．圖甲是雙縫干涉示意圖，若只增大兩個狹縫、間的距離d，相鄰亮條紋間距離將增大B．圖乙是單色光單縫衍射實驗現象，若在狹縫寬度相同情況下，上圖對應光的波長較短C．圖丙是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凸起的D．圖丁中的P、Q是偏振片，當P固定不動，緩慢轉動Q時，光屏上的光亮度將一明一暗交替變化，此現象表明光波是縱波4．如圖甲為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時的圖像，這列波中質點P的振動圖像如圖乙所示。下列說法中正確的是（　?。?/span>A．該波沿x軸正方向傳播B．該波的波速v=2.0m/sC．質點P在5.0s內通過的路程為20cmD．在5.0s時質點P處于x=7m處5．從太陽或其它星體上放射出的宇宙射線中含有大量的高能帶電粒子。這些高能帶電粒子到達地球會對地球上的生命帶來危害，但由于地球周圍存在地磁場，地磁場能改變宇宙射線中帶電粒子的運動方向，如圖所示，對地球上的生命起到保護作用。假設所有的宇宙射線從各個方向垂直射向地球表面，那么以下說法正確的是（　?。?/span>A．地磁場對宇宙射線的阻擋作用各處不相同B．由于南北極磁場最強，因此阻擋作用最強C．沿地球赤道平面射來的高能正電荷向西偏轉D．沿地球赤道平面射來的高能負電荷向南偏轉6．如圖所示，某真空室內充滿勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁場內有一塊足夠長的平面感光板MN，點a為MN與水平直線ab的交點，MN與直線ab的夾角為，ab間的距離為d=20cm。在b點的點狀的電子源向紙面內各個方向發(fā)射電子，電子做圓周運動的半徑為r=10cm，不計電子間的相互作用和重力，，則MN上被電子打中的區(qū)域的長度為（　?。?/span>A．16cm B．20cm C．24cm D．28cm二、多選題(4×5分，選對未選全得3分)7．PQ為豎直平面內半圓的直徑，O為圓心，分別加豎直向下的勻強電場和垂直紙面向外的勻強磁場時，帶正電的粒子以初速度v沿直徑水平射入（不計粒子的重力），均能通過N點，則（　?。?/span>A．甲、乙兩圖中，粒子在N點的速度方向均不沿ON方向B．甲、乙兩圖中，粒子在N點的速度均大于在P點的速度C．甲圖中，若增大粒子的入射速度，在半圓內運動的時間將變小D．乙圖中，若增大粒子的入射速度，在半圓內運動的時間將變小8．如圖甲所示，一個質量為m、電荷量為q的帶正電圓環(huán)，可在水平的、足夠長的絕緣粗糙細桿上滑動，細桿處于磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場中?，F給圓環(huán)水平向左的初速度，在以后的運動過程中，圓環(huán)運動的v－t圖像如圖乙所示，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（　?。?/span>A．初速度滿足 B．初速度滿足C．圓環(huán)克服摩擦力做的功為 D．圓環(huán)克服摩擦力做的功為9．如圖所示，有一圓形區(qū)域磁場（邊界無磁場），磁場方向垂直圓面向里，現有一帶電荷量為q、質量為m、速度大小相同的粒子源位于M點，可以沿圓面向磁場內各個方向射入磁場。已知磁場的磁感應強度大小為B，所有粒子射出磁場邊界的位置均處于某一段弧長為圓周長六分之一圓弧上，不計粒子的重力，則此粒子速度的大小和所有粒子在磁場中運動的可能時間范圍是（　　）A．粒子的速度大小為B．粒子的速度大小為C．所有粒子在磁場中運動的可能時間范圍是D．所有粒子在磁場中運動的可能時間范圍是10．如圖所示，邊長為L的等邊三角形ACD為兩有界勻強磁場的理想邊界，三角形區(qū)域內的磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為B，三角形區(qū)域外（含邊界）的磁場（范圍足夠大）方向垂直紙面向里，磁感應強度大小也為B。把粒子源放在頂點A處，它將沿的角平分線方向發(fā)射質量為m、電荷量為q、初速度為的帶電粒子（不計重力），粒子恰能運動到C點。關于粒子從A點運動到C點的過程，下列說法正確的是（    ）A．若粒子帶負電，則初速度一定為B．若粒子帶負電，則粒子運動的時間可能是C．若初速度，則粒子一定帶負電D．若粒子帶正電，且初速度，則粒子運動到C點的時間為三、實驗題(共16分)11．（6分）某實驗小組利用如圖甲所示的“碰撞實驗裝置”驗證兩個小球碰撞前后的動量守恒。他們的主要操作步驟如下：①使A球多次從斜軌上同一位置P由靜止釋放，找到其平均落地點的位置E；②將與A球半徑相同的B球靜置于水平軌道的末端，再將A球從斜軌上位置P，由靜止釋放，多次重復上述過程，分別找到碰后A球和B球的平均落地點的位置D和F；③O為軌道末端在地面的投影點，用刻度尺測量出水平射程OD、OE、OF，分別記為；④將A球放置在如圖乙所示的光滑水平旋轉平臺靠近壓力傳感器處，使平臺繞豎直轉軸以角速度勻速轉動，記錄壓力傳感器的示數；⑤將B球放置在靠近壓力傳感器處，仍使平臺繞豎直轉軸以角速度勻速轉動，記錄壓力傳感器的示數。回答下列問題：（1）實驗測得，則A球和B球的質量之比為______；（2）當滿足表達式__________________________時，即說明A球和B球在碰撞過程中動量守恒；（用表示）（3）當滿足表達式______時，即可說明A、B兩球發(fā)生的是彈性碰撞。A．        B．C．           D．12．（10分）為研究一只額定電壓為2.5V、額定電流為0.4A的小燈泡的伏安特性，要求測量盡量準確，器材除小燈泡、開關S、導線外，實驗室還提供器材如下：A．電池組（電動勢，內阻）；B．電流表A1（量程500mA，內阻約0.5Ω）；C．電流表A2（量程3mA，內阻）；D．電阻箱（阻值0~999.9Ω）；E．電阻箱（阻值0~99.9Ω）；F．滑動變阻器（阻值0~10Ω）；G．滑動變阻器（阻值0—200Ω）；（1）為測電壓，需將A2表改裝為量程2.7V的電壓表，上述器材中，電阻箱應選___________（填寫所選器材后的字母）；（2）為了測量盡量準確，請在圖示虛線框內畫出實驗電路圖__________；（3）根據所設計的電路研究小燈泡的伏安特性具體操作為：利用A1、A2表測得多組數據，并作出圖線（圖中縱軸I2為A2表的示數值，橫軸為A1表的示數值）①由圖可知，當通過小燈泡的電流為0.3A時，小燈泡的實際功率為___________W（結果取兩位有效數字）；②若將小燈泡直接接在一個電動勢，內阻r=3Ω的電池兩端，小燈泡的實際功率為___________W（結果取兩位有效數字）四、解答題(共40分)13．（14分）如圖所示，在平面坐標系第I象限內有沿x軸負方向的勻強電場，虛線PQ為在同一平面內的豎直直線邊界，在第II、III象限內虛線PQ與y軸之間有垂直坐標平面向里的大小為B的勻強磁場。C、D兩個水平平行金屬板之間的電壓為。一質量為m、電荷量為e的帶正電的粒子（不計粒子重力）從靠近D板的S點由靜止開始做加速運動，從x軸上處的A點垂直于x軸射入電場，從y軸上處進入磁場，不計粒子的重力。要使粒子不從PQ邊界射出，求：（1）粒子運動到A點的速度大小；（2） 勻強電場的場強大小E；（3）虛線PQ與y軸之間磁場的最小寬度d。    14．（14分）如圖所示，將帶電量＝、質量＝的滑塊放在小車的絕緣板的右端，小車的質量＝，滑塊與絕緣板間動摩擦因數＝，小車的絕緣板足夠長，它們所在的空間存在著磁感應強度＝的水平方向的勻強磁場．開始時小車靜止在光滑水平面上，一擺長＝、擺球質量＝0.2kg的擺從水平位置由靜止釋放，擺到最低點時與小車相撞，如圖所示，碰撞后擺球恰好靜止，＝，求：（1）與車碰撞前擺球到達最低點時對繩子的拉力；（2）球與小車的碰撞過程中系統損失的機械能ΔE；（3）碰撞后小車的最終速度．        15．（12分）空間中存在著水平向左的勻強電場，虛線下方區(qū)域同時存在著高度為H、大小為B的勻強磁場，方向垂直于紙面向里。將質量為m、電荷量為+q的小球以初速度v0水平拋出，小球的運動軌跡如圖所示。AC兩點在同一豎直線上，B點速度方向豎直向下，大小為。小球從C點進入虛線下方區(qū)域。不計空氣阻力，已知重力加速度為g。求：            （1）勻強電場場強E的大??；（2）小球從A到C運動過程中,求小球從A點出發(fā)到動能最小時已運動多少時間；（3）已知小球離開磁場區(qū)域時，速度方向豎直向下，求小球從A點出發(fā)到離開磁場區(qū)域的時間。 
  參考答案：1．D2．B3．C4．C5．A  6．C7．CD 8．BD9．AD10．BD  11．     6∶1          BC【詳解】（1）[1]設A球和B球轉動的軌道半徑為r，壓力傳感器的示數等于A球轉動的向心力，壓力傳感器的示數等于B球轉動的向心力，由牛頓第二定律得     解得（2）[2]A球和B球碰撞前后做平拋運動，由  和   可知若A球和B球在碰撞過程中動量守恒，則  解得（3）[3]若兩小球發(fā)生彈性碰撞，可得解得   聯立  可得  故選BC。12．     R1       0.28W-0.32W  0.54W-0.60W【詳解】（1）[1]當電流滿偏時，改裝電壓表兩端的電壓為2.7V，有代入數據解得故電阻箱選擇R1。（2）[2]電路如圖所示（3）①[3]由圖可知，當通過小燈泡的電流為0.3A時，流過A2的電流為1.1mA，則小燈泡的電壓為小燈泡的實際功率為②[4]在上圖中由作出電源的圖線，圖線其與小燈泡的圖線交點即為兩者串聯燈泡的工作點可得時    故其中一點為（0，3.0），電源路端電壓   而故當時可得交點坐標約為（350mA，1.80mA），故小燈泡的實際功率為代入數據得13．（1）；（2）；（3）解：（1）由動能定理得（2分）可得粒子運動到A點的速度大小（2分）（2） 豎直方向做勻速運動 （1分）  水平方向做勻加速運動  （1分）牛頓第二定律 （1分）  聯立解得（1分）（3）由題意知     （2分）  （1分）  帶電粒子進入磁場中洛倫茲力提供向心力（1分）當粒子運動的軌跡剛好與邊界PQ相切時，粒子不從PQ邊界射出，虛線PQ與y軸之間磁場的最小寬度 （1分）      解得（1分）14．（1）6N；（2）1.5J（3）1.7m/s，方向水平向右【詳解】(1) 小球向下擺動過程，只有重力做功，其機械能守恒，由機械能守恒定律得：    （1分）解得：（1分）在最低點，由牛頓第二定律得：（1分）代入數據解得：  F=6N（1分）   由牛頓第三定律得拉力F拉=6N  （1分）(2) 擺球與小車碰撞過程中的過程中，兩者組成的系統動量守恒定律，以擺球的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mv=Mv1+0（1分）代入數據解得：v1=2m/s（1分）擺球與小車碰撞過程中系統損失的機械能為：（1分）代入數據解得：△E=1.5J（1分）(3) 假設m′最終能與M一起運動，由動量守恒定律得：Mv1=（M+m′）v2（1分）代入數據解得：v2=1.25m/s（1分）m′受到的向上洛侖茲力為：f=BQv2=20×0.3×1.25=7.5N＞m′g=3N（1分）所以m′在還未到v2=1.25m/s時已與M分開了，對物塊：Qv3B=m′g代入數據解得：v3=0.5m/s（1分）物塊與車組成的系統動量守恒，以物塊的初速度方向為正方向，由動量守恒定律可得：Mv1=Mv2′+m′v3代入數據解得：v2′=1.7m/s（1分）方向水平向右．15．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）小球在豎直方向做自由落體運動，水平方向上先做勻減速直線運動后做反向勻加速直線運動，水平方向的加速度為  B點速度方向豎直向下，則 ，（1分）  （1分）得  （1分）（2）設電場力與重力的合力與水平方向的夾角為，則則（1分）當小球的速度與該合力垂直時，合力做負功最大，動能最小，設此時速度為v，則水平方向（1分）豎直方向（1分）得（1分）（3）AC兩點在同一豎直線上，則小球進入磁場時的水平速度為v0。小球從A到C的運動時間為（1分）設小球進入磁場區(qū)域的豎直速度為vy，對應的水平方向的洛倫茲力為。小球離開磁場區(qū)域時，速度方向豎直向下，則水平速度變?yōu)?，在水平方向上應用動量定理（1分） 整理得（1分）得（1分）小球從A點出發(fā)到離開磁場區(qū)域的時間為（1分）

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