2021-2022学年广东省深圳市光明区高级中学高二（下）期中物理试题含解析

深圳光明区高级中学2021~2022学年度下学期高二年级期中考试

物理试卷

考生注意：

1.本试卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间75分钟。

2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项日填写清楚。

3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑：非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

4.本卷命题范围：人教版选择性必修第一册。

一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

1. 2020年9月1日，俄罗斯“国际军事比赛”中，各国参赛队伍展开了激烈比拼。比赛时，士兵从高台跳到低处地面时，士兵的速度在很短时间内减小为零，速度变化大，为了安全，士兵都是让脚尖先着地，有效地保护人体免于伤害或减轻伤害程度。这样做是为了（  ）

A. 减少动量的变化量 B. 减小冲量

C. 减小人的平均受力大小 D. 减小地面对人的压强

【答案】C

【解析】

【详解】A．设人落地时的速度为v，动量的变化量为

这样做不能减少动量的变化量mv，A不符合题意；

B．人受到的冲量为

这样做不能减小冲量，B不符合题意；

C．根据动量定理得

解得

这样做是为了延长人和地面的作用时间t，减小人的平均受力F大小，C符合题意；

D．这样做的目的不是为了减小地面对人是压强，D不符合题意。

故选C。

2. 以下是对一些生活中的现象进行的解，你认为不正确的是（　　）

A. 太阳光下肥皂泡呈现出五彩缤纷的颜色，是因为太阳光经肥皂液薄膜发生了干涉现象

B. “海市蜃楼”是因为大气密度不均匀，物体反射的太阳光发生了色散现象

C. 用手把两片无色透明的玻璃片捏在一起，阳光下能看到彩色花纹，是因为光产生了干涉现象

D. 用两支铅笔夹成一条狭缝，将眼睛紧贴着狭缝观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝（灯管或灯丝都要平行于狭缝）可以看到彩色条纹，是因为发生了衍射现象

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的薄膜干涉现象，A正确，不符合题意；

B．海市蜃楼是光的全反射，故B错误，符合题意；

C．将两块平玻璃片紧紧捏在一起，会从玻璃片面上看到许多彩色花纹，是薄膜干涉产生，C正确，不符合题意；

D．通过两根并在一起铅笔狭缝去观察发光的白炽灯，会看到彩色条纹，是衍射现象，故D正确，不符合题意；

故选B。

3. 如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是（　　）

A. 入射光太弱 B. 电源电压太小

C. 光照时间短 D. 入射光波长太长

【答案】D

【解析】

【详解】AC．只要入射光频率大于光电管对应的极限频率即可发生光电效应，有光电子逸出，与入射光的强弱或光照时间长短无关，故AC错误；

B．若电源电压是正向电压，即使很小时，也会有电流，如果灵敏电流计中没有电流通过，可能是所加的反向电压超过了遏止电压，故B错误；

D．若入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，灵敏电流计中没有电流通过，故D正确。

故选D。

4. 关于天然放射现象，以下叙述正确的是（　　）

A. 若使某放射性物质的温度升高，其半衰期将变短

B. β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的

C. 在、β、这三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强

D. 铀核（U）衰变为铅核（Pb）的过程中，要经过8次α衰变和4次β衰变

【答案】C

【解析】

【详解】A．半衰期是放射性元素有半数发生衰变的时间，由原子核的种类决定，与温度等外界因素无关，故A错误；

B．β衰变的实质是原子核中的中子转变成质子和电子，即电子来源于原子核，故B错误；

C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线是波长很短的电磁波，其穿透能力最强，α射线是He原子核，带正电，故其电离能力最强，故C正确；

D．设铀核（）衰变为铅核（）经过x次α衰变和y次β衰变，则

解得

故D错误。

故选C。

5. 如图所示，由不同材料制成的直径AOB和半圆ACB组成的半圆形金属线框放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，半圆的半径为R，线框平面与磁场方向（垂直于纸面向外）垂直，直径AOB沿水平方向。若通以图示方向的电流，从A端流入的电流大小为I，则线框受到的安培力（　　）

A. 大小为0 B. 方向沿纸面向上，大小为2BIR

C. 方向沿纸面向下，大小为BIR D. 方向沿纸面向下，大小为2BIR

【答案】B

【解析】

【详解】圆弧ACB的有效长度为2R，设通过ACB的电流为I1，则该部分导线受到的安培力为

由左手定则可知方向沿纸面向上；

通过直径AOB的电流为

则该部分导线受到的安培力为

由左手定则可知方向沿纸面向上，则合力方向也沿纸面向上，大小为

所以选项B正确，ACD错误；

故选B。

6. 如图所示，在一个空长方体箱子的一边刻上一个双缝，当把一个钠光灯照亮的狭缝放在刻有双缝一边的箱子外边时，在箱子的对面壁上产生干涉条纹。如果把透明的油缓慢地灌入这箱子时，条纹的间隔将会发生什么变化？（　　）

A. 保持不变 B. 条纹间隔减小

C. 条纹间隔有可能增加 D. 条纹间隔增加

【答案】B

【解析】

【详解】箱子灌满油时，折射率增大，根据可知光速减小，根据可知光的波长减小，根据干涉条纹间距宽度公式可知条纹间隔减小，ACD错误，B正确。

故选B。

7. 一只小船质量为M，船上人的质量为m，船原来以速度v0行驶，当船上的人以相对地面的水平速度v0与船行反方向跳离船时，不计水的阻力，则船的速度大小变为（　　）

A. v0 B. v0 C. v0 D. v0

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】当船上的人以相对地面的水平速度与船行反方向跳离船时，小船和人组成的系统动量守恒，以小船原来的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得

解得

故D正确，ABC错误。

故选D。

【点睛】本题主要考查了动量守恒定律的直接应用，解题时一定要规定一个正方向，本题中还要注意人初始时刻也具有速度。

8. 如图所示的匀强磁场中，从O点沿OA方向垂直磁场发射两个比荷相同的带电粒子，一粒子经时间t1到达直线OC上的P点，其速率为v1；另一粒子经时间t2到达直线OC上的Q点，其速率为v2.不计粒子重力和粒子间的相互作用，则（　　）

A. v1>v2 B. v1<v2 C. t1<t2 D. t1=t2

【答案】BD

【解析】

【详解】从O点沿OA方向垂直磁场发射两个比荷相同的带电粒子，粒子都做匀速圆周运动，如图所示：

根据轨迹对称性可知，两粒子做匀速圆周运动的圆心角相等，到达P点的粒子半径小于到达Q点粒子的半径，即

r1<r2

根据洛伦兹力提供向心力得

解得

因为比荷相等，则半径大的速度大，即

v1<v2

又周期

因为比荷相等，则周期相同，而圆心角相等，所以运动时间相等，即

t1=t2

选项BD正确，AC错误。

故选BD。

9. 一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p–T图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O．下列判断正确的是（　　）

A. 气体在a、c两状态的体积相等

B. 气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能

C. 在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功

D. 在过程da中气体从外界吸收热量小于气体对外界做的功

【答案】AB

【解析】

【详解】由理想气体状态方程 知 ，a与c的体积相等，A正确．理想气体的内能由温度决定，而 ，故a的内能大于c的内能，B正确．由热力学第一定律 知，cd过程温度不变（内能不变），则，C错误．da过程温度升高，即内能增大，则吸收的热量大于对外做的功，D错误．

10. 图甲表示一列简谐横波在t＝17s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图像，由甲、乙两图中所提供的信息可知，下列说法正确的是（　　）

A. 该波的波长为1.5m

B. 该波的振幅为0.1cm

C. 该波的传播速度为0.5m/s，方向沿x轴正方向

D. 质点P在t＝4.25s时沿y轴负方向运动

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】AB．由题图甲可知，波长λ＝100cm＝1m，振幅A＝0.1cm，A错误B正确；

C．由题图乙可知，周期T＝2s，故波速

t=17s时，质点P在平衡位置向下振动，故波向右传播，C正确；

D．根据题图乙可知，质点P在t＝4.25s时位移为正，在向上振动，D错误。

故选BC。

二、非选择题（本题共5小题，共54分）

11. 在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学采用如图所示的“碰撞实验器”来验证动量守恒定律。

（1）实验中必须要求的条件是___________（填选项前的字母）。

A.斜槽轨道尽量光滑以减少误差

B.斜槽轨道末端的切线必须水平

C.入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同

（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球多次从斜槽上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道水平部分的末端，再将入射小球从斜槽上S位置由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复。空气阻力忽略不计。接下来要完成的必要步骤是___________（填选项前的字母）。

A.测量两个小球的质量、

B.测量入射小球开始释放时的高度h

C.测量抛出点距地面高度H

D.分别找到入射小球、被碰小球相碰后落地点的平均位置M、N

E.测量平抛射程OM、ON

（3）若两球相碰前后的动量守恒，则其表达式为___________；若碰撞是弹性碰撞，则还可以写出的表达式为___________。（用上一问中测量的量表示）

【答案】    ①. B    ②. ADE    ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]A．本实验要求入射球碰撞前的速度保持相同，满足入射球从同一位置释放，斜槽轨道并不需要光滑，故A错误；

B．斜槽轨道末端的切线必须水平，保证小球可以做平抛运动，故B正确；

C．入射球和被碰球需要发生正碰，大小要相等，但是为了防止入射球反弹，入射球质量要大于被碰球的质量，故C错误。

故选B。

（2）[2]本实验验证动量守恒定律，即验证

根据平抛运动规律有

联立得

则x与v成正比，故当

成立时即可验证动量守恒定律。因此需要用天平测量两个小球的质量，分别找到相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM、ON。

故选ADE。

（3）[3]根据以上分析可知，验证动量守恒的验证式是

[4]若碰撞是弹性磁撞，根据能量守恒有

代入

可得

12. 用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。

（1） 实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的____

A. 长约1m的细线             B. 长约1m的橡皮绳嗯。

C. 直径约2 cm的均匀铁球     D. 直径约2 cm的均匀木球

（2）用停表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为1，单摆每经过最低点计一次数，当数到n时停表，秒表的示数为t，该单摆的周期是T＝_______

（3）某同学测量出多组周期T、摆线长l的数值后，画出l-T2图线如图所示，此图线斜率为k，纵轴上截距为a，则重力加速度为______，小球半径为________；

（4）测得的重力加速度数值小于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是____。

A．开始摆动时振幅较小

B．小球的质量m较大

C．开始计时时，过早按下秒表

D. 测量周期时，误将摆球n次全振动的时间记为（n+1）次全振动的时间

【答案】    ①. AC#CA    ②.     ③.     ④.     ⑤. C

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1] 实验中摆线的长度应保持不变，而橡皮筋的长度会发生变化，所以选项A正确、B错误。摆球应选质量大、体积小的物体，所以选项C正确、D错误。

故选AC。

（2）[2] 摆球的摆动次为 ，所以周期为

（3）[3] 设摆球的半径为r，根据单摆的周期公式

得

所以有

得

[4]小球半径为r=

（4）[5] A．只要摆角符合要求，振幅对周期没有影响，选项A错误；

B．小球的质量m大小对周期没有影响，选项B错误；

C．开始计时时，过早按下秒表，测得的周期偏大，根据单摆周期公式计算得到的重力加速度值就会偏小，选项C正确；

D. 测量周期时，误将摆球n次全振动的时间记为（n+1）次全振动的时间，测得的周期偏小，根据单摆周期公式计算得到的重力加速度值就会偏大，选项D错误。

故选C。

【点睛】

13. 一简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，a、b为x轴正方向上的两个点（且a更靠近坐标原点），如图甲所示，t=0时刻开始计时，a、b两点的振动图象如图乙所示，a与b间的距离为5m。求：

（1）处在平衡位置的b质点从t=0开始到第三次处于波峰位置时，a质点在振动过程中通过的路程；

（2）该简谐横波的波长和波速。

【答案】（1）077m；（2）若波沿x轴正方向传播有：，；若波沿x轴负方向传播有：，

【解析】

【详解】（1）由题意知a点振动了 ，则a质点通过的路程为

（2）若波沿x轴正方向传播有

，

联立得

若波沿x轴负方向传播有

，

联立得

14. 如图所示，足够长不透光水平挡板上开有一小孔P，水平挡板下方一定距离处有一水平放置的足够长平面镜，一束光线以的入射角通过小孔射到平面镜上，通过反射照射到挡板下表面的M点。现在将一块厚度为d的（d小于挡板和平面镜间的距离）足够长平行玻璃砖平放在平面镜上，则光线通过折射后经平面镜反射再从玻璃砖的上表面射出，打在挡板下表面上的N点（图中未画出），已知玻璃砖对光的折射率，真空中光束为c。求

（1）光束通过玻璃砖的路程s；

（2）放入玻璃砖前后两次光束从P点射入到打在挡板上的时间差△t。

【答案】（1） ；（2）

【解析】

【详解】（1）作光路图如图所示，由折射定律可得折射角

光束通过玻璃砖的路程

（2）光束通过玻璃砖的传播速度

光束通过玻璃砖的时间

未放玻璃砖时光束通过玻璃砖所在区域的时间

故入玻璃砖前后的时间差

15. 如图，在足够长的光滑水平面上静止着一个质量的滑板，滑板左端固定有竖直挡板，右端是由半径的光滑圆弧面和粗糙水平面在点平滑对接构成。紧挨着滑板的右侧放着一个质量为的方形木块（与滑板不连接）。现将一质量的滑块（可视为质点）从圆弧上端无初速释放，与挡板仅发生一次弹性碰撞后，与滑板相对静止于点。已知与滑板间的动摩擦因数。重力加速度。求：

（1）方形木块与滑板分离时的速度大小和方向；

（2）滑块最终的速度大小和方向；

（3）的长度。

【答案】（1），方向：水平向右；（2），方向水平向左；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）由系统水平方向的动量守恒得

由系统机械能守恒得

方形木块与滑板分离时的速度为

方向：水平向右

（2）方形木块与滑板分离后滑板和滑块组成的系统动量守恒

得滑块最终的速度为

即滑块最终的速度大小为方向水平向左

（3）由滑板和滑块组成的系统能量守恒得

得的长度为

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