2022-2023学年湖北省荆州市八县市高二上学期期末联考物理试题（解析版）

荆州八县市2022-2023学年度第一学期期末联考

高二物理试题

（测试时间：75分钟    卷面总分：100分）

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1．下列关于电磁波的说法正确的是（    ）

A．电磁波既能够传递信息，也能传递能量

B．均匀变化的电场或者磁场都能产生电磁波

C．电磁波只能直线传播，不能发生干涉、衍射现象

D．电磁波在介质中传播时，其波速与电磁波的频率无关

2．下列与磁场相关的说法正确的是（    ）

A．磁感线是真实存在的，从极指向极

B．磁通量是矢量，其方向与磁感应强度的方向一致

C．通电直导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零

D．安培分子电流假说能够解释铁棒被磁化、磁铁消磁的原因，说明一切磁现象都是由电荷运动产生的

3．某品牌手机有“双麦克风降噪”功能。其中一个麦克风用于通话，另一个麦克风采集环境噪声，通过降噪系统产生的声波与外界噪音叠加，实现降噪。如图所示，实线对应向左传播的环境噪音，虚线对应降噪系统产生的向右传播的声波。下列选项中降噪效果最好的是（    ）

A．   B． 

C． D．

4．2022年11月，由我国自主研制的新概念武器—电磁枪在珠海航展闪亮登场。这标志着中国电磁弹射技术在世界范围内处于领先地位。下图是用电磁弹射技术制造的轨道炮原理图。质量为的弹体可在间距为的两平行水平轨道之间自由滑动，并与轨道保持良好接触。恒定电流从轨道左边流入，通过弹体后从轨道左边流回。轨道电流在弹体处产生垂直于轨道面的磁场，可视为匀强磁场，磁感应强度的大小与电流成正比。通电弹体在安培力作用下加速距离后从轨道右边以速度高速射出。下列说法中正确的是（    ）

A．弹体受到的安培力大小为

B．若电流增大到，则弹体射出速度变为

C．若轨道长增大到，则弹体射出速度变为

D．若电流从轨道左边流入，轨道左边流回，则弹体将向左边射出

5．2022年11月22日，所罗门群岛发生了7.0级地震。地震引发了海啸。假设图（a）是发生海啸时一列沿海面传播的水面波在时刻的波形图，图（b）是波上质点的振动图像。下列说法正确的是（    ）

A．波正沿轴正方向运动

B．该列波的传播速度为

C．质点从到过程运动路程

D．平衡位置在原点的质点和质点的运动方向始终相反

6．如图所示，、是竖直圆周上的两条光滑弦轨道，是光滑直径轨道，是轨道的最低点，质量均为的甲、乙、丙三个小球分别从三条轨道的最高点由静止下滑到点。下列说法正确的是（    ）

A．下滑过程中甲小球所受重力的冲量最大

B．下滑过程中三个小球所受重力的冲量相等

C．下滑过程中三个小球所受支持力的冲量相等

D．下滑过程中三个小球所受合外力的冲量相等

7．如图所示，摆球向右摆动到最低点时，恰好与光滑水平面上向右运动的小球发生对心碰撞。碰撞前球摆动的最高点与最低点球心间的高度差为、最大偏角，球质量是小球质量的1.5倍。碰撞前球在最低点的速度是小球速度的2倍，碰撞后两球的速率之差是碰撞前两球速率之差的0.5倍。则下列说法正确的是（    ）

A．碰撞后摆球的周期变小

B．碰撞前后小球的速度之比为1：2

C．碰撞损失的机械能和碰撞前小球的动能之比为1：2

D．碰撞后摆球摆动的最高点与最低点的高度差为

8．如图所示，等边三角形内（含边界）有垂直纸面向里的匀强磁场，为边的中点。现有比荷相同的粒子1、粒子2以不同的速率从点分别沿、进入磁场，均从点射出磁场。下列说法正确的是（    ）

A．粒子1、粒子2都带正电

B．粒子1与粒子2速度大小之比为

C．粒子1与粒子2在磁场中运动时间之比为1：2

D．粒子1与粒子2在磁场中运动路程之比为

9．如下图，一质量为卫星发射后从转移轨道经过调整后进入地球同步轨道。卫星的四周有四个喷气口（、、、）能向外喷气，当卫星运行到两轨道交点时，打开其中某些喷气口进行轨道调整。已知该卫星到达两轨道交点前瞬时速度的方向东偏北、大小，在同步轨道上做匀速圆周运动速度为。下面对轨道调整的说法中正确的是（    ）

A．需打开喷气口，提供的冲量

B．需打开喷气口，提供的冲量

C．需打开喷气口，提供的冲量

D．需打开喷气口，提供的冲量

10．已知无限长的通电直导线周围空间的磁场的磁感应强度大小可表示为（其中为比例系数，为直导线的电流强度，为离直导线的距离），如图所示，在光滑绝缘桌面上有三根相互平行无限长的通电直导线、、，均处于静止状态。已知导线、、中电流大小分别为、、，导线、的间距大于导线、的间距。下列说法中正确的是（    ）

A．

B．

C．导线、中电流的方向相同

D．导线、、中电流的方向都相同

11．如图所示，光滑的水平绝缘轨道和半径的竖直半圆光滑绝缘轨道相切于点。半圆轨道直径的右侧有垂直轨道水平向里匀强磁场和竖直方向的匀强电场，磁感应强度。、为两相同的金属球，质量均为，带电量分别为、。初始时球静止在轨道处，球以向右运动。与碰撞后，球恰好能沿半圆轨道做匀速圆周运动且对轨道无压力，不计两球间的库仑力，取。下列说法正确的是（    ）

A．碰后球的速度大小为

B．、两球碰撞为弹性碰撞

C．碰后球也能沿半圆轨道运动

D．匀强电场竖直向上，电场强度大小为

二、非选择题：本题共5小题，共56分。

12．（6分）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，滤光片为绿色，如图（a）所示。已知双缝的间距，像屏到双缝间的距离。

（1）如图（b）所示，某同学使分划板中心刻度线与条纹中心对齐。此时测量头上的示数如图（c）所示，此示数为_________；接着转动手轮，使分划板中心刻度线与条纹中心对齐，测得、条纹间的距离为。

（2）利用上述测量结果，可得经滤光片射向双缝的光的波长_________（保留1位有效数字）。

（3）只将绿色滤光片改为红色滤光片，从目镜中观察到的条纹数目会________（选填“增加”“减少”或“不变”）。

13．（10分）某实验小组用如图（a）所示装置通过半径相同的、两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使球从斜槽顶端固定挡板处由静止开始释放，落到位于水平地面的记录纸上，重复上述操作10次。再把球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让球仍从斜槽顶端固定挡板处由静止开始释放，球和球碰撞后，、球分别在记录纸上留下落点痕迹，重复这种操作10次。得到了如图（b）所示的三个落点、和。点为斜槽末端在记录纸上的竖直投影点。

（1）用最小的圆圈把所有落点圈在里面，圆心即为落点的平均位置，落点到点的距离为________。

（2）若碰撞过程动量守恒，由图（b）可以判断出是_________球的落点。（选填“A”或“B”）

（3）若球质量为，球质量为，且两球碰撞过程动量守恒，根据图（b）信息可知为_______。（单选，填正确答案标号）

A．2：1      B．3：1      C．3：2

（4）若碰撞过程动量守恒，由（b）信息可知，球和球碰撞过程________弹性碰撞。（选填“是”或“不是”）

14．（9分）如图所示，等腰三角形玻璃棱角的底边长为，。一束细入射光线垂直面入射，恰好在底边中点处发生全反射。不考虑光在玻璃里面传播时在和面的反射。已知光在真空中的速度为，，求：

（1）该玻璃对这种光的折射率；

（2）光在玻璃里面传播的时间。

15．（15分）如图所示，在坐标系中，区域I是圆心为、半径的圆柱形的匀强磁场，区域II是宽度为的直线边界匀强磁场，两区域（含边界）磁感应强度大小均为，方向均垂直于纸面向里。在区域内，一群质量、电荷量的粒子以速度平行于轴正方向且垂直于磁场射入圆形磁场区域，其中粒子正对沿半径的方向射入，粒子打在区域II的上边界最左边点（图中未标出）。不计粒子的重力和粒子间的相互作用。

求：（1）粒子在圆形磁场区域I运动的时间；

（2）区域II的下边界能被粒子打中的长度；

（3）粒子在两磁场区域运动的总时间。

16．（16分）如图所示，半径为的四分之一光滑圆弧斜面固定在足够长的光滑水平地面上，质量为的木板靠在斜面的右侧，木板与斜面右端等高。质量为的物块静止放置在木板右侧某处。质量为的物块从斜面顶端由静止滑下，然后滑上木板。物块与木板之间的动摩擦因素。木板足够长，物块始终不会滑离木板。重力加速度取。

（1）求物块刚滑上木板时的速度大小；

（2）若物块和木板达到共同速度后，木板与物块碰撞并和物块粘在一起。求物块在相对木板运动过程中由摩擦而产生的热量；

（3）若木板和物块的碰撞为弹性碰撞，且木板和物块之间只发生一次碰撞。求物块最初放置位置到木板右侧的距离的范围。

荆州八县市2022-2023学年度第一学期期末联考

高二物理试题参考答案

1．【答案】A

【解析】均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，不能形成电磁波，选项B错误；电磁波与机械波一样，也能发生干涉、衍射现象，选项C错误；由可知，电磁波在介质中传播时波速与频率有关，选项D错误，选项A正确。

2．【答案】D

【解析】磁感线是假想的，磁体的外部从极指向极，内部从极指向极，选项A错误；磁通量是标量，选项B错误；通电直导线在某点不受磁场力的作用，可能是通电导线与磁场方向平行，选项C错误，选项D正确。

3．【答案】A

【解析】两列波发生干涉时，要分析每一个质点的合位移、合速度，从而确定叠加后的波的运动。选项A和B中，实线波和虚线波在每一个位置的速度都是反向的，合成的结果是选项A中各点的速度都比B选项中对应点的速度小，故A选项降噪效果好。选项C和D中，实线波和虚线波在每一个位置的速度方向都是同向的，不能实现降噪，故选项A正确。

4．【答案】B

【解析】由动能定理，得安培力的大小为，选项A错误；结合安培力公式得得，可知若电流增大到，则射出速度为，选项B正确；若轨道长增大到，则射出速度变为，选项C错误；若电流从轨道左边流入，轨道左边流回，由受力分析可知，弹体仍向右边射出，选项D错误。

5．【答案】C

【解析】由图（b）可知，时刻质点向上运动，则波沿轴负方向运动，选项A错误。由图可知，波长为、周期为，则波速为，选项B错误。质点从到过程运动路程，选项C正确；的质点和小于半个波长，运动方向有时相同，有时相反，选项D错误。

6．【答案】B

【解析】设弦与水平方向的夹角为，由可知三个小球下落时间相等，所以重力的冲量相等，支持力的冲量不相等，合力的冲量不相等，选项B正确。

7．【答案】D

【解析】碰撞后球的振幅变小，周期不变，选项A错误；小球的质量为，碰撞前、速度分别为、，碰撞后速度分别为、。由动量守恒定律有，且，解得，。则选项B错误；损失的动能为

，则碰撞损失的机械能和碰撞前小球的动能之比为9：20，选项C错误；根据动能定理有，碰撞后球的最大高度，，则，选项D正确。

8．【答案】CD

【解析】由左手定则可知，粒子1、粒子2都带负电，选项A错误；有几何关系可得，粒子1的轨道半径，粒子2的轨道半径，粒子1、粒子2对应的圆心角分别为和，由得，粒子1与粒子2速度大小之比为，由得，粒子1与粒子2在磁场中运动时间之比为1：2，其路程之比为

，选项B错误，选项CD正确。

9．【答案】AB

【解析】由动量定律得，东西方向，

南北方向，选项AB正确。

10．【答案】BC

【解析】以导线为研究对象，导线、中电流的方向相同时，在导线处产生的磁场方向相反，合磁场为0，导线才可以不受安培力，处于平衡。因为导线、的间距大于导线、的间距，则；以导线为研究对象，导线、中电流的方向相反时，在导线处产生的磁场方向相反，合磁场为0，导线才能不受安培力，处于平衡；因为导线、的间距大于导线、的间距，则；同理以导线为研究对象可知，选项BC正确。

11．【答案】AD

【解析】、两球相碰瞬间电量中和平分，球要能做匀速圆周运动，则电场力与重力平衡，电场力的方向向上，又因球带正电，所以电场强度的方向向上，。球做匀速圆周运动且对轨道无压力，则得。、两球碰撞过程中动量守恒得球碰后的速度大小为。因为，所以、两球碰撞为非弹性碰撞。碰后球电场力与重力平衡，假设不受轨道弹力，则洛仑兹力提供向心力得，所以球将脱离半圆轨道做匀速圆周运动，选项AD正确。

12．【答案】（1）4.5    （2）    （3）减少

【解析】（1）整数毫米数为，游标刻度上第5条刻度线和主尺对齐，精度为，故为。

（2）条纹间距离为，。

（3）红光波长比绿光波长长，由可知，条纹间距大，条纹数目减少。

13．【答案】（1）20.0    （2）A    （3）C    （4）是

【解析】（1）最小刻度为，则估读到，读数为。

（2）球质量大于球，故碰撞后球速度要大于球初速度，故为求落地点。

（3）由动量守恒定律有，求得，

即，选项C正确。

（4）当弹性碰撞时，满足，，联立可得

。根据图（b）可知，恰好满足，故是弹性碰撞。

14．【答案】（1）    （2）

【解析】（1）根据全反射的定义式有

由几何关系有

得

（2）光在玻璃中传播的路程

光在玻璃中的速率

传播的时间

解得

15．【答案】（1）    （2）    （3）

【解析】（1）粒子在圆形磁场区域I做匀速圆周运动，设其半径为，由得

由题意可知粒子从坐标原点出区域I，由几何关系可得粒子转过的圆心角为

（2）如图，所有粒子都从原点出来，其中从原点出来后沿轴正方向的粒子打在区域II的下边界最右边，

从原点出来后打在区域II的下边界最左边的粒子，其轨迹与区域II的下边界刚好相切，

区域II的下边界能被粒子打中的长度

（3）粒子打在区域II的上边界最左边点，则其轨迹与区域II的下边界刚好相切，由几何关系可得粒子经过轴是与轴负方向夹角为，粒子在两磁场区域转过的圆心角共为

16．【答案】（1）    （2）    （3）

【解析】（1）由动能定理

解得

（2）和的共同速度为，和粘在一起后速度为，、和共同速度为。

由动量守恒定律有

解得，，，

解得

（3）和碰撞前瞬间，和速度分别为和，由动量守恒定律有

和碰撞后速度分别为和

由动量守恒定律有

能量守恒定律

恰好发生一次碰撞，则和达到共同速度，由动量守恒定律有

解得、、、

由动能定理有

解得，故