2022-2023学年山西省名校联考2022-2023学年高二上学期期末物理试题

这是一份2022-2023学年山西省名校联考2022-2023学年高二上学期期末物理试题，共13页。
姓名____________     准考证号____________（在此卷上答题无效）绝密★启用前2022年下学期高二期末考试物理本试卷共6页。全卷满分100分，考试时间75分钟。注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。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的答案标号涂黑，如有改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；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8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于四幅图的说法正确的是（    ）A．甲图，通电螺线管周围产生的磁场和磁感线都是真实存在的B．乙图，将小磁针放在地球表面赤道位置自由静止时，小磁针的N极指向地理南极C．丙图，法拉第圆盘发电机利用了“电生磁”的现象为原理制作而成D．丁图，麦克斯韦推断的电磁波产生与传播的原理图2．下列说法正确的是（    ）A．检验工件平整度的操作中，如图甲所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处B．图乙为光照射到圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样C．图丙光导纤维传递光信号的原理是利用光的全反射现象，必须满足外套的折射率比内芯的大D．图丁的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理是相同的3．2022年11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船发射入轨，6名航天员实现了太空会师，2022年12月4日晚上20时09分，神舟十四号飞行乘组（陈冬、刘洋和蔡旭哲）完成了所有的既定任务后成功返回地面，其中还包括三次太空行走．如图所示，已知某次陈冬离开空间站太空行走时，连同装备共，在离飞船的位置与空间站处于相对静止的状态．装备中有一个高压气源，能以的速度喷出气体．为了能在内返回空间站，他需要在开始返回的瞬间至少一次性向后喷出气体的质量是（    ）（不计喷出气体后航天员和装备质量的变化）A．     B．     C．     D．4．如图所示，匀强电场中有一圆心角为的扇形，电场方向平行于扇形平面，O点为扇形的圆心，C点为弧的中点，半径．将一点电荷从A点以某一初速度射出，此后能以相同大小的速度经过B点．若再将一个电荷量为的负点电荷由O点移到C点，克服静电力做功．不计点电荷的重力，则（    ）A．电场强度的大小为，方向由A指向BB．电场强度的大小为，方向由A指向BC．电场强度的大小为，方向由O指向CD．电场强度的大小为，方向由O指向C5．某同学在探究单摆运动中，图a是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图，图b是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像，根据图b的信息可得，（    ）A．摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力充当单摆的回复力B．从时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为C．用米尺量得细线长度l，即摆长为lD．由图可计算出单摆的长度为6．如图所示，质量分别为和的A、B两物体，与水平地面之间的动摩擦因数分别为和，开始时两物体之间有一压缩的轻弹簧（不拴接），并用细线将两物体拴接在一起放在水平地面上．现将细线剪断，则两物体将被弹簧弹开，最后两物体都停在水平地面上．下列判断正确的是（    ）A．在弹簧弹开两物体的过程中，两物体组成的系统动量不守恒B．在弹簧弹开两物体的过程中，整个系统的机械能守恒C．弹簧弹力对两物体的冲量相同D．两物体一定同时停在地面上7．如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图．已知该波的波速，振幅为，则下列说法正确的是（    ）A．该波沿x轴正方向传播B．时刻处的质点沿y轴负方向振动C．时刻处的质点位移为D．时处的质点位于平衡位置且沿y轴负方向振动8．如图a所示，某同学用粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝后竖直浮在较大的装有盐水的杯子中，现把木筷向上提起一段距离后放手并开始计时，之后木筷就在盐水中上下振动，忽略运动阻力，木筷的运动可以视为竖直方向的简谐运动．以竖直向上为正方向作出木筷振动的图像，如图b所示，则（    ）A．时，木筷和铁丝的重力大于其所受的浮力B．在时刻木筷和铁丝的速度为零，加速度为负向最大C．从过程中木筷与铁丝的动量逐渐变大D．振动过程中动能和重力势能相互转化，木筷和铁丝的机械能守恒二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．9．如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，电表均为理想电表，为定值电阻，且，R为滑动变阻器，现将滑动变阻器的滑片从a向b移动的过程中，下列说法正确的是（    ）A．电源的效率增大B．电源的输出功率增大C．电压表、电流表示数均增大D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变10．蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘，而传统DVD光盘是利用红色激光来读取或写入数据．对于光存储产品来说，蓝光光盘比传统DVD光盘的存储容量大很多．如图所示，一束由红、蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中，并分成a、b两束．则（    ）A．用a光可在光盘上记录更多的数据信息B．a光在水中的传播速度比b小C．逐渐增大红、蓝两单色激光的入射角，蓝光先从水面上方消失D．在水中同一深度的两点光源分别发出红光和蓝光，蓝光光源看起来浅一些11．如图所示，甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速均为．在时，两列波的波峰正好在处重合，则下列说法正确的是（    ）A．甲、乙两列波叠加会产生干涉现象，平衡位置在处的质点为振动加强点B．简谐横波甲、乙的波长之比为5∶8C．经过的时间，平衡位置在处的质点运动到了D．时刻，平衡位置在处的质点位移为12．如图所示，外轨道光滑，内轨道粗糙（粗糙程度处处相同）的圆环轧道固定在竖直平面内，完全相同的小球A、B（直径略小于轨道间距并且远小于轨道半径）以相同的速率从与圆心等高处分别向上、向下运动，两球相遇时发生的碰撞可看作弹性碰撞，重力加速度为g．下列说法中正确的是（    ）A．当时，小球A通过最高点和小球B通过最低点时对轨道的压力差为B．当时，第一次碰撞前瞬间，A球机械能一定小于B球机械能C．当，第一次碰撞的位置一定在轨道的最低点D．当时，第一次碰撞后瞬间，两球速度一定等大反向三、非选择题：本题共5小题，共48分．13．（5分）如图甲所示为一多用电表，如图乙所示为一未知电阻，a、b为其两端接线柱．某实验小组利用该多用电表测量的阻值，主要步骤如下：（1）机械调零后，将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔，并选择“”电阻挡；（2）进行欧姆调零时，需将红、黑表笔_____________（填“短接”或“接a、b端”），再旋转部件_____________（填“A”或“B”），使指针对准电流满偏处；（3）所有调试正确完毕后，将红表笔接待测电阻的a端，黑表笔接b端，则a端电势_____________（填“高于”“低于”或“等于”）b端电势．若多用电表的示数如图丙中虚线所示，为使测量更加精确，应将选择开关旋到_____________（填“”“”或“”）的倍率挡位上，并重新欧姆调零；调整后再次测量，多用电表的示数如图丙中实线所示，则_____________．14．（10分）现有白光光源、透红光的滤光片、单缝、双缝、毛玻璃等光学元件，把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉实验装置，用以测量红光的波长．（1）在光具座上放置的光学元件依次为：①光源、②透红光的滤光片、③_____________、④_____________、⑤遮光筒、⑥毛玻璃；（2）实验中在光屏上观察到的现象是下列选项中的_____________；（3）利用图中装置研究双缝干涉现象时，下列说法中正确的是_____________；A．去掉透红光的滤光片，其他条件不变，干涉现象消失B．将透红光的滤光片换成透蓝光的滤光片，其他条件不变，干涉条纹间距变窄C．将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变，干涉条纹间距变宽D．换一个两缝之间距离更大的双缝，其他条件不变，干涉条纹间距变窄（4）将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为_____________；（5）已知双缝间距d为，测得双缝到屏的距离l为，求得所测红光波长为_____________．15．（8分）把图甲中倾角为的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开．假设空气阻力可忽略不计，小球做简谐运动的位移与时间的关系如图乙．（1）该简谐运动的周期和振幅分别是多少；（2）写出该简谐运动的表达式；（3）求时小球的位移．16．（10分）如图所示，竖直平行金属板间加恒定电压，在A板内侧S点由静止释放一质量为m、电荷量为q的带电粒子，加速后从P点沿水平放置的平行金属板的中轴线进入两板间，C、D板长及间距均为l．为半径为l的竖直半圆形荧光屏，其圆心O与板中心重合，B板与C、D板左端间距不计，不计粒子重力及边缘效应．求：（1）若板不带电，则粒子从P点运动到荧光屏所用的时间；（2）若保证粒子始终能打到荧光屏上，则C、D两板间所加的最大电压值；（3）粒子从P点运动到荧光屏的最短时间．17．（15分）如图所示，将滑块A无初速地轻放在长，沿顺时针以转动的水平传送带左端，一段时间后A从传送带右端水平飞出，下落高度后，恰能从P点沿切线方向进入半径的光滑圆弧轨道，并沿圆弧轨道滑至最低点Q，滑块A经Q点后滑上静置于光滑水平面上长为的木板B，A与B间动摩擦因数为，A带动B向右运动，距离B右端处有一与木板等高且足够长的固定光滑平台，B与平台碰撞后即粘在一起不再运动，滑块A滑上平台运动足够长时间后与左端带有轻弹簧的滑块C作用，已知A、B质量均为，C的质量．忽略所有滑块大小及空气阻力对问题的影响．，重力加速度．（1）求滑块A与传送带间的动摩擦因数大小需满足的条件；（2）A滑上平台的速度为多少？（不考虑A的返回）（3）滑块A与弹簧接触但不粘连，若在滑块C的右侧某处固定一弹性挡板D（未画出），挡板的位置不同，C与D相碰时的速度不同．已知C与D碰撞时间极短，C与D碰后C的速度等大反向，且立即撤去挡板D．A与C相互作用过程一直没有离开水平面，求此后运动过程中A与C组成的系统弹性势能最大值的范围．2022年下学期高二期末考试·物理参考答案、提示及评分细则1．D  磁场真实存在，但磁感线是为了描述磁场的性质引入的假想线，并不实际存在，则A错误；地理南极即为地磁北极，则在赤道位置的地磁场方向由地理南极指向地理北极，小磁针N极方向与磁场方向相同，故此时应指向地理北极，则B错误；法拉第圆盘发电机是利用电磁感应——“磁生电”现象为原理制作的，则C错误；麦克斯韦推断：若在空间某区域有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场，这个变化的磁场又引起新的变化的电场，这样交替产生，由近及远地向周围传播，即为电磁波的产生和传播原理，则D正确。2．B  薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相等，知P处凹陷，而Q处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知Q处凸起，故A错误；图乙为光射到圆盘得到的衍射图样，若用光照射不透明圆盘时，后面会出现一亮斑，这亮斑被称为泊松亮斑，故B正确；光导纤维传递光信号的原理是利用光的全反射现象，内芯的折射率必须比外套的大，故C错误；立体电影是光的偏振，镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉，它们的原理不相同，故D错误．3．D  陈冬在喷出气体后的最小速度为，根据动量守恒定律得，解得，故选D．4．C  由于点电荷经过A点和B点的速度大小相等，则A、B连线为等势线，又，故O点电势高于C点电势，则电场强度方向垂直连线，由O指向C，大小为，故C正确，ABD错误．5．B  单摆运动的回复力是摆球重力在垂直摆线方向上的分力充当，而摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力在径向上提供向心力，故A错误；当小球运动到最低点时，绳的拉力达到最大，力传感器的示数最大，所以从0时刻开始，摆球第一次到最低点的时间为，故B正确；摆长为细线的长度与小球半径之和，故C错误；根据单摆的周期公式，由图可知，解得，故D错误．6．D  在弹簧弹开两物体的过程中，A物体所受的滑动摩擦力方向水平向右，大小为，B物体所受的滑动摩擦力方向水平向左，大小为，两物体组成的系统所受合外力为零，因此动量守恒，A错误；在弹簧弹开两物体的过程中，整个系统克服摩擦力做功，机械能减小，B错误；弹簧弹力对两物体的冲量等大反向，C错误；弹簧对两物体的弹力大小相等，且两个物体同时离开弹簧，因此弹簧对两个物体的冲量大小相等为I，设物体A、B停止的时间为，根据动量定理，由于，因此，D正确．7．C  分析波形图可知，波长为，波速，则周期为，根据时间和周期的关系得，因为每经过一个周期图像重复一次，所以只要看经过的振动情况即可，由波形平移法知，该波一定沿x轴负方向传播，根据波动规律可知，时刻处的质点沿y轴正方向振动，故A、B错误；处的质点振动方程，时刻，处的质点位移为，故C正确；经过时间，波传播的距离，由波形平移法可知，经过，处的质点位于平衡位置沿y轴正方向振动，故D错误．8．A  时，根据图像可知，斜率代表速度，木筷和铁丝从正向最大位移处向平衡位置运动，向负方向加速，加速度向下，木筷和铁丝的重力大于其所受的浮力，故A正确；时刻处于负向最大位移处，速度为零，加速度为正向最大，B错误；根据图像可知，从过程中木筷向最大位移处运动，速度逐渐变小，则动量逐渐变小，故C错误；木筷和铁丝在做简谐运动的过程中，水的浮力对它做功，所以振动的过程中它的机械能不守恒，D错误．9．BD  电源的效率为，当I增大时，路端电压减小，故效率减小，故A错误；电源的输出功率为，根据数学知识可知，当时，P随R的减小而增大，故B正确；R减小，电路总电阻减小，总电流I增大，则电流表示数增大，根据可知R两端的电压减小，故电压表的示数减小，故C错误；根据闭合电路欧姆定律可得可得，故D正确．10．CD  根据折射定律，由题图可知，b光的折射率较大，频率较大，波长较短，则b光为蓝光，a光为红光；据题意可知，用b光可在光盘上记录更多的数据信息，故A错误；根据可知，在水中，蓝光的传播速度小于红光的传播速度，故B错误；根据可知，蓝光的折射率大，则临界角小，所以逐渐增大红、蓝两单色激光的入射角，蓝光先从水面上方消失，故C正确；根据光路的可逆性，画出a，b出射光线的反向延长线与过光源的同一竖直线相交，b光的交点较浅，所以在水中同一深度的两点光源分别发出红光和蓝光，蓝光光源看起来浅一些，故D正确．11．BD  因这两列波是在同一均匀介质中传播，传播速度相等，而波长不同，故频率不同，不会发生干涉现象，故A错误；由图可知，有，波长比为5∶8，故B正确；质点不随波迁移，只在自己的平衡位置附近振动，故C错误；时刻，横波甲在到的距离为，横波乙在到的距离为．此时为波峰与波峰相遇点，位移为，故D正确．12．AD  A球在最高点所受弹力为零时，只有重力提供向心力得，当时，假设A球上升到最高点过程中外轨道对A球有弹力，则满足机械能守恒得，说明假设成立，根据牛顿第二定律，得，B球到最低点过程，由机械能守恒和牛顿第二定律得，球A通过最高点和球B通过最低点时对轨道的压力差为，故A正确；因为两球在碰前是与外轨道接触，机械能没有减少，第一次碰撞前瞬间，A球机械能等于B球机械能，故B错误；假设内轨道光滑，使A球恰好到达最高点时，根据机械能守恒得，当时，A，B两球无法到达最高点，因为A球先返回，所以第一次碰撞不在最低点，故C错误；两球在上半圆与内轨道接触时，相同高度的速度相同，故摩擦力等大，可知机械能损失一样多，两球一定是在下半圆轨道上相碰，而当二者相碰时一定在相同高度，则此时速度等大、反向，设为．根据动量守恒和机械能守恒，，解得，第一次碰撞后瞬间，两球速度等大反向，故D正确。13．（2）短接  B  （3）低于    13解析：（2）欧姆调零需将红、黑表笔短接，B为欧姆调零旋钮；（3）电流红进黑出，故黑表笔电势高于红表笔电势，则a端电势低于b端；由于偏转角度过大，需要换较小倍率，则换“”挡位，故阻值为．14．（1）单缝    双缝    （2）A     （3）BD    （4）13.870    （5）解析：（1）由图可知，③为单缝，④为双缝；（2）双缝干涉图样是明暗相间的等间距条纹，则A正确；（3）去掉滤光片，其他条件不变，会形成白光的彩色干涉条纹，故A错误；将滤光片由红色的换成蓝色的，则波长变短，由可知其他条件不变时，干涉条纹间距变窄，故B正确；将单缝向双缝移动一小段距离后，其他条件不变时，干涉条纹间距不变，故C错误；换一个两缝之间距离更大的双缝，则d变大，在其他条件不变时，干涉条纹间距变窄，故D正确；（4）图乙螺旋测微器的读数为；（5）图甲的读数为，则，由得．15．解：（1）由题图知，周期与振幅为（2）由又因为或者表达式为或【写成也正确】（3）当时位移为16．解：（1）C、D板不带电，则粒子从P点到荧光屏以加速的末速度做匀速直线运动则有（2）当粒子沿板右侧边缘飞出时对应的偏转电压最大此时竖直偏转量水平方向联立解得（3）由于粒子水平方向做匀速直线运动，故水平位移最小则时间最短，则粒子沿平行板右侧边缘飞出时水平位移最小，为则最短时间为17．解：（1）滑块A离开传送带做平抛运动，竖直方向满足又A沿切线滑入圆轨道，满足，解得A沿切线滑入圆轨道，满足，解得即A在传送带上应先匀加速，与传送带共速后随传送带匀速运动最右端，则有解得滑块A与传送带的动摩擦因数需满足（2）A沿圆轨道滑下，机械能守恒，有假定A在木板B上与B共速后木板才到达右侧平台，则A、B动量守恒，有共速过程，据能量守恒，设B板开始滑动到共速滑过距离，由动能定理有解得即假设成立，B撞平台后，A继续向右运动，由动能定理有，A滑上平台时速度为（3）滑块C与挡板D碰撞前A、C系统动量守恒，有滑块C与挡板D碰后滑块C的速度反向，碰后至共速过程，系统动量守恒由上述两式得A、C共速时速度为全过程A、C与弹簧组成的系统机械能守恒，共速时系统弹性势能最大，C与D碰撞前A、C系统动量守恒，系统机械能守恒，有解得和A滑块与C作用过程速度取值范围在到之间．由二次函数图像性质，可知当，A、C系统弹性势能最大的最大值为当，A，C系统弹性势能最大的最小值为综上可知系统弹性势能最大值的取值范围为．