海南省嘉积高级中学2022-2023高二上学期期末考试物理试题（答案）考试试卷

嘉积高级中学2022-2023学年高二上学期期末考试
物理科试题
（时间：90分钟 满分：100分）
第Ⅰ卷（选择题 共44分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．每小题只有一个选项符合题目要求．
1．真空中有两个点电荷，若每个电荷的电量均增大到原来的2倍，相隔的距离增大到原来的4倍，则它们间的相互作用力（ ）
A．减小到原来的 B．减小到原来的 C．增大到原来的2倍 D．增大到原来的4倍
2．如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为方向与连线成，b点的场强大小为，方向与连线成角．关于a、b两点场强大小的关系，以下结论正确的是（ ）
A． B． C． D．
3．一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，时的波形如图所示．由图可知（ ）
A．此时质点a的速度达到最大 B．质点b的振幅为
C．经过，质点c将运动到d处 D．此时质点d的速度方向竖直向上
4．如图所示，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直b面入射，有光线从面射出，以O点为圆心，将玻璃砖缓慢转过角时，光线恰好发生全反射，则该玻璃砖的折射率为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），的振幅，的振幅，则下列说法正确的是（ ）
A．质点D是振动减弱点 B．质点A、D在该时刻的高度差为
C．再过半个周期，质点B是振动加强点 D．质点C的振幅为
6．如图所示，电阻R和电动机M串联接到电路中，已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相等，开关闭合后，电动机正常工作，设电阻R和电动机两端的电压分别为和；经过时间t，电流通过电阻R做的功为，产生的热量为；电流通过电动机M做的功为，产生的热量为，则有（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，从炽热的金属丝漂出的电子（速度可视为零），经加速电场加速后从两极板中间垂直射入偏转电场．电子的重力不计，在满足电子能射出偏转电场的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是（ ）
A．仅将偏转电场极性对调 B．仅增大偏转电极间的距离
C．仅增大偏转电极间的电压 D．仅增大加速电极间的电压
8．如图所示，甲木块以速度v沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的乙木块，乙上连有一轻质弹簧．乙的质量是甲的3倍，甲木块与弹簧接触后（ ）
A．甲乙动量相等时弹簧的弹性势能最大 B．弹簧势能最大时乙的速度达到最大
C．最终乙的速度比甲大 D．最终乙的动能是甲的3倍
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
9．一质量为的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动．F随时间t变化的图线如图所示，则（ ）
A．时物块的速率为 B．时物块的动量大小为
C．时物块的动量大小为 D．时物块的速度为零
10．如图所示为同一地点两单摆甲、乙的振动图象，则下列说法正确的是（ ）
A．甲摆的振幅比乙摆振幅大 B．甲摆的机械能比乙摆的大
C．甲、乙两单摆的摆长相等 D．由图象可以求出当地的重力加速度
11．图中实线是一列简谐横波在时刻的波形，虚线是这列波在时刻的波形，下列说法正确的是（ ）
A．该简谐波的波长是 B．该简谐波的波长是
C．该简谐波的波速可能是 D．该简谐波的波速可能是
12．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（ ）
A．M点的电势大于N点的电势 B．M点的电势小于N点的电势
C．粒子在M点的速度大于在N点的速度 D．粒子在M点的速度小于在N点的速度
13．如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态．以下说法中正确的是（ ）
A．若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有的电流
B．若将A板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G中有的电流
C．若将S断开，则油滴立即做自由落体运动，G中无电流
D．若将S断开，再将A板向下平移一段位移，则油滴向上加速运动，G中有电流
第Ⅱ卷（非选择题 共56分）
二、实验题（14题10分，15题10分，一共20分．）
14．A题：某同学在做“测量玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线上插上大头针，现在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线．
（1）在答题卡上作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并标出玻璃砖中光线的折射角；
（2）经过多次测量作出的图像如图乙，玻璃砖的折射率为___________；（保留两位有效数字）
（3）若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画的偏左了一些，则测出来的折射率___________；（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
B题：利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝相距d，双缝到光屏的距离L，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图所示，则：
（4）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为___________，___________，相邻两条纹间距___________．
（5）波长的表达式___________（用、L、d表示）．
（6）若将滤光片由红色换为绿色，得到的干涉条纹间距将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）．
15．一根细长而均匀的金属管线样品，长约为，电阻大约为，横截面如图甲所示．
（1）用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为___________；
（2）现有如下器材：
A．电流表（量程，内阻约） B．电流表（量程，内阻约）
C．电压表（量程，内阻约） D．滑动变阻器
E．滑动变阻器 F．蓄电池（，内阻很小）
G．开关一个，带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________．（只填代号字母）
（3）若采用限流式接法，请将如图所示的实际测量电路补充完整．
（4）已知金属管线样品材料的电阻率为，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是___________（所测物理量用文字说明）．
四、计算题（16题10分，17题12分，18题14分，共36分．）
16．渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示．
（1）求该波的周期和波速；
（2）从该时刻开始计时，画出处质点做简谐运动的振动图像（至少一个周期）；
（3）现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为，求鱼群与渔船间的距离（该时间内忽略船和鱼群的运动）．
17．如图所示，一等腰直角三棱镜放在真空中，斜边，一束单色光以的入射角从侧面的中点入射，折射后从侧面折射出．已知三棱镜的折射率，单色光在真空中的光速为c，（忽略原路反射的光）求：
（1）第一次折射时的折射角；
（2）此单色光在三棱镜中的传播速度；
（3）此单色光通过三棱镜的最长时间．
18．如图所示，一小车上表面由粗糙的水平部分和光滑的半圆弧轨道组成，小车紧靠台阶静止在光滑水平地面上，且左端与光滑圆弧形轨道末端等高，圆弧形轨道末端水平．一质量为的小物块P从距圆弧形轨道末端高为处由静止开始滑下，与静止在小车左端的质量为的小物块Q（可视为质点）发生弹性碰撞（碰后立即将小物块P取走，使之不影响后续物体的运动）．已知长为，小车的质量为．取重力加速度．
（1）求碰撞后瞬间物块Q的速度大小；
（2）若物块Q在半圆弧轨道上经过一次往返运动（运动过程中物块始终不脱离轨道），最终停在小车水平部分的中点，求半圆弧轨道的半径至少多大？
嘉积高级中学2022-2023学年高二上学期期末考试
物理科答案卷
第Ⅰ卷（选择题 共44分）
一．单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．每小题只有一个选项符合题目要求．
题次 1 2 3 4 5 6 7 8
选项 A B D A B B C D
1．A 【解析】真空中的两个点电荷相距R，根据库仑定律得，如果每个电荷的电量均增大到原来的2倍，相隔的距离增大到原来的4倍，，A正确．
2．【答案】B
【解析】由题图可知，，再由可知，，故B正确．
3．D 【解析】质点A此时速度为零，选项A错；质点B的振幅是；质点c沿y轴方向振动，不会运动到d点；根据带动法或平移法等，可知质点d的速度方向竖直向上
4．【答案】A
【解析】由题可知，将玻璃砖缓慢转过角时，恰好没有光线从面射出，说明光线发生了全反射，此时的入射角恰好等于临界角，而入射角，则可得到临界角，由得：．
5．【答案】B
【解析】由题中图像可知，质点D处为两波谷相遇，是加强点，选项A错误：此时质点A在加强后的最高点，质点D在加强后的最低点，由叠加关系可知质点在该时刻的高度差为，选项B正确；由于两波的频率相等，叠加后会形成稳定的干涉图样，所以质点始终是加强点，质点始终是减弱点，选项C错误；质点C为减弱点，振幅为两振幅之差，为，选项D错误．
6．【名师解析】电阻R和电动机M串联，流过两用电器的电流相同．电阻R跟电动机M线圈的电阻相等，则由焦耳定律可知两者产生的热量相等，则．电动机正常工作时为非纯电阻用电器，消耗的电能绝大部分转化为机械能，所以电流通过电动机M做的功要大于电流通过电阻R做的功，．，，则，故选项B正确．
7．【答案】C
【解析】设加速电场电压为，偏转电压为U，极板长度为L，间距为d，电子加速过程中，由，得，电子进入极板后做类平抛运动，时间，由此可判断C正确．
8．【答案】D 甲乙速度相等时，弹簧压缩最短，弹性势能最大，而此时动量并不相等，A、B错；设最终甲乙的速度分别为和根据动量守恒定律，能量守恒定律，解得，，可知最终二者的速度大小是相等的，但是方向相反，C错；根据动能公式可知，最终乙的动能是甲得倍，D正确．
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
题次 9 10 11 12 13
选项 AB AC BC AD AB
9．【答案】AB
【解析】由动量定理可得：，解得．时物块的速率为，故A正确；时物块的动量大小，时物块的动量大小为，时物块的动量大小为，所以时物块的速度为，故B正确，C、D错误．
10．【答案】AC
【详解】A．甲摆的振幅为，乙摆的振幅为，则甲摆的振幅比乙摆大，故A正确；B．虽然甲摆的振幅比乙摆大，但由于两单摆的质量未知，所以无法比较机械能的大小，故B错误；C．由题图看出，两单摆的周期相同，同一地点g相同，由单摆的周期公式知甲、乙两单摆的摆长l相等，故C正确；D．由单摆的周期公式得由于单摆的摆长不知道，所以不能求得当地的重力加速度，故D错误；
11．【答案】BC
【解析】由题图可知当波向右传播时，在时间内波传播的距离为波速为．当时，，C正确；当波向左传播时，在时间内波传播的距离为，波速为．
12．【答案】AD 沿电场线方向电势降低可知A正确；由图可知电场力做正功，速度变大，D正确．
13．【答案】AB
【解析】根据电路图可知，A板带负电，B板带正电，原来油滴恰好处于静止状态，说明油滴受到的竖直向上的电场力刚好与竖直向下的重力平衡；当S闭合，若将A板向上平移一小段位移，则板间间距d变大，而两板间电压U此时不变，故板间场强变小，油滴所受合力方向向下，所以油滴向下加速运动，而根据可知，电容C减小，故两板所带电荷量Q也减小，因此电容器放电，所以G中有的电流，选项A正确；
在S闭合的情况下，若将A板向左平移一小段位移，两板间电压U和板间间距d都不变，所以板间场强E不变，油滴受力平衡，仍然静止，但是两板的正对面积S减小了，根据可知，电容C减小，两板所带电荷量Q也减小，电容器放电，所以G中有的电流，选项B正确；若将S断开，两板所带电荷量保持不变，板间场强E也不变，油滴仍然静止，选项C错误；
若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，两板所带电荷量Q仍保持不变，两板间间距d变小，根据，和，可得，显然，两板间场强E不变，所以油滴仍然静止，G中无电流，选项D错误．
三、实验题（14题10分，15题10分，共20分．）
14．A题：（1）
（2）1.5
解析：
（3）偏小 若位置画的偏左，则的连线与交点偏右，导致折射角偏大，折射率偏小．
B题：（4）11.1 15.6 0.75
（5） （6）变小
14．（1）
（2）A E
（3）
（4）管线的长度
15．解析（4）
．
（5）由得
（6）由知频率高的单色光波长短，所以根据判断出干涉条纹间距将变小．
答案 （4）11.1 15.6 0.75 （5） （6）变小
四、计算题（16题10分，17题12分，18题14分，共36分．）
16．解：（1）
（2）如图所示．
（3）鱼群与渔船的距离
代入数据得．
17．解：（1）单色光在面上发生折射，根据折射定律得
又由以上两式得
折射角
（2）光在棱镜中的速度
（3）因光路如图所示，光在棱镜内传播的路径与平行，且
根据反射定律可知垂直射出，且
所以．
18．解：（1）设物块P沿滑下时末速度，由机械能守恒定律得
解得
物块P、Q碰撞，取向右为正，碰后P、Q速度分别为，则
解得：
故碰撞后瞬间物块Q的速度为，方向水平向右
（2）物块Q与小车相对静止时，共同速度为，系统水平方向动量守恒，则
解得：
物块Q从开始运动到与小车相对静止过程，系统能量守恒，设动摩擦因数为
解得：
经分析，物块Q滑至C点与小车共速时，则半径R最小
解得：．