2021-2022学年广东省深圳市光明区高级中学高二（下）期中物理试题含解析

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深圳光明区高级中学2021~2022学年度下学期高二年级期中考试物理试卷考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项日填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑：非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：人教版选择性必修第一册。一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1. 2020年9月1日，俄罗斯“国际军事比赛”中，各国参赛队伍展开了激烈比拼。比赛时，士兵从高台跳到低处地面时，士兵的速度在很短时间内减小为零，速度变化大，为了安全，士兵都是让脚尖先着地，有效地保护人体免于伤害或减轻伤害程度。这样做是为了（  ）A. 减少动量的变化量 B. 减小冲量C. 减小人的平均受力大小 D. 减小地面对人的压强【答案】C【解析】【详解】A．设人落地时的速度为v，动量的变化量为这样做不能减少动量的变化量mv，A不符合题意；B．人受到的冲量为这样做不能减小冲量，B不符合题意；C．根据动量定理得解得这样做是为了延长人和地面的作用时间t，减小人的平均受力F大小，C符合题意；D．这样做的目的不是为了减小地面对人是压强，D不符合题意。故选C。2. 以下是对一些生活中的现象进行的解，你认为不正确的是（　　）A. 太阳光下肥皂泡呈现出五彩缤纷的颜色，是因为太阳光经肥皂液薄膜发生了干涉现象B. “海市蜃楼”是因为大气密度不均匀，物体反射的太阳光发生了色散现象C. 用手把两片无色透明的玻璃片捏在一起，阳光下能看到彩色花纹，是因为光产生了干涉现象D. 用两支铅笔夹成一条狭缝，将眼睛紧贴着狭缝观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝（灯管或灯丝都要平行于狭缝）可以看到彩色条纹，是因为发生了衍射现象【答案】B【解析】【分析】【详解】A．太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的薄膜干涉现象，A正确，不符合题意；B．海市蜃楼是光的全反射，故B错误，符合题意；C．将两块平玻璃片紧紧捏在一起，会从玻璃片面上看到许多彩色花纹，是薄膜干涉产生，C正确，不符合题意；D．通过两根并在一起铅笔狭缝去观察发光的白炽灯，会看到彩色条纹，是衍射现象，故D正确，不符合题意；故选B。3. 如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是（　　）
 A. 入射光太弱 B. 电源电压太小C. 光照时间短 D. 入射光波长太长【答案】D【解析】【详解】AC．只要入射光频率大于光电管对应的极限频率即可发生光电效应，有光电子逸出，与入射光的强弱或光照时间长短无关，故AC错误；B．若电源电压是正向电压，即使很小时，也会有电流，如果灵敏电流计中没有电流通过，可能是所加的反向电压超过了遏止电压，故B错误；D．若入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，灵敏电流计中没有电流通过，故D正确。故选D。4. 关于天然放射现象，以下叙述正确的是（　　）A. 若使某放射性物质的温度升高，其半衰期将变短B. β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C. 在、β、这三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强D. 铀核（U）衰变为铅核（Pb）的过程中，要经过8次α衰变和4次β衰变【答案】C【解析】【详解】A．半衰期是放射性元素有半数发生衰变的时间，由原子核的种类决定，与温度等外界因素无关，故A错误；B．β衰变的实质是原子核中的中子转变成质子和电子，即电子来源于原子核，故B错误；C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线是波长很短的电磁波，其穿透能力最强，α射线是He原子核，带正电，故其电离能力最强，故C正确；D．设铀核（）衰变为铅核（）经过x次α衰变和y次β衰变，则解得故D错误。故选C。5. 如图所示，由不同材料制成的直径AOB和半圆ACB组成的半圆形金属线框放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，半圆的半径为R，线框平面与磁场方向（垂直于纸面向外）垂直，直径AOB沿水平方向。若通以图示方向的电流，从A端流入的电流大小为I，则线框受到的安培力（　　）A. 大小为0 B. 方向沿纸面向上，大小为2BIRC. 方向沿纸面向下，大小为BIR D. 方向沿纸面向下，大小为2BIR【答案】B【解析】【详解】圆弧ACB的有效长度为2R，设通过ACB的电流为I1，则该部分导线受到的安培力为由左手定则可知方向沿纸面向上；通过直径AOB的电流为则该部分导线受到的安培力为由左手定则可知方向沿纸面向上，则合力方向也沿纸面向上，大小为所以选项B正确，ACD错误；故选B。6. 如图所示，在一个空长方体箱子的一边刻上一个双缝，当把一个钠光灯照亮的狭缝放在刻有双缝一边的箱子外边时，在箱子的对面壁上产生干涉条纹。如果把透明的油缓慢地灌入这箱子时，条纹的间隔将会发生什么变化？（　　）A. 保持不变 B. 条纹间隔减小C. 条纹间隔有可能增加 D. 条纹间隔增加【答案】B【解析】【详解】箱子灌满油时，折射率增大，根据可知光速减小，根据可知光的波长减小，根据干涉条纹间距宽度公式可知条纹间隔减小，ACD错误，B正确。故选B。7. 一只小船质量为M，船上人的质量为m，船原来以速度v0行驶，当船上的人以相对地面的水平速度v0与船行反方向跳离船时，不计水的阻力，则船的速度大小变为（　　）A. v0 B. v0 C. v0 D. v0【答案】D【解析】【分析】【详解】当船上的人以相对地面的水平速度与船行反方向跳离船时，小船和人组成的系统动量守恒，以小船原来的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得解得故D正确，ABC错误。故选D。【点睛】本题主要考查了动量守恒定律的直接应用，解题时一定要规定一个正方向，本题中还要注意人初始时刻也具有速度。8. 如图所示的匀强磁场中，从O点沿OA方向垂直磁场发射两个比荷相同的带电粒子，一粒子经时间t1到达直线OC上的P点，其速率为v1；另一粒子经时间t2到达直线OC上的Q点，其速率为v2.不计粒子重力和粒子间的相互作用，则（　　）A. v1>v2 B. v1<v2 C. t1<t2 D. t1=t2【答案】BD【解析】【详解】从O点沿OA方向垂直磁场发射两个比荷相同的带电粒子，粒子都做匀速圆周运动，如图所示：根据轨迹对称性可知，两粒子做匀速圆周运动的圆心角相等，到达P点的粒子半径小于到达Q点粒子的半径，即r1<r2根据洛伦兹力提供向心力得解得因为比荷相等，则半径大的速度大，即v1<v2又周期因为比荷相等，则周期相同，而圆心角相等，所以运动时间相等，即t1=t2选项BD正确，AC错误。故选BD。9. 一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p–T图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O．下列判断正确的是（　　）
 A. 气体在a、c两状态的体积相等B. 气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C. 在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D. 在过程da中气体从外界吸收热量小于气体对外界做的功【答案】AB【解析】【详解】由理想气体状态方程 知 ，a与c的体积相等，A正确．理想气体的内能由温度决定，而 ，故a的内能大于c的内能，B正确．由热力学第一定律 知，cd过程温度不变（内能不变），则，C错误．da过程温度升高，即内能增大，则吸收的热量大于对外做的功，D错误．10. 图甲表示一列简谐横波在t＝17s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图像，由甲、乙两图中所提供的信息可知，下列说法正确的是（　　）
 A. 该波的波长为1.5mB. 该波的振幅为0.1cmC. 该波的传播速度为0.5m/s，方向沿x轴正方向D. 质点P在t＝4.25s时沿y轴负方向运动【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB．由题图甲可知，波长λ＝100cm＝1m，振幅A＝0.1cm，A错误B正确；C．由题图乙可知，周期T＝2s，故波速t=17s时，质点P在平衡位置向下振动，故波向右传播，C正确；D．根据题图乙可知，质点P在t＝4.25s时位移为正，在向上振动，D错误。故选BC。二、非选择题（本题共5小题，共54分）11. 在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学采用如图所示的“碰撞实验器”来验证动量守恒定律。
 （1）实验中必须要求的条件是___________（填选项前的字母）。A.斜槽轨道尽量光滑以减少误差B.斜槽轨道末端的切线必须水平C.入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球多次从斜槽上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道水平部分的末端，再将入射小球从斜槽上S位置由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复。空气阻力忽略不计。接下来要完成的必要步骤是___________（填选项前的字母）。A.测量两个小球的质量、B.测量入射小球开始释放时的高度hC.测量抛出点距地面高度HD.分别找到入射小球、被碰小球相碰后落地点的平均位置M、NE.测量平抛射程OM、ON（3）若两球相碰前后的动量守恒，则其表达式为___________；若碰撞是弹性碰撞，则还可以写出的表达式为___________。（用上一问中测量的量表示）【答案】    ①. B    ②. ADE    ③.     ④. 【解析】【详解】（1）[1]A．本实验要求入射球碰撞前的速度保持相同，满足入射球从同一位置释放，斜槽轨道并不需要光滑，故A错误；B．斜槽轨道末端的切线必须水平，保证小球可以做平抛运动，故B正确；C．入射球和被碰球需要发生正碰，大小要相等，但是为了防止入射球反弹，入射球质量要大于被碰球的质量，故C错误。故选B。（2）[2]本实验验证动量守恒定律，即验证根据平抛运动规律有联立得则x与v成正比，故当成立时即可验证动量守恒定律。因此需要用天平测量两个小球的质量，分别找到相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM、ON。故选ADE。（3）[3]根据以上分析可知，验证动量守恒的验证式是[4]若碰撞是弹性磁撞，根据能量守恒有代入可得12. 用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
 （1） 实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的____A. 长约1m的细线             B. 长约1m的橡皮绳嗯。C. 直径约2 cm的均匀铁球     D. 直径约2 cm的均匀木球（2）用停表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为1，单摆每经过最低点计一次数，当数到n时停表，秒表的示数为t，该单摆的周期是T＝_______（3）某同学测量出多组周期T、摆线长l的数值后，画出l-T2图线如图所示，此图线斜率为k，纵轴上截距为a，则重力加速度为______，小球半径为________；
 （4）测得的重力加速度数值小于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是____。 A．开始摆动时振幅较小B．小球的质量m较大C．开始计时时，过早按下秒表D. 测量周期时，误将摆球n次全振动的时间记为（n+1）次全振动的时间【答案】    ①. AC#CA    ②.     ③.     ④.     ⑤. C【解析】【分析】【详解】（1）[1] 实验中摆线的长度应保持不变，而橡皮筋的长度会发生变化，所以选项A正确、B错误。摆球应选质量大、体积小的物体，所以选项C正确、D错误。故选AC。（2）[2] 摆球的摆动次为 ，所以周期为（3）[3] 设摆球的半径为r，根据单摆的周期公式得所以有得[4]小球半径为r=（4）[5] A．只要摆角符合要求，振幅对周期没有影响，选项A错误； B．小球的质量m大小对周期没有影响，选项B错误；C．开始计时时，过早按下秒表，测得的周期偏大，根据单摆周期公式计算得到的重力加速度值就会偏小，选项C正确；D. 测量周期时，误将摆球n次全振动的时间记为（n+1）次全振动的时间，测得的周期偏小，根据单摆周期公式计算得到的重力加速度值就会偏大，选项D错误。故选C。【点睛】13. 一简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，a、b为x轴正方向上的两个点（且a更靠近坐标原点），如图甲所示，t=0时刻开始计时，a、b两点的振动图象如图乙所示，a与b间的距离为5m。求：（1）处在平衡位置的b质点从t=0开始到第三次处于波峰位置时，a质点在振动过程中通过的路程；（2）该简谐横波的波长和波速。
 【答案】（1）077m；（2）若波沿x轴正方向传播有：，；若波沿x轴负方向传播有：，【解析】【详解】（1）由题意知a点振动了 ，则a质点通过的路程为（2）若波沿x轴正方向传播有 ，联立得若波沿x轴负方向传播有，联立得14. 如图所示，足够长不透光水平挡板上开有一小孔P，水平挡板下方一定距离处有一水平放置的足够长平面镜，一束光线以的入射角通过小孔射到平面镜上，通过反射照射到挡板下表面的M点。现在将一块厚度为d的（d小于挡板和平面镜间的距离）足够长平行玻璃砖平放在平面镜上，则光线通过折射后经平面镜反射再从玻璃砖的上表面射出，打在挡板下表面上的N点（图中未画出），已知玻璃砖对光的折射率，真空中光束为c。求（1）光束通过玻璃砖的路程s；（2）放入玻璃砖前后两次光束从P点射入到打在挡板上的时间差△t。
 【答案】（1） ；（2）【解析】【详解】（1）作光路图如图所示，由折射定律可得折射角
 光束通过玻璃砖的路程 （2）光束通过玻璃砖的传播速度光束通过玻璃砖的时间未放玻璃砖时光束通过玻璃砖所在区域的时间故入玻璃砖前后的时间差15. 如图，在足够长的光滑水平面上静止着一个质量的滑板，滑板左端固定有竖直挡板，右端是由半径的光滑圆弧面和粗糙水平面在点平滑对接构成。紧挨着滑板的右侧放着一个质量为的方形木块（与滑板不连接）。现将一质量的滑块（可视为质点）从圆弧上端无初速释放，与挡板仅发生一次弹性碰撞后，与滑板相对静止于点。已知与滑板间的动摩擦因数。重力加速度。求：（1）方形木块与滑板分离时的速度大小和方向；（2）滑块最终的速度大小和方向；（3）的长度。
 【答案】（1），方向：水平向右；（2），方向水平向左；（3）【解析】【分析】【详解】（1）由系统水平方向的动量守恒得由系统机械能守恒得方形木块与滑板分离时的速度为方向：水平向右（2）方形木块与滑板分离后滑板和滑块组成的系统动量守恒得滑块最终的速度为即滑块最终的速度大小为方向水平向左（3）由滑板和滑块组成的系统能量守恒得得的长度为‍