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2024福州闽侯县闽江口协作校高二下学期7月期末考试物理含解析
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这是一份2024福州闽侯县闽江口协作校高二下学期7月期末考试物理含解析，共23页。试卷主要包含了本卷主要考查内容等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
5．本卷主要考查内容：选择性必修第一、二册。
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 如图所示，一足球运动员踢一只质量为0.4kg的足球。若足球以12m/s的速率水平撞向球门门柱，然后以8m/s的速率反向弹回，这一过程持续时间为0.1s，下列说法正确的是（ ）
A. 这一过程中足球的动量改变量大小为
B. 这一过程中足球动量改变量大小为
C. 门柱对足球的平均作用力大小为8N
D. 门柱对足球的平均作用力大小为16N
2. 如图所示，水平桌面内固定一金属导线做成心形摆件﹐该摆件由两个直径为d的半圆形导线和一个V形导线组成，M、N为两部分导线连接点，空间存在磁感应强度大小为B、竖直向下的匀强磁场、从M、N点引出导线，向摆件中通以恒定电流I，摆件受到的安培力大小为（ ）
A. 2BIdB. BIdC. D.
3. 两列简谐横波在同一介质中M点产生的振动图像如图所示，则4s以后M点的振幅为（ ）
A. 8cmB. 5cmC. 3cmD. 2cm
4. 如图所示为一个回旋加速器的示意图，D形盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直D形盒底面，两盒间接交变电压U。设质子的质量为m、电荷量为q，则下列说法正确的是（ ）
A. 只增大半径R无法增加质子离开D形盒的速度
B. 只增大磁感应强度B可以增加质子离开D形盒的速度
C. 只增大交变电压U可以增加质子离开D形盒的速度
D. 交变电压的变化周期为
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 某实验小组在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，得到如下四幅图样，下列有关说法正确的是（ ）
A. 甲是单缝衍射图样B. 乙是双缝干涉图样
C. 丙是小圆孔衍射图样D. 丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
6. 如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为S，共n匝。某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0增大到，此过程中（ ）
A. 线圈中感应电流方向为顺时针方向B. 线圈有扩张的趋势
C. 通过线圈的磁通量变化量大小为D. 线圈中感应电动势大小为
7. 如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于粗糙水平面上，一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹射入木块A及弹簧被压缩的整个过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 在子弹射入木块A的过程中，子弹和木块A组成的系统动量守恒、机械能不守恒
B. 在子弹射入木块A的过程中，子弹和木块A组成的系统动量不守恒，机械能守恒
C. 在弹簧被压缩的过程中，系统动量守恒、机械能不守恒
D. 在弹簧被压缩的过程中，系统动量、机械能都不守恒
8. 如图所示，虚线框中存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，正方形金属框MNQP边长为d、总电阻为R。若金属框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的宽度为3d的匀强磁场区域。设当MN边刚进入磁场时，金属框受到的安培力的大小为F；金属框穿过磁场区域的全过程产生的电能为，则（ ）
A. B. C. D.
三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
9. 一正弦式交变电流的电压随时间变化规律如图所示，由图可知该交流电压的峰值为________V，有效值为________V，时的瞬时值为________V。
10. 一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图甲所示，处质点的振动图像如图乙所示，则该波沿x轴______（填“正”或“负”）方向传播，波长为______m，传播速度大小______m/s。
11. 教学、导赏人员一般都会使用激光笔来投映一个光点或一条光线指向物体。把半圆形玻璃砖放置在角度盘上（半圆形玻璃砖的圆心与角度盘的圆心重合），激光笔发出的激光沿半径方向射入半圆形玻璃砖，其光路如图所示，已知真空中光速为c，由此可知，半圆形玻璃砖的折射率为________；激光在玻璃砖中的传播速度为________。
12. 某同学利用如图甲所示的单摆测量当地的重力加速度。
（1）下列说法正确的是________（填字母）。
A. 测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态
B. 摆长等于摆线的长度加上摆球的直径
C. 测单摆的周期时，应从摆球经过最高点速度为0时开始计时
D. 如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用木球作摆球
（2）若用l表示单摆摆长，T表示单摆振动周期，可求出当地重力加速度大小________。
（3）某同学为了提高实验精度，在实验中改变几次摆长l，并测出相应的周期T，算出的值，再以l为横轴、为纵轴建立直角坐标系，将所得数据描点连线如图乙所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度________（用k表示）。
13. 某实验小组用插针法测量玻璃砖的折射率，主要实验操作如下：
A.在眼睛这一侧再插第三个大头针c，使c恰好把a、b的像都挡住；
B.将玻璃砖拿走，白纸上作光路图，进行测量计算，得出折射率；
C.在木板上铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，描出玻璃砖的四个边，然后在玻璃砖的一侧插两个大头针ab，用一只眼睛透过玻璃砖看这两个大头针，调整眼睛的位置，使b把a恰好挡住﹔
D.继续插第四个大头针d，使d恰好把a、b的像和c都挡住；
请回答下列问题：
（1）请将上述实验操作按照正确步骤排序：______
（2）实验中玻璃砖及所插大头针的位置如图甲所示，请在图甲虚线框中规范作出测量所需要的光路图______，并标明入射面的入射角与折射角，该玻璃砖的折射率为______。
（3）该实验小组同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，如图乙所示，两块棱镜放在空气中，两者的AC面是平行放置的，插针、的连线垂直于AB面，若操作无误，则在右边的插针应该是______（填选项字母）。
A 、B. 、C. 、D. 、
14. 如图所示，清澈的湖面下S处有一条小鱼，S到水面的距离h=2m，已知水的折射率为，求：
（1）当岸上的人的视线与水面夹角为37°，并恰能看到小鱼时，小鱼反射的进入人眼的光在水中的传播距离；
（2）在湖面上能看到鱼的水域面积。
15. 如图所示，光滑的水平面上固定半径为的光滑圆弧轨道，质量为的木板放在水平面上，木板的上表面与圆弧轨道的末端相切且并排地放在一起但不粘连，质量为物体B放在木板的最左端，质量为物体A从圆弧轨道的最高点由静止释放，经过一段时间与物体B发生弹性碰撞。碰后马上将物体A撤去，已知物体B与木板之间的动摩擦因数为0.3，A、B均可视为质点，重力加速度g取。求：
（1）碰后瞬间物体B的速度大小；
（2）欲使物体B不能从木板上掉下来，求木板的长度满足的条件。
16. 如图所示的坐标系中，第一象限内存在与x轴成30°角斜向下的匀强电场，电场强度E=400N/C；第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，y轴负方向无限大，磁感应强度B=1×10-4T。现有一比荷为的正离子（不计重力），以速度m/s从O点垂直磁场射入，α=60°，离子通过磁场后刚好直接从A点射出，之后进入电场。求：
(1)离子从O点进入磁场B中做匀速圆周运动的半径R；
(2)离子进入电场后经多少时间再次到达x轴上；
(3)若离子进入磁场B后，某时间段再加一个同方向的匀强磁场使离子做完整的圆周运动，仍能从A点射出，求所加磁场磁感应强度的最小值。
高二物理
金卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
5．本卷主要考查内容：选择性必修第一、二册。
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 如图所示，一足球运动员踢一只质量为0.4kg的足球。若足球以12m/s的速率水平撞向球门门柱，然后以8m/s的速率反向弹回，这一过程持续时间为0.1s，下列说法正确的是（ ）
A. 这一过程中足球的动量改变量大小为
B. 这一过程中足球的动量改变量大小为
C. 门柱对足球的平均作用力大小为8N
D. 门柱对足球的平均作用力大小为16N
【答案】B
【解析】
【详解】AB．以水平向左为正方向，这一过程中足球的动量改变量为
故A错误，B正确；
CD．根据动量定理可得
解得门柱对足球的平均作用力大小为
故CD错误。
故选B。
2. 如图所示，水平桌面内固定一金属导线做成的心形摆件﹐该摆件由两个直径为d的半圆形导线和一个V形导线组成，M、N为两部分导线连接点，空间存在磁感应强度大小为B、竖直向下的匀强磁场、从M、N点引出导线，向摆件中通以恒定电流I，摆件受到的安培力大小为（ ）
A. 2BIdB. BIdC. D.
【答案】A
【解析】
【详解】电流从M点流到N点，有效长度为2d，根据安培力公式可知
故选A。
3. 两列简谐横波在同一介质中M点产生振动图像如图所示，则4s以后M点的振幅为（ ）
A. 8cmB. 5cmC. 3cmD. 2cm
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知，4s以后两列波在M点叠加，其中时波峰对波谷，所以M点是振动减弱点，则4s以后M点的振幅为
故选D。
4. 如图所示为一个回旋加速器的示意图，D形盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直D形盒底面，两盒间接交变电压U。设质子的质量为m、电荷量为q，则下列说法正确的是（ ）
A. 只增大半径R无法增加质子离开D形盒的速度
B. 只增大磁感应强度B可以增加质子离开D形盒的速度
C. 只增大交变电压U可以增加质子离开D形盒的速度
D. 交变电压的变化周期为
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．当质子离开D形盒时，轨迹半径等于D形盒半径，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
可知只增大半径R可以增加质子离开D形盒的速度，只增大磁感应强度B可以增加质子离开D形盒的速度，只增大交变电压U无法增加质子离开D形盒的速度，故AC错误，B正确；
D．交变电压的变化周期等于质子在磁场中的运动周期，则有
故D错误。
故选B。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 某实验小组在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，得到如下四幅图样，下列有关说法正确的是（ ）
A. 甲是单缝衍射图样B. 乙是双缝干涉图样
C. 丙是小圆孔衍射图样D. 丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，则甲是双缝干涉图样，乙是单缝衍射图样，故AB错误；
CD．单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗；而泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，亮度向外逐渐变亮，可知丙是小圆孔衍射图样，丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样，故CD正确。
故选CD。
6. 如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为S，共n匝。某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0增大到，此过程中（ ）
A. 线圈中感应电流方向为顺时针方向B. 线圈有扩张的趋势
C. 通过线圈的磁通量变化量大小为D. 线圈中感应电动势大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．穿过线圈的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为顺时针方向；根据增缩减扩推论可知，线圈有收缩的趋势，故A正确，B错误；
C．通过线圈的磁通量变化量大小为
故C正确；
D．根据法拉第电磁感应定律可得，线圈中感应电动势大小为
故D错误。
故选AC。
7. 如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于粗糙水平面上，一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹射入木块A及弹簧被压缩的整个过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 在子弹射入木块A的过程中，子弹和木块A组成的系统动量守恒、机械能不守恒
B. 在子弹射入木块A的过程中，子弹和木块A组成的系统动量不守恒，机械能守恒
C. 在弹簧被压缩过程中，系统动量守恒、机械能不守恒
D. 在弹簧被压缩的过程中，系统动量、机械能都不守恒
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．在子弹射入木块A的过程中，子弹和木块A组成的系统所受合力为零，所以系统动量守恒，但由于有摩擦力做功，所以机械能不守恒，故A正确，B错误；
CD．在弹簧被压缩的过程中，系统所受合力不为零，所以系统动量不守恒，同时由于地面摩擦力对木块做负功，机械能不守恒，故C错误，D正确。
故选AD。
8. 如图所示，虚线框中存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，正方形金属框MNQP边长为d、总电阻为R。若金属框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的宽度为3d的匀强磁场区域。设当MN边刚进入磁场时，金属框受到的安培力的大小为F；金属框穿过磁场区域的全过程产生的电能为，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．设当MN边刚进入磁场时，产生电动势为
金属框中的电流为
金属框受到的安培力的大小为
故A错误，B正确；
CD．金属框进入磁场过程所用时间为
金属框进入磁场过程产生的电能为
根据对称性可知，属框穿过磁场区域的全过程产生的电能为
故C错误，D正确。
故选BD。
三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
9. 一正弦式交变电流的电压随时间变化规律如图所示，由图可知该交流电压的峰值为________V，有效值为________V，时的瞬时值为________V。
【答案】 ①. 100 ②. ③.
【解析】
【详解】[1]由图可知，该交流电压的峰值为100V。
[2]有效值为
[3]交流电瞬时值表达式为
时，瞬时值为
10. 一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图甲所示，处质点的振动图像如图乙所示，则该波沿x轴______（填“正”或“负”）方向传播，波长为______m，传播速度大小______m/s。
【答案】 ①. 负 ②. 8 ③. 2
【解析】
【详解】[1]根据图乙可知，0时刻，处质点沿y轴负方向运动，在图甲波形中，根据同侧法可知，该波沿x轴负方向传播；
[2]根据图甲可知
则有
[3]根据图乙可知
波传播速度
解得
11. 教学、导赏人员一般都会使用激光笔来投映一个光点或一条光线指向物体。把半圆形玻璃砖放置在角度盘上（半圆形玻璃砖的圆心与角度盘的圆心重合），激光笔发出的激光沿半径方向射入半圆形玻璃砖，其光路如图所示，已知真空中光速为c，由此可知，半圆形玻璃砖的折射率为________；激光在玻璃砖中的传播速度为________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]由图可知，入射角为45°，折射角为30°，根据折射定律可得
[2]激光在玻璃砖中的传播速度为
12. 某同学利用如图甲所示的单摆测量当地的重力加速度。
（1）下列说法正确的是________（填字母）。
A. 测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态
B. 摆长等于摆线的长度加上摆球的直径
C. 测单摆的周期时，应从摆球经过最高点速度为0时开始计时
D. 如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用木球作摆球
（2）若用l表示单摆的摆长，T表示单摆振动周期，可求出当地重力加速度大小________。
（3）某同学为了提高实验精度，在实验中改变几次摆长l，并测出相应的周期T，算出的值，再以l为横轴、为纵轴建立直角坐标系，将所得数据描点连线如图乙所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度________（用k表示）。
【答案】（1）A （2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
A．测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，故A正确；
B．摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，故B错误；
C．测单摆的周期时，应从摆球经过平衡位置时开始计时，故C错误；
D．如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，为了减小空气阻力的应选，应选用铜球作摆球，故D错误。
故选A。
【小问2详解】
若用l表示单摆的摆长，T表示单摆振动周期，根据单摆周期公式
可得当地重力加速度大小为
【小问3详解】
根据
可得
可得图像的斜率为
解得重力加速度为
13. 某实验小组用插针法测量玻璃砖的折射率，主要实验操作如下：
A.在眼睛这一侧再插第三个大头针c，使c恰好把a、b的像都挡住；
B.将玻璃砖拿走，在白纸上作光路图，进行测量计算，得出折射率；
C.在木板上铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，描出玻璃砖的四个边，然后在玻璃砖的一侧插两个大头针ab，用一只眼睛透过玻璃砖看这两个大头针，调整眼睛的位置，使b把a恰好挡住﹔
D.继续插第四个大头针d，使d恰好把a、b的像和c都挡住；
请回答下列问题：
（1）请将上述实验操作按照正确步骤排序：______
（2）实验中玻璃砖及所插大头针的位置如图甲所示，请在图甲虚线框中规范作出测量所需要的光路图______，并标明入射面的入射角与折射角，该玻璃砖的折射率为______。
（3）该实验小组同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，如图乙所示，两块棱镜放在空气中，两者的AC面是平行放置的，插针、的连线垂直于AB面，若操作无误，则在右边的插针应该是______（填选项字母）。
A. 、B. 、C. 、D. 、
【答案】（1）CADB
（2） ①. ②.
（3）D
【解析】
【小问1详解】
用插针法测量玻璃砖的折射率主要实验操作步骤为先铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，在玻璃砖的一侧插两个大头针，再插第三个大头针c，使c恰好把a、b的像都挡住，继续插第四个大头针d，使d恰好把a、b的像和c都挡住，将玻璃砖拿走，在白纸上作光路图，进行测量计算，得出折射率，故顺序为CADB。
【小问2详解】
[1]连接ab，确定入射光线并延长，与玻璃砖界面相交，连接cd确定最终的折射光线并延长，与玻璃砖界面相交，连接两交点，确定第一次折射的折射光线，作出光路图如图
[2]根据折射定律
【小问3详解】
光路图如图所示，可知经过，的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏转，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，所以在右边的插针应该是，，故选D。
14. 如图所示，清澈的湖面下S处有一条小鱼，S到水面的距离h=2m，已知水的折射率为，求：
（1）当岸上的人的视线与水面夹角为37°，并恰能看到小鱼时，小鱼反射的进入人眼的光在水中的传播距离；
（2）在湖面上能看到鱼的水域面积。
【答案】（1）2.5m；（2）
【解析】
【详解】（1）在鱼正上方向的水面上看到鱼时，光路如图所示
由折射定律可知
解得
所以
（2）当从S发出的光在水面发生全反射时有
根据几何关系有
联立可得湖面上能看到鱼的水域面积为
15. 如图所示，光滑的水平面上固定半径为的光滑圆弧轨道，质量为的木板放在水平面上，木板的上表面与圆弧轨道的末端相切且并排地放在一起但不粘连，质量为物体B放在木板的最左端，质量为物体A从圆弧轨道的最高点由静止释放，经过一段时间与物体B发生弹性碰撞。碰后马上将物体A撤去，已知物体B与木板之间的动摩擦因数为0.3，A、B均可视为质点，重力加速度g取。求：
（1）碰后瞬间物体B的速度大小；
（2）欲使物体B不能从木板上掉下来，求木板长度满足的条件。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）物体A从圆弧轨道的最高点由静止释放到与B碰撞前瞬间，根据动能定理可得
解得
物体A与物体B发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得
联立解得碰后瞬间物体B的速度大小
（2）设物体B运动木板C右端时，两者刚好共速，根据系统动量守恒可得
解得
根据能量守恒可得
解得
则欲使物体B不能从木板上掉下来，木板的长度应满足
16. 如图所示的坐标系中，第一象限内存在与x轴成30°角斜向下的匀强电场，电场强度E=400N/C；第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，y轴负方向无限大，磁感应强度B=1×10-4T。现有一比荷为的正离子（不计重力），以速度m/s从O点垂直磁场射入，α=60°，离子通过磁场后刚好直接从A点射出，之后进入电场。求：
(1)离子从O点进入磁场B中做匀速圆周运动的半径R；
(2)离子进入电场后经多少时间再次到达x轴上；
(3)若离子进入磁场B后，某时间段再加一个同方向的匀强磁场使离子做完整的圆周运动，仍能从A点射出，求所加磁场磁感应强度的最小值。
【答案】(1)0.2m；(2)；(3)3×10-4T
【解析】
【详解】(1)离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力可得
解得
R=02m
(2)离子进入电场后，设经过时间t再次到达x轴上，离子沿垂直电场方向做速度为v0的匀速直线运动，位移为，则
离子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动加速度为a，位移为
根据运动学规律有
根据牛顿第二定律可得
Eq=ma
由几何关系可知
tan60°=
代入数据解得
(3)根据洛伦兹力提供向心力
可得
可知B越小，r越大。设离子在磁场中最大半径为r，由几何关系得
根据洛伦兹力提供向心力
联立解得
B1=4×10-4T
则外加磁场
△B1=B1-B=3×10-4T
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
5．本卷主要考查内容：选择性必修第一、二册。
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 如图所示，一足球运动员踢一只质量为0.4kg的足球。若足球以12m/s的速率水平撞向球门门柱，然后以8m/s的速率反向弹回，这一过程持续时间为0.1s，下列说法正确的是（ ）
A. 这一过程中足球的动量改变量大小为
B. 这一过程中足球动量改变量大小为
C. 门柱对足球的平均作用力大小为8N
D. 门柱对足球的平均作用力大小为16N
2. 如图所示，水平桌面内固定一金属导线做成心形摆件﹐该摆件由两个直径为d的半圆形导线和一个V形导线组成，M、N为两部分导线连接点，空间存在磁感应强度大小为B、竖直向下的匀强磁场、从M、N点引出导线，向摆件中通以恒定电流I，摆件受到的安培力大小为（ ）
A. 2BIdB. BIdC. D.
3. 两列简谐横波在同一介质中M点产生的振动图像如图所示，则4s以后M点的振幅为（ ）
A. 8cmB. 5cmC. 3cmD. 2cm
4. 如图所示为一个回旋加速器的示意图，D形盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直D形盒底面，两盒间接交变电压U。设质子的质量为m、电荷量为q，则下列说法正确的是（ ）
A. 只增大半径R无法增加质子离开D形盒的速度
B. 只增大磁感应强度B可以增加质子离开D形盒的速度
C. 只增大交变电压U可以增加质子离开D形盒的速度
D. 交变电压的变化周期为
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 某实验小组在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，得到如下四幅图样，下列有关说法正确的是（ ）
A. 甲是单缝衍射图样B. 乙是双缝干涉图样
C. 丙是小圆孔衍射图样D. 丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
6. 如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为S，共n匝。某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0增大到，此过程中（ ）
A. 线圈中感应电流方向为顺时针方向B. 线圈有扩张的趋势
C. 通过线圈的磁通量变化量大小为D. 线圈中感应电动势大小为
7. 如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于粗糙水平面上，一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹射入木块A及弹簧被压缩的整个过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 在子弹射入木块A的过程中，子弹和木块A组成的系统动量守恒、机械能不守恒
B. 在子弹射入木块A的过程中，子弹和木块A组成的系统动量不守恒，机械能守恒
C. 在弹簧被压缩的过程中，系统动量守恒、机械能不守恒
D. 在弹簧被压缩的过程中，系统动量、机械能都不守恒
8. 如图所示，虚线框中存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，正方形金属框MNQP边长为d、总电阻为R。若金属框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的宽度为3d的匀强磁场区域。设当MN边刚进入磁场时，金属框受到的安培力的大小为F；金属框穿过磁场区域的全过程产生的电能为，则（ ）
A. B. C. D.
三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
9. 一正弦式交变电流的电压随时间变化规律如图所示，由图可知该交流电压的峰值为________V，有效值为________V，时的瞬时值为________V。
10. 一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图甲所示，处质点的振动图像如图乙所示，则该波沿x轴______（填“正”或“负”）方向传播，波长为______m，传播速度大小______m/s。
11. 教学、导赏人员一般都会使用激光笔来投映一个光点或一条光线指向物体。把半圆形玻璃砖放置在角度盘上（半圆形玻璃砖的圆心与角度盘的圆心重合），激光笔发出的激光沿半径方向射入半圆形玻璃砖，其光路如图所示，已知真空中光速为c，由此可知，半圆形玻璃砖的折射率为________；激光在玻璃砖中的传播速度为________。
12. 某同学利用如图甲所示的单摆测量当地的重力加速度。
（1）下列说法正确的是________（填字母）。
A. 测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态
B. 摆长等于摆线的长度加上摆球的直径
C. 测单摆的周期时，应从摆球经过最高点速度为0时开始计时
D. 如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用木球作摆球
（2）若用l表示单摆摆长，T表示单摆振动周期，可求出当地重力加速度大小________。
（3）某同学为了提高实验精度，在实验中改变几次摆长l，并测出相应的周期T，算出的值，再以l为横轴、为纵轴建立直角坐标系，将所得数据描点连线如图乙所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度________（用k表示）。
13. 某实验小组用插针法测量玻璃砖的折射率，主要实验操作如下：
A.在眼睛这一侧再插第三个大头针c，使c恰好把a、b的像都挡住；
B.将玻璃砖拿走，白纸上作光路图，进行测量计算，得出折射率；
C.在木板上铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，描出玻璃砖的四个边，然后在玻璃砖的一侧插两个大头针ab，用一只眼睛透过玻璃砖看这两个大头针，调整眼睛的位置，使b把a恰好挡住﹔
D.继续插第四个大头针d，使d恰好把a、b的像和c都挡住；
请回答下列问题：
（1）请将上述实验操作按照正确步骤排序：______
（2）实验中玻璃砖及所插大头针的位置如图甲所示，请在图甲虚线框中规范作出测量所需要的光路图______，并标明入射面的入射角与折射角，该玻璃砖的折射率为______。
（3）该实验小组同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，如图乙所示，两块棱镜放在空气中，两者的AC面是平行放置的，插针、的连线垂直于AB面，若操作无误，则在右边的插针应该是______（填选项字母）。
A 、B. 、C. 、D. 、
14. 如图所示，清澈的湖面下S处有一条小鱼，S到水面的距离h=2m，已知水的折射率为，求：
（1）当岸上的人的视线与水面夹角为37°，并恰能看到小鱼时，小鱼反射的进入人眼的光在水中的传播距离；
（2）在湖面上能看到鱼的水域面积。
15. 如图所示，光滑的水平面上固定半径为的光滑圆弧轨道，质量为的木板放在水平面上，木板的上表面与圆弧轨道的末端相切且并排地放在一起但不粘连，质量为物体B放在木板的最左端，质量为物体A从圆弧轨道的最高点由静止释放，经过一段时间与物体B发生弹性碰撞。碰后马上将物体A撤去，已知物体B与木板之间的动摩擦因数为0.3，A、B均可视为质点，重力加速度g取。求：
（1）碰后瞬间物体B的速度大小；
（2）欲使物体B不能从木板上掉下来，求木板的长度满足的条件。
16. 如图所示的坐标系中，第一象限内存在与x轴成30°角斜向下的匀强电场，电场强度E=400N/C；第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，y轴负方向无限大，磁感应强度B=1×10-4T。现有一比荷为的正离子（不计重力），以速度m/s从O点垂直磁场射入，α=60°，离子通过磁场后刚好直接从A点射出，之后进入电场。求：
(1)离子从O点进入磁场B中做匀速圆周运动的半径R；
(2)离子进入电场后经多少时间再次到达x轴上；
(3)若离子进入磁场B后，某时间段再加一个同方向的匀强磁场使离子做完整的圆周运动，仍能从A点射出，求所加磁场磁感应强度的最小值。
高二物理
金卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
5．本卷主要考查内容：选择性必修第一、二册。
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 如图所示，一足球运动员踢一只质量为0.4kg的足球。若足球以12m/s的速率水平撞向球门门柱，然后以8m/s的速率反向弹回，这一过程持续时间为0.1s，下列说法正确的是（ ）
A. 这一过程中足球的动量改变量大小为
B. 这一过程中足球的动量改变量大小为
C. 门柱对足球的平均作用力大小为8N
D. 门柱对足球的平均作用力大小为16N
【答案】B
【解析】
【详解】AB．以水平向左为正方向，这一过程中足球的动量改变量为
故A错误，B正确；
CD．根据动量定理可得
解得门柱对足球的平均作用力大小为
故CD错误。
故选B。
2. 如图所示，水平桌面内固定一金属导线做成的心形摆件﹐该摆件由两个直径为d的半圆形导线和一个V形导线组成，M、N为两部分导线连接点，空间存在磁感应强度大小为B、竖直向下的匀强磁场、从M、N点引出导线，向摆件中通以恒定电流I，摆件受到的安培力大小为（ ）
A. 2BIdB. BIdC. D.
【答案】A
【解析】
【详解】电流从M点流到N点，有效长度为2d，根据安培力公式可知
故选A。
3. 两列简谐横波在同一介质中M点产生振动图像如图所示，则4s以后M点的振幅为（ ）
A. 8cmB. 5cmC. 3cmD. 2cm
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知，4s以后两列波在M点叠加，其中时波峰对波谷，所以M点是振动减弱点，则4s以后M点的振幅为
故选D。
4. 如图所示为一个回旋加速器的示意图，D形盒半径为R，磁感应强度为B的匀强磁场垂直D形盒底面，两盒间接交变电压U。设质子的质量为m、电荷量为q，则下列说法正确的是（ ）
A. 只增大半径R无法增加质子离开D形盒的速度
B. 只增大磁感应强度B可以增加质子离开D形盒的速度
C. 只增大交变电压U可以增加质子离开D形盒的速度
D. 交变电压的变化周期为
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．当质子离开D形盒时，轨迹半径等于D形盒半径，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
可知只增大半径R可以增加质子离开D形盒的速度，只增大磁感应强度B可以增加质子离开D形盒的速度，只增大交变电压U无法增加质子离开D形盒的速度，故AC错误，B正确；
D．交变电压的变化周期等于质子在磁场中的运动周期，则有
故D错误。
故选B。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 某实验小组在光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，得到如下四幅图样，下列有关说法正确的是（ ）
A. 甲是单缝衍射图样B. 乙是双缝干涉图样
C. 丙是小圆孔衍射图样D. 丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，则甲是双缝干涉图样，乙是单缝衍射图样，故AB错误；
CD．单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗；而泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，亮度向外逐渐变亮，可知丙是小圆孔衍射图样，丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样，故CD正确。
故选CD。
6. 如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路。当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作。已知线圈面积为S，共n匝。某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0增大到，此过程中（ ）
A. 线圈中感应电流方向为顺时针方向B. 线圈有扩张的趋势
C. 通过线圈的磁通量变化量大小为D. 线圈中感应电动势大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．穿过线圈的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为顺时针方向；根据增缩减扩推论可知，线圈有收缩的趋势，故A正确，B错误；
C．通过线圈的磁通量变化量大小为
故C正确；
D．根据法拉第电磁感应定律可得，线圈中感应电动势大小为
故D错误。
故选AC。
7. 如图所示，两木块A、B用轻质弹簧连在一起，置于粗糙水平面上，一颗子弹水平射入木块A，并留在其中。在子弹射入木块A及弹簧被压缩的整个过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 在子弹射入木块A的过程中，子弹和木块A组成的系统动量守恒、机械能不守恒
B. 在子弹射入木块A的过程中，子弹和木块A组成的系统动量不守恒，机械能守恒
C. 在弹簧被压缩过程中，系统动量守恒、机械能不守恒
D. 在弹簧被压缩的过程中，系统动量、机械能都不守恒
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．在子弹射入木块A的过程中，子弹和木块A组成的系统所受合力为零，所以系统动量守恒，但由于有摩擦力做功，所以机械能不守恒，故A正确，B错误；
CD．在弹簧被压缩的过程中，系统所受合力不为零，所以系统动量不守恒，同时由于地面摩擦力对木块做负功，机械能不守恒，故C错误，D正确。
故选AD。
8. 如图所示，虚线框中存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，正方形金属框MNQP边长为d、总电阻为R。若金属框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的宽度为3d的匀强磁场区域。设当MN边刚进入磁场时，金属框受到的安培力的大小为F；金属框穿过磁场区域的全过程产生的电能为，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．设当MN边刚进入磁场时，产生电动势为
金属框中的电流为
金属框受到的安培力的大小为
故A错误，B正确；
CD．金属框进入磁场过程所用时间为
金属框进入磁场过程产生的电能为
根据对称性可知，属框穿过磁场区域的全过程产生的电能为
故C错误，D正确。
故选BD。
三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
9. 一正弦式交变电流的电压随时间变化规律如图所示，由图可知该交流电压的峰值为________V，有效值为________V，时的瞬时值为________V。
【答案】 ①. 100 ②. ③.
【解析】
【详解】[1]由图可知，该交流电压的峰值为100V。
[2]有效值为
[3]交流电瞬时值表达式为
时，瞬时值为
10. 一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图甲所示，处质点的振动图像如图乙所示，则该波沿x轴______（填“正”或“负”）方向传播，波长为______m，传播速度大小______m/s。
【答案】 ①. 负 ②. 8 ③. 2
【解析】
【详解】[1]根据图乙可知，0时刻，处质点沿y轴负方向运动，在图甲波形中，根据同侧法可知，该波沿x轴负方向传播；
[2]根据图甲可知
则有
[3]根据图乙可知
波传播速度
解得
11. 教学、导赏人员一般都会使用激光笔来投映一个光点或一条光线指向物体。把半圆形玻璃砖放置在角度盘上（半圆形玻璃砖的圆心与角度盘的圆心重合），激光笔发出的激光沿半径方向射入半圆形玻璃砖，其光路如图所示，已知真空中光速为c，由此可知，半圆形玻璃砖的折射率为________；激光在玻璃砖中的传播速度为________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]由图可知，入射角为45°，折射角为30°，根据折射定律可得
[2]激光在玻璃砖中的传播速度为
12. 某同学利用如图甲所示的单摆测量当地的重力加速度。
（1）下列说法正确的是________（填字母）。
A. 测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态
B. 摆长等于摆线的长度加上摆球的直径
C. 测单摆的周期时，应从摆球经过最高点速度为0时开始计时
D. 如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用木球作摆球
（2）若用l表示单摆的摆长，T表示单摆振动周期，可求出当地重力加速度大小________。
（3）某同学为了提高实验精度，在实验中改变几次摆长l，并测出相应的周期T，算出的值，再以l为横轴、为纵轴建立直角坐标系，将所得数据描点连线如图乙所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度________（用k表示）。
【答案】（1）A （2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
A．测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，故A正确；
B．摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，故B错误；
C．测单摆的周期时，应从摆球经过平衡位置时开始计时，故C错误；
D．如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，为了减小空气阻力的应选，应选用铜球作摆球，故D错误。
故选A。
【小问2详解】
若用l表示单摆的摆长，T表示单摆振动周期，根据单摆周期公式
可得当地重力加速度大小为
【小问3详解】
根据
可得
可得图像的斜率为
解得重力加速度为
13. 某实验小组用插针法测量玻璃砖的折射率，主要实验操作如下：
A.在眼睛这一侧再插第三个大头针c，使c恰好把a、b的像都挡住；
B.将玻璃砖拿走，在白纸上作光路图，进行测量计算，得出折射率；
C.在木板上铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，描出玻璃砖的四个边，然后在玻璃砖的一侧插两个大头针ab，用一只眼睛透过玻璃砖看这两个大头针，调整眼睛的位置，使b把a恰好挡住﹔
D.继续插第四个大头针d，使d恰好把a、b的像和c都挡住；
请回答下列问题：
（1）请将上述实验操作按照正确步骤排序：______
（2）实验中玻璃砖及所插大头针的位置如图甲所示，请在图甲虚线框中规范作出测量所需要的光路图______，并标明入射面的入射角与折射角，该玻璃砖的折射率为______。
（3）该实验小组同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，如图乙所示，两块棱镜放在空气中，两者的AC面是平行放置的，插针、的连线垂直于AB面，若操作无误，则在右边的插针应该是______（填选项字母）。
A. 、B. 、C. 、D. 、
【答案】（1）CADB
（2） ①. ②.
（3）D
【解析】
【小问1详解】
用插针法测量玻璃砖的折射率主要实验操作步骤为先铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，在玻璃砖的一侧插两个大头针，再插第三个大头针c，使c恰好把a、b的像都挡住，继续插第四个大头针d，使d恰好把a、b的像和c都挡住，将玻璃砖拿走，在白纸上作光路图，进行测量计算，得出折射率，故顺序为CADB。
【小问2详解】
[1]连接ab，确定入射光线并延长，与玻璃砖界面相交，连接cd确定最终的折射光线并延长，与玻璃砖界面相交，连接两交点，确定第一次折射的折射光线，作出光路图如图
[2]根据折射定律
【小问3详解】
光路图如图所示，可知经过，的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏转，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，所以在右边的插针应该是，，故选D。
14. 如图所示，清澈的湖面下S处有一条小鱼，S到水面的距离h=2m，已知水的折射率为，求：
（1）当岸上的人的视线与水面夹角为37°，并恰能看到小鱼时，小鱼反射的进入人眼的光在水中的传播距离；
（2）在湖面上能看到鱼的水域面积。
【答案】（1）2.5m；（2）
【解析】
【详解】（1）在鱼正上方向的水面上看到鱼时，光路如图所示
由折射定律可知
解得
所以
（2）当从S发出的光在水面发生全反射时有
根据几何关系有
联立可得湖面上能看到鱼的水域面积为
15. 如图所示，光滑的水平面上固定半径为的光滑圆弧轨道，质量为的木板放在水平面上，木板的上表面与圆弧轨道的末端相切且并排地放在一起但不粘连，质量为物体B放在木板的最左端，质量为物体A从圆弧轨道的最高点由静止释放，经过一段时间与物体B发生弹性碰撞。碰后马上将物体A撤去，已知物体B与木板之间的动摩擦因数为0.3，A、B均可视为质点，重力加速度g取。求：
（1）碰后瞬间物体B的速度大小；
（2）欲使物体B不能从木板上掉下来，求木板长度满足的条件。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）物体A从圆弧轨道的最高点由静止释放到与B碰撞前瞬间，根据动能定理可得
解得
物体A与物体B发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得
联立解得碰后瞬间物体B的速度大小
（2）设物体B运动木板C右端时，两者刚好共速，根据系统动量守恒可得
解得
根据能量守恒可得
解得
则欲使物体B不能从木板上掉下来，木板的长度应满足
16. 如图所示的坐标系中，第一象限内存在与x轴成30°角斜向下的匀强电场，电场强度E=400N/C；第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，y轴负方向无限大，磁感应强度B=1×10-4T。现有一比荷为的正离子（不计重力），以速度m/s从O点垂直磁场射入，α=60°，离子通过磁场后刚好直接从A点射出，之后进入电场。求：
(1)离子从O点进入磁场B中做匀速圆周运动的半径R；
(2)离子进入电场后经多少时间再次到达x轴上；
(3)若离子进入磁场B后，某时间段再加一个同方向的匀强磁场使离子做完整的圆周运动，仍能从A点射出，求所加磁场磁感应强度的最小值。
【答案】(1)0.2m；(2)；(3)3×10-4T
【解析】
【详解】(1)离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力可得
解得
R=02m
(2)离子进入电场后，设经过时间t再次到达x轴上，离子沿垂直电场方向做速度为v0的匀速直线运动，位移为，则
离子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动加速度为a，位移为
根据运动学规律有
根据牛顿第二定律可得
Eq=ma
由几何关系可知
tan60°=
代入数据解得
(3)根据洛伦兹力提供向心力
可得
可知B越小，r越大。设离子在磁场中最大半径为r，由几何关系得
根据洛伦兹力提供向心力
联立解得
B1=4×10-4T
则外加磁场
△B1=B1-B=3×10-4T
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