2021-2022学年湖北省黄石市阳新高级中学高二（上）期末物理试卷（附答案详解）

2021-2022学年湖北省黄石市阳新高级中学高二（上）期末物理

试卷

i.下列关于科学家对物理学的发展做出的贡献，符合历史事实的是（）

A.德国物理学家欧姆创造性地在电场中引入了电场线

B.法国物理学家安培发现了分子电流假说

C.法国物理学家库仑提出了电流的磁效应现象

D.英国物理学家法拉第通过实验得到了焦耳定律

2.关于光的干涉及衍射，下列说法中正确的是（）

A.通过两支铅笔的狭缝所看到的日光灯的彩色条纹是光的干涉现象

B.光的双缝干涉条纹中间是宽度最大且最亮的明纹

C.激光信号在光导纤维中传输时是利用了光的衍射原理进行的

D.水面上油膜的彩色条纹是由于光的干涉而形成的现象

3.如图所示，正确表明带正电的离子所受洛伦兹力/方向的是（）

XXXX

XTXXX

B.h—♦v

x+qxxx

4.将一盏“2%4W”的小灯泡，一台线圈电阻是10的电动机与电动势为12V、内阻为1。的

电源串联成闭合电路，小灯泡刚好正常发光，则电动机输出的功率是（）

A.16WB.20WC.12WD.10IV

5.如图所示，一截面为折射率为n=1.5直角三角形的玻璃砖，

NC=30。，一细激光束自AB中点。垂直AB射入玻璃砖，在AC

面全反射。光线第一次射到8c边时，自8c边折射出的光线与BC

边夹角为。，则5m。为（）

6.图为两个质量分别为〃八M的小球在光滑水平冰面上发生

对心正碰前后的x-t图像，则下列说法正确的是（）

A.M：m=1：3

B.碰撞过程中两小球所受合外力相同

C.碰撞前后质量为m的小球动量的变化量大小为2m

D.两小球发生的是弹性碰撞

7.如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B,在X。），

平面内，从原点。处与x轴正方向成。角（0＜。＜兀），以速率v发射一个带正电的粒子（重力

不计），则下列说法正确的是（）

A.若。一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越长

B.若。一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度变大

C.若v一定，。越大，则粒子在磁场中运动的时间越短

D.若v一定，。越大，则粒子离开磁场的位置距0点越近

8.一简谐机械横波沿x轴传播。该波在t=0时刻的波形曲线如图甲所示，在x=0处质点的

振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）

甲乙

A.该简谐横波的传播速度为4m/s

B.该简谐横波沿x轴正方向传播

C.从此时刻起，P质点比。质点先回到平衡位置

D.从此时刻起，经过4s,例质点运动了1.6m的路程

9.质量为，〃的物体静止在光滑水平面上，在水平力尸作用下，经时间r物体的动量为p,动

能为后叱若水平力变为2凡经过时间仍为r,则（）

A.物体的动量变为4PB.物体的动量变为2P

C.物体的动能变为8后kD.物体的动能变为4Ek

10.如图所示，在A、B两物体间有一与物体不连接的轻质弹簧，两物体用轻细线连接在一起

并使弹簧处于压缩状态，整体静止在光滑水平面上。现将细线烧断，对于在弹簧对两物体施

加作用力的整个过程中，下列说法中正确的是（）

四B

/77777777777777777777777777777777777Z

A.对于A、B两物体和弹簧组成的系统，动量不守恒

B.对于A、B两物体和弹簧组成的系统，机械能守恒

C.在同一段时间内，A物体的动能增量等于B物体的动能增量

D.在同一段时间内，A物体的动量变化与B物体的动量变化大小相等

11.在同一光滑倾斜导轨上放同一导体棒A,下图所示是两种情况的剖面图。它们所在空间有

磁感应强度大小相等的匀强磁场，但方向不同，一次垂直斜面向上，另一次竖直向上，两次

导体通有相同电流分别为和12,都处于静止平衡。已知斜面的倾角为。=37。，（已知sin37。=

0.6,cos370=0.8）则（）

A.0：I2=3：5

B./1：l2=4：5

C.导体棒A所受安培力大小之比Fi：F2=4：5

D.斜面对导体棒A的弹力大小之比Ni：N2=3：4

12.某同学利用光电门和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验气垫导轨装置如图所示。下面是

实验的主要步骤：

①用游标卡尺测量遮光条的宽度d=3.0mm；

②安装好气垫导轨调节气垫导轨底座螺母，观察导轨上的气泡仪，使使气垫导轨水平；

③向气垫导轨通入压缩空气；

④把滑块2放在气垫导轨上的光电门之间，然后让滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮筋；

⑤释放滑块1滑块1通过光电门1的时间为0.012s；

⑥滑块1与静止的滑块2碰撞后粘合在一起，通过光电门2的时间为0.020s；

⑦用天平测得滑块1的质量310g,滑块2（包括橡皮泥）的质量为200g。

（1）计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量_____kg-m/s；两滑块相互作用以后系统的

总动量为kg-m/s（保留二位有效数字）；

（2）根据该实验可以得到的结论是。

橡皮筋

13.某同学拟探究规格为a3.0V,0.64”的小灯泡入的伏安特性曲线，可供选用的器材如下:

A、电流表量程为0〜34,内阻约为0.1。；

B、电流表4，量程为0〜0.64内阻约为0.2。；

C、电压表匕，量程为。〜3V,内阻约为2k。；

D、电压表彩，量程为0〜15V,内阻约为10/cQ

E、滑动变阻器/?3,阻值范围为0〜50,额定电流为24；

F、滑动变阻器R"阻值范围为0〜1000，额定电流为1A;

G、学生电源E,电动势为4.0叭内阻不计；

H、开关S及导线若干。

(1)为减少实验误差，实验中电流表应选择,电压表应选择,滑动变阻器应选择

。(填各器材前的字母)

(2)为提高实验精度，实验电路图应选择如图1中的o

(3)实验测得该小灯泡乙的伏安特性曲线如图2所示，由图可知，小灯泡L的电阻随温度升高

而(填“增大”“不变”或“减小”)。

14.如图所示是一个半球形透明物体的侧视

图，现在有一细束单色光沿半径OA方向入/"B

射，保持入射方向不变，将细光束平移到距/

。点竽R处的B点，此时透明物体左侧恰好\

不再有光线射出，不考虑光线在透明物体内

部的多次反射。(光在真空中运行的速度为C)

(1)求透明物体对该单色光的折射率；

(2)若细光束平移到B点，求在光线透明物中体运行的时间。

15.如图，一质量为〃?电荷量为g的负电荷以垂直于磁感应强度B并

1XX

垂直于磁场边界的速度射入边界宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时

•V

速度方向和原来射入方向的夹角为8=45。。(不计重力)求：/4片运个

(1)该粒子穿越磁场的时间；xx

(2)该电荷进入磁场时的速度也

16.如图所示，小物块A的质量犯4=1kg,与A相距s=1m,质量=2kg的小物块B静止

在水平桌面边缘，桌面离水平地面的高度h=1.25m,小物块A与桌面间的动摩擦因数〃=0.2,

在水平向右的推力尸=4N的作用下，由静止开始沿桌面做匀加速直线运动，并与物块B发生

弹性正碰，设碰撞时间极短且在即将碰撞的瞬间撤去推力，g=10m/s2,求：

(1)碰前小物块A的速度大小；

(2)碰后小物块B的速度大小；

(3)碰后物块小B落地的水平位移大小。

答案和解析

1.【答案】B

【解析】解：A、法拉第在电场中引入了电场线，故A错误；

8、法国物理学家安培发现了分子电流假说，故B正确；

C、奥斯特发现了电流的磁效应现象，故C错误；

。、焦耳通过实验得到了焦耳定律，故。错误；

故选：Bo

法拉第在电场中引入了电场线；法国物理学家安培发现了分子电流假说；奥斯特发现了电流的磁

效应现象；焦耳通过实验得到了焦耳定律。

本题考查物理学史，学生应对人物和相关贡献有所了解。

2.【答案】D

【解析】解：A、通过两支铅笔的狭缝所看到的日光灯的彩色条纹是光的衍射现象，故A错误；

B、光的双缝干涉条纹是等宽度等亮度明暗相间的条纹，故B错误；

C、激光信号在光导纤维中传输时是利用了光的全反射原理进行的，故C错误；

。、水面上油膜的彩色条纹是由于光的薄膜干涉而形成的现象，故。正确；

故选：D。

通过两支铅笔的狭缝所看到的日光灯的彩色条纹是光的衍射现象；光的双缝干涉条纹是等宽度等

亮度明暗相间的条纹；激光信号在光导纤维中传输时是利用了光的全反射原理进行的；水面上油

膜的彩色条纹是由于光的薄膜干涉而形成的现象。

本题考查学生对光的干涉、衍射、全反射现象的理解，学生清楚光的干涉、衍射、全反射的概念

是解题关键。

3.【答案】B

【解析】解：左手定则的内容：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一

个平面内：让磁感线从掌心穿过，并使四指指向电流的方向或者正电荷运动方向，这时拇指所指

的方向就是通电导线或运动电荷在磁场中所受安培力或洛伦兹力的方向。

A、磁场的方向向外，带正电的粒子向右运动，由左手定则可知，洛伦兹力竖直向下，故A错误；

B、磁场的方向向里，带正电的粒子向右运动，由左手定则可知，洛伦兹力竖直向上，故B正确；

C、磁场向上，带正电粒子向右运动，由左手定则可知，洛伦兹力垂直于纸面向外，故C错误；

。、磁场向下，带正电粒子向右运动由左手定则可知，洛伦兹力垂直于纸面向里，故。错误。

故选：Bo

已知磁场方向、带电粒子的速度方向，由左手定则可以判断出洛伦兹力的方向。

本题考查了判断洛伦兹力方向问题，熟练应用左手定则即可正确解题；该题中的CC两个选项,

也可以直接使用结论：“V、8、尸三个矢量不可能出现在同一个平面内”直接排除。

4.【答案】C

【解析】解：回路的电流等于小灯泡的电流/=今==24

UL乙

电源的路端电压为U=E-lr=12V-2xlV=10V,

电动机两端电压为UM=U-UL=10V-2V=8V

电动机的输出功率为%,=册/一/2rM=8x2W-22xlW=12M故AB£＞错误，C正确。

故选：Co

根据小灯泡刚好正常发光，求解出电流；根据闭合电路欧姆定律求解出电动机两端的电压，然后

根据P加=UI-求解电动机的输出功率。

本题关键明确含电机电路是非纯电阻电路，小灯泡是纯电阻，根据小灯泡正常发光求电流，根据

闭合电路欧姆定律求解电机电压，知道电动机输出功率等于总功率与内电阻消耗功率的差值。

5.【答案】C

【解析】解：光在AC面发生全反射，在玻璃砖中的传播如图所示,

根据几何关系，在AC边入射角为60。，光在边入射角为30。，

根据折射定律n=笔，

sinoU

代入数据：1.5=半

可得：sina=a+6=90°

4

所以sin8=W，故C正确，A8O错误。

4

故选：Co

根据题意做出光路图，利用折射定律和光恰发生全反射条件sinC=；,结合几何关系分析求解。

本题考查光的折射和全反射知识，需学生准确画出光路图，熟练掌握折射定律，以及光恰发生全

反射条件sinC=再结合几何关系求解。

n

6.【答案】D

【解析】解：

A、由x-t图像的斜率表示速度可得，碰撞前：质量为M的小球速度为"M=0,质量为，"的小球

7n

速度为：羯1=5/s=4m/s；碰撞后：质量为M的小球速度为I?”'=美7加/s=2m/s,质量为

机的小球速度为：vm'=^m/s=-2m/s,对两球组成的系统，根据动量守恒定律得：mvm+

MVM=mvm'+MVM',解得：，"：M=1：3,故A错误：

B、两个小球在光滑水平冰面上发生碰撞，碰撞过程中两小球所受合外力为相互间的作用力，由牛

顿第三定律知碰撞过程中两小球所受合外力大小相等，方向相反，所以合外力不同，故B错误；

C、碰撞前后质量为〃1的小球动量的变化量为Zpm=m%/-=m(-2-4)=-6m,大小为

6m,故C错误；

D、碰撞前两小球总动能为a==jmx42=8m,碰撞后两小球总动能为a'=+

22

；“哧=1mx2+|x3mx2=8m,则=Ek,因此两小球发生的是弹性碰撞，故D正确。

故选：D«

根据牛顿第三定律分析碰撞过程中两小球所受合外力关系；根据x-t图像的斜率表示物体的速度,

由图像的斜率求出碰撞前后两球的速度，根据动量守恒定律可以求出两球的质量之比。根据动量

变化量的概念求碰撞前后质量为加的小球动量的变化量大小。分别求出碰撞前后的总动能，即可

确定碰撞是否是非弹性碰撞。

本题考查x-t图像与动量守恒定律的综合应用，关键要能根据x-t图像的斜率求出碰撞前后两球

的速度，明确碰撞的基本规律是动量守恒定律。

7.【答案】C

【解析】解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示:

由几何关系得：轨迹对应的圆心角a=27一2。

粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期7=迎=笔

vqB

粒子在磁场中运动的时间t==誓⑷x竿=亚普，粒子在磁场中的运动时间与粒子速

LITInqBqB

率无关，

A、若。一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间相等，故A错误；

B、粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=ma>v,

解得角速度：3=驳，粒子在磁场中运动的角速度与。、V无关，B错误；

m

C、若V一定，。越大，粒子在磁场中运动的时间越短，故C正确；

D、设粒子的轨迹半径为r,由牛顿第二定律得：qvB=解得：r=胃

由几何知识可知，粒子离开磁场的位置距。的距离：AO=2rsin6=细誓，

V一定，若0是锐角且越大，A。越大，若。是钝角且。越大，A0越小，。错误。

故选：Co

带电粒子进入磁场中，受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，作出轨迹，由轨迹对应的圆心角等于粒

子速度的偏向角，求出轨迹的圆心角a,由t=分析粒子的运动时间；根据几何知识分析粒子

离开磁场的位置与半径的关系。

本题考查了带电粒子在磁场中的运动，带电粒子进入磁场中，受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，

作出轨迹，由轨迹对应的圆心角等于粒子速度的偏向角；带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动

的时间t=。是轨迹的圆心角，根据几何知识，轨迹的圆心角等于速度的偏向角。

8.【答案】A

【解析1解:A、由甲图可知;I=4m,由乙图可知7=1.0s,该简谐横波的传播速度为u=4=4m/s,

故A正确；

8.在x=0处质点的振动图像如图乙所示,质点将向下移动,波在t=0时刻的波形曲线如图甲所示,

可知该波形将向左传播，故该简谐横波沿x轴负方向传播，故B错误；

C.简谐横波沿x轴负方向传播，从此时刻起，。质点比P质点先回到平衡位置，故C错误；

。.从此时刻起，经过4s,即4个周期，M质点运动的路程为s=4x44=16x0.2m=3.2m,故

。错误。

故选：A。

由甲图可读出波动信息，由乙图可读出质点的振动信息，根据波速、波长之间的关系即可求出波

速。

根据同侧法判断出波传播的方向。

分析时间与周期的关系确定质点的振动情况。

解决该题的关键是能根据波动图象以及振动图象分析出波长以及周期的大小，熟记波速的公式，

知道用同侧法判断质点的振动方向。

9.【答案】BD

【解析】解：AB、在水平力/作用下，经时间r物体的动量为0可知：p=Ft

若水平力变为2F,经过f时间，此时动量为：p'=2Ft=2p

故A错误，8正确；

CD、根据动能与动量的关系&=某可知：

Ek'=4以

故C错误，。正确；

故选：BD.

根据p=Ft可得出两次动量之间的关系，根据&=枭得出动能随动量的变化。

本题考查动量的计算，以及动量与动能之间的关系，较为基础。

10.【答案】BD

【解析】解：

A.对于A、B两物体和弹簧组成的系统，由于系统合外力为零，满足系统的动量守恒条件，故A

错误；

B.对于A、B两物体和弹簧组成的系统，只发生弹性势能与动能之间的相互转化，则系统机械能守

恒，故B正确；

C.因两物体的质量不一定相同，受弹力相同，在同一段时间内，两物体的位移不一定相同，则弹

力对两物体做功不一定相同，则A物体的动能增量不一定等于8物体的动能增量，故C错误；

D根据动量定理，在同一段时间内，弹簧对两物体的冲量等大反向，则4物体的动量变化与8物

体的动量变化大小相等，故D正确。

故选：BD。

对两物体组成的系统受力分析，因为所受合外力为零，所以系统动量守恒，分析弹力对物体的做

功，判断机械能的变化。

本题主要考查了动量守恒的条件，在分析过程中涉及到了机械能、动能和动量等，在分析过程中

要注意物理量的标矢性和方向。

11.【答案】BC

【解析】解：两种情况下，导体棒受力如图所示，人所受的安培力沿斜面向上，/2所受的安培力水

平向右；

Fi=mgsind,N、=mgcosda

F2=mgtand,刈=鬻。

所以导体棒所受的安培力之比富=洛=?=葭

尸2tan。15

斜面对导体棒的弹力大小之比今=毕=抵

1N21N5

故4。错误，8C正确。

故选：BC。

导体棒受重力、支持力和安培力处于平衡，根据共点力平衡求出安培力、支持力大小之比，根据

F=8/L求出电流之比。

解决本题的关键正确地进行受力分析，运用共点力平衡进行求解。

12.【答案】0.0780.077在误差允许的范围内两滑块碰撞前后动量守恒

【解析】解：(1)碰前滑块1的速度%=£=需^m/s=0.25m/s

U.1Z

两滑块相互作用以前系统的总动量Pi=m1v1=0.310x0.25kg-m/s=0.078kg-m/s

碰后两滑块的速度“2=7-=m/s=0.15m/s

L23U.*UZU

n

两滑块相互作用后系统的总动量P2=0l+m2')v2=0.510x0.15kg-m/s=0.077kg-m/s

(2)根据该实验可以得到的结论是：在误差允许的范围内两滑块碰撞前后动量守恒。

故答案为：(1)0.078,0.077；(2)在误差允许的范围内两滑块碰撞前后动量守恒

(1)求出碰撞前后的速度，根据动量的定义式可以求出碰撞前后的动量大小；

(2)分析数据得出实验结论。

本题考查验证动量守恒定律，关键要注意动量守恒的条件，即系统所受力的矢量和为零。

13.【答案】BCEC增大

【解析1解：(1)小灯泡的额定电流为0.64,所以电流表选择B；小灯泡的额定电压为3匕所以电

压表应选择C；根据欧姆定律可知，小灯泡的电阻约为2=彳=1。=50;为了方便调解电路，

滑动变阻器应选择及

(2)因为&=50<霹而=x2000。=200,选择电流表外接法：描绘伏安特性曲线电流

表的读数必须从零开始调整，滑动变阻器选择分压接法，故C正确，AB。错误；

故选；Co

(3)由图可知，电阻等于斜率的倒数，随着温度的升高，斜率减小，小灯泡L的电阻随温度升高而

增大。

故答案为：(1)B,C,E；(2)C；(3)增大

(1)分析小灯泡的额定电流和额定电压，根据安全和准确性原则可分析选择仪表；再根据实验的可

操作性可选择滑动变阻器；

(2)根据描绘小灯泡的伏安特性曲线要求电压和电流从零开始增加，因此需要选择分压电路，再根

据小灯泡内阻较小可知电表需要外接；

(3)根据/-U图像斜率的倒数分析灯泡电阻的变化情况。

本题主要考查了小灯泡伏安特性曲线的实验，在分析过程中涉及到了电表的改装以及电路图像的

分析，属于常见题型。

14.【答案】解：(1)如图所示,

光束从8点处水平射入，恰好发生全反射，由几何关系可知全反射临界角C满足sinC=您=4，

KL

由全反射临界角公式：sinC=；

解得：n=V2

(2)如图所示,

光束从B点处水平射入，将经过两次全发射，有几何关系可知，光束路径的总长度为，=4x^R=

2V2/?

光在玻璃中速度。=£=条，在光线透明物中体运行的时间为"、竺

n2vc

答：(1)透明物体对该单色光的折射率鱼

(2)若细光束平移到B点，在光线透明物中体运行的时间?

［解析】(1)根据全反射临界角公式结合几何关系可解得折射率；

(2)根据折射定律结合几何关系可解得出射光线与0A轴线的交点到。点的距离。

本题考查光的折射，解题关键掌握根据题意做光路图，注意折射定律与几何关系的结合应用。

15.【答案】解:

(1)电子在磁场中做圆周运动，有

mv2

Bqv=—^~

运动周期是

2nR2nm

T=~T=两

所以电子在磁场中的运动的半径是

mv

F

依照题意，题中给出的速度偏转角。，也是圆弧对对