山东省泰安市宁阳县第四中学2022-2023学年高二上学期1月期末物理试卷(含答案)

这是一份山东省泰安市宁阳县第四中学2022-2023学年高二上学期1月期末物理试卷(含答案)，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是( )
A.在时，弹簧振子的加速度为正向最大
B.在与两个时刻，弹簧振子的速度相同
C.从到时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动
D.在时，弹簧振子有最小的位移
2、一列简谐波在两时刻的波形如图中实践和虚线所示，由图可确定这列波的( )
A.周期B.波速C.波长D.频率
3、如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，电流方向向右，b垂直于纸面，电流方向向里，则导线a所受安培力方向( )
A.平行于纸面向上
B.平行于纸面向下
C.左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里
D.左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外
4、一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入，穿过玻璃砖自下表射出。已知该玻璃对红光的折射率为1.5，设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为和，则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中
A.始终大于B.始终小于
C.先大于后小于D.先小于后大于
5、题图是一个圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线( )
A.不能从圆弧射出B.只能从圆弧射出
C.能从圆弧射出D.能从圆弧射出
6、如右图，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直。当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出( )
A.弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小
B.弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小
C.弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大
D.弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大
7、如图所示，在PO、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面.一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合，导线框与磁场区域的尺寸如图所示.从时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域.以为线框中的电动势ε的正方向，以下四个关系示意图中正确的是( )
A.B.
C.D.
8、如图所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波.若在两种介质中波的频率及传播速度分别为和，则( )
A.B.
C.D.
二、多选题
9、关于磁感应强度的方向，下列说法正确的是 ( )
A.磁感应强度的方向就是磁场的方向
B.磁感应强度的方向就是小磁针静止时N极的指向
C.磁感应强度的方向就是垂直于磁场放置的通电直导线的受力方向
D.磁感应强度的方向就是小磁针的受力方向
10、一冲九霄，问鼎苍穹。2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱发射升空，标志着我国空间站建造进入全面实施阶段。下列关于火箭的描述正确的是( )
A.增加单位时间的燃气喷射量可以增大火箭的推力
B.增大燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力
C.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速
D.火箭发射时获得的推力来自于喷出的燃气与发射台之间的相互作用
11、一列简谐横波沿x轴正方向传播，振幅为A。时，平衡位置在处的质元位于处，且向y轴负方向运动；此时，平衡位置在处的质元位于处。该波的波长可能等于( )
12、粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从P点沿径向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的M点。粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点。装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是( )
A.粒子1可能为中子
B.粒子2可能为电子
C.若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的Q点
D.若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的Q点
三、计算题
13、一枚在空中水平飞行的导弹，质量为，在某点速度的大小为，方向如图，导弹在该点突然炸裂成两块，其中质量的一块沿着v的反方向飞去，速度大小为，求炸裂后另一块的速度。
14、如图所示，光滑平行足够长的金属导轨间距为，与水平地面成角放置，Q端接地，阻值为的电阻接在间，导轨电阻忽略不计，匀强磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度为，质量为，电阻为的导轨棒垂直于轨道，由静止释放，下滑距离，速度为，重力加速度，，，求
（1）电阻R中的最大电流I大小和方向。
（2）导体棒受到为v时，点的电势差。
（3）从释放到导体棒受到为v的过程中，电阻R中产生的热量Q。
15、如图，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为的正方形金属框的一个顶点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面的匀强磁场。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为；在到时间内，磁感应强度大小随时间t的变化关系为。求：
（1）时金属框所受安培力的大小；
（2）在到时间内金属框产生的焦耳热。
16、如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30º角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为，电阻均为，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止。取，问
（1）通过棒cd的电流I是多少，方向如何？
（2）棒ab受到的力F多大？
（3）棒cd每产生的热量，力F做的功W是多少？
四、实验题
17、胡丽同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示。
（1）为了探究电磁感应规律，胡同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是______（填“向上拔出”或“向下插入”）。
（2）胡丽同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好，A线圈已插入B线圈中，她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是______。
A.在A线圈中插入铁芯B.拔出A线圈
C.变阻器的滑片向右滑动D.变阻器的滑片向左滑动
（3）通过本实验可以得出：感应电流产生的磁场，总是______。
18、某同学用如图1所示装置，通过半径相同的A，B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
（1）实验中必须要求的条件是( )
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
D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量( )
A.水平槽上未放B球时，测量A球落点P到O点的距离
B.A球与B球碰撞后，测量A球落点M到O点的距离
C.A球与B球碰撞后，测量B球落点N到O点的距离
D.测量A球或B球的直径
E.测量A球和B球的质量（或两球质量之比）
F.测量释放点G相对于水平槽面的高度
G.测量水平槽面离地的高度
（3）某次实验中得出的落点情况如图2所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量和被碰小球质量之比为_______。
参考答案
1、答案：C
解析：A.由图可知，在时，弹簧振子的位移为正向最大，由得，知加速度为负向最大，故A错误；B.在与两个时刻，弹簧振子的位移相同但图线斜率一正一负，则弹簧振子速度大小相等，方向相反，故B错误；C.从到时间内，弹簧振子的位移增大，加速度增大，速度减小，所以弹簧振子做加速度增大的减速运动，故C正确；D.在时，弹簧振子的位移为负向最大，故D错误。故选：C。
2、答案：C
解析：A.题中未给出实线波形和虚线波形的时刻，不知道时间差或波的传播方向，无法确定周期，故A错误；
B.周期无法确定，波长可读出，波速也无法确定，故B错误；
C.由波的图象直接读出波长为4m，故C正确；
D.由于，周期不确定，则频率不确定，故D错误。
故选C。
3、答案：C
解析：根据安培定则，可判断出导线a左侧部分的空间磁场方向斜向右上，右侧部分的磁场方向斜向下方，根据左手定则可判断出左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里。
故选C。
4、答案：B
解析：假设玻璃砖的厚度为d，光线在玻璃砖中的折射角为，由折射定律可得
光线在玻璃砖中的传播速度
光在玻璃砖中的传播距离
可知光穿过玻璃砖所用的时间
因为红光的折射率小于蓝光的折射率，所以红光的折射角大于蓝光的折射角。由题意知，可知红光的折射角，所以两种光线在θ从0°逐渐增大到90°的过程中，折射角θ′的两倍都小于90°，因此也会增大，且折射角是红光的大于蓝光的。所以整个过程中红光所用的时间始终小于蓝光所用时间。
故选B。
5、答案：B
解析：由该棱镜的折射率为可知其临界角C满足
可求出右边的入射光线没有发生全反射，其左边的光线全部发生全反射。所以光线只能从圆弧射出。
故选B。
6、答案：A
解析：条形磁铁正上方磁场方向水平向右，根据左手定则，通电导线受到竖直向下的安培力，所以弹簧的拉力增大，根据牛顿第三定律，磁铁对导线有向下的作用力，则导线对磁铁有向上的作用力，故磁铁对桌面的压力减小，A正确。
7、答案：C
解析：以为线框中的电动势ε的正方向，即以逆时针为正方向
在第一阶段，只有bc切割向外的磁感线，由右手定则知电动势为负，大小为Blv
在第二阶段，bc切割向里的磁感线，由右手定则知电动势为逆时针方向，同时de切割向外的磁感线，由右手定则知电动势为顺时针方向，大小为均是Blv，等效电动势为零
在第三阶段，de切割向里的磁感线同时af切割向外的磁感线，由右手定则知两个电动势同为逆时针方向，等效电动势为3Blv
在第四阶段，只有af切割向里的磁感线，由右手定则知电动势为顺时针方向，等效电动势大小为2Blv。
故选C。
8、答案：B
解析：同一波源的频率相等，所以有，从图中可得，故根据公式可得，故B正确，ACD错误。
9、答案：AB
解析：ABD.磁感应强度的方向就是磁场的方向，规定为小磁针静止时N极所指的方向，也是小磁针N极的受力方向，故AB正确，D错误；
C.垂直于磁场放置的通电直导线的受力方向与磁感应强度的方向垂直，故C错误。
故选AB。
10、答案：AB
解析：A.增加单位时间的燃气喷射量，即增加单位时间喷射气体的质量，根据
可知可以增大火箭的推力，故A正确；
B.当增大燃气相对于火箭的喷射速度时，根据
可知可以增大火箭的推力，故B正确；
C.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时，相对于火箭的速度不为零，根据
可知火箭仍然受推力作用，仍然要加速，故C错误；
D.燃气被喷出的瞬间，燃气对火箭的反作用力作用在火箭上，使火箭获得推力，故D错误。
故选AB。
11、答案：AC
解析：由题意知，其波形如下图
所以
λ
解得：

当时，；当，，AC正确，BD错误。
故选AC。
12、答案：AD
解析：AB.由题图可看出粒子1没有偏转，说明粒子1不带电，则粒子1可能为中子；粒子2向上偏转，根据左手定则可知粒子2应该带正电，A正确、B错误；
C.由以上分析可知粒子1为中子，则无论如何增大磁感应强度，粒子1都不会偏转，C错误；
D.粒子2在磁场中洛伦兹力提供向心力有
解得
可知若增大粒子入射速度，则粒子2的半径增大，粒子2可能打在探测器上的Q点，D正确。
故选AD。
13、答案：200m/s
解析：在爆炸极短时间内，导弹所受的重力，远小于内部的爆炸力，系统动量守恒；根据动量守恒定律，有
解得
14、答案：（1）2.4A；方向
（2）1.8V
（3）1.8J
解析：（1）对导轨棒受力分析如图所示
I最大时，沿斜面方向上
解得
右手定则判断电阻R电流方向为
（2）导体棒受到为v时，则由公式可知
由闭合电路欧姆定律可知
PM点的电势差为
（3）由能量守恒定律得
解得
而
则
15、答案：（1）（2）0.016J
解析：（1）金属框的总电阻为
金属框中产生的感应电动势为
金属框中的电流为
时磁感应强度为
金属框处于磁场中的有效长度为
此时金属框所受安培力大小为
（2）内金属框产生的焦耳热为
16、答案：（1）棒cd中的电流方向由d至c（2）（3）
解析：（1）棒cd受到的安培力为：①
棒cd在共点力作用下平衡，则：②
由①②式，代入数据解得：③
根据楞次定律可知，棒cd中的电流方向由d至c④
（2）棒ab与棒cd受到的安培力大小相等，即：
对棒ab，由共点力平衡知：⑤
代入数据解得：⑥
（3）设在时间t内棒cd产生的热量，由焦耳定律知：⑦
设棒ab匀速运动的速度大小为v，其产生的感应电动势为：⑧
由闭合电路欧姆定律知：⑨
由运动学公式知在时间t内，棒ab沿导轨的位移为：⑩
力F做的功为：
综合上述各式，代入数据解得：。
17、答案：（1）向下插入
（2）BC
（3）阻碍引起感应电流的磁通量的变化
解析：（1）要使灵敏电流计的指针向左偏转，可知线圈中感应电流的方向是顺时针的，由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，条形磁铁磁场方向向上，根据楞次定律可知，磁通量增加，条形磁铁向下插入。
（2）A.要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据楞次定律可知，磁通量减小，插入铁芯，B线圈磁通量增加，故A错误；
B.拔出线圈A时，B线圈中的磁通量减小，B正确；
CD.滑动变阻器滑片向右滑动，电流减小，B线圈磁通量减小，故C正确，D错误。
故选BC。
（3）通过本实验可以得出：感应电流产生的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
18、答案：（1）BD（2）ABCE（3）4:1
解析：（1）A.“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；
B.要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；
C.为了使小球碰后不被反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故C错误；
D.要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故D正确
故选BD。
（2）小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则
两边同时乘以t，则
即为
实验需要测量小球的质量、小球的水平位移，故选ABCE。
（3）碰撞过程系统动量守恒，需要满足：
由图2所示可知，
代入得