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）含解析

这是一份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）含解析，共23页。试卷主要包含了6s时质点a速度沿y轴正方向等内容，欢迎下载使用。
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adcba
B. 导线向右平动少许，该过程中线圈电流方向为adcba
C. 线圈向上做平动时，电流方向为abcda
D. 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=4.76×10-7m
13. 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