山东省青岛市城阳区2022-2023高二上学期期末统考物理试题（答案）考试试卷

青岛市城阳区2022-2023学年高二上学期期末统考物理试题
注意事项：
1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，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。写在本试卷上无效。
3. 考试结束后，只需要上交答题卡。
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. 关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是
A． 磁感线的疏密反映磁场的强弱
B． 磁感线总是从N极出发，到S极终止
C． 沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
D． 磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受到磁场力的方向
2. 甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示，下列说法正确的是
A． 甲速度为零时，乙速度也为零
B． 甲加速度最小时，乙速度最小
C． 任一时刻两个振子受到的回复力都不相同
D． 两个振子的振动频率之比
3. 四个相同的灵敏电流计分别改装成两个电流表、和两个电压表、，的量程大于的量程，的量程大于的量程，把它们接入如图所示的电路，闭合开关后
A．的读数比的读数小
B．指针偏转角度和指针偏转角度相同
C．的读数和的读数相同
D．指针偏转角度比指针偏转角度大
4. 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是
A． 安培力的方向必定与直导线垂直
B． 安培力的方向可以不垂直于磁场的方向
C． 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D． 将直导线弯成半圆形，安培力的大小将变为原来的倍
5. 光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是
A． 图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板
B． 若换用波长更短的单色光，其它条件不变，则图乙中的干涉条纹变密
C． 若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处有向上的凸起
D． 用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环
6. 1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱仪的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子（不计重力）由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，下列说法正确的是
A． 该束带电粒子带负电
B． 速度选择器的上极板带负电
C． 在磁场中运动半径越大的粒子，质量越大
D． 在磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小
7. 一位游客在栈桥边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为30cm，周期为3.6s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过15cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服登船的时间是
A． 0.6s B． 0.9s C． 1.2s D． 1.8s
8. 一玻璃砖横截面如图，ABOD是正方形，BC是四分之一圆弧，OB、OC为其半径，现将CD面置于水平桌面上，单色光a、b分别从AD平面和BC曲面水平入射，只考虑a、b第一次到达BC面的情况，下列说法正确的是
A． a光线的位置向上平移，在到达BC面时入射角变小
B． 从BC曲面进入玻璃砖的b光线会在BC面发生全反射
C． a光线的位置向上平移，在穿过玻璃砖后到达桌面位置距C变近
D． 若玻璃砖对a光折射率为1.8，从AD中点入射的a光线照射到BC面上将发生全反射
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 如图，电源内阻，在滑动变阻器的滑片P向上端滑动过程中，下列说法正确的是
A． 电压表示数增大，电流表示数减小 B． 电压表示数减小，电流表示数增大
C． 定值电阻消耗的功率增大 D． 电源输出功率先增大后减小
10. 甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速为2m/s，振幅相同，某时刻的图像如图所示，下列说法正确的是
A． 甲、乙两列波的起振方向相反
B． 甲、乙两列波的周期之比为
C． 再经过3s，平衡位置在处的质点振动方向向上
D． 再经过3s，两波源间（不含波源）有5个质点位移为0
11. 如图甲，物块a连接有轻弹簧静止于水平面上，物块b以一定初速度向左运动，通过弹簧与a发生相互作用。对于a、b两物块在相互作用过程中动量P随时间t的变化关系图像如图乙所示，下列说法正确的是
A． 物块a的质量大于物块b的质量
B． 乙图中的图线交点时刻弹簧压缩量最大
C． a、b两物块在相互作用过程中总动量保持不变
D． 乙图中的图线交点时刻物块b的速度大于物块a的速度
12. 如图，在一有理想单边界磁场的边界上有一粒子源，沿垂直磁场方向，以相同速率向磁场中发出了两种带正电的粒子a、b，a的速度垂直磁场边界，b的速度方向与a的速度方向夹角，已知ab两种粒子的比荷之比为，边界（虚线）右侧磁场足够大，则
A． 两粒子圆周运动的周期之比为
B． 两粒子在磁场中运动的时间之比为
C． 两粒子在磁场中运动的半径之比为
D． 两粒子离开磁场时的位置与粒子源的距离之比为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）某同学想在家里做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验，但没有合适的摆球。他找到了一块大小为3cm左右、外形不规则的小石块代替小球。他设计了以下实验步骤：
A． 如图，用细线将石块系好，结点为M，将细线的上端固定于O点；
B． 用刻度尺测量OM间细线的长度l；
C． 将石块拉至一个大约的角度，然后由静止释放；
D． 从石块摆到最低点时开始计时，测出50次全振动的总时间t，由得出周期。
（1）以上实验步骤中有错误的是___________，理由是___________；
（2）若该同学用OM的长l作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）
（3）若该同学改正了错误，改变OM间细线的长度后做了两次实验，记下每次相应的细线长度、和周期、，则由上述四个量得到的重力加速度表达式是g=___________。
14.（9分）某实验小组要在实验室中用伏安法精确测量一未知电阻的阻值，除待测电阻、多用电表、电键、导线外，实验室还提供了如下器材；
A． 电流表0~0.6A（内阻约0.5Ω）
B． 电压表0~15V（内阻约10kΩ）
C． 滑动变阻器（阻值范围0~5Ω）
D． 滑动变阻器（阻值范围0~1500Ω）
E． 电源，直流12V
（1）该小组同学先用多用表测量该电阻阻值，选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择___________倍率的电阻挡（填“×1”或“×），将欧姆表调零后再进行测量，多用表的示数如上图所示，测量结果为___________Ω；
（2）再用伏安法精确测量该电阻，下图四个电路中应该选用的是___________，其中滑动变阻器选择的是___________（填仪器前的字母代号）；
（3）选择正确的电路后，测量值与真实值相比___________（选填“偏大、相等、偏小”），误差来源是___________。
15.（8分）如图，甲为某一简谐横波在时刻的图像。处质点P的振动图像如图乙所示。求：
（1）该波的传播速度；
（2） 9.5s时质点P的位置坐标；
（3） 9.5s内质点P运动的路程。
16.（10分）如图，光滑水平面上质量为2m的物体A紧靠竖直墙壁，通过一劲度系数为k的轻质弹簧与物体B连接，质量均为m的B、C靠在一起但不粘连，开始时A、B、C均静止。现给C施加一水平向左的恒力F，使B、C一起运动。当弹簧某次压缩到最短时撤去恒力F，设弹簧始终没超出弹性限度，重力加速度为g。
（1）试证明恒力F作用过程中，B、C的运动为简谐运动，并计算出平衡位置；
（2）撤去恒力F后，求弹簧的最大弹性势能。
17.（12分）在如图所示平面坐标系的第四象限内，紧贴xy轴放置了一块长方体的玻璃砖（图中未画出），有一束入射光通过A点并平行于纸面照射到玻璃砖上，在与x轴平行的两个玻璃砖表面上都发生了反射和折射，我们在4根较亮的光线上各标注了一个点，坐标分别为A（0，3）、B（14，4）、C（18，4）、D（10，-5），ABCD四个点皆在玻璃砖外部，光在真空中的传播速度，求：
（1）玻璃砖沿y轴方向上的厚度d；
（2）该玻璃砖的折射率n；
（3）光在玻璃砖内运动的时间。
18.（15分）如图，在xoy平面坐标系第一、四象限内存在一个圆心为坐标原点的圆环状的均匀辐向电场，圆环宽度为R，电场中各点电势为，式中C为正的已知常量，l为该点到圆心O的距离。在y轴左侧，圆心为（-R，0）、半径为R的虚线圆内分布着方向垂直于圆面向外的匀强磁场，在处有一竖直放置的足够长的荧光屏。今在圆弧的点放置一个粒子源，能不断释放质量为m、电荷量为q的粒子，粒子穿出磁场后偏转了，忽略粒子初速度，不计粒子重力和粒子间的相互作用力。
（1）求磁场的磁感应强度；
（2）粒子打在荧光屏上的点到x轴的距离；
（3）若将粒子源沿x轴移动一段距离后射出的粒子恰好平行y轴射出磁场，求粒子源此时在x轴上的位置；
（4）调整磁场的磁感应强度，将粒子源沿第一象限内环形电场外边界缓慢移动，所有离子均能够平行y轴射出磁场，求粒子在磁场区域扫过的面积。
高二物理答案及评分标准
一、单项选择题：本大题共8小题，每小题3分，共24分。
1. A 3. B 4. A 5. B 6. D 7. C 8. C
二、多项选择题：本大题共4小题，每小题4分，共16分，选不全得2分，有选错得0分。
9. AC 10. AB 11. ACD 12. BC
三、非选择题
13.（6分）
（1）C（1分）；摆角过大，已不能将小球的运动看作简谐运动。（1分）
（2）偏小（2分）
（3）或（2分）
14.（9分）
（1）×1（2分）；30（2分）
（2）丙（2分）；C（1分）
（3）偏小（1分）；电压表的分流（1分）
15.（8分）
（1）由图像可知：，波长。。。。。。。。。。（2分）
则波的传播速度：。。。。。。。。。。。（2分）
（2）质点位置与时间的关系式为：。。。。。。。。（1分）
当，因此坐标为（3m，-1cm）。。。。。。。。。。（1分）
（3）当内质点走过的路程。。。。。。。。（2分）
评分标准：第1问，4分；第2问，2分；第3问，2分。共8分。
16.（10分）
（1）在平衡位置；有。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
规定向左为正，当BC向左偏离平衡位置为x时
回复力（即合外力）为
综上解得，因此得证。。。。。。。。。。。。（2分）
（2）撤去F后，B、C回到弹簧原长处：
由简谐振动的知识可知：弹簧压缩到最短时，BC前进的位移。。。。。。。（1分）
。。。。。。。。。。。。。。（1分）
解得：。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
到弹簧最长时AB共速：。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
根据能量守恒：。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
解得：。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
评分标准：第1问，4分；第2问，6分。共10分。
17.（12分）光路图如图所示
（1）由几何知识可知△AOE与△BEF相似
且（1分）
解得。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
设玻璃砖厚为d
△AOE与△DMH相似
，解得：。。（2分）
（2）入射角的正弦；。。。。。。。。。。。。。。（1分）
折射角的正弦：。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
折射率：。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
（3）光在玻璃砖内地传播速度。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
经过的路程：。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
所用的时间：s.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2分）
评分标准：第1问，4分；第2问，4分；第3问，4分。共12分。
18.（15分）
（1）扇形电场的电势差为：。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
粒子在加速电场中根据动能定理有；。。。。。。。。。。。（1分）
解得速率：。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
粒子在磁场中的运动轨迹如右图所示，可得粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径：
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
由：。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
解得：。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
（2）打到荧光屏上的竖直高度为：。。。。。。。（2分）
（3）当竖直穿出磁场时，粒子在磁场中运动的半径为R
由于：
可知加速电压：。。。。。。。。。。。（2分）
可得：。。。。。。。。。（1分）
解得：。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）
（4）扫过的区域形状右图所示
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（3分）
评分标准：第1问，6分；第2问，2分；第3问，4分；第4问，3分。共15分。