2022-2023学年广西桂林市高二上学期期末 物理 解析版

桂林市2022~2023学年度上学期期末质量检测

高二年级物理

说明：

1．答题前，考生务必将答题卷密封线内的项目填写清楚，密封线内不要答题。

2．直接在答题卷上答题（不在本试卷上答题）。

第Ⅰ卷（选择题  共44分）

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1~8题只有一项符合题目要求，第9~11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. 日常生活中，磁的应用给我们带来方便，下列图片实例中，没有应用磁场的是（　　）

A. 图甲中进出小区的电子门禁卡 B. 图乙中辨识方向的家用指南针

C. 图丙中笔记本电脑的指纹加密 D. 图丁中围棋赛评析时竖直摆放的棋盘

【答案】C

【解析】

【详解】A．卡上有磁条，利用电磁感应原理读取卡里的信息，进行消费，所以超市里刷卡消费用到了磁场，故A错误；

B．手机里面指南针功能用到了地磁场，故B错误；

C．笔记本电脑的指纹加密没有应用磁场，故C正确；

D．围棋赛评析时竖直的棋盘对棋子有吸引力，故棋子不下滑，用到了磁场，故D错误。

故选C。

2. 在如图所示的电路中，已知电阻，R3阻值未知，则通过它们的电流之比为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】、并联，电压相等，可得

流过的电流为流过、的电流之和，即

可得

故选D。

3. 如图所示，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在其中，将弹簧压缩到最短。若将子弹、木块和弹簧合在一起作为系统，则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧被压缩至最短的整个过程中（　　）

A. 动量不守恒，机械能不守恒 B. 动量守恒，机械能不守恒

C. 动量不守恒，机械能守恒 D. 动量守恒，机械能守恒

【答案】A

【解析】

【详解】子弹射入木块过程子弹与木块组成的系统动量守恒，但是子弹射入木块后留在其中，这个过和属于完全非弹性碰撞动能损失最大，有内能产生，所以机械能不守恒，在弹簧被压缩至最短的过程，有弹力作用，所以系统动量不守恒，但是机械能守恒，则全过程系统的动量不守恒，机械能也不守恒，所以A正确；BCD错误；

故选A。

4. 2022年桂林市重点杯篮球赛10月在阳朔中学举行。在某场比赛中，质量为6kg的篮球以10m/s的速度大小传来，甲运动员接住后马上以相同的速度大小反向传出，如果甲从接球到将球传出的时间为2.0s，则在甲从接球到将球传出的过程中，不计空气阻力，则（　　）

A. 甲接球后手要往身体收，延长触球时间，以免手指受到伤害

B. 整个过程中球的动量改变了6kg·m/s

C. 整个过程中手对球的平均作用力大小为12N

D. 整个过程中，甲对球冲量大于球对甲的冲量

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据动量定理可知，相同的动量变化量下，延长作用时间，可以减小冲击力，故甲接着球后要往身体收，以免伤害手指，故A正确；

B．整个过程中球的动量改变大小为

故B错误；

C．根据动量定理

解得平均作用力大小为

故C错误；

D．整个过程中，根据牛顿第三定律，甲对球的作用力等于球对甲的作用力，且作用时间相等，因此甲对球的冲量大小等于球对甲的冲量大小，故D错误。

故选A。

5. 由多家中国建筑公司承担建设的卡塔尔卢赛尔体育场，承办了2022年足球世界杯包括决赛在内的多场赛事。12月10日，阿根廷队和荷兰队在卢赛尔体育场争夺世界杯“八进四”的比赛中，八万观众自发的在观众席上进行“人浪”游戏，从看台A区到B区的观众依次做出下列动作：起立—举起双臂—坐下，呈现类似波浪的效果，下列关于“人浪”说法正确的是（　　）

A. 当“人浪”从看台A区传到B区时，观众也要从看台A区跑到B区

B. “人浪”从看台A区传到B区的速度由观众从看台A区跑到看台B区的速度决定

C. 观众“起立—举起双臂—坐下”的动作越频繁，“人浪”传播的速度一定越快

D. “人浪”的传播是观众所做动作“起立—举起双臂—坐下”形式的传播

【答案】D

【解析】

【详解】AB．当“人浪”从看台A区传到B区时，观众只在自己座位上下运动，不会从看台A区跑到B区，AB错误；

C．“人浪”传播的速度快慢与观众“起立—举起双臂—坐下”的动作频率无直接关系，C错误；

D．“人浪”的传播是观众所做动作“起立—举起双臂—坐下”形式的传播，D正确。

故选D。

6. 下列说法正确的是（　　）

A. 物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率定大于驱动力频率

B. 相机镜头表面的增透膜，利用了薄膜干涉原理

C. 通过一个狭缝来观察日光灯可以看到彩色条纹是光的偏振现象

D. 当波源和观察者相互远离时，观察者接收到的频率变大

【答案】B

【解析】

【详解】A．物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率定等于驱动力频率，故Ａ错误；

B．相机镜头表面的增透膜，利用了薄膜干涉原理，故B正确；

C．通过一个狭缝来观察日光灯可以看到彩色条纹是光的衍射，故C错误；

D．当波源和观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小，故D错误。

故选B

7. 如图所示，在电源内阻r不可忽略的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，V、A、V1、V2，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用U、I、U1、U2表示，下列判断正确的是（　　）

A. I减小，U1增大 B. I增大，U2增大

C. 和电源内阻r消耗的功率均增大 D. 电压表V的示数不变

【答案】C

【解析】

【详解】D．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，变小，外电路总电阻变小，路端电压U变小，即电压表V的示数变小，故D错误；

AB．由闭合电路欧姆定律可知，总电流I增大，两端的电压

增大，两端的电压

减小，故AB错误；

C．和电源内阻r消耗的功率分别为

总电流I增大，故和电源内阻r消耗的功率均增大，故C正确。

故选C。

8. 图甲为某一小灯泡的U-I图线，现将两盏这样的小灯泡并联后再与一个3Ω的定值电阻R串联，接在内阻r=2Ω、电动势E=5V的电源两端，如图乙所示，其中电流表为理想电表，则通过每盏小灯泡的电流I和每盏小灯泡的电功率P分别为（　　）

A. I≈0.38A，P≈0.6W B. I≈0.3A，P≈0.6W

C. I≈0.3A，P≈1.2W D. I≈0.3A，P≈1.2W

【答案】B

【解析】

【详解】设每盏小灯泡的电压为U，通过的电流为I，则通过整个电路的电流为2I，根据闭合电路的欧姆定律有

E = U＋2I(R＋r）

即U、I还应满足

U = 5－10I

在小灯泡的U—I图像中作出对应的函数图线，如图所示

则两个图线的交点即为小灯泡在电路中的工作点，所以通过小灯泡的电流I ≈ 0.3A，对应灯泡两端的电压U ≈2V，每盏小灯泡的功率

P=UI ≈ 0.6W

故选B。

9. 如图甲所示，装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面范围足够大，把玻璃管向下缓慢按压后放手，忽略阻力，玻璃管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，从某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，对于玻璃管的运动，下列说法正确的是（　　）

A. 回复力由玻璃管所受的浮力提供

B. 在时，玻璃管的速度方向为竖直向下

C. 在的时间内，位移增大，加速度增大，速度减小

D. 在的时间内，玻璃管的位移为零

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据题意可知，忽略阻力，装有一定量液体的玻璃管受重力和浮力，则回复力由玻璃管重力和所受浮力的合力提供，故A错误；

B．根据题意，由图乙可知，在时，玻璃管的速度方向为竖直向下，故B正确；

C．根据题意，由图乙可知，在的时间内，玻璃管由平衡位置向正向最大位移处振动，则位移增大，加速度增大，速度减小，故C正确；

D．根据题意，由图乙可知，在的时间内，玻璃管的位移不为零，故D错误。

故选BC。

10. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时的波形如图所示，A、B、C、D是介质中的四个质点，C、D两点关于对称，此时波恰好传到平衡位置在处的质点，振源位于处，且从时开始振动，下列说法正确的是（　　）

A. 时，C、D两质点的振动速率相同

B. 质点A比质点B早振动0.5s

C. 时，质点C沿y轴正方向振动，质点D沿y轴负方向振动

D. 时，A点的位移为，B点、C点和D点的位移为零

【答案】AB

【解析】

【详解】A．根据对称性可知时，C、D两质点的振动速度大小相等，方向相反，即速率相同，故A正确；

B．由题意可知，该波的速度

波传到A点的时间

波传到B点的时间

则质点A比质点B早振动

故B正确；

C．波沿着x正方向传播，根据同侧法可知由题图可知，时，质点C沿y轴负方向振动，质点D沿y轴正方向振动，故C错误；

D．由题图可知，时，A点的位移为，B点的位移为零，C点和D点的位移大于零小于，故D错误。

故选AB。

11. 如图所示，细线的一端固定在O点，另一端系着质量为m的小球A，O点到光滑水平面的距离为h，未知质量的物块B和质量为2m的物块C用轻弹簧拴接，静置于光滑的水平面上，且物块B位于O点的正下方。现拉动小球A使细线水平伸直后由静止释放，小球A运动到最低点时与物块B发生弹性正碰（碰撞时间极短），小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　）

A. 若物块B的质量为m，碰撞后小球A的速度大小为0

B. 若物块B的质量为m，碰撞后物块B的速度大小为

C. 若物块B的质量为3m，碰撞后轻弹簧获得的最大弹性势能为

D. 若物块B的质量为3m，碰撞后物块C的最大速度大小为

【答案】AD

【解析】

【详解】根据题意可知，小球A运动到最低点的过程中，机械能守恒，设运动到最低点的速度为，则有

解得

小球A运动到最低点时与物块B发生弹性正碰（碰撞时间极短），则碰撞过程小球A和物块B组成的系统动量守恒，机械能守恒，设碰撞后小球A的速度为，物块的速度为，则有

解得

AB．若物块B的质量为m可得，碰撞后小球A的速度大小为

碰撞后物块B的速度大小为

故B错误，A正确；

CD．若物块B的质量为3m可得，碰撞后小球A的速度大小为

碰撞后物块B的速度大小为

可知，碰撞之后小球A弹回，物块B与弹簧和物块C组成的系统动量守恒，能量守恒，当物块B和物块C速度相等时，弹簧的弹性势能最大，设此时物块B和物块C速度为，则有

解得

当弹簧再次恢复到原长时，物块C的速度最大，设此时物块B的速度为，物块C的速度为，则有

解得

故C错误，D正确

故选AD。

第Ⅱ卷（非选择题  共56分）

二、实验探究题（本大题共2小题，共16分）

12. Tracker软件是一种广泛使用的视频分析软件．某学生利用Tracker软件对一维对心正碰（碰撞内力远大于外力）的实验视频进行分析，视频中的小球碰撞原来静止的m2的小球，由视频分析可得它们在碰撞前后的x-t图像如图所示。

（1）由图可计算出，入射小球碰撞前的动量______________，被碰小球碰撞后的动量__________；

（2）碰撞的恢复系数的定义为，其中v1和v2分别是碰撞前两物体的速度，v1′和v2′分别是碰撞后两物体的速度，弹性碰撞的恢复系数，非弹性碰撞的恢复系数，可判断该视频中的碰撞属于________________（填“弹性碰撞”或“非弹性碰撞”）。

【答案】    ①. 1800    ②. 900    ③. 非弹性碰撞

【解析】

【详解】（1）[1]入射小球碰撞前的速度为

则

[2]入射小球碰撞后的速度为

则

则碰撞前后根据动量守恒定律可得

则

（2）[3]被碰小球碰撞后的速度为

则

故该视频中的碰撞属于非弹性碰撞。

13. 某同学要测量一个由新型合金材料制成的圆柱体导体的电阻率ρ，实验步骤如下：

（1）游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为L=________mm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为D=________mm；

（3）选用多用电表的电阻“×1”挡粗测其电阻值，按正确的操作步骤测量的示数如图丙所示。

（4）为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：

A．电流表A1量程1A，内阻约为2Ω；

B．电流表A2量程0.15A，内阻约为10Ω；

C．电压表V1量程1V，内阻为1000Ω；

D．电压表V2量程15V，内阻约为3000Ω；

E．定值电阻阻值R1=2000Ω

F．定值电阻阻值R2=10Ω

G．滑动变阻器R3最大阻值为5Ω（允许通过最大电流1A）

H．滑动变阻器R4最大阻值1000Ω（允许通过最大电流0.5A）

I．电源E（电动势约为4V，内阻r约为1Ω）

J．开关，导线若干，待测新合金电阻Rx

为了使测量时电压调节范围尽可能大，测量尽量准确，电压表应选________，定值电阻应选________，电流表应选_________，滑动变阻器应选________（以上均填器材列表前的选项代号），并根据你选择的器材，请在线框内补全实验电路图________。

（5）连接电路，测得电压表读数为U，电流表读数为I，则电阻率的表达式为ρ=________（用题中所给物理量符号U、I、L、D表示，电压表内阻分流所造成的误差可以忽略）。

【答案】    ①. 50.15    ②. 4.700    ③. C    ④. E    ⑤. B    ⑥. G    ⑦.     ⑧.

【解析】

【详解】（1）[1]游标卡尺是20分度，精度为0.05mm，则其读数为

50mm+0.05×3mm=50.15mm

（2）[2]螺旋测微器精度为0.01mm，测量直径的读数为

4.5mm+0.01×20.0mm=4.700mm

（4）[3]电源E（电动势约为4V），电压表V2的量程又太大，为了减小测量误差，不能用V2测电压，直接用V1量程又太小，但可以把V1与定值电阻串联，增大其量程进行实验，故电压表应选择V1，即C；

[4]由于电压表V1的内阻为1000Ω，为了为了减小测量误差，增大其量程，电压表应串联一个较大一些的电阻，即R1=2000Ω的电阻，故定值电阻应选E；

[5]根据表盘指针所指位置，可读出待测电阻阻值为22Ω，则流经待测电阻的最大电流为

故电流表选A2，即选B；

[6]为了使测量数据的范围广泛一些，控制电路采用分压式，则滑动变阻器选择总阻值小些的，使调节得到的数据的连续性强一些，故选G；

[7]结合前面分析，由于电压表的内阻远远大于电流表与待测电阻的阻值，因此选择电流表的外接法，电路图设计如图所示

（5）[8]电压表读数为U，则待测电阻两端电压为3U，待测电阻为

根据电阻与电阻率的关系有

圆柱体的横截面积

解得

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

14. 在如图所示的电路中，电源的电动势、内阻，小型直流电动机M的内阻，闭合开关S后，电动机正常转动，理想电流表的示数，求：

（1）电源的发热功率；

（2）电动机的输出功率。

【答案】（1）1W；（2）8.5W

【解析】

【详解】（1）电源的发热功率为

解得

（2）电动机两端的电压

电动机消耗的电功率

电动机的热功率

电动机的输出功率

15. 某种透明玻璃制成的三棱镜的横截面为直角三角形ABC，如图所示，∠C=90°，∠A=30°，BC=2L，现有束光从BC边中点D与BC成某角度入射，折射光线DE恰好平行于AB，已知光在真空中传播速度为c，且是在该三棱镜中传播速度的倍，忽略光在发生折射时的反射现象。

（1）求该三棱镜对光的折射率n；

（2）求BC边上的角α；

（3）判断光线能否从E点射出三棱镜，并说明原因；

（4）求光在三棱镜中的传播时间t。

【答案】（1）；（2）30°；（3）因为入射角大于临界角发生全反射，故不能从E点射出三棱镜；（4）

【解析】

【详解】（1）由

得

（2）光路图如图所示，对于在BC面上的折射有

根据折射定律，BC面上满足

几何关系上

联立得

（3）因为光在三棱镜中临界角正弦值为

其小于AC面上入射角的正弦值，光线在E点入射角大于临界角而发生全反射，故不能从E点射出。

（4）由几何知识有

又因为

联立得

16. 如图甲，将一小球用细绳悬挂于固定悬点O，将三高精度力传感器（不考虑质量）接在球与细线之间，小球静止悬停在A位置，一玩具枪在球左侧水平放置，枪口中心与球心等高。某时刻，玩具枪以一定初速度v0发射质量为m0=0.2g的水弹，水弹跟小球碰撞后，立即散开（可认为速度为0）且碰撞时间很短可忽略，之后小球开始摆动，整个过程力传感器数据F随时间t变化的曲线如图乙所示，已知小球上摆的最大摆角θ很小，图中时刻为水弹与小球碰撞时刻，小球摆动过程中始终不与枪相撞，忽略空气阻力，当地重力加速度g取10m/s2，求：

（1）摆球的质量M；

（2）小球摆动周期T和摆长L；

（3）水弹的初速度v0；

（4）小球在一个周期T内走过的路程s（取，结果保留2位有效数字）。

【答案】（1）0.04kg；（2），0.8m；（3）80m/s；（4）0.45m

【解析】

【详解】（1）由图知，水弹射击前小球处于平衡状态，则有

解得

（2）由图知

由单摆周期公式

解得

（3）对经过最低点时的小球进行分析

解得

水弹与小球碰撞过程，由动量守恒定律有

解得

（4）对最高点时小球进行受力分析，在沿绳方向有

又

由于很小，有

又

联立得