浙江省宁波市慈溪市2022-2023学年高二物理上学期2月期末试题（Word版附解析）

慈溪市2022学年第一学期期末考试试卷高二物理卷考生须知：本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟．一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.下列现象可以用多普勒效应解释的是（　　）A.雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B.微风激起的水波遇到芦苇等细小障碍物，会继续传播C.把耳朵贴在墙壁上，能够听到隔壁房间的说话声D.当车向你疾驰而过时，听到的鸣笛音调会由高变低【答案】D【解析】【详解】A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，是因为光的速度大于声音的传播速度，A错误；B．微风激起的水波遇到芦苇等细小障碍物，会继续传播，这是波的衍射现象，B错误；C．把耳朵贴在墙壁上，能够听到隔壁房间的说话声，这是声音通过墙壁传播，C错误；D．当车向你疾驰而过时，听到的鸣笛音调会由高变低，是因为波源与观察者之间的距离逐渐增大，接收者受到的频率小于波源的发射频率，这属于多普勒效应，D正确。故选D。2.指南针是我国古代的四大发明之一，司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图所示，它由青铜盘和磁勺组成，磁勺放置在青铜盘的中心，可以自由转动，已知司南的磁勺尾静止时指向南方．下列说法中不正确的是（）A.磁勺能够指示方向，是利用了地磁场对磁勺的作用B.磁勺的N极位于司南的磁勺尾部C.磁勺的指向会受到附近磁铁的干扰D.磁勺的指向会受到附近铁块的干扰【答案】B【解析】第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,【详解】A．地球具有磁场，地磁场是南北指向的，司南能够指示南北，就是利用了地磁场对磁勺的作用，故A正确；B．由于司南磁勺尾静止时指向南方，所以磁勺的S极位于司南的磁勺尾部，故B错误；CD．司南的指向会受到附近磁铁的干扰，铁块容易被磁化，铁块磁化后也会影响附近的磁场分布，所以磁勺的指向也会受到附近铁块的干扰，故CD正确。由于本题选择错误的，故选B。3.扫描隧道显微镜可用来探测样品表面原子尺度上的形貌，为了有效隔离外界振动对的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示，无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒定磁场，出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的磁通量变化最明显的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】感应电流产生的条件是闭合回路中磁通量发生变化。在D图中紫铜薄板上下及左右振动的磁通量都会发生变化，产生感应电流，从而出现阻尼振动，从而衰减其微小振动，而在ABC图中紫铜薄板上下振动的磁通量没有变化。故选D。4.飞力士棒是一种物理康复器材，其整体结构是一根两端带有负重的弹性杆，如图甲所示。当使用者振动飞力士棒进行康复训练时，如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,A.使用者用力越大，飞力士棒的振幅越大B.手振动的频率越大，飞力士棒的振幅越大C.飞力士棒长度越长，飞力士棒的振动频率越大D.手振动的频率越大，飞力士棒的振动频率越大【答案】D【解析】【详解】CD．根据题意可知，飞力士棒在手的驱动下振动，则飞力士棒的振动频率与手振动的频率相等，则手振动的频率越大，飞力士棒的振动频率越大，故C错误，D正确；AB．由于飞力士棒做受迫振动，则当手振动的频率越接近飞力士棒的固有频率时，飞力士棒的振幅越大，故AB错误。故选D。5.在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车，无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端，不考虑地球自转的影响、车与轨道及空气之间的摩擦，乘客和车的运动为简谐运动，则（）A.乘客达到地心时的速度最大，加速度最大B.乘客只有地心处才处于完全失重状态C.乘客在地心处所受的回复力最小D.乘客所受地球的万有引力大小与到地心的距离的平方成反比【答案】C【解析】第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,【详解】AC．乘客做简谐运动，地心是简谐运动的平衡位置，此时回复力最小为零，乘客到达地心即到达平衡位置时速度最大，加速度最小为零，故A错误，C正确；B．乘客在地心时位于平衡位置，所受合力为零，处于平衡状态，不是完全失重状态，故B错误；D．地心是简谐运动的平衡位置，乘客做简谐运动，万有引力提供回复力，回复力与相对于平衡位置的位移大小，即相对于地心的距离成正比，即乘客所受地球的万有引力大小与到地心的距离的成正比，故D错误。故选C。6.下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是（）A.紫外线可以用来加热理疗，也可以诊断病情B.只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波C.不同电磁波具有不同的波长，紫外线的波长大于可见光的波长D.微波炉是利用电磁波的能量来快速加热食物的【答案】D【解析】【详解】A．红外线可以用来加热理疗，紫外线可以用来消毒，X射线可以用来诊断病情，故A错误；B．只要空间某处有周期性变化的电场或磁场，才会在其周围产生电磁波，故B错误；C．不同电磁波具有不同的波长，紫外线的波长小于可见光的波长，故C错误；D．微波炉是利用电磁波的能量来快速加热食物的，故D正确。故选D。7.如图所示为单摆测量重力加速度实验所测出的T2-l图像，图线未经过坐标原点的原因是（　　）A.每次都将n个周期的时间记成（n+1）个周期的时间B.每次测摆长时，都将摆线长当成了摆长C.每次实验时，摆球的振幅都不同D.每次实验时，摆球的质量都不同【答案】B【解析】【详解】A．若每次都将n个周期的时间记成（n+1）个周期的时间，则周期的测量值偏小，应该是图线2，第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,不是图线1，A错误；B．根据单摆的周期公式T=2π得T2由图乙l等于零时，周期大于零，说明摆长l的测量值偏小，可能是没有计入摆球的半径，将摆线长当成了摆长，B正确；CD．根据单摆的周期公式，单摆的周期与振幅和摆球的质量均无关，CD错误。故选B。8.人的眼球可简化为如图所示的模型。折射率相同、半径不同的两个球体共轴，平行光束宽度为，对称地沿轴线方向射入半径为的小球，会聚在轴线上的点，取球体的折射率为1.2，且。则光线的会聚角为（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】设入射角为i，折射角为r，由几何关系得第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,由折射定律有由几何关系有联立解得α=14°故A正确，BCD错误故选A。9.某居民家中的部分电路如图所示，开始电路正常。将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但是电灯仍然正常工作。拔出电饭煲的插头，电热水壶仍然不能工作。把测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均发光.若电路只有一处故障，则（　　）A.电路的C、D两点间断路接地B.插座左右两孔短路C.插座的接地线断路D.电热壶所在支路的B、D两点间断路【答案】A【解析】【详解】由于电灯正常工作，说明A、C之前的电路没问题；测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,发光，说明AB之间连通，D点通过电热壶与火线接通，因此应该是C、D之间出现断路。故选A。10.煤矿中瓦斯爆炸危害极大．某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率．他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示．在双缝前面放置两个完全相同的透明容器、，容器与干净的空气相通，在容器中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度，以下说法正确的是（　　）A.只有用单色光照射单缝时，才可能在屏上出现干涉条纹B.如果屏的正中央是亮条纹，说明中的气体与中的空气成分相同，不含瓦斯C.如果屏的正中央是暗条纹，说明中的气体与中的空气成分不相同，含瓦斯D.如果屏上干涉条纹不停地移动，说明中的气体瓦斯含量一直在增大【答案】C【解析】【详解】A．无论用单色光还是白光照射单缝时，都能在屏上出现干涉条纹，故A错误；B．由于光经过两容器时折射率不同，光速不同，到达正中央的光程差可能是波长的整数倍，也可能是半波长的奇数倍，所以中央可能是亮条纹，也可能是暗条纹，故B中气体可能含有瓦斯，也可能没有，故B错误；C．如果屏的正中央是暗纹，必有光程差，说明B中的气体与A中的气体成分不相同，一定含有瓦斯，故C正确；D．条纹不停地移动，则B中气体的折射率在变化，即瓦斯含量不稳定，故D错误。故选C。11.如图甲连接电路，电表均为理想电表．闭合开关，让变阻器的滑片从端向左滑动的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示，分别是电压表、电流表的示数，是变阻器间的电阻，是电源输出功率，是电源效率．则（）第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,A.电源的内阻为B.滑动变阻器最大阻值为C.II图点的坐标D.I图点的坐标【答案】D【解析】【详解】A．由图（乙）中Ⅱ图可知短路电流为由，解得根据图（乙）中Ⅰ图可知电源最大输出功率为则由，解得，故A错误；B．电源效率最高时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，由Ⅲ图知电源的最大效率为由解得即变阻器最大阻值为，故B错误；C．Ⅱ图a点第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,此时电路中的电流为根据闭合电路欧姆定律可知a点的坐标为（0.6A，4.8V），故C错误；D．Ⅰ图c点表明滑动变阻器达到了最大值，即，干路电流为故输出功率故Ⅰ图c点的坐标为（4.8V，2.88W），故D正确。故选D。12.如图所示，均匀介质中振动情况完全相同的两波源分别位于和处。时刻以频率为同时开始向上振动，振幅为，波的传播速度为，三质点的平衡位置离点距离分别为。则下列关于各质点运动情况判断正确的是（　　）A.时刻质点开始沿轴负方向运动B.经，质点通过的路程为C.时刻，质点恰好经平衡位置沿轴正方向运动D.时刻，之间（不包括）振动位移为零的点共有8处【答案】C【解析】【详解】A．由于波速v=4m/s，因此在t=0.1s时，两列波各自向前传播的距离第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,波源S1产生的波恰好向右传到P点，波源S2产生的波恰向左好传到Q点，由于波源起振方向向上，因此Q点开始沿y轴正方向运动，A错误；B．波的振动周期在经t=0.175s时刻，S2产生的波还没有传播到P点，从t=0.1s到t=0.175s，P点振动了因此质点P通过的路程B错误；C．两列波同时到达M点，到达时间因此在时，M点振动了因此M点在时刻恰好经平衡位置沿y轴正方向运动，C正确；D．t=0.35s时刻，两列波各自向前传播了恰好传播到对方波源处，两列波恰好重合，如同所示振动加强S1S2之间（不包括S1、S2）振动位移为零的点共有6处，D错误。故选C。13.某同学利用所学知识测水龙头水流对地面的冲击速度，水的流量是。现将质量为的杯子放在台秤上，水龙头开始往杯中注水，开始注水至末时，台秤的读数为。假设水流垂直打在杯子底面后没有反弹，水的密度，。则注入杯中水流的速率约为（）第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】根据题意可知每秒流出水的体积为每秒时间内流入水的质量为设水的流速为，水落入杯子产生的冲击力大小为，规定向上为正方向，则在内，根据动量定理有可得开始注水至末时，台秤的读数为，则有其中，，联立解得故选B。二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分．每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的．全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分）14.以下是几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，叙述正确的是（　　）第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,A.图甲中断开开关S瞬间，与线圈P连接的电流计的指针发生偏转B.图乙中电流方向如图所示，则铁环中心点的磁场垂直纸面向内C.图丙中若当电流从流入时，发现小磁铁向下运动，则小磁铁下端为极D.图丁中水平圆环位于两位置时穿过圆环的磁通量最大【答案】AC【解析】【详解】A．图甲中断开开关S瞬间，线圈M中的电流从有到无，使得穿过线圈P的磁通量发生了变化，线圈P中将产生感应电流，所以与线圈P连接的电流计的指针会发生偏转，故A正确；B．图乙中电流方向如图所示，根据右手定则，判断知两边螺线管上端均为N极，下端为S极，磁铁外部磁感线从N极到S极，可知铁环中心点的磁场竖直向下，故B错误；C．图丙中电流从流入时，根据安培定则，电磁铁上端为N极，发现小磁铁向下运动，则小磁铁的下端为S极，故C正确；D．图丁中水平圆环从条形磁铁上方位置向下运动，通过圆环的磁通量为内部从S到N的磁通量和外部从N到S的磁通量的净磁通，内部磁通量大于外部且都相同，外部P处最小，因此位置穿过圆环的磁通量最大，故D错误；故选AC。15.无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车，国内外各大企业正在紧密布局发展之中。其核心设备是各种车载传感器，如图像传感器（可见光和红外摄像头）、超声波雷达、激光雷达以及毫米波雷达。以下关于各种光和波的说法正确的是（　　）A.超声波和毫米波一样都能在真空中传播B.红外线的光子能量比可见光的小C.真空中激光的传播速度比毫米波的大D.可见光能发生偏振现象，而超声波不能【答案】BD【解析】【详解】A．毫米波可以在真空中传播，而超声波不能在真空中传播，故A错误；第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,B．红外线的频率比可见光的小，所以红外线的光子能量比可见光的小，故B正确；C．真空中激光的传播速度与毫米波的速度相等，故C错误；D．可见光是横波，所以能发生偏振现象，而超声波是纵波，所以不能发生偏振现象，故D正确。故选BD。16.如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球A、B发生正碰，小球的质量分别为m1和m2图乙为它们碰撞前后的x-t图像。已知m1=0.1kg，由此可以判断（　　）A.碰前B静止，A向右运动B.碰后A和B都向右运动C.由动量守恒可以算出m2=0.3kgD.碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能【答案】AC【解析】【详解】AB．碰前m2的位移不随时间而变化，处于静止状态，m1的速度大小为方向只有向右才能与m2相撞，故题图乙中向右为正方向，由题图乙可求出碰后m2和m1速度分别为，碰后m2的速度方向为正方向，说明m2向右运动，而m1的速度方向为负方向，说明m1向左运动，故A正确，B错误；C．根据动量守恒定律得m1v1＝m1v1′＋m2v2′代入解得m2＝0.3kg故C正确；D．碰撞过程中系统损失的机械能为故D错误。故选AC。第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,三、非选择题（本题共6小题，共55分）17.恢复系数是反映碰撞时物体形变恢复能力的参数，它只与碰撞物体的材料有关，两物体碰撞后的恢复系数为，其中v1、v2和、分别为物体m1和m2碰撞前后的速度，某同学利用如图所示实验装置测定物体m1和m2碰撞后的恢复系数．实验步骤如下：①将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中质量为m1和m2的两球与木条的撞击点；②将木条竖直放在轨道末端右侧并与轨道接触，让质量为m1的入射球从斜轨上A点由静止释放，撞击点为；③将木条向右平移到图中所示位置，质量为m1的入射球仍从斜轨上的A点由静止释放，确定撞击点；④质量为m2的球静止放置在水平槽的末端，将质量为m1的入射球再从斜轨上A点由静止释放，确定两球相撞后的撞击点；⑤目测得与撞击点N、P、M的高度差分别为h1、h2、h3．（1）两小球的质量关系为m1________m2（填“＞”、“＝”或“＜”）；（2）把小球m2放在斜轨末端边缘B处，小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球m1的落点在图中的________点；（3）利用实验中测量的数据表示小球m1和m2碰撞后的恢复系数为e=________；（4）若再利用天平测量出两小球的质量分别为m1、m2，则满足________表示两小球碰撞前后动量守恒；若满足________表示两小球碰撞前后机械能守恒．【答案】①.>②.M③.④.⑤.【解析】【详解】（1）[1]为了防止两球碰后出现反弹现象，入射球的质量一定要大于被碰球的质量，即m1>m2；第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,（2）[2]由图可知，两小球打在竖直板上，则可知，三次碰撞中水平位移相等，则可知，水平速度越大，竖直方向下落的高度越小，则由碰撞规律可知，碰后被碰球的速度最大，故其下落高度最小，而碰后入射球速度最小，其下落高度最大，则可知，在不放小球m2时，小球m1从斜轨顶端A点由静止释放，m1的落点在图中的P点，而碰后m1的落点在图中的M点；（3）[3]根据平抛运动规律可知，下落时间：则可知，速度：则可解得：，，代入给出恢复系数表达式可得：（4）[4]若满足动量守恒，则一定有：mv1=m1v1＇+m2v2'代入（3）中所求速度可得表达式应为：[5]若满足机械能守恒，则有：代入求出的速度可得：18.在“用双缝干涉测光的波长”实验中。（1）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有50分度。某同学调整手轮，目镜中十字叉丝的竖直线对准某亮条纹（定义为第一条）正中心，此时游标卡尺的读数如图乙所示；接着再转动手轮，目镜中第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,十字叉丝的竖直线对准第7条亮条纹正中心，此时游标卡尺上读数如图丙所示，则___________mm，利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹（或暗纹）间的距离___________mm。（2）图为实验用到的拨杆，请问它是按照下列哪种方式安装和操作的___________A．拨杆A处丫字叉套在单缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过左右拨动来调节B小孔套住的双缝B．拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的左右拨动来调节A丫字叉套住的单缝C．拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的上下拨动来调节A丫字叉套住的单缝【答案】（1）15.02，2.31；（2）B【解析】【详解】（1）[1]图乙所示的游标卡尺的主尺读数为1mm，游标读数为则最终读数为1.16mm；图示游标卡尺的主尺读数为15mm，游标读数为所以最终读数为[2]两个相邻明纹（或暗纹）间的距离为第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,（2）[3]亮条纹与分划板中心线不平行时，需要使单缝与双缝相互平行，转动测量头，将图中的分划板调到竖直方向并与干涉条纹平行，即拨杆B处小孔套在双缝所在处的支柱并为轴，手持拨杆的C端，通过手的左右拨动来调节A丫字叉套住的单缝，AC错误，B正确。故选B。19.如图所示，电源电动势，内电阻，电容器的电容，电阻、、、为电阻箱，闭合开关。（1）当时，求通过电源的电流；（2）求第（1）问条件下电容器的带电量；（3）求功率的最大值。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由闭合电路欧姆定律有而解得（2）根据欧姆定律设电容器两端电压为可得第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,电容器的带电量为（3）电路总电阻总电流通过的电流的功率为则当解得功率最大，最大功率为。20.如图所示，一透明玻璃半球竖直放置，为其对称轴，为球心，球半径为，半球左侧为圆面，右侧为半球面．现有一束平行红光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球，玻璃半球对红光的折射率为1.25，真空中的光速为，不考虑光在玻璃中的多次反射，求：（1）从左侧射入能从右侧半球面射出的入射光束截面积占左侧入射光束总截面积的比例；（2）光线从距点处入射经玻璃半球，偏折后到与对称轴相交处所用的传播时间。第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）从左侧圆面垂直入射，不偏折，考虑截面，从左侧的点入射，光在右侧半球面刚好发生全反射，则由折射定律有又从左侧射入能从右侧射出的光束是以为圆心，长为半径的圆，其面积而左侧入射面的面积解得（2）设距点的入射点为，射到半球面上的点，入射角为，折射角为在中有在点折射，由折射定律有，则第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,解得光在玻璃中传播速度光从点传播到点的时间解得21.弹簧振子的运动是简谐运动的典型代表。如图所示，一竖直光滑的管内有一劲度系数为的轻弹簧，弹簧下端固定于地面，上端与一质量为的小球A相连，小球A静止时所在位置为。另一质量也为的小球B从距A球为的点由静止开始下落，与A球发生碰撞（时间极短）后黏连在一起，开始向下做简谐运动。小球AB第一次到达最低点（图中未标出）所用的时间为。两球均可视为质点，在运动过程中，弹簧的形变在弹性限度内，当其形变量为时，弹性势能为。已知，重力加速度为。求：（1）B与A碰撞后瞬间一起向下运动的速度；（2）小球AB一起做简谐运动的振幅。【答案】（1）；（2）【解析】第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,【详解】（1）B自由下落的速度，根据机械能守恒有解得B与A碰撞过程动量守恒，则有解得（2）A在位置，弹簧被压缩，根据平衡条件得设A与B共同体继续向下运动离点的最大距离为，根据能守恒定律整理得得即当AB整体合力为零时，设离O点距离为x1，根据平衡条件有解得则AB一起做简谐运动的振幅为22.如图，质量为、足够长的长木板A静止在光滑水平地面上，在距长木板右端距离为处有一固定第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,挡板C，质量为的小滑块A从长木板的左端以大小为的初速度滑上长木板，物块与长木板间的动摩擦因数为0.4，木板B与挡板C的碰撞过程中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略不计，取。求：（1）若在B与C碰撞前A与B已相对静止，则至少为多少；（2）若要使B与C第一次碰撞后，B向左运动的动量大小恰好等于A向右运动的动量大小，则最后AB静止，B不会再与C发生碰撞，求满足如上情况的取值；（3）若，则B与C会碰撞几次。【答案】（1）；（2）；（3）3次【解析】【详解】（1）A在B上做匀减速运动，B做匀加速运动，设A、B相对静止时，共同速度为，根据动量守恒有B运动加速度大小B运动的距离因此，要使B与C碰撞前A与B已相对静止，则应。（2）B与C碰撞后，当A向右的动量等于B向右动量时根据动量守恒有B运动的距离因此，应。第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司,（3）当时得此时，B与C碰撞后的速度大小为相邻两次碰撞的时间间隔此时，B与C再次碰撞后的速度大小为相邻两次碰撞的时间间隔此时，B与C第三次碰撞后的速度大小为此后不再碰撞，因此碰撞次数为3次。第23页/共23页学科网（北京）股份有限公司