2023-2024学年云南省昭通市云天化中学教研联盟高二（下）期中物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年云南省昭通市云天化中学教研联盟高二（下）期中物理试卷（含解析），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下列关于电磁波的说法正确的是( )
A. 变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场
B. 在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小
C. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短，速度越来越大
D. 电磁波无法发生衍射现象
2.过年挂灯笼是中国的传统习俗，红色代表着喜庆，圆形则寓意团团圆圆。春节期间，水富街头都会挂上红彤彤的灯笼，错落有致。如图所示是其中一种悬挂方式，O为结点，轻绳AO与竖直方向成60∘，轻绳BO沿水平方向，轻绳CO沿竖直方向，灯笼静止情况下三段绳子拉力分别为FA、FB、FC，下列说法正确的是( )
A. FC>FB>FAB. FB>FA>FCC. FA>FC>FBD. FA>FB>FC
3.云豹是国家一级保护动物，在福建省主要分布在南平市。云豹善攀爬，通常白天在树上睡眠，晨昏和夜晚活动.常伏于树枝上守候猎物，待小型动物临近时，能从树上跃下捕食。某次捕食时，云豹从高为1.25m的树枝上以大小为20m/s的速度水平跃下，正好捕捉到站在水平地面上的小动物，云豹和小动物均可视为质点，取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力，云豹在树上的位置和小动物间的水平距离为
( )
A. 5mB. 10mC. 11.25mD. 20m
4.在如图甲所示的电路中，理想变压器原副线圈的匝数比为10:1，副线圈接有阻值为10Ω的定值电阻R，原线圈接有如图乙所示的正弦交变电压。下列分析正确的是( )
A. 变压器原线圈通过的电流的有效值为10 2A
B. 变压器副线圈通过的电流的有效值为 2A
C. 电阻R两端的电压为10V
D. 电阻R消耗的功率为30W
5.我国的YLC−2E型反隐形米波雷达能探测到450公里外超音速飞行的各类隐形战斗机，堪称隐形战斗机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1m∼10m范围内。如图为某同学模拟一列米波沿x轴正方向传播，波速为。某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是( )
A. 这列波的周期为4sB. 这列波的振幅为8cm
C. 此时x=4m处的质点沿y轴负方向运动D. 再经过2s，b质点运动的路程为4cm
6.下列有关波的说法正确的是( )
A. 对于波的稳定干涉图样，加强区的质点始终处于波峰，波弱区的质点始终保持静止
B. 绳波的叠加满足运动的独立性原理，但叠加分开后不能保持叠加前的形状
C. 当障碍物的尺寸比波长大时，能观察到明显衍射现象
D. 向行进中的汽车发射频率已知的超声波，反射回来后接收到的超声波频率会发生变化，由此可以测出车速
7.我国自古就有“昼涨为潮，夜涨为汐”之说，潮汐是月球和太阳对海水的引力变化产生的周期性涨落现象，常用引潮力来解释。月球对海水的引潮力大小与月球质最成正比、与月地距离的3次方成反比，方向如图1。随着地球自转，引潮力的变化导致了海水每天2次的潮涨潮落。太阳对海水的引潮力与月球类似，但大小约为月球引潮力的0.45倍。每月2次大潮(引潮力最大)和2次小潮(引潮力最小)是太阳与月球引潮力共同作用的结果。结合图2，下列说法正确的是( )
A. 月球在位置1时会出现大潮
B. 月球在位置2时会出现大潮
C. 涨潮总出现在白天，退潮总出现在夜晚
D. 月球引潮力和太阳引潮力的合力一定大于月球引潮力
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.汉朝时期飞将军李广的故事广为流传，古诗“林暗草惊风，将军夜引弓。平明寻白羽，没在石棱中”就是描述李广射虎的故事。假设箭的质量约为0.4kg，以75m/s的速度射在石头上，作用时间为0.02s。下列说法正确的是( )
A. 箭与石之间平均作用力大小为3200NB. 箭与石之间平均作用力大小为1500N
C. 箭的动能变化量为−1125JD. 箭的动能变化量为−1875J
9.如图，一边界平行的有界匀强磁场垂直纸面向外，一带正电荷的粒子以初速度v0垂直磁场的边界射入匀强磁场中，离开磁场时速度方向偏转了30∘角。已知匀强磁场的宽度为d，不计粒子的重力，则带电粒子在磁场中( )
A. 做匀变速曲线运动B. 向心加速度大小为v022d
C. 运动的时间为πd3v0D. 受到的磁场力的冲量为0
10.如图所示为某透明玻璃制成的棱镜的截面图，截面为等腰直角三角形，由两种色光组成的细光束从空气垂直AB而射入棱镜，色光1刚好在AC面发生全反射，色光2由AC面射出时与AC面的夹角为30∘，下列说法正确的是( )
A. 棱镜对色光1的折射率为2 3
B. 棱镜对色光2的折射率为 62
C. 色光1如果从空气射入水中也能发生全反射
D. 在棱镜中的传播速度色光1比色光2更小
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11.如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有__________。
A.插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B.插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C.插上大头针P4，使P4仅挡住P3
D.插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
(2)过P3、P4作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接OO′。测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=_________。
(3)对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中正确的是：__________。
A.为了提高测量的精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大一些
B.为了提高测量的精确度，入射角应尽量小一些
C.P1、P2之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关
D.如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察
12.某学习小组采用图甲所示的装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。
(1)在碰撞实验开始之前，用天平测出滑块A、B(含遮光条)的质量为m1、m2，还测出滑块A、B上的遮光条宽度d相同，如图乙所示遮光条宽度d=_____mm。
(2)接通气源后，导轨右侧放滑块A并推动滑块A，滑块A通过两个光电门时数字毫秒计记录下滑块A的挡光时间分别为0.04s、0.05s，可调节Q使轨道右端_____(填“升高”或“降低”)一些，直至滑块通过两个光电门时数字毫秒计显示的时间相等，说明气垫导轨已经调节水平。
(3)将气垫导轨调整为水平后，把滑块A和滑块B放置在图中的位置上，开始碰撞实验：给滑块A一个向左的初速度，滑块A与静止的B发生碰撞，数字毫秒计记录下滑块A先后两次通过光电门1的遮光时间为ΔtA和Δt A′，滑块B通过光电门2的遮光时间为ΔtB，实验中两滑块的质量应满足m1_____m2(填“>”“<”或“=”)。若滑块A、B碰撞过程动量守恒，以向左为正方向，满足表达式_____(用m1、m2、ΔtA、Δt A′及ΔtB中的符号表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.今年1月21日，北风呼啸，寒潮带着鹅毛大雪来到了昭阳，让大山包国家级自然保护区呈现出银装素裹、鹤舞雪原的美景，许多游客去到山上游玩滑雪。如图所示，某次游客滑雪的滑道由倾斜的山坡AB和一段水平滑道BC组成，斜坡AB与水平滑道BC平滑连接。设人与装备的总质量为m=80kg，滑雪者从静止开始沿斜坡匀加速直线滑下距离x1=80m时恰好下滑到B点，用时为t=8s；然后在水平滑道BC上继续匀减速直线滑行一段距离x2=40m才停下。求，
(1)滑雪者在斜坡上的加速度a的大小；
(2)滑雪者在整个过程中的最大速度vB的大小；
(3)滑雪者的滑雪板与水平滑道间的动摩擦因数μ。
14.如图所示，宽度为L的平行金属导轨水平放置，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。将质量为m，电阻为r的导体棒MN放在导轨上，与导轨接触良好，其长度恰好等于导轨间距，导轨的电阻忽略不计，导轨足够长。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒从静止开始沿导轨向右运动。当导体棒速度为v时：
(1)求导体棒两端的电压U；
(2)求导体棒所受安培力的功率；
(3)若已知此过程中导体棒产生的电热为Q1，因摩擦生热为Q2，求拉力F做的功W。
15.如图所示，水平地面上有一固定光滑的四分之一圆弧轨道，圆弧半径为R=7.2m，紧挨着圆弧轨道右侧有一质量为m2=0.2kg的小车B，小车与水平地面间无摩擦，小车左端和圆弧轨道末端等高但不粘连，最右边有一固定的竖直挡板。现将一质量为m1=0.2kg的滑块(可视为质点)A从轨道顶端由静止滑下后滑上小车，小车与挡板碰撞时间极短，每次碰撞后小车速度反向，速度大小减小为碰撞前速度大小的13。已知滑块A与小车的上表面间的动摩擦因数为μ=0.1，滑块A和小车B与挡板第1次碰撞时已达到共速，在整个过程中滑块A未从小车上滑落，重力加速度取g=10m/s2。求：
(1)滑块A滑到四分之一圆弧轨道底端时，对圆弧轨道的压力大小；
(2)滑块A和小车B与挡板第一次碰撞前因摩擦而产生的热量；
(3)小车B与墙壁第1次碰撞后到最终停下的过程中，小车B运动的总路程。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
该题考查电磁感应的基础概念、振荡电路以及狭义相对论，考查的知识点多，但都是一些基础知识，在平时的学习中多加积累即可。
根据麦克斯韦的电磁场理论分析出电场和磁场的关系，电路中由L与C构成的振荡电路，LC振荡电路中电容器的电荷量最大时，电路中振荡电流为零不同介质中波速会改变，根据电磁波可以发生衍射现象进行分析。
【解答】
A.根据电磁场理论，变化的电场会产生磁场，变化的磁场产生电场；同时均匀变化的电场产生恒定磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场；周期变化的电场产生周期磁场，周期变化的磁场产生周期电场，故A错误；
B.在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小，故B正确；
C.在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短，速度相同，故C错误；
D.电磁波可以发生衍射现象，故D错误；
故选B。
2.【答案】D
【解析】设灯笼的重力为 G ，对结点O受力分析如图，根据平衡条件，在竖直方向
FAcs60∘=FC=G
在水平方向
FAsin60∘=FB
解得
FC=12FA
FB= 32FA
所以
FA>FB>FC
故选D。
3.【答案】B
【解析】【分析】
本题主要考查平抛运动的规律应用。平抛运动在水平方向上做匀速运动，在竖直方向上做自由落体运动。云豹做平抛运动，在竖直方向上根据h=12gt2求得运动时间，在水平方向上，根据运动学公式x=v0t即可求得云豹在树上的位置和小动物间的水平距离。
【解答】
云豹做平抛运动，在竖直方向上根据运动学公式h=12gt2，解得t= 2hg= 2×1.2510s=0.5s，在水平方向上，根据运动学公式x=v0t，解得云豹在树上的位置和小动物间的水平距离为x=10m，故B正确，ACD错误。
4.【答案】B
【解析】ABC.根据变压器的原理
U1U2=n1n2
由此可得，定值电阻两端电压
U2=n2n1U1=110×200 22V=10 2V
C错误；
根据欧姆定律可知，副线圈电流的有效值
I2=U2R=10 210A= 2A
B正确；
再根据原副线圈中的电流关系
I1I2=n2n1
可得
I1=n2n1I2=110× 2A=0.1 2A
A错误；
D.根据电功率的公式可知，电阻的功率
P=U2I2=10 2× 2W=20W
D错误。
故选B。
5.【答案】A
【解析】A.根据题图可知该波的波长为8m，根据波长、波速、周期之间的关系
T=λv
可得该波的周期为
T=4s
故A正确；
B.根据题图可知，这列波的振幅为4cm，故B错误；
C.由于该波沿 x 轴正方向传播，根据“同侧法”可知，此时 x=4m 处的质点沿y轴正方向运动，故C错误；
D.图示时刻质点b正处于波谷，再经过 2s ，b质点将到达波峰，其在2s内的路程
s=2A=2×4cm=8cm
故D错误。
故选A。
6.【答案】D
【解析】A.对于波的稳定干涉图样，加强区的质点振动加强，振幅最大，但不是始终处于静止状态，故A错误；
B.绳波的叠加满足运动的独立性原理，但叠加分开后仍能保持叠加前的形状，故B错误；
C.当障碍物的尺寸比波长小或者差不多时，能观察到明显衍射现象，故C错误；
D.向行进中的汽车发射频率已知的超声波，反射回来后接收到的超声波频率会发生变化，即根据多普勒效应可以测出车速，故D正确。
故选D。
7.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查了万有引力定律的应用；潮汐是一种自然现象，可以根据物理规律进行分析；潮汐形成有多种原因，但主要是因为月球的引力，同时还要注意地球的自转的影响。
根据地球表面海水受到万有引力的作用可以判断表面海水的受力情况，从而确定海水的运动情况。
【解答】
AB.太阳、月球、地球三者在同一条直线上，太阳和月球的引潮力叠加在一起，潮汐现象最明显，称为大潮，月地连线与日地连线互相垂直，太阳引潮力就会削弱月球的引潮力，形成小潮，如图2所示得月球在位置1时会出现大潮，故A正确，B错误；
C.每一昼夜海水有两次上涨和两次退落，人们把每次在白天出现的海水上涨叫做“潮”，把夜晚出现的海水上涨叫做“汐”，合称潮汐，故C错误；D.月球运动到如图所示位置
月球引潮力和太阳引潮力的合力等于月球引潮力减太阳引潮力小于月球引潮力，故D错误。故选A。
8.【答案】BC
【解析】解：AB、以箭为研究对象，设受到的平均作用力为F，初速度方向为正，由动量定理得：
Ft=0−mv1，代入数据解得F=−1500N，大小为1500N，方向与初速度方向相反，故B正确，A错误；
CD、动能变化量为：△Ek=0−12mv12=−1125J，故C正确，D错误。
故选：BC。
根据动量定理可以求出平均作用力的大小，根据动能变化量等于末动能减去初动能求解即可。
本题是动量与动能相结合的题目，涉及动量定理和动能变化的概念，应用动量定理时应该注意其矢量性，解题前应该假设正方向，对解出的结果的正负做判断。动能的变化量必须是末动能减初动能，动能变化量是标量，但有正负的区别，正表示增大，负表示减小。
9.【答案】BC
【解析】【分析】
粒子在磁场中做匀速圆周运动，加速度方向不断变化，不是匀变速曲线运动。根据几何关系得出半径，再根据向心加速度定义得出加速度。再根据运动时间和周期的关系得出时间，根据动量的变化得出冲量不为零。
本题考查粒子在有界磁场中运动的基础题目，简单。
【解答】
A.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，加速度方向不断变化，不是匀变速曲线运动，选项 A错误;
B.根据几何关系可知粒子做圆周运动的半径r=2d，则粒子的向心加速度大小为an=v02r=v022d，选项B正确;
C.根据几何关系，粒子运动的轨迹对应的圆心角为30°，粒子运动的时间，选项C正确;
D.由于粒子的动量发生变化，所以粒子受到的磁场力的冲量不为零，选项 D错误。
故选BC。
10.【答案】BD
【解析】A.色光1刚好在面发生全反射，临界角为
C=45∘
则棱镜对色光1的折射率为
n1=1sinC= 2
故A错误；
B.棱镜对色光2的折射率为
n2=sin60∘sin45∘= 62
故B正确；
C.色光1从空气射入水中，为光疏到光密介质，入射角比折射角大，不会发生全反射，故C错误；
D.由公式
n=cv 在棱镜中的传播速度色光1比色光2更小。故D正确。
故选BD。
11.【答案】(1)BD
(2) csβsinα
(3)AD

【解析】(1)该同学接下来要完成的必要步骤有：插上大头针 P3 ，使 P3 挡住 P1 的像和 P2 的像，接着插上大头针 P4 ，使 P4 挡住 P3 和 P1 、 P2 的像。
故选BD。
(2)根据折射率的定义可知，该玻璃的折射率
n=sin(π2−β)sinα=csβsinα
(3)AC.折射光线是隔着玻璃砖观察，与入射光线成一条确定的，若用来确定光线的大头针之间的距离过小，则引起的角度误差就会增加，因此为了提高测量的精确度， P1 、 P2 及 P3 、 P4 之间的距离应适当大一些，故A正确，C错误；
B.入射角应相应大一些，这样折射角也会相应的大一些，折射现象也会更加明显，作图时由角度引起的相对误差就会更小，故B错误；
D.实验时，入射角要大一些，但不能过大，过大会导致反射光过强，折射光过弱，不易观察折射现象，故D正确。
故选AD。
12.【答案】(1)5.20；(2)升高；(3)<；。
【解析】【分析】
本题主要考查验证滑块碰撞过程中的动量守恒的实验，明确实验原理是解决问题的关键。
(1)根据游标卡尺的读数方法即可知遮光条宽度；
(2)根据滑块通过两光电门的时间关系分析滑块的运动情况，由此分析如何调节轨道；
(3)根据两滑块碰撞前后滑块A的速度方向相反判断两滑块的质量关系；
根据一段极短时间内的平均速度近似等于瞬时速度，结合题意，求得两滑块通过两光电门的速度，由动量守恒定律列式即可求解。
【解答】
(1)由图乙可知，游标卡尺的游标尺是20分度的，精确度为0.05mm，游标尺的第4刻度线与主尺上某刻度线对齐，根据游标卡尺的读数可知，遮光条宽度d=5mm+4×0.05mm=5.20mm；
(2)滑块从轨道右端向左运动，滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，说明滑块做减速运动，可知导轨左高右低，为使导轨水平，可调节Q使轨道右端升高一些；
(3)滑块A先后两次通过光电门1，说明滑块A与滑块B相碰后会反弹回来，所以有 m1以向左为正方向，滑块A碰撞前的速度为，
碰撞后的速度大小为，方向向右，滑块B碰撞后的速度为，
若滑块A、B碰撞过程动量守恒，满足的表达式m1v0=−m1vA+m2vB，
整理可得，若滑块A、B碰撞过程动量守恒满足的表达式为。
13.【答案】(1) 2.5m/s2 ；(2) 20m/s ；(3) 0.5
【解析】(1)滑雪者在斜面上做匀加速直线运动，有
x1=12at2
代入数据，解得
(2)根据速度时间关系
vB=at
到达斜滑道与水平滑道的交界处B点的速度
(3)在水平滑道上做匀减速直线运动，有
0−vB2=−2a′x2
滑雪者在水平滑道上受到摩擦力作用，所以加速度为
a′=μmgm=μg
解得
μ=0.5
14.【答案】(1)感应电动势E=BLv
电路中的感应电流I=ER+r=BLvR+r
导体棒两端的电压U=IR=BLvRR+r；
(2)安培力F=BIL=B2L2vR+r
功率P=Fv
整理得P=B2L2v2R+r；
(3)导体棒产生的电热为 Q1 ，电阻R与导体棒电流相同，电路产生的总电热应为Q电=R+rrQ1
即导体棒克服安培力做功W安=Q电=R+rrQ1
电导体棒克服摩擦力做功Wf=Q2
对导体棒列动能定理有W−W安−Wf=12mv2
代入得W=12mv2+R+rrQ1+Q2。
【利用功能原理 W=Q电+Q2+Ek 也可】

【解析】(1)由E=BLv可以求出感应电动势，根据闭合电路欧姆定律求出导体棒两端的电压；
(2)由闭合电路欧姆定律求出感应电流，根据F=BIL求出安培力，再根据P=Fv求出导体棒所受安培力的功率；
(3)导体棒克服安培力做功转化为焦耳热，根据题意应用动能定理可以求出拉力做功。
15.【答案】(1) F N′=6N ；(2) Q=7.2J ；(3) s=4.5m
【解析】(1)滑块在圆弧轨道上运动过程机械能守恒
m1gR=12m1v02
在圆弧轨道的底端
FN−m1g=m1v02R
再根据牛顿第三定律
F N′=FN
解得
F N′=6N
(2)小车和滑块相互作用到与弹性挡板第一次发生碰撞过程，动量守恒
m1v0=m1+m2v1
此过程中损失的动能为
ΔEk=12m1v02−12m1+m2v12
损失的动能转化为了摩擦产生的热量
ΔEk=Q
解得
Q=7.2J
(3)小车与挡板发生第1次碰撞后，速度方向反向，速度大小变为原来的 13 ，即 13v1 ，小车受到滑块对其的摩擦力产生加速度，根据牛顿第二定律
μm1g=m2a
小车向左减速为0的位移大小
x1=13v122a=2m
小车在第1次与挡板碰撞后到与挡板发生第2次碰撞前，系统动量守恒达到共速，
根据动量守恒
m1v1−m2⋅13v1=m1+m2v2
v2=13v1=2m/s
小车向右加速到 v2 的位移大小
x 1′=v222a=x1
即小车与滑块第2次共速时恰好与挡板发生第2次碰撞，且小车向左减速和向右加速的位移大小相等。故小车在与挡板发生第1次碰撞后到第2次碰撞前，小车的路程
s1=x1+x 1′=2x1=4m
同理：小车与滑块第3次共速时恰好与挡板发生第3次碰撞，且小车向左减速和向右加速的位移大小相等
x2=13v222a=19x1
sII=2x2=19s1
综上所述，小车B与墙壁第1次碰撞后最到终停下的过程
， n→∞
解得
s=4.5m