辽宁省辽阳市协作校2022-2023学年高二上学期期末物理试题（解析版）.docx

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高二物理试卷本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。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，将本试卷和答题卡一并交回。4．本试卷主要考试内容：人教版必修第三册，选择性必修第一册第二、三、四章。一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.2022年的诺贝尔物理学奖同时授予法国物理学家阿兰阿斯佩、美国物理学家约翰克劳泽及奥地利物理学家安东蔡林格。以奖励他们在量子纠缠、验证违反贝尔不等式及量子信息科学方面所作出的杰出贡献。现在量子的已开始进入我们的生活，下面那些物理量是量子化的（　　）A.一个可变电容器的电容B.一段导体的电阻C.一个物体的带电量D.电场中两点间的电势差【答案】C【解析】【详解】所谓量子化就是指数据是分立的不连续的，即一份一份的。A．可变电容器的电容可以通过正对面积的连续变化实现连续变化，A错误；B．导体的电阻可通过长度的连续变化实现连续变化，B错误；C．物体的带电量必须是元电荷的整数倍，是量子化的，C正确；D．电场中两点的电势差可以随着位置的变化而连续变化，D错误。故选C。2.频率不同的两束单色光1和2均以45°角从同一点射入一厚玻璃砖，它们的光路图如图所示。下列说法正确的是（）A.在玻璃砖中，单色光1的波长大于单色光2的波长B.在玻璃砖中，单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 C.单色光1通过玻璃砖所需的时间小于单色光2通过玻璃砖所需的时间D.光从玻璃砖射向空气发生全反射时，单色光1的临界角大于单色光2的临界角【答案】B【解析】【详解】A．由图可知单色光1比单色光2偏折厉害，则单色光1的折射率较大，频率较大，则单色光1的波长比较小，A错误；B．根据知，单色光1的折射率大，则单色光1在玻璃中传播速度小，B正确；C．设玻璃砖的厚度为d，光线从空气射入玻璃砖内折射角为r，光线在玻璃砖内传播的路程为s，传播的时间为t，由几何关系可得又因为联立以上式子求得由题知，光线1、2入射角i相等，光线1的折射角较小，所以单色光1通过玻璃砖所需的时间大于单色光2通过玻璃砖所需的时间，C错误；D．由可知，单色光1的折射率大，则光从玻璃砖射向空气发生全反射时，单色光1的临界角小于单色光2的临界角，D错误。故选B。3.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，时的波形图如图所示，此时波刚好传到c点，这列波的周期，a、b、c、d均是介质中的质点，下列说法正确的是（）第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 A.时，质点a的振动方向沿y轴正方向B.时，质点c的振动方向沿y轴负方向C.时，质点b的位移为D.波传播到质点d时，质点c通过的路程为【答案】A【解析】【详解】A．根据振动方向与传播方向位于曲线的同一侧，可知此时质点a的振动方向沿y轴正方向。A正确；B．因为，时质点c的振动方向与的振动方向相同，沿y轴正方向。B错误；C．t=0时，b点初位移为运动方向向下，设b点振动方程其中以t=0代入得初相则t=0.1s时，质点b的位移为C错误；D．波传到质点d时，经过，质点c通过的路程为。D错误；故选A。4.用伏安法测量某电阻时，如果采用如图甲所示的内接法电路进行实验，测得电阻值为第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 ，如果采用如图乙所示的外接法电路进行实验，测得电阻值为，表示待测电阻的真实值，则下列关系式正确的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】根据图甲可知，电流表选择内接法，由于电流表的分压原因，所测的电阻值两端的电压偏大，电流是通过所测电阻的电流，则根据欧姆定律，所测电阻值偏大，即根据图乙可知，电流表选择外接法，由于电压表的分流原因，所测电流偏大，由欧姆定律可知电阻测量值小于真实值，即即故选A。5.为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到迫使车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带，可有效降低车速，称为“洗衣板”效应。如果某路面上减速带的间距为，一辆固有频率为的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是（）A.汽车的速度越小，颠簸得越厉害B.汽车速度越大，颠簸得越厉害C.当汽车以的速度行驶时颠簸得最厉害D.当汽车以的速度行驶时颠簸得最厉害【答案】C第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 【解析】【详解】由可得当汽车以10m/s的速度行驶时，过减速带的频率与汽车的固有频率相同，发生共振，汽车颠簸得最厉害。故选C。6.如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线，直线C为电阻R两端电压与电流的关系图线，将电阻R分别接到a、b两电源上，下列说法正确的是（）A.a电源的电动势小于b电源的电动势B.a电源的内阻小于b电源的内阻C.R接到a电源上时比接到b电源上时消耗的功率大D.R接到b电源上时电源的输出功率比接到a电源上时电源的输出功率大【答案】C【解析】【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律可知电源的图像的纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示内阻，则故AB错误；CD．电阻R两端电压与电流的关系图线与电源a、b的图像的交点横纵坐标的乘积表示电阻R消耗的功率即电源的输出功率，由图可知接到电源上时，电阻R消耗的功率即电源的输出功率较小，C正确，D错误。故选C7.如图所示，边长为的正方形ABCD的中心在直角坐标系xOy的原点O，AD平行于x第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 轴，两电荷量均为的点电荷分别固定在G点和C点。已知静电力常量为k，A点电场强度大小为（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】由几何关系得，G点和A点之间的距离C点和A点之间的距离G点在A点产生的电场强度大小C点在A点产生的电场强度大小又和方向垂直，A点电场强度大小为故选D。8.如图所示，闭合矩形导体框在水平方向的匀强磁场中绕其竖直方向的对称轴匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，导体框的边长分别为a和b，转动的周期为T，导体框从图示位置开始转动并开始计时，则下列说法正确的是（）第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 A.因为磁通量是矢量，所以比较磁通量时需要考虑磁感线从面的哪一侧穿过B.0时刻穿过导体框的磁通量为0C.时刻穿过导体框的磁通量为D.时刻穿过导体框的磁通量为【答案】BD【解析】【详解】A．磁通量没有方向是标量，正负表示磁感线穿过平面的方向，A错误；B．0时刻矩形导体框与磁场方向平行，穿过导体框的磁通量为0，B正确；C．经过，线圈转过角度穿过导体框磁通量为C错误；D．经过，线圈转过角度穿过导体框的磁通量为D正确；故选BD。9.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是（）第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 A.时，振子的位移为B.末和末，振子的速度相同C.在时间内，振子的速度和加速度方向始终相同D.振子做简谐运动的表达式为【答案】CD【解析】【详解】A．t＝0.2s时，振子的位移为故A错误。B．由图像知，弹簧振子的周期为由图可得0.3s末和0.7s末，弹簧振子位移不同，则速度大小不相等，故B错误；C．根据周期性可知，在时间内振子的运动情况与0.4s～0.8s时间内相同，振子的速度和加速度方向始终相同，均指向平衡位置，故C正确；D．由图像得振幅为所以振子做简谐运动的表达式为故D正确。故选CD。10.如图所示，△ABC是一直角三棱镜的横截面，，。一细光束从边上的点以与边成45°角射入三棱镜，长度为，长度为，三棱镜的折射率，光在真空中的传播速度为，不考虑多次反射。下列说法正确的是（　　）第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 A.光在边上一定发生全反射B.光在边上可能发生全反射C.光在三棱镜中发生全反射的临界角为30°D.光在三棱镜中传播的时间为【答案】AD【解析】【详解】C．根据临界角的定义可知解得临界角故C错误；A．光线在AB界面上发生折射，光路图如图所示因故AB面折射角r=30°因为∠A=30°，所以△ADE是等腰三角形，根据几何关系可得光束在AC界面上的入射角i2=60°大于临界角，因此光线在AC边发生全反射。故A正确；第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 B．根据几何关系可知，光束从BC边垂直射出，出射光线与BC界面的夹角为90°。故B错误；D．由几何关系有AD=DE=a，AE=2ADcos30°，EF=(AC-AE)cos30°根据公式联立解得故D正确。故选AD。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.惠更斯在推导出单摆的周期公式后，用一个单摆测出巴黎的重力加速度，小华同学受此启发，在学习完单摆的相关知识后，他想到用单摆等器材测量出学校所在地的重力加速度。在测量过程中，他用到了以下的器材：长约1m的细绳、小钢球、铁架台、刻度尺、游标卡尺、手机秒表等。（1）按照图甲所示装置组装好实验器材，用刻度尺测量摆线（悬点到摆球最顶端）的长度；用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图乙所示，则该摆球的直径为__________mm。（2）关于本实验，下列说法正确的是__________。A.摆球应选用体积较小、质量较大的小球B.绳子的弹性越好越利于减小实验误差C.为了便于测量周期，摆角越大越好D.测量周期时，应从摆球到达最低点时开始计时（3）该同学测出不同摆长L和对应的周期T，并在坐标纸上作出T2一L图线如图丙所示，接着他计算出图线的斜率k，则学校所在地的重力加速度大小g=___________（用k和π表示）。【答案】①.14.15②.AD③.第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为（2）[2]为了减小空气阻力对实验的影响应选择质量大体积小的球，故A正确；要保证摆长不变，绳子不能选择弹性绳，故B错误；单摆周期公式在摆角很小时才成立，故C错误；测量周期时，应从摆球到达最低点时开始计时，故D正确；（3）[3]根据得斜率k，则12.在测定一组干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：A.电流传感器1；B.电流传感器2；C.定值电阻R0（阻值为3kΩ）；D.滑动变阻器R（最大阻值10Ω）；E.开关和导线若干。课外物理兴趣小组发现上述器材中没有电压传感器，但有两个电流传感器，于是共同设计了如图甲所示的电路来完成实验。（1）按图甲连接好电路后，闭合开关，电流传感器1的示数为I10，电流传感器2的示数为I20，被测电池组的内阻表示为r，则电池组的电动势E=______；（用I10、I20、R0和r表示）第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 （2）移动滑动变阻器的滑片P，获得多组电流传感器1和电流传感器2的数据。兴趣小组利用测出的实验数据作出I1一I2图像如图乙所示。在数据分析时，兴趣小组发现电流传感器1的示数I1总是远远小于电流传感器2的示数I2，经过共同讨论最后大家一致认为可以将_______（选填“I1”或“I2”）看成干路电流。兴趣小组继续分析图乙的图线，得出被测电池的电动势E=_____V、内阻r=______Ω。（结果均保留两位有效数字）【答案】①.②.③.4.5④.1.5【解析】【详解】（1）[1]由闭合电路欧姆定律可得（2）[2]由于电流传感器1的示数I1总是远远小于电流传感器2的示数I2，可以将I2看成干路电流。[3][4]由闭合电路欧姆定律可得整理得对比图像可得，斜率为在纵轴的截距为解得，13.如图所示，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边P点正上方的高度处，浮标Q离P点远，鱼饵灯M在浮标正前方处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知鱼饵灯M离水面的深度为。（1）求水的折射率n；（2）鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面P、Q间射出？第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设眼睛的位置为A，鱼饵灯发出的光从水中斜射出水面的入射角为，折射角为α，如图所示同理有由折射定律可得解得（2）由题意可得，只要光从Q点无法射出水面，则意味着光无法从P、Q之间射出水面。设光从水中射入空气时发生全反射的临界角为C，在Q点恰好发生全反射时鱼饵灯的深度为，则由几何关系得第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 解得14.S1、S2是同一种介质中相距10m的两个振动情况完全一致的相干波源，它们的振动方向垂直于所在的平面，它们的振动周期均为T=0.4s，在介质中形成的机械波的波速为v=5m/s。如图所示，已知∠S2=53°，S2、S之间的距离为6m，除S点外，在S2、S连线上还有其他振幅极大的点，其中距S最近的点为S3（图中未画出），取，。求：（1）波的波长；（2）S2、S3之间的距离。【答案】（1）2m；（2）4.2m【解析】【详解】（1）根据解得=2m（2）S点为振动加强点，根据几何关系可知：S1S=8m则S点到两波源的距离差为2m，故根据勾股定理有解得第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 15.如图所示，ABCD是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道，固定在竖直面内。以轨道的圆心O为坐标原点，沿水平直径AC方向建立x轴、竖直直径BD方向建立y轴。y轴右侧（含y轴）存在竖直向下的匀强电场。一质量为m、带电荷量为的小球（视为质点），从A点由静止开始沿轨道下滑，通过轨道最高点D后，又落回到轨道上的A点。不考虑小球之后的运动，不计空气阻力，重力加速度大小为g。（1）求电场强度的大小E；（2）求小球运动到C点时对轨道压力的大小；（3）将小球从圆弧AB间某处由静止释放，小球恰好能够通过D点，求小球释放点到B点的最小高度差。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设小球离开D点时的速度为，由D点落回到A点的时间为t，根据平抛运动规律有小球从A点运动到D点的过程中，根据动能定理有解得（2）设小球通过C点时的速度为，此时轨道对小球的弹力为，小球从A点运动到C第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 点的过程中，根据动能定理有根据牛顿第三定律可知，小球运动到C点时对轨道压力的大小解得（3）小球释放后到达D点时的速度为v，根据牛顿第二定律有小球从释放点运动到D点的过程中，根据动能定理有解得第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司