重庆市渝中区巴蜀中学2021-2022学年高二上学期期末物理试卷和答案

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高 2023 届高二（上） 期末考试
物理试卷
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后， 用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑， 如需改动， 用橡 皮擦干净后， 再选涂其他答案标号。在试卷上作答无效。
3.考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。满分100分，考试用时120分钟。
第 Ⅰ卷（共 44 分）
一、选择题： 本题共 18 小题，在每小题给出的四个选项中，第 1~10 题只有一项符合题目 要求，每小题 2 分； 第 11~18 题有多项符合题目要求，全选对的得 3 分，选对但不全 的得 2 分，有选错的得 0 分）
1 ．如图 1 所示，矩形闭合线圈 abcd 竖直放置，OO′是它的对称
轴，通电直导线 AB 与 OO′平行。若要在线圈中产生感应电流，不可 行的做法是
A ．以 AB 为轴，线圈绕 AB 顺时针转 90°(俯视)
B ．线圈绕 OO′轴逆时针转动 90°(俯视)
C．AB 中电流 I 逐渐增大
D．AB 中电流 I 先增大后减小
2．据报道，綦江彩虹桥坍塌事故与桥面共振有关。已知某物体受
迫振动及共振曲线如图 2 所示，下列判断正确的是
A ．驱动力越大，物体的受迫振动的振幅也越大
B ．由右图可知，物体做受迫振动时的频率等于f0
C ．物体做受迫振动时振幅相同，则驱动力频率必相同
D ．为避免共振发生，应该让驱动力的频率远离f0
3．如图 3 所示，圆环形导体线圈 a 平放在水平桌面上，在 a 的正 上方固定一竖直螺线管b ，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器 连接成如图所示的电路，若将滑动变阻器的滑片 P 向下滑动，下列说法 正确的是
A ．穿过线圈 a 的磁通量变小
B ．线圈 a 有收缩的趋势
C ．线圈 a 对水平桌面的压力 FN 将减小
D ．线圈 a 中将产生俯视顺时针方向的感应电流
4 ．如图 4 所示，线圈 L 的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，
L1 、L2 是两个完全相同的小灯泡，随着开关 S 闭合和断开的过程中，灯丝 不会断，则 L1 、L2 的亮度变化情况是
A ．S 闭合，L1 亮度不变，L2 亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；
B ．S 闭合，L1 、L2 同时亮，而后 L1 逐渐熄灭，L2 亮度逐渐变亮；
图 1
图 3
C ．S 断开，L1 、L2 均亮一下才灭
D ．S 断开，L1 、L2 均立即不亮
图 4
C ．F BIl
B ．mg
D ．mg−F
4
A ．0~ t0 时间内 4
C ． t0 ~ 3t0 时间内 2 4
3t
B ．1.0s
D ．2.0s
5 ．如图 5 所示，边长为 l 、质量为 m 的等边三角形导线框 abc 用绝缘细线悬挂于天花
板上，导线框中通一逆时针方向的电流 I，图中虚线 CD 过 ab 边中点和 ac 边中点．只在 CDFE 区域加一垂直于导线框所在平面向里的匀强磁场， 磁感应强度大小为 B ，导线框处于静止状态时，细线中的拉力大小为 F；
若只在ABDC 区域中加与上述相同的磁场，导线框处于静止状态时，细线 中的拉力大小为(当地重力加速度为 g)
A ． F+BIl 1
2
图 5
6 ．如图 6- 1 所示，电阻值可忽略不计的矩形线圈MNPQ 位于通电长直导线附近，线 圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行，其中PQ 边上接有电容器 C 。如果在
一个周期t0 时间内，通电长直导线中通过电流 i(电流方 向向上为正)的图像如图 6-2 所示，则电容器 C 的上极板 带正电且电荷量逐渐增多的时间段是
B ． t0 ~ t0 时间内 4 2
D ． 0 ~ t0 时间内
图 6- 1 图 6-2
7 ．一位游客在长寿湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动。可把游艇浮动简 化成竖直方向的简谐运动，振幅为 20cm，周期为 3.0s。当船到达平衡位置时，甲板刚好与 码头地面平齐。已知地面与甲板的高度差不超过 10cm 时，游客能舒服地登船。在一个周
期内，游客能舒服地登船的时间是
A ．0.5s
C ．1.5s
8．单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光 部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏 上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图 8 为单反照相机取景 器的示意图，ABCDE 为五棱镜的一个截面，AB⊥BC，光线垂直 AB 射入，分别在 CD 和 EA 上发生反射，且两次反射的入射角相等，最 后光线垂直 BC 射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率 可能是(已知 sin22.5°=0.38 ，sin45°=0.71)．
A. 3.0 B. 2.5 C. 2.0 D. 1.5
图 8
9 ．如图 9 所示，足够长的水平虚线 MN 上方有一匀强电场，方 向竖直向下(与纸面平行)；下方有一匀强磁场，方向垂直纸面向里．一 个带电粒子从电场中的 A 点以水平初速度 v0 向右运动，第一次穿过
MN 时的位置记为 P 点，第二次穿过 MN 时的位置记为 Q 点，P 、Q 两点间的距离记为d，从 P 点运动到 Q 点的时间记为 t.不计粒子的重 力，若只适当减小 v0 的大小，则
A ．t 变大，d 变小
B ．t 不变，d 变小
C ．t 变大，d 不变
图 9
D ．t 变小，d 变大
10 ．如图 10 所示，五个等大的小球 B 、C、D、E、F，沿一 条直线静放在光滑水平面上，另一等大小球 A 沿该直线以速度v
图 10
向 B 球运动，小球间若发生碰撞均为弹性碰撞。若 B 、C 、D 、E 四个球质量均为 2m ，而 A、F 两球质量均为 m ，则所有碰撞结束后，小球 F 的速度大小为
A ．v
2
B ． v 3
4
C ． v 9
8
D ． v 9
11 ．关于光的干涉、衍射、偏振等现象，下列说法正确的是b
A ．立体电影是应用光的干涉现象的一个实例
B ．透过羽毛观察白炽灯，会看到彩色光晕，这是光的衍射
C ．薄膜干涉条纹是光在膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D ．自然光射到两种介质的界面上，折射光是偏振光，反射光不是偏振光
12 ．有一列沿 x 轴传播的简谐横波，从某时刻开始，介质中位置在 x＝0 处的质点 a 和在 x＝3 m 处的质点b 的振动图线分别如图 12 甲、乙所示。则下列说法正确的是
图 12
A ．质点 a 处在平衡位置且向y 轴负方向振动时，质点b 一定处在波谷
B ．质点 a 的振动方程为y＝4sin 4 2 cm
C ．若波沿 x 轴正方向传播，则这列波的传播速度可能为 0.5 m/s，
D ．若波的波长为 2.4 m ，这列波一定沿 x 轴负方向传播
13 ．如图 13 所示，在半径为 R 的圆形区域内充满磁感应强度为 B 的 匀强磁场，MN 是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点 P 垂直磁场正 对着圆心 O 射入带正电的粒子，且粒子所带电荷量为 q 、质量为 m ，不考 虑粒子重力，关于粒子的运动，以下说法正确的是
A ．粒子有可能始终在磁场中运动而不再射出磁场
B ．出磁场的粒子，其出射方向的反向延长线也一定过圆心 O
C ．粒子在磁场中通过的弧长越长，运动时间也越长
图 13
D ．出射后垂直打在 MN上的粒子,入射速度一定为 v＝qBR m
14 ．如图 14 所示，双缝干涉实验装置中，若用单色光 A 照射双 缝时，发现 P 点正好是从屏中间 O 算起的第四条暗条纹，换用单色光 B 照射双缝时，发现 P 点正好是从屏中间 O 算起的第三条亮条纹，则 下列说法错误的是
A ．单色光 B 的频率大于单色光 A 的频率
B ．单色光 B 的波长大于单色光 A 的波长
图 14
C ．单色光 B 的相邻亮条纹间的距离小于单色光 A 的相邻亮条纹间的距离
D．用单色光 A 和 B 在同一单缝衍射的装置上做实验，在缝宽不变的情况下，单色光 B 更容易发生明显衍射
15 ．如图 15 所示，在地球附近上方的空间，存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场， 电场方向竖直向下，磁场方向水平且垂直于纸面向里，一带电油滴 P 在竖直面内恰好做匀
3
3Bl
2
0
速圆周运动，则下列说法中正确的是
A ．油滴 P 带负电，且做匀速圆周运动时，在最高点电势能最小
B ．若撤去电场，油滴 P 可能做匀变速曲线运动，且机械能不断 增加
C ．若撤去磁场，油滴 P 可能做匀速直线运动，且机械能不变
D ．若改变油滴 P 的初速度，P 也可能做匀速直线运动，且机械 能保持不变
图 15
16 ．如图 16 所示，固定在水平面上的半径为 r 的金属圆环内存在方向竖直向上、磁 感应强度大小为 B 的匀强磁场。长为l 的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖
直导电转轴 OO′上，随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A 点和电 刷间接有阻值为R 的电阻和电容为 C、板间距为 d 的平行板电容器， 有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g， 不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是
A ．电阻 R 两端的电势差为 Br2ω 2
B ．微粒的电荷量与质量之比为 2gd Br2ω
C ．电阻消耗的电功率为πB2r4ω 2R
1
图 16
D ．若增大角速度ω和电阻 R 的阻值，微粒有可能仍保持静止状态
17 ．第 24 届冬奥会将于 2022 年在北京举行，冰壶是比赛项目之一．如图 17 甲所示， 红壶以一定速度与静止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞（碰撞时间极短） ，碰撞前后两
壶运动的vt图线如图 17 乙中实线所示，其中红壶碰撞
前后的图线平行，已知两壶质量相等且均视为质点，由图 象可知
A ．红蓝两壶碰撞过程是弹性碰撞
B ．碰撞后，蓝壶的瞬时速度为 0.8m/s
C ．碰撞后，蓝壶经过 5s 停止运动
D ．红、蓝两壶碰后至停止运动过程中，克服摩擦力
做功之比为1 : 4
图 17
18．如图 18 所示，光滑水平导轨置于磁场中，磁场的磁感应强度为 B，左侧导轨间距 为l，右侧导轨间距为 2l，导轨均足够长。质量为 m 的导体棒 ab 和质量为 2m 的导体棒 cd 均垂直于导轨放置，处于静止状态。ab 的电阻为 R ，cd 的电阻为 2R ，两棒始终在对应的 导轨部分运动，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。现瞬间给 cd 一水 平向右的初速度v0 ，则此后的运动过程中下列说法正确的是
A ．导体棒 ab 和 cd 组成的系统动量守恒
B ．ab 棒最终的速度 v0
C ．全过程中，通过导体棒 cd 的电荷量为2mv0
D ．从 cd 获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产
生的焦耳热为 2 mv2
3
图 18
第Ⅱ卷（56 分）
二、实验题（本题共 12 分，2 小题，请把答案写在答题卡中指定的答题处）
19.（5 分） 用如图 19-1 所示的单摆装置测定当地的重力加速度，
（1） 关于这个实验下列说法正确的是（ ）
A.需要用天平称出小球的质量
B.实验中用铁球比用塑料球更利于减小实验误差
C.为了方便测量，摆球摆动的幅度越大越好
D.绳子的弹性越好越利于减小实验误差
（2） 某次实验测出了单摆在完成 n 次全振动的时间为t，摆长为 L，请写出计算重力加速 度的表达式g=______。改变摆长，测出周期 T 和摆长 L 的多组数据，作出 T 2 －L图象， 如图 19-2 所示，甲测出的重力加速度 乙测出的重力加速度（选填“大于”或“小于”）
20.（7 分） 某同学用如图 20-1 所示“碰撞实验器”验证动量守恒定律，即研究两个小球 在轨道水平部分发生碰撞前后的动量关系： （设两个小球为弹性材料，发生弹性碰撞）
先用天平测出弹性小球 1、2 的质量分别为m1、m2，然后完成以下实验步骤：
步骤 1： 不放小球 2，让小球 1 从斜槽上 A点由静止滚下，并落在地面上，记录落点位置； 步骤 2： 把小球 2 放在斜槽末端边缘位置 B，让小球 1 从 A点由静止滚下，小球 1 和小球 2 发生碰撞后落在地面上，记录两个落点位置；
步骤 3： 用刻度尺分别测量三个落地点的位置 M、P、N离 O点的距离，即线段 OM、OP、ON 的长度。
（1） 对于上述实验操作，小球 1 质量应 小球 2 的质量（填“大于”或“小于”）， 小球 1 的半径应 小球 2 的半径（填“等于”或“不等于”） ；
（2） 当所测物理量满足表达式 (用所测物理量的字母表示)时，即
说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
（3） 完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图 20-2 所示。在水平槽末 端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使用同样的小球， 小球 1 仍从斜槽上 A点由静止滚下，重复实验步骤 1 和 2 的操作，得到斜面上三个落点 M′、 P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到 M′、P′、N′三点的距离分别为 L1，L2、L3。若 L1=16cm， L2=36cm，则 L3= cm
三、计算题（本题共 44 分，4 个小题，每题要求写出必要的文字说明、方程式和步骤。）
21.（8 分） 如图 21 所示，半圆玻璃砖的半径 R=20cm，折射率为 n= ，直径 AB与屏幕垂 直并接触于 A点．激光 a从真空以入射角 i=30°射向半圆玻璃砖的圆心 O，结果在水平屏 幕 MN上出现两个光斑．取光在真空中的速度为3108 m / s .（结果可用根号表示）
求： （ 1） 激光 a 在玻璃砖中的速度
（2） 两个光斑之间的距离 L．
22.（ 10 分） 一列简谐横波的波形如图题 22 所示，实线表示t1＝0 时刻的波形图，虚线表 示 t2＝2 s 时刻的波形图，
求： (1)该横波的波长为多少，以及一个周期内，横波上的每点运动的路程是多少？
(2)讨论该横波的波速可能为多大？
q
q
23.（12 分） 如图 23 所示，匀强磁场的磁感应强度 B为 2T，其方向垂直于倾角θ为 30° 的斜面向上．绝缘斜面上固定有“∧”形状的光滑金属导轨 MPN(电阻忽略不计)，MP和 NP 长度均为 1 m，MN连线水平，长为 L=1.2 m ，OP 为 MN 的中垂线，一根粗细均匀的金属杆 CD，长度为 1.2m ，质量 m 为 0.5 kg，电阻 R为 4 Ω ，在沿 OP 方向的拉力 F作用下，从 MN处以恒定速度 v＝5 m/s 从 O 向 P 运动(金属杆与导轨接触良好)．g取 10 m/s2. 求: (1)金属杆 CD 从 MN处开始运动时金属杆 CD 中电流的大小和方向； (2)金属杆 CD 运动到 OP 中点时拉力 F 的大小； (3)金属杆 CD 从 MN处运动到 P点的全过程产生的焦耳热．
24.（14 分） 如图 24-1 所示，在水平地面上有一个漏斗形旱井，井的左边侧壁竖直，其左 边有一个离地面高度为 H的水平平台，平台上装有绝缘弹射器，可以将质量为m、电荷量 为+q的可看作质点的小球弹射出去，小球的运动方向跟井口直径在同一竖直平面内。图 24-1 中α=300 ，忽略空气阻力，重力加速度为 g。
求： （ 1） 若在地面上方加水平向右的匀强电场，弹射器将小球以速度v1 水平向右
8
弹出后刚好落到旱井最左端，求此电场的电场强度大小 E1；
（2） 若在地面上方加竖直向上大小为E mg 的匀强电场，同时加一个垂直纸面的匀强
磁场（图中未画出） ，弹射器将小球以v1 水平向右弹射出去后直接落入旱井内，求磁感应 强度的方向和最大值 B1；
（3） 若在地面上方加竖直向上大小为E mg 的匀强电场，同时在地面以上加如图 24-2
所示的以虚线为边界的两部分垂直纸面的磁场，两部分磁场的磁感应强度大小均为 B2 ，改 变弹射器的弹射方向为斜向右上方，小球恰能无碰撞地落到井底最深处，求小球的弹射速 度。