湖南省益阳市2021-2022学年高二上学期期末物理试题（解析版）

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益阳市2021年高二下学期普通高中期末考试物理试卷注意事项：1.本试卷包括试题卷和答题卷两部分。试题卷共6页，时量75分钟，满分100分。2.答题前，考生务必将自己的姓名、考号填写在本试题卷和答题卡指定位置，并认真核对答题卡条形码上的姓名、考号和科目。3.选择题和非选择题均须按答题卡的要求在答题卡上作答，在本试题卷和草稿纸上作答无效。4.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。一、选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1.打篮球是同学们非常喜爱的运动。如图所示，小明同学原地站立投篮时，对篮球的作用力大小为F，方向与水平面成θ角，作用时间为t。则（　　）A.篮球受到F的冲量方向水平向右B.篮球受到F的冲量大小是FtC.篮球受到F的冲量大小是FtcosθD.小明受到地面摩擦力的冲量为0【答案】B【解析】【详解】ABC．篮球受到F的冲量方向与水平面成θ角，篮球受到F的冲量大小为故AC错误，B正确；D．根据受力平衡可知，小明受到地面摩擦力不为0，则小明受到地面摩擦力的冲量不为0，故D错误。故选B。2.一质量为2kg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的变化如图所示，则（　　）第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

1A.t=1s时物块的动量大小为2kg·m/sB.t=2s时物块的动能为2JC.t=4s时物块的动量大小为1kg·m/sD.若只增大物体的质量，则在相同时间内物体获得的动量将减小【答案】C【解析】【详解】根据动量定理：而F-t图像的面积等于力F的冲量，等于物体动量的变化。A．则由图像可知，t=1s时物块的动量大小为p1=1×1N∙s=1kg·m/s选项A错误；B．同理可知，t=2s时物块的动量大小为p2=mv2=1×2N∙s=2kg·m/s则速度v2=1m/s，动能为选项B错误；C．t=4s时物块的动量大小为p4=(1×3-1×2)N∙s=1kg·m/s选项C正确；D．根据动量定理，动量的变化等于合外力的冲量，与物体的质量无关，则若只增大物体的质量，则在相同时间内物体获得的动量将不变，选项D错误。故选C。3.质量为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示，则（　　）第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

2A.碰撞前的速度为B.C.质量为的物体在碰撞过程中动量变化量为D.两物体的碰撞是非弹性碰撞【答案】B【解析】【详解】A．根据图像中，斜率表示速度，由图可知，碰撞前的速度为故A错误；BC．根据图像中，斜率表示速度，由图可知，碰撞后的速度为0，碰撞前的速度为碰撞后的速度为由动量守恒定律有代入数据解得质量为的物体在碰撞过程中动量变化量为故C错误，B正确；D．由公式可得，碰撞前系统的总动能为第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

3碰撞后系统的总动能为则两物体的碰撞是弹性碰撞，故D错误。故选B。4.如图所示为某弹簧振子做简谐运动的图像，下列说法正确的是（　　）A.0.4s和0.6s时，弹簧振子相对平衡位置的位移、速度、动能都相等B.0.1s～0.3s内振子做加速度增加的加速运动C.0.3s～0.5s内振子的势能增大D.t=4s内振子通过的路程为40cm【答案】C【解析】【详解】A．根据图像可知0.4s和0.6s时，弹簧振子相对平衡位置的位移相同；速度大小相等，方向相反；动能相等，故A错误；B．0.1s～0.3s内振子从负的最大位移运动到平衡位置，振子做加速度减小的加速运动，故B错误；C．0.3s～0.5s内振子从平衡位置运动到正的最大位移，振子的势能增大，故C正确；D．根据图像可知周期为，由于t=4s内振子通过的路程为故D错误。故选C。5.如图，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，a光和b光分别从B、C点射出。则（　　）第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

4A.玻璃对a光的折射率比对b光的折射率小B.在真空中，a光的传播速度比b光大C.在玻璃中，a光的传播速度比b光小D.向右平移入射光线AO，a光在玻璃中一定会发生全反射【答案】C【解析】【详解】A．由图可知a光和b光入射角相同，而a光的折射角小于b光的折射角，根据折射定律可知a光的折射率较大，故A错误；B．在真空中，a光和b光的传播速度速度都为光速，故B错误；C．由于a光的折射率大，根据可知在玻璃中，a光的传播速度比b光小，故C正确；D．设a光在该玻璃中的折射率为，则由于入射角未知，因此a光在圆弧上的入射角未知，向右平移入射光线AO时，a光在圆弧上的入射角不一定大于或等于临界角，a光在玻璃中不一定会发生全反射，故D错误。故选C。6.如图所示，长为2L的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B。当在导线中通以电流Ⅰ时,该V形通电导线受到的安培力为（　　）A.2BILB.C.D.BIL第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

5【答案】D【解析】【详解】根据题意，由图可知，导线的有效长度为该形通电导线受到安培力大小为故选D。7.在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。当磁感应强度随时间按乙图变化时，导体环中感应电流随时间变化的图像是（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】根据题意，由图乙可知，内，磁感应强度均匀变化，由法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生恒定的感应电流，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向为逆时针（与正方向相反）；同理可知，内，线圈中同样产生恒定的感应电流，线圈中感应电流方向为顺时针（与正方向相同）。故选A。第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

68.波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于同一均匀介质中的A、B两点，AB=1.6m。两波源产生的简谐横波沿直线AB相向传播，波速为4m/s。已知两波源振动的初始相位相同，则A、B间合振动振幅最小的点的个数为（　　）A.1个B.2个C.3个D.4个【答案】D【解析】【详解】两列波的波长为以A为坐标原点，设P为AB间的任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差为（）合振动振幅最小的点的位置满足（k为整数）联立可知，当时，可得当时，可得当时，可得当时即A、B间合振动振幅最小的点的个数为4个。故选D二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）9.下列关于光的有关说法正确的是（　　）A.光的偏振现象说明光是一种横波B.波长越短越容易发生衍射现象C.光的干涉条纹等间距，光的衍射条纹不等间距第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

7D.光的干涉现象能够说明光具有波动性，光的衍射现象不能说明光具有波动性【答案】AC【解析】【详解】A．光的偏振现象说明光是一种横波。故A正确；B．波长越长越容易发生衍射现象。故B错误；C．光的干涉条纹等间距，光的衍射条纹不等间距。故C正确；D．光的干涉现象和衍射现象都能够说明光具有波动性。故D错误。故选AC。10.在本校实验室中有个实验仪器如图甲所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上，B摆和E摆的摆长相等。如图乙所示是E单摆做受迫振动时的共振曲线，它表示振幅与驱动力的频率的关系（摆角不超过5°，重力加速度g取π2）。则（　　）A.C摆的固有频率小于0.5HzB.E单摆的摆长的大小为1mC.让B摆先摆动起来，振动稳定后C单摆的振幅最大D.将此装置从益阳移至北京清华大学的实验室中，E摆共振曲线的“峰”将向左移动【答案】AB【解析】【详解】A．图乙所示是E单摆做受迫振动时的共振曲线，由乙图可知，E单摆的固有频率。由甲图可知C单摆的摆长比E单摆的摆长长，由单摆周期公式可知，C单摆的固有周期比E单摆的固有周期长，故C单摆的固有频率小于E单摆的固有频率，A正确；B．由可知第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

8解得B正确；C．当驱动力的频率与固有频率相等时，单摆的振幅最大。B摆和E摆的摆长相等，固有频率相等，故让B摆先摆动起来，振动稳定后E单摆的振幅最大，C错误；D．将此装置从益阳移至北京清华大学的实验室中，维度变高，重力加速度变大，由单摆周期公式可知，单摆固有周期变小，固有频率变大，故E摆共振曲线的“峰”将向右移动，D错误。故选AB。11.如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆。将开关闭合，让杆ab由静止开始自由下落，则金属杆ab自由下落过程中的速度v、加速度a和安培力F随时间t变化的图像可能正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】BC【解析】【详解】运动过程中金属杆受竖直向下的重力和向上的安培力，其中根据牛顿第二定律可知即第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

9可知，在金属杆由静止自由下落过程中，加速度随速度的增大而减小，则金属杆做加速度逐渐减小的加速运动，当金属杆所受的安培力与重力相等之后做匀速直线运动。故选BC。12.同学们利用图示装置测量某种单色光波长。若双缝的间距为d=0.30mm，屏与双缝间的距离为l=900mm，用测量头测量条纹间的宽度,转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，手轮的读数如图甲所示，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第6条亮条纹，手轮的读数如图乙所示。则（　　）A.相邻两亮条纹的间距约为1.99mmB.这种光的波长约为7.97×10-7mC.若将该装置由真空移至水中，相邻亮条纹间距变大D.测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐【答案】BD【解析】【详解】A．螺旋测微器先读固定刻度再读可动刻度，对准第1条亮条纹，手轮的读数为2.245mm,对准第6条亮条纹，手轮的读数14.195mm，相邻两亮条纹的间距约为故A错误；B．根据相邻两亮条纹间距公式解得故B正确；C．若将该装置由真空移至水中，根据可知波速减小，根据第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

10可知波长变小，根据相邻两亮条纹间距公式可知相邻亮条纹间距变小，故C错误；D．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划中心刻线与该亮纹的中心对齐，减小误差，故D正确。故选BD。三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）13.实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。（1）在组装单摆时，下列措施对提高测量结果精度有利的是______（填字母代号）A.适当加长摆长B.质量相同、体积不同摆球，应选用体积较大的C.测出摆线长作为单摆的摆长D.多测几组数据，借助T2-L图像求重力加速度E.细线上端的两种悬挂方式中，应该采用乙图的悬挂方式（2）某小组通过改变摆线长度，测得摆线L和对应的周期T，画出图像T2-L应是如丙图中的图线______（选填①②③），图中截距a、b为已知量，则重力加速度的表达式=______。【答案】①.ADE②.①③.【解析】【详解】（1）[1]A．单摆的摆长越长，周期越大，适当加长摆长便于测量周期，提高测量精度，A正确；B．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较小的，可以减小空气阻力的影响，提高实验精度，B错误；C．单摆的摆长是悬挂点到摆球球心的距离，摆线长小于实际摆长，C错误；D．多测几组数据，借助T2-L图像求重力加速度，可以减小偶然误差，D正确；E．细线上端的两种悬挂方式中，应该采用乙图的悬挂方式，图甲的方式悬挂单摆运动过程中摆长会发生变化，E正确。故选ADE（2）[2]设摆球半径为，根据单摆的周期公式可知第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

11即由此可知图丙中的①与之对应[3]由图像及上述关系可知故14.某同学借助图甲所示装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。小车1前端贴有橡皮泥，后端与穿过打点计时器的纸带相连，接通打点计时器电源后，让小车1以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车2相碰并粘在一起，之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz，得到的纸带如图乙所示，已将各计数点之间的距离标在图上。（1）小车1碰撞前的速度大小为______m/s，两车碰撞后的速度大小为______m/s；（2）若小车1的质量（含橡皮泥）为0.4kg，小车2的质量为0.2kg，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是______kg·m/s，碰后两小车的总动量是______kg·m/s；（3）关于实验的操作与反思，下述说法正确的是______。A.两小车间的距离尽可能近些B.小车1的质量小于小车2的质量，对实验没有影响C.上述实验装置不能验证弹性碰撞规律【答案】①1.712②.1.140③.0.6848④.0.6840⑤.BC##CB【解析】【详解】（1）[1][2]相邻计数点之间的时间间隔第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

12小车1碰撞前的速度大小两车碰撞后的速度大小（2）[3][4]碰前两小车的总动量碰后两小车的总动量（3）[5]A．为了使得纸带上打出的点迹多一些，两小车间的距离尽可能远些，A错误；B．由于有橡皮泥，两小车发生的是完全非弹性碰撞，因此小车1的质量小于小车2的质量，对实验没有影响，B正确；C．根据上述，两小车发生的是完全非弹性碰撞，因此上述实验装置不能验证弹性碰撞规律，C正确。故选BC。四、计算题（本题共3小题，第15题10分，第16题10分，第17题12分。要有必要的文字说明和解题步骤，只有结果不计分。）15.一列简谐横波沿x轴传播，在t=0和t=0.10s时的波形分别如图中实线和虚线所示，P为介质中的一点。已知该波的周期T>0.10s。试问：（1）若波沿x轴负方向传播，质点P在t=0时刻沿什么方向振动？（2）这列波的波速为多少?【答案】（1）振动方向沿y轴正方向；（2）。【解析】【详解】（1）若波沿x轴负方向传播，t=0时刻P点的振动方向沿y轴正方向；（2）因为且，所以第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

13若波沿x轴正方向传播若波沿x轴负方向传播16.真空区域有宽度为l、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力)沿着与PQ夹角为30°的方向垂直磁场射入，刚好能垂直MN边界射出磁场。求粒子射入磁场的速度大小及在磁场中运动的时间。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）粒子运动轨迹如图所示由几何关系可得半径为第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

14根据洛伦兹力提供向心力，有解得（2）粒子运动轨迹对应的圆心角为粒子的运动周期为则粒子在磁场中运动的时间为17.光滑水平轨道上放置足够长的木板A（上表面粗糙）和滑块C，mA=mC=2kg。开始时A、C静止，质量为mB=1kg的滑块B以v0=15m/s的水平速度从左端滑上A，当A和B第一次达到共同速度后一起向右运动，之后A和C发生碰撞，经过一段时间，A和B再次达到共同速度后一起向右运动，且恰好不再与C碰撞。已知AB间动摩擦因数为0.5，g=10m/s2，求：（1）A、B第一次共速时的速度大小；（2）A和C发生碰撞后瞬间A的速度大小；（3）B相对A的滑行时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）A和C碰撞前，A、B动量守恒，规定初速度的方向为正方向，则有解得第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

15（2）A和C碰撞过程动量守恒碰后A和B动量守恒。若A和B共同速度后一起向右运动，恰好不再与C碰撞，则最终A、B的共同速度与C的速度相等，为v3解得（3）全程对B应用动量定理可得解得第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司

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