2022-2023学年湖南省永州市高二上学期期末物理试题 （解析版）

永州市2022年下期高二期末质量监测试卷

物理

一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24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。将你认为正确的答案选出来填在答题卡的指定位置）

1. 如图所示的现象中，解释成因正确的是（　　）

A. 图甲所示泊松亮斑是由于光的干涉形成的

B. 图乙所示水中的气泡看上去特别明亮，主要是由于光的折射引起的

C. 图丙所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的

D. 图丁所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的

【答案】C

【解析】

【详解】A．泊松亮斑是由于光的衍射形成的，故A错误；

B．水中的气泡看上去特别光亮，是光从水射向气泡时发生了全反射造成的，故B错误；

C．疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的，故C正确；

D．竖直肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的，故D错误。

故选C。

2. 下列各图所描述的物理情境，有感应电流产生的是（　　）

A. 图甲中条形磁体附近的金属框从A位置向B位置运动，金属框中有感应电流

B. 图乙中矩形线圈绕与磁场平行的水平轴匀速转动时，线圈中有感应电流

C. 图丙中开关S闭合稳定后，线圈N中有感应电流

D. 图丁中线圈垂直于磁场方向在磁场中向右平移时，线圈中有感应电流

【答案】A

【解析】

【详解】A．图甲中条形磁体附近的金属框从A位置向B位置运动，穿过金属框的磁通量发生变化，有感应电流，故A正确；

B．图乙中矩形线圈绕与磁场平行的水平轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量始终为零，没有感应电流，故B错误；

C．图丙中开关S闭合稳定后，线圈N中磁通量不变，没有感应电流，故C错误；

D．图丁中线圈垂直于磁场方向在磁场中向右平移时，穿过线圈磁通量不变，没有感应电流，故D错误。

故选A。

3. 如图所示，直角三角形ABD为某种透明介质的横截面，，P为BD边上的一点。若某单色光从P点垂直BD射入介质，在AB边恰好发生全反射，则介质对该光的折射率为（　　）

A.  B.  C. 2 D.

【答案】C

【解析】

【详解】单色光从P点垂直BD射入介质，在AB边恰好发生全反射，光路图如图所示

根据几何关系可知，该光在AB边上发生全反射的临界角

又

解得

故选C。

4. 如图所示，一束带电粒子（不计重力）先以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场B（方向垂直纸面，未画出）和匀强电场E组成的速度选择器，然后通过平板S上的狭缝P，进入另一垂直纸面向外的匀强磁场，最终打在平板S上的之间。下列正确的是（　　）

A. 通过狭缝P的粒子带负电

B. 磁场B的方向垂直纸面向外

C. 粒子打在上的位置距P越远，粒子的速度越小

D. 粒子打在上的位置距P越远，粒子的比荷越小

【答案】D

【解析】

【详解】A．带电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则，知该粒子带正电，A错误；

B．粒子经过速度选择器时，所受电场力和洛伦兹力平衡，电场力水平向左，则洛伦兹力水平向右，根据左手定则可知，匀强磁场的方向垂直纸面向里，B错误；

CD．能通过平板S上的狭缝P的粒子符合

则

即从P点进入磁场的粒子速度均相同，C错误；

D．所有打在A1A2上的粒子，在磁场B'中做匀速圆周运动，根据

可得

从P点进入磁场的粒子速度均相同，粒子打在A1A2上的位置越远离P，则半径越大，粒子的比荷越小，D正确。

故选D。

5. 贵州省坝陵河特大悬索桥，高370米，蹦极爱好者段树军在此打破了以往的陆地蹦极记录。某次他从平台自由落下，下落125m时绳索达到自然长度，此后又经7s，他达到最低点。已知段树军的质量为70kg，重力加速度，忽略空气阻力，则这7s内绳对他的平均作用力大小为（　　）

A. 500N B. 700N C. 1200N D. 1760N

【答案】C

【解析】

【详解】下落125m时的速度为

此后，根据动量定理

解得

故选C。

6. 如图所示，电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着边长为l的正三角形线圈，匝数为n，底边水平，一半高度处于方框内的匀强磁场中，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过图示方向的电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在左盘中减少质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡，下列正确的是（　　）

A. 方框内磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度

B. 方框内磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度

C. 方框内磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度

D. 方框内磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度

【答案】A

【解析】

【详解】线框中电流方向反向后需要在左盘中添加砝码m，说明电流反向后线框所受安培力竖直向下，则电流反向前线框受到的安培力竖直向上，根据左手定则可知线框内的磁场方向垂直纸面向外，设线框中的电流反向前，天平左右砝码盘中砝码质量分布为m1和m2，线框的有效长度为

线框中电流反向前根据平衡条件有

线框中电流反向后根据平衡条件有

联立解得

故A正确，BCD错误。

故选A。

二、多选题（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，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。将你认为正确的答案选出来填在答题卡的指定位置）

7. 某实验小组通过如图甲所示的实验电路测量一节干电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U－I图像，下列正确的是（　　）

A. 干电池电动势的测量值为1.40V

B. 干电池内阻的测量值为3.50Ω

C. 干电池内阻的测量值偏大

D. 考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，误差主要来源于电压表的分流作用

【答案】AD

【解析】

【详解】A．实验电路测量一节干电池的电动势和内阻的U－I图像中，图中纵截距表示干电池电动势大小，所以由图可知干电池电动势的测量值为1.40V，故A正确；

B．实验电路测量一节干电池的电动势和内阻的U－I图像中，图像的斜率大小表示电源内阻，所以由图可知干电池内阻的测量值为

故B错误；

CD．由于电压表的分流作用，相同的路端电压下，电流表测量的电流值小于流过电源的电流，内电阻的测量值为电源和电压表并联后的总电阻，由于电阻并联后，总电阻比较小的其中一个电阻还小变小，所以干电池内阻的测量值比实际的内阻偏小，故C错误，D正确。

故选AD。

8. 某同学在粗细均匀的木筷下端绕上铁丝，将其竖直浮在装有水的杯子中，如图甲所示。现把木筷竖直向上提起一段距离后放手，从该时刻开始计时，之后木筷做简谐运动，以竖直向上为正方向作出木筷振动的位移—时间图像，如图乙所示。不计水的阻力，下列正确的是（　　）

A. t＝0.05s时，木筷的重力小于其所受的浮力

B. t＝1.0s时，木筷处于平衡位置

C. 前1.2s内，木筷运动的路程为0.6m

D. 木筷的位移—时间关系可表示为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．t＝0.05s时，木筷的重力大于其所受的浮力，A错误；

B．由图知，木筷运动周期为，t＝1.0s时木筷处于最低位置，所受浮力大于重力，B错误；

C．前1.2s内，木筷运动了3个周期，路程为0.6m，C正确；

D．简谐运动函数式

由图知，，初相位为，故

木筷的位移—时间关系可表示为

D正确；

故选CD。

9. 如图所示，表头的量程为0~100mA，内阻。现将该表头改装成电流、电压两用的电表，，，下列正确的是（　　）

A. 用oa两端时可作为电流表，最大测量值为120mA

B. 用oa两端时可作为电流表，最大测量值为600mA

C. 用ob两端时可作为电压表，最大测量值为250V

D. 用ob两端时可作为电压表，最大测量值为50V

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．改装电流表的原理是并联分流，可知用oa两端时是电流表，其电流最大测量值为

故A错误，B正确；

CD．改装电压表的原理是串联分压，可知用ob两端时是电压表，其电压最大测量值为

故C正确，D错误。

故选BC

10. 如图所示，在直角坐标系xOy中，有一半径为R的圆形磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面向外，该区域圆心Q的坐标为（0，R）。有一个负离子从点沿y轴正方向射入第Ⅰ象限。若负离子在该磁场中做一个完整圆周运动的周期为T，下列正确的是（　　）

A. 若负离子在磁场中运动的半径为，则在磁场中运动的时间为

B. 若负离子在磁场中的射入点与射出点相距最远，则在磁场中运动的时间为

C. 若负离子从点N（0，2R）射出磁场，则在磁场中运动的时间为

D. 若负离子能够过磁场圆心Q（0，R），则在磁场中运动的时间为

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．设粒子的速度为，粒子在磁场中运动时，洛仑兹力提供向心力，即

整理得

解得

所以粒子在磁场中的运动时间取决于粒子运动轨迹所对应的圆心角。如图所示

若粒子在磁场中运动的半径为，则其轨迹所对应的圆心角为，粒子在磁场中运动的时间为

故A正确；

B ．如下图所示，当粒子的射出点与射入点关于Q点对称时，粒子在磁场中的射入点与射出点相距最远

此时弦与切线之间的夹角的正弦值为

所以弦切角

所以圆弧轨迹所对应的圆心角为

则粒子在磁场中运动的时间为

故B正确；

C．如图所示

若粒子从点N（0，2R）射出磁场，则由几何关系可知，弦HN与直线l之间的夹角等于的一半，即弦切角为，所以粒子轨迹所对应的圆心角为，则粒子在磁场中运动的时间为

故C错误；

D．如图所示，若粒子能够过磁场圆心Q（0，R），则由几何关系可知，粒子的轨迹圆与磁场边界的圆相交，且圆心都在相互的圆周上。弦QH与直线l的夹角为，则粒子的轨迹所对应的圆心角为

则粒子在磁场中运动的时间为

故D正确。

故选ABD。

三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。将答案填在答题卡的指定位置）

11. 现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和滤光片E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装置，用以测量红光的波长。

（1）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示为2.320mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，为______mm，求得相邻亮纹的间距。

（2）已知双缝间距，测得双缝到屏的距离L＝1.000m，由计算公式______，求得所测红光的波长为______m（结果保留2位有效数字）。

（3）若要使屏上条纹间距离减小，下列方法可行的是______。

A．换用缝间距较小的双缝

B．减小双缝到屏的距离

C．减小单缝到双缝的距离

D．将红色滤光片换成绿色滤光片

【答案】    ①. 15.919##15.920##15.921    ②.     ③.     ④. BD##DB

【解析】

【详解】（1）[1]图乙读数为

由于估读，最终读数可以为15.920±0.001mm；

（2）[2]由相邻两亮条纹间距公式

得

[3]相邻亮条纹间距

代入数值，可得

（3）[4]根据相邻两亮条纹间距公式

A．换用缝间距较小的双缝，即d减小，可得增大，A错误；

B．减小双缝到屏的距离，即L减小，可得减小，B正确；

C．与单缝到双缝的距离无光，C错误；

D．将红色滤光片换成绿色滤光片，即减小，可得减小，D正确。

故选BD。

12. 某物理实验兴趣小组探究测定某品牌矿泉水的电阻率，用一根两端开口的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水。

（1）某同学用游标卡尺测得玻璃管的内径d；

（2）用多用电表的电阻挡粗略测量玻璃管中矿泉水的电阻，选择开关置于“”挡，发现指针偏转如图甲所示，则该同学接着需要做的实验步骤是：①换选______（填“”或“”或“”）挡；②______；

（3）该组同学按图乙连好电路闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，从最右端向最左端移动的整个过程中，发现电压表有示数，但几乎不变，可能的原因是______。

A.滑动变阻器阻值太小          B.电路中4、5之间断路

C.电路中6、7之间断路         D.电路中3、4之间短路

（4）该组同学在改进实验后，测出玻璃管中有水柱的长度L，电压表示数U，电流表示数I，改变玻璃管中的水量来改变水柱的长度，测出多组数据，并描绘出相应的图像如图丙所示，若图线的斜率为k，则矿泉水的电阻率______（用题中字母表示）。

【答案】    ①.     ②. 重新欧姆调零    ③. AB##BA    ④.

【解析】

【详解】（2）[1]欧姆表的指针偏转不大，读数太大误差较大，则需要换选大倍率的档位来测量，即选倍率。

[2]欧姆表换挡后，需要重新进行欧姆调零。

（3）[3]A．滑动变阻器阻值太小，通过调节电路中的该表也比较小，则电压表的示数几乎不变，故A正确；

B．电路4、5之间断路，电压表串联在电路中。电压表测量的是电源两端的电压，所以电压表的示数几乎不会改变，故B正确；

C．电路6、7之间断路，整个电路断路，电压表无示数，故C项错误；

D．电流3、4之间短路，电压表测量的是导线两端的电压，即电压表无示数，故D项错误。

故选AB。

（4）[4]由部分电路欧姆定律有

整理有

结合图像可知

整理有

四、计算题（本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

13. 如图所示，实线和虚线分别表示沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，已知在时刻，介质中x＝0.6m处的质点P沿y轴正方向运动。

（1）判断该波的传播方向及波长；

（2）若，求该波的波速；

（3）若，求从时刻开始，介质中x＝0.1m处的质点Q第4次到达波谷所用的时间。

【答案】（1）沿x轴负方向传播，；（2）1m/s；（3）2.7s

【解析】

【详解】（1）已知在时刻，介质中x＝0.6m处的质点P沿y轴正方向运动，根据平移法可知，波沿x轴负方向传播

（2）由

解得

T=0.8s

由

解得

v=1m/s

（3）质点Q第4次到达波谷，波传播的距离

由

解得

t=2.7s

14. 如图所示，虚线MN上方为匀强电场，下方为匀强磁场，匀强电场的场强大小为E，方向竖直向下且与边界MN成，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，在电场中有一点P，P点到边界MN的竖直距离为d。现将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P处由静止释放（不计粒子所受重力，电场和磁场范围足够大）。求：

（1）粒子第一次进入磁场时的速度大小；

（2）粒子第一次在磁场中运动时，离MN最远的距离；

（3）粒子从第一次进入磁场到第二次进入磁场所用的时间。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设粒子第一次进入磁场时的速度大小为v

由动能定理可得

解得

（2）粒子运动轨迹如图

设最远距离为，由洛伦兹力充当向心力可得

由几何关系可得

解得  

（3）粒子在磁场中运动周期

由（2）中粒子运动轨迹图像可知，粒子第一次进入磁场后在磁场中运动用时

第一次c出磁场后进入电场中做类平抛运动时间为，根据平抛运动的相关知识对平抛运动进行正交分解，设水平方向的位移为，竖直方向的位移为，在电场中的加速度为，则可得

解的

则第一次进入磁场到第二次进入磁场的时间为

解得

15. 如图所示，一滑板的上表面由长度为L的水平部分AB和半径为R的四分之一光滑圆弧BC组成，滑板静止于光滑的水平地面上。物体P置于滑板上表面的A点，与滑板水平部分的动摩擦因数为。一根长度为L、不可伸长的细线，一端固定于点，另一端系一质量为的小球Q。小球Q位于最低点时与物体P处于同一高度并恰好接触。现将小球Q拉至与同一高度（细线处于水平拉直状态），然后由静止释放，小球Q向下摆动并与物体P发生弹性碰撞，碰后Q的最大摆角小于5°，可视为做简谐运动，物体P将在滑板上向左运动，从C点飞出后又落回滑板，最终相对滑板静止于AB之间的某一点，此时Q恰好是碰后第10次经过最低点。已知物体P的质量为，滑板的质量为，物体P、Q均可视为质点，运动过程中不计空气阻力，重力加速度为g。求

（1）小球Q与物体P碰撞前瞬间细线对小球拉力的大小；

（2）物体P从C点飞出后相对C点的最大高度；

（3）物体P从第一次经过B点到第二次经过B点的时间。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）Q下落：设在最低点速度为v0

在最低点

解得

（2）Q和P相碰：设碰后Q、P速度分别为、

解得

碰后：P在滑板上滑动，从C点飞出上升至最高点，设此时P和滑板的速度大小均为，P相对C点的最大高度为H

解得

  ；

（3）从碰后第一次到达B，或从C点飞出再次返回B

解得

第一次经过B点速度

第二次经过B点速度

时间

相对静止

Q碰后做简谐运动，恰好第10次经过最低点，有

解得