2022-2023学年湖北省孝感市高二上学期1月期末考试物理试题（A卷） 解析版

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2022-2023学年湖北省孝感市高二上学期1月期末考试物理试题（A卷） 解析版考试时间：2023年1月8日上午10：30-11：45试卷满分：100分注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定的位置上。2.回答选择题时，选出每题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，先用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。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1~7题只有一项符合题目要求，第8~11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. 在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了伟大的贡献，关于物理学史与物理学研究方法，下列叙述正确的是（　　）A. 元电荷是由库仑通过实验测出的B. 法拉第最早提出了“场”的概念，并首先发现电流周围存在磁场C. 楞次提出了计算感应电动势大小的规律，即楞次定律D. 奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象之间的联系【答案】D【解析】【详解】A．元电荷是由密立根通过实验测出的，故A错误；B．法拉第最早引入电场概念并提出用电场线表示电场，奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的联系，故B错误；C．楞次定律是用来判断感应电流方向的物理规律，故C错误；D．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象之间的联系，故D正确。故选D。
 2. 根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：①当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高②肥皂膜阳光下呈现彩色③闻其声而不见其人④观众在看立体电影时要戴上特质眼镜，这样看到电影画面的效果具有立体感；这些物理现象分别属于波的（　　）A. 偏振、干涉、多普勒效率、折射 B. 多普勒效应、衍射、干涉、偏振C. 多普勒效应、干涉、衍射、偏振 D. 衍射、干涉、多普勒效应、偏振【答案】C【解析】【详解】①正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高，属于多普勒效应；②肥皂膜在阳光下呈现彩色，属于光的干涉；③闻其声而不见其人，属于声波的衍射；④观众在看立体电影时要戴上特质的眼镜，这样看到电影画面的效果具有立体感，属于光的偏振的应用。故选C。3. 如图所示，电路中电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器的滑动端向下滑动的过程中（　　）A. 电压表的示数增大 B. 电流表的示数增大C. 两端电压增大 D. 的电功率增大【答案】D【解析】【详解】A．依题意，在变阻器的滑动端向下滑动的过程中，变阻器接入电路的阻值减小，导致外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知干路电流增大，又可得电压表的示数减小。故A错误；D．同理，根据欧姆定律，有根据可知的电功率增大。故D正确；BC．根据可知外电路中并联部分电压减小，即两端电压减小。又可知，电流表的示数减小。故BC错误。故选D。4. 三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小均为B，则该处的磁感应强度的大小和方向是（　　）A. 大小为B，方向垂直斜边向下B. 大小为B，方向垂直斜边向上C. 大小为B，斜向右下方D. 大小为B，斜向左下方【答案】C【解析】【详解】由题意可知，三平行的通电导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向如图
则故选C。5. 2022年卡塔尔世界杯是第二十二届世界杯足球赛，是历史上首次在卡塔尔和中东国家境内举行。如图所示，某次训练过程中球员用头颠球。足球从静止开始下落，被竖直顶起，离开头部后上升的最大高度仍为。已知足球与头部的作用时间为，足球的质量为，重力加速度g取，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）A. 下落到与头部刚接触时，足球动量大小为B. 头部对足球的平均作用力为足球重力的4倍C. 从最高点下落至重新回到最高点过程中，足球重力的冲量为D. 与头部作用过程中，足球动量变化量为0【答案】C【解析】【详解】A．由题意可得，足球从静止开始下落20cm时的速度为
 
 则下落到与头部刚接触时，足球动量大小为
 故A错误；B．以v的方向为正方向，由上述分析及题意可知，离开头部后上升的最大高度仍为20cm，则足球离开头部时的速度为
 由动量定理可得
 即合力对足球的冲量为I，即
 
 故B错误；C．由题意可得，从最高点下落到头部的时间为
 从最高点下落至重新回到最高点的过程中，足球重力的冲量为
 故C正确；D．由B中分析可知，与头部作用过程中，足球动量变化量不为0，故D错误。故选C。6. 如图所示，在正方形ABCD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，F点和E点分别是AB边和BC边的中点。甲、乙、丙三个质量和电量完全相同速度不同且重力不计的带电粒子从E点垂直BC边向上进入磁场区域，甲、乙、丙分别从G点（G点在B点和E点之间）、B点、F点射出磁场区域，对三个粒子在磁场中的运动下列说法正确的是（　　）A. 乙粒子在磁场中的运动时间大于甲粒子在磁场中的运动时间B. 三个粒子均带正电C. 丙粒子的运动时间是甲的一半D. 如果增大甲粒子的入射速度，甲粒子在磁场中的运动时间一定变小【答案】C【解析】【详解】A．甲、乙两粒子均做圆周运动，垂直于磁场边界进入，垂直于磁场边界射出，运动的轨迹均为半圆，圆心角均为180°，根据周期公式可知，周期与速度无关，所以甲、乙两粒子在磁场中运动的时间相同，A错误；B．根据左手定则，可知三个粒子均带负电，B错误；C．丙粒子运动的轨迹圆心角为90°，为甲粒子轨迹圆心角的一半，所以运动时间也为甲的一半，C正确；D．如果增大甲的速度增大，可能甲粒子的运动轨迹所对圆心角依然为180°，所以甲粒子在磁场中的运动时间可能不变，D错误。故选C。7. 如图所示，宽度为的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。一根质量导体棒MN放在导轨上，其接入导轨间的电阻，并与导轨接触良好，导轨的电阻可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉着导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。根据题意，判断以下说法正确的是（　　）A. 闭合回路中产生了感应电流，方向为顺时针B. 若用理想电压表测量MN之间的电压，电压表示数为C. 在导体棒匀速运动的整个过程中电阻R上产生的热量为D. 拉力的大小为【答案】C【解析】【详解】A．由法拉第电磁感应定律得
 由闭合电路欧姆定律得
 解得
 根据右手定则判断出感应电动势在导体棒内部由N指向M，则电流方向为逆时针方向，故A错误；B．用理想电压表测量MN之间的电压为路端电压，则
 故B错误；C．根据焦耳定律
 解得
 故C正确；D．导体棒平衡，则
 故D错误。故选C。8. 矩形线圈abcd位于足够长的通电直导线附近，且线圈平面与导线在同一平面内，如图所示，线圈的两条边ad和bc与导线平行，则下列判断正确的是（　　）A. 导线向左平动时，线圈中电流方向为adcbaB. 导线向右平动少许，该过程中线圈电流方向为adcbaC. 线圈向上做平动时，电流方向为abcdaD. 减小导线中的电流，线圈中电流方向abcda【答案】BD【解析】【详解】A．根据安培定则可知线圈所在平面磁场方向垂直纸面向里，当导线向左平动时，线圈处磁场垂直纸面向里减弱，穿过线圈的磁通量减少，根据右手定则可判断线圈中电流方向为abcda，故A错误；B．根据安培定则可知线圈所在平面磁场方向垂直纸面向里，当导线向右平动时，线圈处磁场增强，穿过线圈的磁通量增加，根据右手定则可判断线圈中电流方向为adcba，故B正确；C．线圈向上做平动时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流，故C错误；D．减小导线中的电流，穿过线圈的垂直纸面向里减弱，根据右手定则可判断线圈中电流方向为abcda，故D正确。故选BD。【点睛】根据磁通量的变化情况，通过楞次定律判断感应磁场的方向，再通过右手定则判定电流方向。9. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c点，时波恰好传到e点，波形如图中虚线所示，a、b、c、d、e是介质中的质点，下列说法正确的是（　　）A. 波的传播速度为B. 当时，质点a沿方向振动C. 质点c在时间内沿x轴正方向移动了D. 处质点在时间内通过的路程为【答案】ABD【解析】【详解】A．根据题意知，该波的传播速度为周期为故A正确。B．由题意可得该波向右传播，由平移法可知，当t=0.6s时质点a速度沿y轴正方向。故B正确；C．质点c只在y轴方向上振动，并不沿x轴正方向移动。故C错误。D．处质点在0~0.6s内振动了0.2s，即四分之一个周期，所以质点在0~0.6s时间内通过的路程是1倍的振幅，为10cm。故D正确。故选ABD。【点睛】根据波速与位移、时间的关系，求出波的传播速度，再根据波长与波速及周期的关系求出振动周期，再结合波形图进行解答。10. 如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A. 子弹射入木块后的瞬间，子弹速度大小为B. 子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力大于C. 子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力等于D. 子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量不守恒，但水平方向动量守恒【答案】BD【解析】【详解】A．子弹射入木块后的瞬间，子弹和木块组成的系统动量守恒，则解得故A错误；B．子弹射入木块后的瞬间，对子弹和木块组成的整体，有所以故B正确；C．子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力等于轻杆对环的支持力，即故C错误；D．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量不守恒，但系统水平方向动量守恒，故D正确。故选BD。11. 如图所示是演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈，的直流电阻很小，的自感系数很大。实验时，断开开关的瞬间，灯突然闪亮一下，随后逐渐变暗，直至熄灭；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（　　）A. 图甲中，闭合瞬间和断开瞬间，通过的电流方向相反B. 图甲中，闭合电路稳定后，中的电流小于L1中的电流C. 图乙中，闭合瞬间，灯立刻亮，灯亮后会观察到其亮度逐渐变暗直至稳定的现象D. 图乙中，断开瞬间，灯立刻熄灭，灯缓慢熄灭【答案】ABC【解析】【详解】A．图甲中，闭合瞬间，电流向右流过；断开瞬间，原来通过的电流向左流经构成回路，所以闭合瞬间和断开瞬间，通过的电流方向相反，A正确；B．图甲中，因为的直流电阻很小，即，所以闭合电路稳定后，中的电流小于L1中的电流，B正确；C．图乙中，闭合瞬间，由于的阻碍作用，灯没有马上亮，所以灯分压较多，故比较明亮；电路稳定后，从灯流过的电流和灯的一样大，灯相比稳定前分压较少，故亮度较之前有所变暗，故C正确；D．图乙中，断开瞬间，原来通过的电流会流过灯和灯构成回路，所以灯、灯会同时缓慢熄灭，D错误。故选ABC二、非选择题（本题共5小题。共56分。）12. 本学期我们在《光》的学习中做过如下的实验探究，请根据实验探究回答下列问题。（1）如图所示为“用双缝干涉测量光的波长”装置示意图，示意图中有三个光学元件的名称空缺，关于它们的说法正确的是___________（填选项前的字母）。A．①是双缝，③是滤光片B．②是单缝，③是双缝C．②是双缝，③是单缝（2）已知上述装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，在光屏上得到的干涉图样如图甲所示，分划板在图中A位置时螺旋测微器如图乙所示，在B位置时螺旋测微器如图丙所示，则其示数___________；（3）由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为___________。（结果保留3位有效数字）【答案】    ①. B    ②. 5.879#5.880#5.881    ③. ##【解析】【详解】（1）[1]在双缝干涉实验中①②③分别为遮光片、单缝和双缝，故选B；（2）[2]螺旋测微器读数等于可动刻度读数加固定尺读数，需要估读，图中固定刻度读数为5.5mm，可动刻度读数为0.01×38.0mm=0.380mm，故读数为xB=5.5mm+0.380mm=5.880mm（3）[3]由图乙可知，A位置时螺旋测微器的读数为xA=1mm+0.01×12.8mm=1.128mm相邻亮纹的间距为根据公式代入数据解得λ=4.76×10-7m13. 为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法。现备有下列器材：A．被测干电池一节B．电流表1：量程，内阻约为C．电流表2：量程，内阻D．电压表1：量程，内阻未知E．电压表2：量程，内阻F．滑动变阻器1：，额定电流G．滑动变阻器2：，额定电流H．开关、导线若干在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。（1）在上述器材中电流表应选择___________（填写选项前的字母）；（2）实验电路图应选择图中的___________（填“甲”或“乙”）；（3）若某次电压表读数如图，则此电压为___________V；（4）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，则干电池的电动势___________V，内电阻___________。【答案】    ①. C    ②. 甲    ③. 1.28##1.29##1.30    ④. 1.5    ⑤. 0.7【解析】【详解】（1）（2）[1][2]由图丙可知，电压表应选择0~3V量程，由于内阻未知，无法计算出电压表分流，则电流表应采用外接法，即图甲。根据电流表内阻计算出分压值，故电流表选择C。（3）[3]电压表读数为1.29V。（4）[4][5]根据得得，14. 如图所示，等腰三角形ABC为透明玻璃物体，，D点和E点分别是AB和AC的中点。一束光线从D点沿着平行BC边的方向入射，在BC边经过一次反射后刚好从E点出射。若真空中的光速为c，（1）求该玻璃的折射率；（2）求光从D点到E点所用时间。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据题意作出光路如图所示由几何关系可知在D点发生折射时，入射角，折射角，则玻璃折射率（2）由几何关系可知光从D点到E点的光程为根据折射率和介质中传播速度、光速关系式 可得所以光从D到E的总时间为15. 如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定在水平地面上，下端与水平地面在P点相切，一个质量为的物块B（可视为质点）静止在水平地面上，左端固定有水平轻弹簧，Q点为弹簧处于原长时的左端点，P、Q间的距离为R，PQ段地面粗糙、动摩擦因数为，Q点右侧水平地面光滑，现使质量为m的物块A（可视为质点）从圆弧轨道的最高点由静止开始下滑，重力加速度为g。求：（1）物块A沿圆弧轨道滑至P点时对轨道的压力大小；（2）弹簧被压缩的最大弹性势能（未超过弹性限度）。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）物块A从静止沿圆弧轨道滑至P点，设物块A在P点的速度大小为，由机械能守恒定律有在最低点轨道对物块的支持力大小为，由牛顿第二定律有联立解得由牛顿第三定律可知在P点物块对轨道的压力大小为。（2）设物块A与弹簧接触前瞬间的速度大小为，由动能定理有解得当物块A、物块B具有共同速度v时，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律有根据能量守恒联立解得16. 如图所示，平面直角坐标系中，第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q（）的带电粒子以初速度从y轴上点沿x轴正方向入射匀强电场，经过电场后从x轴上的点进入磁场，粒子经磁场偏转后垂直经过y轴负半轴上的P点（P点未画出），带电粒子的重力忽略不计。求：（1）求匀强电场的场强E和匀强磁场的磁感应强度B；（2）如果仅仅将磁场反向，粒子的电量、质量、入射位置、入射速度、电场强度和磁感应强度的大小均不变，求粒子从A点出发到第三次经过x轴所用的时间。【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）粒子在电场中的类平抛和磁场中的匀速圆周运动轨迹，如图所示粒子在电场中，x轴方向y轴方向粒子在电场中根据牛顿第二定律联立上三式解得粒子在磁场中匀速圆周运动，由牛顿第二定律由类平抛末速度反向延长与初速度交于水平位移的中点可知，进磁场时粒子速度v与x轴成，故在磁场中的速度所以粒子做圆周运动的轨迹的半径r与x轴也成45°，由几何关系可知解得（2）磁场反向后粒子从A点出发到第三次经过x轴运动轨迹如图所示设粒子从A到B，B到C，C到D，分别用时t1、t2、t3。在电场中A到B的水平方向有B到C粒子做匀速圆周运动，所以从B到C粒子的时间由对称性知，从C到D粒子的时间所以，粒子从A点出发到第三次经过x轴所用的总时间