江西省丰城市第九中学2021-2022学年高二(下)期末检测物理试题（日新班）（解析版）

丰城九中2021-2022日新高二下学期期末试卷总分：100分：考试时间：100分钟一、选择题（1-9为单选题，10-12为多选题；每题4分，共48分。）1.关于动量，以下说法正确的是（）A.做匀速圆周运动的质点，其动量不随时间发生变化B.匀速直线飞行的巡航导弹巡航时动量始终不变C.悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时，每次经过最低点时的动量均相同D.平抛运动的质点在竖直方向上的动量与运动时间成正比【答案】D【解析】【详解】A．做匀速圆周运动的质点，速度方向在随时变化，因此动量一直在变化，故A错误；B．匀速直线飞行的巡航导弹巡航时，在持续燃烧燃料质量在减小动量在减小，故B错误；C．悬线拉着的摆球在竖直面内摆动时，每次经过最低点时的速度方向会改变，动量不相同，故C错误；D．平抛运动的物体竖直方向动量与时间成正比，故D正确。故选D。2.竖直上抛物体的初速度大小与返回抛出点时速度大小的比值为k，物体返回抛出点时速度大小为v，若在运动过程中空气阻力大小不变，重力加速度为g，则物体从抛出到返回抛出点所经历的时间为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】设空气阻力大小为f，在上升过程中由动能定理，得在下降过程中由动能定理得且解得设向下为正方向，在上升过程中，由动量定理得在下降过程中，由动量定理得二式联立代入解得且则物体从抛出到返回抛出点所经历的时间为故C正确，ABD错误。故选C。3.最近，我国为“长征九号”研制大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3km/s，产生的推力约为4.8×108N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为（）A.1.6×102kg B.1.6×103kgC.1.6×105kg D.1.6×106kg【答案】C【解析】【详解】由动量定理得解得，1s时间内喷射的气体质量约为故选C。4.图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0.2s时刻的波形图，图乙为质点B的振动图像，下列说法正确的是（）A.从t=0到t=0.1s，该波沿x轴正方向传播了2cmB.在t=0时，质点A的速度方向和加速度方向均沿y轴负方向C.从t=0.2s到t=0.3s，质点B通过的路程等于5cmD.在t=0.1s时，质点C和质点D的速度相同【答案】C【解析】【详解】A．由图乙可知，0.2s时质点B正沿y轴负方向运动，此时质点B应位于波传播方向波形的上坡，所以该波沿x轴负方向传播，传播的距离为故A错误；B．由图乙可知，波的周期为0.4s，根据图甲可知，0.2s时质点A的速度方向和加速度方向均沿y轴负方向，根据简谐振动的特征可知半个周期前，即t=0时质点A的速度方向和加速度方向均沿y轴正方向。故B错误；C．t=0.2s时，质点B恰好位于平衡位置处，经过0.1s即四分之一周期，质点B通过的路程恰好为一个振幅，即5cm。故C正确；D．质点C和质点D平衡位置的距离恰好为半个波长，且根据波形可推知0.1s时二者均经过平衡位置，所以此时二者速度方向相反。故D错误。故选C。5.长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示。磁感应强度为B，板间距离为l，极板不带电。现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子打在极板上，可采用的办法是（）

A.使粒子的速度v< B.使粒子的速度v>C.使粒子的速度v> D.使粒子的速度<v<【答案】D【解析】【详解】如图所示

带电粒子刚好打在极板右边缘时，根据几何关系有在磁场中，由洛伦兹力提供向心力解得v1＝粒子刚好打在极板左边缘时，根据几何关系有解得v2＝综合上述分析可知，粒子的速度范围为<v<故D正确，ABC错误。6.如图所示，包含红、蓝两种颜色的一束复色光沿半径方向射入一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面的入射角为i，经过折射后射出到空气中，下列说法正确的是（）A.a光为红光，b光为蓝光B.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率C.在玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度D.若入射角i逐渐增大，则b光的折射光首先消失【答案】C【解析】【详解】ABC．光线a的偏折程度大，根据光路可逆结合折射定律公式可得其中γ是折射角，可知a光的折射率大；再根据公式可知a光在玻璃中的传播速度小。而a光的折射率大，说明a光的频率高，根据c=λfa光在真空中的波长较短，故C正确、AB错误；D．若改变光束的入射方向使i角逐渐变大，则折射光线a的折射角先达到90°，故a光先发生全反射，折射光线先消失，故D错误。故选C。7.如图，在磁感应强度为的匀强磁场中，两长直导线、垂直于纸面固定在直角三角形的顶点、处，是的中点。当两导线中均通有方向垂直纸面向外的电流时，点的磁感应强度为零。已知通电长直导线在周围某点产生磁场的磁感应强度大小与电流成正比、与该点到直导线的距离成反比。若将导线中的电流方向改为垂直纸面向里，则点的磁感应强度（）

A.方向垂直向上，大小为 B.方向垂直向上，大小为C.方向垂直向下，大小为 D.方向垂直向下，大小为【答案】B【解析】【详解】设导线中的电流在点处产生的磁场的磁感应强度为，则导线中的电流在点处产生的磁场的磁感应强度为，根据安培定则导线和导线中在点的磁感应强度的分别水平向右和竖直向下，则由点的磁感应强度为零，可知得到由几何关系可知，匀强磁场的方向沿由指向A，当将导线中的电流方向反向后，根据安培定则导线和导线中在点的磁感应强度的都垂直于AD斜向上，、中电流在点的磁感应强度方向相同均垂直向上，所以点的磁感应强度为解得由几何关系可知，合磁场方向竖直向上，选项B正确。故选B．8.图为水面上的两列相干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该时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），已知的振幅为4，的振幅为5，下列说法正确的是（）

A.质点A、D在该时刻的高度差为9 B.再过半个周期，质点B是振动加强点C.质点C的振幅为1 D.的振动频率小于的振动频率【答案】C【解析】【详解】A．两列波叠加，A、D均为振动加强的点，在该时刻，A在波峰，位移+9cm，D在波谷，位移-9cm，故质点A、D在该时刻的高度差为18cm。A错误；BC．质点B、C始终是振动减弱的点，振幅为1cm，B错误，C正确；D．两列波为相干波，的振动频率等于的振动频率，D错误。故选C。9.两列简谐横波分别沿x轴正向和负向传播，波速均为，两列波的波源分别位于坐标原点和处，振动方向沿y轴，只振动了一个周期且振幅均为2cm，质点P位于处。如图所示为时刻两列波的波形图，则（）

A.两列波的周期均为0.5sB.两列波波源的起振方向均沿y轴正方向C.0.5s时质点P到x轴的距离为零D.0.75s时x轴上的所有质点均处于平衡位置【答案】D【解析】【详解】A．由图可知，两列波的波长均为，由可得两列波的周期均为故A错误；B．由图可知，时两列波分别传播到和处，由“上下坡”法可判断出这两处质点的起振方向均沿y轴负方向，故两波源的起振方向也均沿y轴负方向，故B错误；C．0.5s时两列波向前传播的距离均为即两列波的波谷均到达质点P，因每列波的振幅均为2cm，由波的叠加原理可知，此时质点P到x轴的距离为4cm，故C错误；D．0.75s时两列波向前传播的距离为此时两列波刚好完全叠加在一起，由波的叠加可知，此时x轴上的所有质点均位于平衡位置，故D正确。故选D。10.如图所示，将透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，a、b两种单色细光束从P点射入，入射角θ＝45°，＝，若a光折射后恰好射至AD面上，b光从CD面射出，则（）A.在介质中b光的速度比a光的速度小B.该介质对a光的折射率n＝C.该介质对a光的折射率n＝D.若要a光在AD面上发生全反射，角θ的范围应满足＜θ≤E.改变入射角θ的大小，b光一定可以从AD面射出【答案】ACD【解析】【详解】A．由题意可知，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律可知，该介质对b光的折射率大于对a光的折射率，由v＝可知在介质中b光的速度比a光的速度小，A正确；BC．由题意可知，a光折射后恰好射至AD面上D点，如图所示，根据几何关系可知该介质对a光的折射率B错误，C正确；D．若要a光AD面上发生全反射，则有可得由可得可知D正确；E．该介质对b光的折射率大于对a光的折射率，由可知，b光的临界角小于a光的临界角，入射角越大则折射角越大，则在AD面上的入射角越小，因此当入射角等于90度时，可以知道b光在AD面上的入射角大于a光在AD面上的入射角，而a光都能在AD面上发生全发射，因此b光也能发生发生全反射，即射到AD面上的光都会发生全反射。故E错误；故选ACD。11.如图所示，半径为R的圆形区域内有磁感应强度大小为B、方向垂直于圆面向里的匀强磁场，A、C、D、E是圆的四个等分点，在A点的粒子源沿与AC成45°斜向上且垂直磁场的方向射出各种不同速率的带负电粒子，粒子的质量均为m。电荷量均为q。不计粒子受到的重力。下列说法正确的是（）A.若粒子从E、C两点间的圆弧射出，则粒子的速率应满足的条件为v>B.若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为C.若粒子从C、D两点间的圆弧射出，则粒子的速率应满足的条件为<v<D.当速度足够大时，粒子可能从A、E两点间的圆弧射出【答案】BC【解析】【详解】A．设粒子恰好从C点射出时的速率为v1，根据几何关系可知此时粒子运动的半径为根据牛顿第二定律有解得因为粒子速率越大，运动半径越大，所以若粒子从E、C两点间的圆弧射出，则粒子的速率应满足的条件为故A错误；B．若粒子从C点射出，则粒子在磁场中转过的圆心角为90°，运动时间为故B正确；C．设粒子恰好从D点射出时的速率为v2，根据几何关系可知此时粒子运动的半径为同A理可得若粒子从C、D两点间的圆弧射出，则粒子的速率应满足的条件为故C正确；D．当圆形区域内没有磁场时，粒子恰好从E点射出，当存在磁场时，粒子一定会向AE连线右侧偏转，所以无论粒子速度多大，也不可能从A、E两点间的圆弧射出，故D错误。故选BC。12.如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m，所带的电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向外，设小球的电荷量不变，小球由静止下滑的过程中（）A.小球加速度一直增加B.小球速度一直增加，直到最后匀速C.棒对小球的弹力一直减小D.小球所受洛伦兹力一直增大，直到最后不变【答案】BD【解析】【详解】小球由静止开始下滑，受到向左洛伦兹力不断增加。在开始阶段，洛伦兹力小于向右的电场力，棒对小球有向左的弹力，随着洛伦兹力的增加，棒对小球的弹力减小，小球受到的摩擦力减小，所以在竖直方向上小球受到重力和摩擦力作用做加速运动，其加速度逐渐增加，当洛伦兹力等于电场力时，棒对小球没有弹力，摩擦力随之消失，小球在竖直方向上受到的合力最大，加速度最大，随着小球速度继续增加，洛伦兹力大于电场力，棒对小球又产生向右的弹力，随着速度增加，洛伦兹力增加，棒对小球的弹力增加，小球受到的摩擦力增加，于是小球在竖直方向受到的合力减小，加速度减小，小球做加速度减小的加速运动，当加速度减小为零时，小球的速度不再增加，以此时的速度做匀速运动；综上所述，选项BD正确；故选BD。二、实验题（共2小题，共15分，13题第二问每空1分，其余每空2分）13.在“利用单摆测重力加速度”的实验中。（1）以下的做法中正确的是_____；A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线的长B．测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间C．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动；D．单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能小于10°；

（2）某同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用卡尺测得摆球直径如上图所示为___cm，则单摆的摆长为_____cm；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如上图所示为___s，则单摆的周期为_____s；当地的重力加速度为g=____m/s2；（3）实验中，如果摆球密度不均匀，无法确定重心位置，一位同学设计了一个巧妙的方法不计摆球的半径，具体作法如下：第一次量得悬线长L1，测得振动周期为T1；第二次量得悬线长L2，测得振动周期为T2，由此可推得重力加速度为g=_______。【答案】①.C②.2.125③.98.49④.99.8⑤.2.0⑥.9.72⑦.【解析】【详解】（1）[1]A．单摆的摆长为摆线长与小球半径之和，故A错误；B．测量单摆周期时应从平衡位置开始计时，可以减小偶然误差，故B错误；C．单摆摆动过程中应始终处于同一竖直平面内，故C正确；D．单摆振动时，应使摆角小于10°，故D错误。故选C。（2）[2]游标卡尺的读数为主尺读数+游标尺读数，故摆球直径为[3]单摆的摆长为[4]秒表的读数为[5]单摆的周期为[6]根据单摆的周期公式解得（3）[7]由题可知联立以上两式可解得14.小羽同学用图甲所示装置验证动量守恒定律（水平地面依次铺有复写纸和白纸）。实验时，先让入射球，多次从斜轨上C位置静止释放；然后，把被碰小球静置于轨道的末端，再将入射小球从斜轨上C位置静止释放，与小球相撞，多次重复此步骤，用最小圆圈法分别找到小球的平均落点M、P、N，图中O点为小球抛出点在水平地面上的垂直投影。（1）关于此碰撞实验，下列说法正确的是______（多项选择题）A．复写纸和白纸依次铺好后，实验过程白纸的位置不能再移动B．需要测量A球或B球的直径C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同D．需要测量A球和B球的质量和（2）为了减少实验误差，有同学提出斜槽倾斜部分的轨道应尽量光滑，你认为这种说法对吗？并再提出一种减少实验误差的方法：________。（3）如图乙所示，测量出平均水平位移OM、OP、ON的长度、、，若两球相碰前后的总动量守恒，碰撞属于弹性碰撞，则其表达式可表示为：________。【答案】①.AD②.不正确；斜槽末端必须要调成水平；多次实验取小球落地的平均落地点；选择质量较大且半径较小的小球做实验等（任选一种即可）；③.【解析】【详解】（1）[1]A．复写纸和白纸依次铺好后，实验过程白纸的位置不能再移动，选项A正确；B．该实验中两球从同一点抛出，则不需要测量A球或B球的直径，选项B错误；C．为防止入射球碰后反弹，入射球的质量要大于被碰球的质量，为保证两球正碰，则两球大小要相同，选项C错误；D．实验要验证的关系是两球碰后均做平抛运动，落地时间相同，则水平位移与速度成正比，则要验证的关系式是则实验中需要测量A球和B球的质量和，选项D正确。故选AD。（2）[2]该说法不正确；斜槽倾斜部分没必要必须光滑，只要小球A每次从同一位置释放，到达底端时速度相同即可；为减小实验误差：斜槽末端必须要调成水平；多次实验取小球落地的平均落地点；选择质量较大且半径较小的小球做实验等；（3）[3]由（1）的分析可知，若两球相碰前后的动量守恒，则需要验证表达式若为弹性碰撞，则碰撞前后系统动能相同，则有即满足关系式联立两式可得三、计算题15.在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求（1）M、N两点间的电势差UMN；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；（3）粒子从M点运动到P点的总时间t．【答案】1）UMN＝（2）r＝（3）t＝【解析】【详解】(1)设粒子过N点时的速度为v，有：解得：粒子从M点运动到N点过程，有：解得：(2)粒子在磁场中以O′为圆心做匀速圆周运动，半径为r，有：解得：(3)由几何关系得：设粒子在电场中运动的时间为t1，有：粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期：设粒子在磁场中运动的时间为t2，有：16.某透明介质的横截面如图所示，ABEF为直角梯形，，AB边的长度为a，DQE是半径为的圆弧。现有一单色细光束以45°入射角从P点射入透明介质，射到AB面发生反射，然后到达圆弧面上的Q点时恰好发生全反射。已知介质的折射率，光在真空中的速度为c，求：（1）P点到AB面的距离h；（2）该光线从P点传播到Q点的时间t。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）该光在透明介质中传播的光路如图所示设光线在AF面的折射角为θ，由折射定律得解得过P点作AD的垂线，垂足为N，则由几何关系可知设光射到DE面发生全反射的临界角为C，则有解得对于△MBQ由正弦定理得联立解得（2）由几何关系可得根据正弦定理得该光从P点传播到Q点的路程该光从P点传播到Q点的时间其中解得17.一列简谐横波沿x轴传播的波形如图所示，其中实线和虚线分别为t1＝0和t2＝1s时的波形图。求：（1）若波沿x轴负方向传播，则这列波的波速大小；（2）当波速为5m/s时，平衡位置在x＝3m处的质点P从t1＝0开始