2022-2023学年江苏省连云港市灌南县、灌云县高二上学期期末联考物理试题含解析

连云港市灌南县、灌云县2022～2023学年第一学期期末试

高二物理试题

一、单项选择题：本大题共10小题，每题4分，共计40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. 下列说法正确的是（　　）

A. 图甲中放在小磁针正上方直导线通图示电流时，N极将垂直纸面向外转动

B. 图乙中将有开口圆环从S1处移至S2处，圆环中有感应电流产生

C. 图丙中线圈ABCD垂直通电直导线移动时，线圈中有感应电流

D. 图丁中工人在电焊时，眼睛看到的电焊弧光是紫外线

【答案】C

【解析】

【详解】A．当导线中通过图示方向的电流时，根据安培定则判断可知，小磁针所在处磁场方向垂直纸面向里，小磁针N受力向里，S极受力向外，则小磁针N极转向里，S极转向读者，故A错误；

B．图乙中将有开口的圆环从S1处移至S2处，磁通量变小，但圆环有开口，不是闭合回路，不能产生感应电流，故B错误；

C．图丙中线圈ABCD垂直通电直导线移动时，磁通量发生变化，线圈中有感应电流，故C正确；

D．眼睛不能看到紫外线，故D错误。

故选C。

2. 下列说法正确的是（　　）

A. 当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高，所以不辐射电磁波

B. 水中升起的气泡看起来特别亮是因为光由水进入气泡时发生了全反射

C. 电磁波波长越长，其能量子越大

D. 在磁场中某点的通电导线不受磁场力的作用时，该点磁感应强度大小一定为零

【答案】B

【解析】

【详解】A．任何物体都在向外辐射电磁波，故A错误；

B．水中升起的气泡看起来特别亮是因为光由水进入气泡时发生了全反射，故B正确；

C．根据

可知，电磁波波长越长，其能量子越小，故C错误；

D．一小段通电导线平行放在某处不受磁场力作用，可能是电流的方向与磁场平行，该处的磁感应强度不一定为零，故D错误。

故选B。

3. 如图，将质量相同的a、b、c三个小球从水平地面上的A点用相同大小的速率、以不同的方向斜向上抛出，球在空中运动轨迹分别为1、2、3．三个球在空中运动过程中动量变化量分别为、、，不计空气阻力，则三个动量变化量中（　　）

A. 最大 B. 最大 C. 最大 D.

【答案】A

【解析】

【详解】由图可知，球a在空中上升的高度最高，根据

可知球a因此在空中运动时间最长，由

可知球a动量变化量最大。

故选A。

4. 在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，其中c点的磁感应强度为2B0，则下列说法正确的是（　　）

A. d点的磁感应强度为

B. b、d两点的磁感应强度相同

C. a点的磁感应强度在四个点中最大

D. b点磁感应强度与竖直方向成45°斜向右上方

【答案】C

【解析】

【详解】A．用右手螺旋定则判断通电直导线在abcd四个点上所产生的磁场方向，如图所示

c 点的磁感应强度为零，则通电直导线在圆周上任一点的磁场强度大小等于磁感应强度B0，

d点有向上的磁场，还有电流产生的水平向右的磁场，叠加后磁感应强度的方向是竖直方向成 45° 斜右上方，大小为，故A错误；

BD．b点有向上的磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，叠加后磁感应强度的方向是竖直方向成 45° 斜向左上方，大小为，所以b、d 两点的磁感应强度相同，大小相同，方向不同，故BD错误；

C．a点有向上的磁场，还有电流产生的向上的磁场，电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相同，叠加后最大，故C正确。

故选C。

5. 光纤通信具有传输容量大，保密性好等优点。光导纤维由内芯和外套两层组成，光从一端进入，从另一端传出，下列说法正确的是（　　）

A. 内芯的折射率应小于外套的折射率

B. 光在光纤内的波长等于光在空气中的波长

C. 红光在光纤内的传播速度比紫光大

D. 以相同入射角从端面入射时，红光在光纤内的传播路程比紫光短

【答案】C

【解析】

【详解】A．光在内芯与外套界面发生全反射，由全反射的条件可知，内芯应为光密介质，所以内芯的折射率应大于外套的折射率，A错误；

B．内芯折射率大于空气的折射率，根据

可知光在光纤内部的光速小于在空气中的速度，根据

频率不变，得光在光纤内的波长小于光在空气中的波长，B错误；

C．根据

由于红光相对折射率较小，得红光在光纤内的传播速度比紫光大，C正确；

D．红光的频率小于紫光，介质相对于红光的折射率较小，红光在介质中的偏折程度较小，由几何关系可知红光在光纤内的传播路程比紫光长，D错误。

故选C。

6. 如图所示，圆形铁丝圈上附有一层肥皂液膜，灯泡发出一种单色光。先后把铁丝圈水平摆放在灯泡上方的a位置和竖直摆放在灯泡附近的b位置，则观察到的干涉条纹是（　　）

A. a、b位置都是横条纹 B. a、b位置都是环形条纹

C. a位置是横条纹，b位置是环形条纹 D. a位置是环形条纹，b位置是横条纹

【答案】D

【解析】

【详解】单色光在光程差相同的位置干涉连成的线会形成条纹，在a位置，单色光垂直照射肥皂液膜，在凸面和平面反射形成，可知距离圆心相等的位置的光程差相同，不同位置在前后面的反符合牛顿环干涉的特点，故为环形条纹；在b位置，单色光垂直照射肥皂液膜，同一条水平线上的薄膜的厚度大致相同，光程差基本相同，会形成干涉横条纹。

故选D。

7. 合肥工业大学科研团队成功研制出兼具自修复性和高导电性的弹性导体，其阻值会随着机械形变而发生变化。如图所示，电压表和电流表是理想电表，电源内阻忽略不计，a、b两点之间连接一弹性导体，未悬挂重物时，其阻值与定值电阻R恰好相等。在中间悬挂重物后，下列说法正确的是（　　）

A. 弹性导体电阻变小

B. 电压表与电流表示数之比变小

C. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变

D. 弹性导体消耗的功率变大

【答案】C

【解析】

【详解】AB．根据题中的信息，无法知道弹性导体的电阻是变大还是变小，即无法知道电压表与电流表示数之比变大还是变小，A、B错误；

C．根据

可知

即电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值等于电阻R的阻值，保持不变，C正确；

D．将电阻和电源作为等效电源，当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，因此初始状态，弹性导体消耗的功率最大，悬挂重物后，无论弹性导体的阻值变大还是变小，弹性导体消耗的功率都变小，D错误。

故选C。

8. 某同学用粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝后竖直悬浮在装有盐水的杯子中，如图甲所示。现把木筷向上提起一段距离后放手并开始计时，之后木筷做简谐运动。以竖直向上为正方向作出木筷振动的x-t图像，如图乙所示，不计水的阻力。则（　　）

A. 木筷振动的回复力由水对木筷和铁丝的浮力提供

B. 从0.1s～0.2s过程中木筷的动量逐渐变大

C. 木筷的位移时间关系式为

D. t=0.45s时，木筷和铁丝的重力大于其所受的浮力

【答案】D

【解析】

【详解】A．木筷振动的回复力由水对木筷和铁丝的浮力以及重力提供，故A错误；

B．根据图像可知，从0.1s～0.2s过程中木筷向最大位移处运动，速度逐渐变小，则动量逐渐变小，故B错误；

C．根据图像可知

所以

木筷的位移时间关系式为

故C错误；

D．t=0.45s时，根据图像可知，斜率代表速度，从正向最大位移处向平衡位置运动，向负方向加速，加速度向下，木筷和铁丝的重力大于其所受的浮力，故D正确。

故选D。

9. 2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星，中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。携带火星车的着陆器与环绕器分离后，最后阶段利用反推火箭在火星表面实现软着陆，设着陆器总质量为，极短时间内瞬间喷射的燃气质量是，为使着陆器经一次瞬间喷射燃气后，其下落的速率从减为，需要瞬间喷出的燃气速率约为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设瞬间向下喷出的燃气速度大小为，由于作用时间极短，喷射过程可认为系统动量守恒，则有

解得

C正确，ABD错误。

故选C

10. 如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬时获得水平向右的速度，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，己知时刻的速度第一次变为0，在第1秒内运动的位移为。下列说法正确的是（　　）

A. 两物块的质量之比为 B. 时刻的速度为

C. 第1秒内弹簧的长度缩短了 D. 第1秒内的位移为

【答案】D

【解析】

【详解】A．系统动量守恒，选择开始到t=1s时刻列方程可知

m1v0=（m1+m2）v1

将v0=3m/s，v1=1m/s代入得

m1：m2=1：2

故选项A错误；

B．时刻

m1v0=m2v2

解得的速度为

选项B错误；

CD．若考虑两物体从t=1s到t=2s的时间内，m2加速运动，m1减速运动，因

m1：m2=1：2

则在任意时刻两物体的加速度之比为

a1：a2=2：1

若用微元法考虑，则两物体间距离

则 “”对应的位移（面积）为0.6m，则“”对应的位移（面积）为1.2m，该两部分面积之和与0~1s内对应的虚线面积相等，即1.8m，即0~1s内弹簧的长度缩短1.8m，第1秒内的位移为1.8m+0.4m=2.2m，选项C错误D正确。

故选D。

二、实验题：本大题共5空，每空3分，共计15分。

11. 某物理兴趣小组测量一段粗细均匀的合金丝电阻率ρ。

（1）实验开始前，用螺旋测微器测量合金丝的直径，图1读数为_________mm；

（2）某同学采用分压电路和电流表内接法，取这段合金丝绕在半径为0.3m的量角器上，连成图2所示电路。闭合开关前，请老师检查，发现导线_________（填写标号）接线错误，滑动变阻器的滑片应置于_________端（选填“左”或“右”）；

（3）改变金属夹位置，通过调节滑动变阻器保持电压表示数始终为1.00V，记录电流表的示数I与接入电路的合金丝所对应的圆心角θ，根据实验数据在图3中作出图像，则该合金丝的电阻率为_________Ω·m（保留2位有效数字），电流表的内阻为_________Ω。

【答案】    ①. 0.799##0.800##0.801    ②. ③    ③. 右    ④. 4.7×10-7##4.8×10-7##4.9×10-7##5.0×10-7##5.1×10-7    ⑤. 0.18##0.19##0.20##0.21##0.22

【解析】

【详解】（1）[1] 螺旋测微器读数

d=05mm+30.0×0.01mm=0.800mm

（2）[2] [3] 按实物图转化为电原理图如图

可知实物图接成了电流表外接法，导线③接错；实验开始前，滑动变阻器的滑片应置于右端；

（3）[4] [5] 由欧姆定律

UV=I（rA+Rx）

量角器的半径为R0，根据电阻定律

Rx=ρ

解得

代入数据得

作出图线，如图

可知图线的斜率

k=

求得

ρ=5.0×10-7Ω·m

图线的截距为电流表的内阻

rA=0.2Ω

三、计算题：本题共4小题，共计45分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．

12. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2和x=1.2m，两列波的波速均为0.5m/s，波源的振幅均为2cm。如图为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处。求：

（1）两列波周期和相遇的时刻；

（2）1.2s内质点M运动的路程。

【答案】（1）T=0.8s，t=0.6s；（2）

【解析】

【详解】（1）由题意知

，

根据得

T=0.8s

由题意知两列波同时到达M

，

根据得

t=0.6s

（2）由图可知两列波同时到达M点，且振动方向沿x轴负方向，为振动加强点，即M点的振幅

t=1.2s时，M点振动了0.6s，即，所以M点运动路程

13. 如图所示电路中，电源的电动势，内阻；定值电阻，，电容，电动机的额定电压为，内阻。闭合开关S，电动机正常工作。求：

（1）电动机的输出功率；

（2）断开开关S后，通过的电荷量。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据题意，设与的并联电阻为，则有

设回路中电流为，根据闭合电路欧姆定律得

解得

电动机的输出功率

联立代入数据解得

（2）电容两端电压为

电容器的带电量为

断开开关S后，通过的电荷量为

联立代入数据解得

14. 如图所示，直角三角形ABC是一玻璃砖的横截面，AB=L，C=90°，A=60°一束单色光PD从AB边上的D点射入玻璃砖，入射角为45°，DB=L/4，折射光DE恰好射到玻璃砖BC边的中点E，已知光在真空中的传播速度为c．求：

①玻璃砖的折射率；

②该光束从AB边上的D点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需的时间．

【答案】（1） （2）

【解析】

【详解】(1)作出光路图，如图所示

过E点的法线是三角形的中位线,由几何关系可知△DEB为等腰三角形，，

由几何知识可知光在AB边折射时折射角为r=30°，

所以玻璃砖的折射率为n=

（2）设临界角为，有，可解得；

由光路图及几何知识可判断,光在BC边上的入射角为60∘，大于临界角，则光在BC边上发生全反射．光在AC边的入射角为30°，小于临界角，所以光从AC第一次射出玻璃砖

根据几何知识可知，

则光束从AB边射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需要的时间为

而，可解得．

15. 质量为3m的小车C静止于水平面上，小车上表面由水平轨道与半径为R的圆轨道平滑连接组成。一个质量为m的小球B静止在小车的左端。用一根不可伸长、长度为L轻质细绳悬挂一质量也为m的小球A，小球A静止时恰好和B接触，现将小球A向左拉到与悬点同一高度处（细线处于伸直状态）由静止释放，当小球A摆到最低点时与小球B刚好发生对心弹性碰撞，小球B水平冲上小车C恰好可以滑到轨道的最高点，（所有表面均光滑，A、B两小球半径r相等且r远小于L与R，B与C作用过程中没有机械能损失），求：

（1）小车C上的圆轨道半径R为多大？

（2）若将悬点的位置提高至原来的4倍，使绳长变为4L，再次将小球A向左拉到与悬点等高处（细线处于伸直状态）由静止释放，小球A与小球B对心弹性相碰后，小球B上升过程中距圆轨道最低点的最大高度为多少？

（3）在（2）条件不变情况下，若小车C的质量为M（M与m的关系未知），试通过计算说明小球B再次返回小车左端时可能的速度？

【答案】（1）；（2）3L；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）小球A向左拉到与悬点同一高度处（细线处于伸直状态）由静止释放后，由动能定理有

小球AB发生弹性碰撞，则

解得

，

小球B水平冲上小车C恰好可以滑到轨道的最高点，则

解得

（2）若将悬点的位置提高至原来的4倍，使绳长变为4L，再次将小球A向左拉到与悬点等高处（细线处于伸直状态）由静止释放，由动能定理有

小球AB发生弹性碰撞，则

解得

，

此后到达圆轨道最高点时，水平分速度与车速度相同，竖直分速度不为0，在水平方向上由动量守恒定律有

由机械能守恒定律有

小球飞出后，竖直方向做竖直上抛运动，则竖直方向上有

小球B上升过程中距圆轨道最低点的最大高度

解得

（3）由分析，B球最终仍然回到车的左端，从A碰撞B球后至B再次返回小车的左端过程，由动量守恒定律有

由机械能守恒定律有

解得

可知，当时，球B速度方向仍然水平向右；当时，球B速度为0；当时，球B速度方向反向为水平向左。