1、湖南省益阳市2022-2023学年高二上期末物理试卷一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）1. 一名中学生（质量约为50kg）参加校运会跳高比赛，以1.80m的成绩打破校运会纪录。已知该学生采用“背越式”越过横杆落在身后1m高的海绵垫上经0.2s静止。请你估算该学生对海绵垫的平均冲击力约为（）A. 100NB. 500NC. 1000ND. 1500N【答案】D【解析】【详解】由，解得学生落到海绵垫子上的速度大小由动量定理可得解得海绵垫对学生的平均冲击力约为由牛顿第三定律可知该学生对海绵垫的平均冲击力约为1500N。故选D。2. 关于光现象及其应用，下列说法正确的是（）A. 通过两支
2、铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象B. 泊松亮斑是由光的干涉产生的C. 一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，频率变低D. 光的偏振现象说明光是一种纵波【答案】A【解析】【详解】A通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项A正确；B泊松亮斑是由光的衍射产生的，选项B错误；C一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，频率不变，选项C错误；D光的偏振现象说明光是一种横波，选项D错误。故选A。3. 如图所示，质量为m物体在一个与水平方向成角的拉力F作用下，沿水平面向右匀速运动，已知重力加速度大小为g，下列关于物体在时间t内所受
3、力的冲量正确的是（）A. 拉力F的冲量大小为FtB. 拉力F的冲量大小为C. 摩擦力的冲量大小为FtD. 重力的冲量大小为0【答案】A【解析】【详解】AB由冲量的定义知，拉力F的冲量大小为故A正确，B错误；C由平衡条件可得摩擦力的大小则摩擦力的冲量大小为故C错误；D由冲量的定义可知，重力的冲量大小为故D错误。故选A。4. 如图所示是两个理想单摆的振动图像，纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移。下列说法中正确的是（）A. 时，两单摆的回复力最大B. 乙摆球在第1s末和第3s末速度相同C. 甲、乙两个摆的摆长之比为D. 甲摆球位移随时间变化的关系式为【答案】D【解析】【详解】A时，两单摆处于平衡位置，该
4、位置的回复力为零，A错误；B乙摆球第1s末和第3s末速度大小相等方向相反，B错误；C由单摆的周期公式可知得甲、乙两个摆的摆长之比为C错误；D由图可知，甲摆的振幅为，周期为，且零时刻位于平衡位置并开始向上运动，故甲摆球位移随时间变化的关系式为D正确。故选D。5. 如图，正方形线框MNPQ由四根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框MNPQ受到的安培力的大小为（）A. 4FB. C. D. 【答案】C【解析】【详解】由已知条件可知MNPQ边的有效长度与MN相同，等效后的电流方向也与MN相同，
5、MNPQ边的电阻等于MN边电阻的3倍， 两者为并联关系，设MN中的电流大小为I， 则MNPQ边中的电流为，设MN的长为L，由题意知所以MNPQ边所受安培力为方向与MN边所受安培力的方向相同，故线框MNPQ受到的安培力的大小为故选C。6. 两列频率相同、振幅分别为5cm和7cm的横波发生干涉时，某一时刻的图样如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，关于K、M、N三点的下列说法中正确的是（）A. 质点K为振动减弱的点B. 质点N的振幅为2cmC. 经过一段时间，质点M、N的位移大小不可能相等D. 由图中时刻再经过半周期时，质点M的位移为零【答案】B【解析】【详解】A质点K为波谷与波谷的相遇点，为振动
6、加强点，故A错误；B图中N点实线与虚线相遇，为振动减弱点，振幅为故B正确；CM点是振动加强点，N点是振动减弱点，此时M点的位移为12cm，N点的位移为2cm，由于M、N一直在振动，所以经过一段时间，质点M、N的位移大小可能相等，故C错误；D图中时刻M点在波峰，经过周期，质点M回到平衡位置，位移为零，故D错误。故选B。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）7. 如图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点；图乙为质点Q的振动图像。则下列说法正确的是（
7、）A. 该波沿x轴负方向传播B. 该波的传播速度为40m/sC. 从到质点P通过的路程等于30cmD. 从到，该波传播的距离为6m【答案】BD【解析】【详解】A在t=0s时，由乙图知质点Q正向上运动，根据波形可知该波沿x轴正方向传播。故A错误；B由图可知，波长，则波的传播速度为故B正确；C在t=0s时，质点P沿y轴负方向运动。从t=0s到t=0.15s，质点P经历了四分之三个周期，质点初始位置不在平衡位置或最大位移处，其通过的路程不是三个振幅30cm，故C错误；D在t=0.1s到t=0.25s的时间内，波沿x轴方向传播的距离为故D正确。故选BD8. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止
8、开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图，则（）A. 内合外力F的冲量为B. 时物块的动量大小为C. 时物块的动能为零D. 时间内F对物块所做的功为36J【答案】BC【解析】【详解】AC内合外力F的冲量为根据动量定理可得解得时物块速度为可知时物块的动能为零，故A错误，C正确；B内根据动量定理有解得时物块的动量大小为故B正确；D由上分析可知，物体的初末速度均为零，根据动能定理可知，时间内F对物块所做的功为零，故D错误。故选BC。9. 如图所示，ABCO为半圆柱体玻璃的横截面，AC为直径，O为AC中点，AC长为d。一束激光从圆弧面沿平行于截面方向射向O点，光在真空中的速度为c，当时，恰好观察不到从
9、上表面射向空气的光线，则（）A. 玻璃的折射率为1.25B. 玻璃的折射率约为1.67C. 激光在玻璃中的传播速度为D. 为37时，激光在玻璃中的传播时间为【答案】BD【解析】【详解】AB由题知当光线与界面AB的夹角为53时，恰好观察不到从界面AB射向空气的光束，则说明此时光线发生了全反射，有，C=37代入数据有n=1.67故A错误、B正确；C根据波速与折射率的关系有故C错误；D由于为37时激光在玻璃中的传播的距离s=2R=d根据选项C有故D正确。故选BD。10. 磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能。下图是它的示意图：平行金属板M、N之间有一个很强的磁场，将一束等离子体
10、（即高温下电离的气体，含有大量正、负离子）喷入磁场，M、N两板间便产生电压。如果把M、N和用电器R连接，M、N就是直流电源的两个电极。设M、N两板间的距离为d，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向射入M、N两板之间，则下列说法中正确的是（）A. M是直流电源的正极B. N是直流电源的正极C. 电源的电动势为D. 电源的电动势为【答案】BC【解析】【详解】AB等离子体进入磁场后，根据左手定则，知正离子向下偏，负离子向上偏，所以N板带正电，M板带负电，A错误，B正确；CD最终离子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有所以电动势C正确， D错误。故选BC。三、实验题（本题共2小题，每空2
11、分，共16分）11. 某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验，在小车A的前端粘有橡皮泥，设法使小车A做匀速直线运动，然后与原来静止的小车B相碰并黏在一起继续做匀速运动，如图所示，在小车A的后面连着纸带，电磁打点计时器的频率为50Hz。（1）长木板右端下面垫放一小木片的目的是_。（2）若已得到打点纸带如图所示，并测得各计数点间的距离。则应选图中_段来计算A碰前的速度，应选_段来计算A和B碰后的速度。（3）已测得小车A的质量，小车B的质量，则由以上数据可得碰后AB总动量为_kgm/s（结果保留两位有效数字）。【答案】 . 平衡摩擦力 . BC . DE . 0.42【解析】【详解
12、】（1）1长木板右端下面垫放一小木片的目的是平衡摩擦力；（2）2 3因为小车A与B碰撞前、后都做匀速运动，且碰后A与B黏在一起，其共同速度比A原来的速度小，所以，应选点迹分布均匀且点距较大的BC段计算A碰前的速度，选点迹分布均匀且点距较小的DE段计算A和B碰后的速度。（3）4由题图可知，碰后A、B的共同速度分别为vA=vB=m/s=0.695m/s碰撞后mAvAmBvB=（mAmB）vA=（0.400.20）0.695kgm/s=0.42kgm/s12. 本学期我们在光的学习中做过如下的实验探究，请根据实验探究回答下列问题。（1）如图所示为“用双缝干涉测量光的波长”装置示意图，示意图中有三个光
13、学元件的名称空缺，关于它们的说法正确的是_（填选项前的字母）。A.是双缝，是滤光片 B.是单缝，是双缝 C.是双缝，是单缝（2）若条纹看起来较模糊，要使条纹变得清晰，下列操作可行的是_A. 增大单缝与双缝间的距离B. 改用间距更小的双缝C. 转动测量头到合适位置D.调节拨杆使单缝和双缝平行（3）在测量某单色光的波长时，所得图样如图甲所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心，测量头的示数如图乙所示，读数为_mm。已知双缝挡板与光屏间距为1m，双缝相距0.2mm，测得相邻两条亮条纹之间的间距为3.260mm，则所测单色光的波长为_m。【答案】 . B . D . 2.335（均可）
14、. 【解析】【详解】（1）1实验装置的安装顺序为光源、滤光片、单缝、双缝，故是滤光片，是单缝，是双缝。故选B。（2）2A条纹是模糊还是清晰与单缝与双缝间的距离无关，故A错误；B双缝间距只影响干涉条纹的宽度，与清晰度无关，故B错误；C测量头的位置与条纹间距、条纹的清晰度都无关，故C错误；D单缝与双缝不平行时，可以看做无数距离双缝中心线不等的点光源，经过双缝干涉，由于光源到双缝的距离差连续变化，产生的明暗相间干涉条纹重叠后就没有清晰的干涉图样，所以想得到清晰的干涉图样，需调节拨杆使单缝和双缝平行，故D正确。故选D；（3）3螺旋测微器的精确值为0.01mm，图乙读数为4由可得四、计算题（本题共3小题
15、，第13题12分，第14题12分，第15题16分。要有必要的文字说明和解题步骤，只有结果不计分。）13. 如图所示，两根间距为L的金属导轨平行固定在绝缘水平面上，导轨的左端接有电动势为E、内阻为r的电源，导轨自身的电阻可忽略不计。导轨平面处于磁感应强度为B匀强磁场中，B与水平方向的夹角为。质量为m、导轨间电阻为R的金属棒ab静止在导轨上。闭合开关，金属棒ab仍保持静止。求：（1）金属棒ab受到安培力的大小； （2）金属棒ab受到摩擦力的大小和方向。【答案】（1）；（2），向右【解析】【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得得（2） 由平衡条件得 得向右。14. 如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度为B
16、，方向垂直纸面向里，MN、PQ为磁场的边界，磁场区域宽度为d。一束电荷量为e的电子以速度v垂直磁场边界射入磁场中，穿出磁场时速度方向与磁场右边界夹角为。不考虑电荷之间的相互作用力，求：（1）穿越磁场时的轨道半径；（2）电子的质量；（3）穿越磁场的时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设电子做匀速圆周运动的半径为r，由几何知识得（2）由牛顿第二定律得解得（3）由几何关系可得粒子作圆周运动的圆心角为，穿越磁场的时间为15. 如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块A上，另一端与滑块B接触但未栓接，该整体静止放在光滑水平面上。现有一滑块C以8m/s的速度向右与滑块A发生碰撞（时间极短
17、）并与A粘在一起压缩弹簧推动滑块B向前运动，经一段时间，滑块B脱离弹簧并滑到静止在光滑平面上的长木板上，长木板上表面与滑块所在平面等高。已知，长木板质量、长，滑块B与长木板之间的滑动摩擦因数。求：（1）滑块C与滑块A碰撞结束瞬间的速度；（2）被压缩弹簧的最大弹性势能；（3）滑块B在长木板上滑动时产生的热量。【答案】（1）4m/s；（2）8J；（3）4J【解析】【详解】（1）设C与A碰撞结束时，速度为，以AC为系统，由动量守恒定律得得（2）设弹性势能最大时，系统的速度为v2，由动量守恒定律和能量守恒定律得得（3）当B与弹簧分离时，设AC的速度为，B的速度为v4，则得若B与长木板达到共速，设共同速度为，则得若未达到共速，则，则
