2022-2023學年福建省漳州市華安縣高二（下）期中物理試卷（含解析）

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一、單選題（本大題共4小題，共16.0分）

1.一個彈簧振子在、之間做簡諧運動。為平衡位置，、是振動過程中關于對稱的兩個位置，下列說法正確的是()

A.振子在從點向點運動過程中，動能先減小后增大

B.振子在間與間的運動時間相等

C.振子運動到、兩點時，位移相同

D.振子在從點向點運動過程中，加速度先增大后減小

2.如圖所示，光滑斜面上放置一根垂直于紙面且通有恒定電流的導體棒，空間有垂直斜面向上的勻強磁場，導體棒處于靜止狀態(tài)，則關于導體棒電流方向及所受安培力方向，下列說法正確的是()

A.所受安培力方向豎直向上B.所受安培力方向水平向左

C.電流方向垂直于紙面向外D.電流方向垂直于紙面向里

3.為了有效隔離外界振動對的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向對稱地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示。無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是()

A.B.

C.D.

4.“娛樂風洞”是項將科技與驚險相結合的娛樂項。表演者調(diào)整身體的姿態(tài)，通過改變受風面積表演者在垂直風力方向的投影面積，來改變所受向上風力的大小，使人產(chǎn)生在天空的感覺。其簡化模型如圖所示，一質(zhì)量為的游客恰好靜止在直徑為的圓柱形豎直風洞內(nèi)，已知氣流密度為，游客受風面積游客在垂直風力方向的投影面積為，風洞內(nèi)氣流豎直向上“吹”出且速度恒定，重力加速度為。假設氣流吹到人身上后速度變?yōu)榱?，則下列說法正確的是()

A.風對人的沖量與人對風的沖量相同

B.風的動量變化量為零

C.氣流速度大小為

D.單位時間內(nèi)流過風洞內(nèi)橫截面的氣體體積為

二、多選題（本大題共4小題，共24.0分）

5.如圖甲為一列簡諧橫波在時刻的波形圖，是平衡位置為處的質(zhì)點，是平衡位置為處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點的振動圖像。則()

A.從到，該波沿軸正方向傳播了

B.時，質(zhì)點的位移達到負向最大

C.時，質(zhì)點的回復力方向沿軸負方向

D.從到，質(zhì)點向右傳播了

6.對下列四個有關光的實驗示意圖，分析正確的是()

A.圖甲中若改變復色光的入射角，則光先在玻璃球中發(fā)生全反射

B.圖乙若只減小屏到擋板的距離，則相鄰亮條紋間距離將減小

C.圖丙中若得到如圖所示明暗相間條紋說明被檢測工件表面平整

D.圖丁中光導纖維內(nèi)芯的折射率比外套的更大

7.如圖所示，回旋加速器形盒的半徑為所加磁場的磁感應強度為，用來加速質(zhì)量為、電荷量為的質(zhì)子，質(zhì)子從下半盒的質(zhì)子源由靜止出發(fā)，加速到最大動能后由孔射出，下列說法中正確的是()

A.質(zhì)子在勻強磁場中做圓周運動時獲得能量，用來加速

B.增大交變電壓，質(zhì)子在加速器中運行總時間將變短

C.回旋加速器所加交變電壓的頻率為

D.下半盒內(nèi)部質(zhì)子的軌道半徑之比由內(nèi)到外為：：：

8.年月日冬奧會在北京舉行，冰雪運動逐漸受到人們喜愛。冰壺運動是運動員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上自由滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠處的某個位置。按比賽規(guī)則，投擲冰壺的運動員的隊友，可以用毛刷在冰壺滑行前方來回摩擦冰面，減小冰面的動摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運動。如圖甲所示，藍壺靜止在圓形區(qū)域內(nèi)，已知冰壺質(zhì)量，運動員用等質(zhì)量的紅壺撞擊藍壺，兩壺發(fā)生正碰。若碰撞前、后兩壺的一圖像如圖乙所示。關于冰壺的運動，下列說法正確的是()

A.碰撞后在冰面上滑行的過程中，藍壺受到阻力的沖量大小比紅壺的大

B.碰撞后藍壺運動的加速度大小為

C.若兩壺碰撞時間為，則紅壺在碰撞過程中所受的平均作用力為

D.兩壺碰撞過程中，系統(tǒng)損失的機械能為

三、實驗題（本大題共2小題，共22.0分）

9.用圖甲所示裝置測量磁場的磁感應強度和某導電液體有大量的正、負離子的電阻率．水平管道長為、寬度為、高為，置于豎直向上的勻強磁場中．管道上下兩面是絕緣板，前后兩側面、是電阻可忽略的導體板，兩導體板與開關、電阻箱、靈敏電流表內(nèi)阻為連接．管道內(nèi)始終充滿導電液體，液體以恒定速度自左向右通過．閉合開關，調(diào)節(jié)電阻箱的取值，記下相應的電流表讀數(shù)．

圖乙所示電阻箱接入電路的電阻值為

與板相連接的是電流表的極填“正”或“負”．

圖丙所示的電流表讀數(shù)為．

將實驗中每次電阻箱接入電路的阻值與相應的電流表讀數(shù)繪制出圖象為圖丁所示的傾斜直線，其延長線與兩軸的交點坐標分別為和，則磁場的磁感應強度為，導電液體的電阻率為．

10.用圖甲實驗裝置驗證動量守恒定律。已知入射小球質(zhì)量為，被碰小球質(zhì)量為。記錄小球拋出點在地面上的垂直投影點，測出碰撞前后兩小球的平均落地點的位置、、與的距離分別為、、，知圖乙，分析數(shù)據(jù)：

若入射小球半徑為。被碰小球半徑為，則要求：；填字母

A.，．，．，．，

若兩球碰撞時的動量守恒，應滿足的關系式為用題中所給物理量的符號表示；若碰撞是彈性碰撞，則既要滿足動量守恒還應滿足守恒。

完成上述實驗后，某實驗小組對上述裝置進行了改裝，如圖所示，在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面，斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接，使小球仍從斜槽上點由靜止?jié)L下，多次實驗，得到兩球落在斜面上的平均落點。用刻度尺測量斜面頂點到三點的距離分別為。則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為用所測物理量的字母表示。

四、計算題（本大題共3小題，共38.0分）

11.如圖所示，實線是一列簡諧橫波在時刻的波形圖，虛線是在時刻的波形圖。

若這列波向右傳播，此列波傳播速度的可能值是多少；若這列波向左傳播，此列波傳播速度的可能值是多少；

若波速為，求處的質(zhì)點在時刻的振動方向。

12.半徑為的半圓柱形玻璃磚的截面如圖所示，為圓心。單色光沿半徑方向從處射入玻璃磚后，恰在點發(fā)生全反射，。平行于的同種單色光從最高點射入玻璃磚后，折射到上的一點點在圖中未畫出，光在真空中傳播的速度為，求：

玻璃磚的折射率；

點到點的距離；

光線在玻璃中由點傳播至點的時間。

13.如圖所示，兩根足夠長平行金屬導軌、固定在傾角的絕緣斜面上，頂部接有一阻值的定值電阻，下端開口，軌道間距。整個裝置處于磁感應強度的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向上，質(zhì)量的金屬棒置于導軌上，在導軌之間的電阻，電路中其余電阻不計。金屬棒由靜止釋放后沿導軌運動時始終垂直于導軌，且與導軌接觸良好。不計空氣阻力影響。已知金屬棒與導軌間動摩擦因數(shù)，取。

求金屬棒沿導軌向下運動的最大速度；

求金屬棒沿導軌向下運動過程中，電阻上的最大電功率：

若從金屬棒開始運動至達到最大速度過程中，整個回路產(chǎn)生的總焦耳熱為，求流過電阻的電荷量。

答案和解析

1.【答案】

【解析】解：振子在從點向點運動過程中，動能先增大后減小，故A錯誤；

B.由對稱性可知，振子在間與間的運動時間相等，故B正確；

C.由對稱性可知，振子運動到、兩點時，位移等大反向，故C錯誤；

D.振子在從點向點運動過程中，加速度先減小后增大，故D錯誤。

故選：。

簡諧運動回復力與位移成正比反向關系，即，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度與回復力成正比，在平衡位置回復力為零，加速度為零，在最大位移處加速度最大，速度為零，對稱位置，位移和加速度必等大反向，但是速度可能等大同向也可能等大反向。

簡諧運動的位移都是以平衡位置為起點的，遠離平衡位置時位移增大，衡位置時位移減小。

2.【答案】

【解析】解：根據(jù)左手定則，安培力方向沿斜面方向，因導體棒處于平衡狀態(tài)，則安培力方向只能是沿斜面向上；由左手定則可知電流方向垂直于紙面向外。故C正確，ABD錯誤。

故選：。

由左手定則判斷安培力方向。

本題考查安培力，學生需熟練掌握左手定則。

3.【答案】

【解析】

【分析】

本題考查了電磁感應原理，掌握楞次定律阻礙相對運動，理解磁通量的含義及感應電流產(chǎn)生的條件即可解題。

【解答】

施加磁場來快速衰減的微小振動，其原理是電磁阻尼，在振動時通過紫銅薄板的磁通量變化，紫銅薄板中產(chǎn)生渦流，則其受到安培力作用，該作用阻礙紫銅薄板振動，即促使其振動衰減。方案中，無論紫銅薄板上下振動還是左右振動，通過它的磁通量都發(fā)生變化；方案中，當紫銅薄板上下振動時，通過它的磁通量可能不變，當紫銅薄板向右振動時，通過它的磁通量不變；方案中，紫銅薄板上下振動、左右振動時，通過它的磁通量可能不變；方案中，當紫銅薄板上下振動時，紫銅薄板中磁通量可能不變。綜上可知，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是。

4.【答案】

【解析】解：、根據(jù)牛頓第三定律可知，風對人的作用力與人對風的作用力大小相等，方向相反，所以根據(jù)沖量定義可知風對人的沖量與人對風的沖量大小相等，方向相反，故A錯誤；

、對時間內(nèi)吹向游客的空氣，設氣體質(zhì)量為，則風的動量變化量為，其中有，以時間內(nèi)吹向游客的空氣為研究對象，由動量定理可得

，由于游客處于靜止狀態(tài)，則有，聯(lián)立解得氣流速度大小為，故B錯誤，C正確；

D、單位時間內(nèi)流過風洞內(nèi)橫截面的氣體體積為，解得，故D錯誤；

故選：。

5.【答案】

【解析】A.由乙圖可知時質(zhì)點的振動方向向下，則波的傳播方向沿軸負方向。

由圖可知，從到，該波沿軸負方向傳播的距離為

故A錯誤；

B.由圖乙可知時，質(zhì)點的位移達到負向最大，故B正確；

C.至的時間等于，由圖甲可知經(jīng)過的時間質(zhì)點處于軸上方，回復力方向沿軸負方向，故C正確；

D.波傳播時質(zhì)點在平衡位置上下振動，質(zhì)點并不隨波逐流，故D錯誤。

故選BC。

6.【答案】

【解析】A.如圖所示

由圖像可知，復色光能夠入射進入水珠，根據(jù)光路的可逆性，兩光均不可能在水珠內(nèi)發(fā)生全反射，故A錯誤；

B.根據(jù)條紋間距公式

可知只減小屏到擋板的距離，則相鄰亮條紋間距離將減小，故B正確；

C.根據(jù)薄膜干涉原理可知，圖丙中若得到如圖所示明暗相間平行等距條紋說明被檢測工件表面平整，故C錯誤；

D.發(fā)生全反射的條件是光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，所以內(nèi)芯的折射率大，且光傳播在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射，故D正確。

故選BD。

7.【答案】

【解析】

【分析】回旋加速器運用電場加速、磁場偏轉來加速粒子，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可以求出粒子的最大速度，從而求出最大動能。在加速粒子的過程中，電場的變化周期與粒子在磁場中運動的周期相等。

解決該題的關鍵是掌握質(zhì)子在回旋加速器內(nèi)運動的過程，知道其加速到最大速度時做圓周運動的半徑等于型盒的半徑。

【解答】質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動，其速度不變，而質(zhì)子是在電場中加速的，故A錯誤。

B.粒子離開回旋加速器的動能是一定的，與加速電壓無關；每次經(jīng)過電場加速獲得的動能為，故電壓越大，加速的次數(shù)越少，又知周期，故運動的時間變短，故B正確；

C.交變電壓的頻率為，又因為，，所以交變電壓的頻率也為，故C錯誤。

D.粒子在加速電場中做勻加速運動，在磁場中做勻速圓周運動，由動能定理得：質(zhì)子的軌道由內(nèi)到外對應的速度之比為：：：，

再根據(jù)，則半徑比為：：：，故D正確。

故選：。

8.【答案】

【解析】A.由圖乙可知，藍壺的動量改變量大于紅壺的動量改變量，由動量定理可知，藍壺受到阻力的沖量大小比紅壺的大。A正確；

B.由紅壺和藍壺組成的系統(tǒng)，碰撞瞬間動量守恒可知

解得

由圖乙結合幾何知識可知，藍壺停止的時間為；所以

方向與藍壺運動方向相反；B錯誤；

C.對紅球碰撞瞬間由動量定理可知

解得

C正確；

D.兩壺碰撞過程中，系統(tǒng)損失的機械能為

D正確。

故選ACD。

9.【答案】負

【解析】電阻箱的示數(shù)：，根據(jù)左手定則可知，帶正電的粒子向前表面偏轉，帶負電的粒子向后表面偏轉，故帶負電，則與板相連接的是電流表的負極；丙所示的電流表讀數(shù)為；液體以恒定速度自左向右通過管道，則所受的電場力與洛倫茲力平衡，即，又，解得：，則回路中產(chǎn)生的電流為，變形得：，由題知斜率，解得：，縱截距離，解得：，根據(jù)電阻定律得：，其中，聯(lián)立解得：．

【點睛】當液體以穩(wěn)定速度通過時電場力與磁場力平衡，求出兩端的電壓，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求出電流，再根據(jù)圖象所給信息求出相關的物理量．

10.【答案】

【解析】要使兩球發(fā)生對心正碰，兩球半徑應相等，為防止入射球碰撞后反彈，入射球的質(zhì)量應大于被碰球的質(zhì)量，即：、大小關系為

、大小關系為

故C正確，ABD錯誤。

故選C。

碰撞前小球落點為，碰撞后小球落點為，小球落點為，平拋運動時間相同，設為，由題意

，，

若滿足動量守恒定律則有

解得

若碰撞是彈性碰撞，還應滿足機械能守恒定律，即

解得

碰撞前小球落點為，碰撞后小球落點為，小球落點為，設斜面傾角為，由平拋規(guī)律得

，

解得

同理可得

，

根據(jù)動量守恒表達式

可得

11.【答案】解：從波的圖像可以看出，波長為

若波向右傳播，波傳播的距離為

波傳播的速度為

解得：

若波向左傳播，波傳播的距離為

波傳播的速度為

解得：

當時，代入解得

則波沿軸負方向傳播，根據(jù)波速與質(zhì)點的振動方向的關系，則質(zhì)點沿軸負方向振動。

答：若這列波向右傳播，此列波傳播速度的可能值是；若這列波向左傳播，此列波傳播速度的可能值是；

若波速為，處的質(zhì)點沿軸負方向振動。

【解析】假設波的傳播方向，根據(jù)傳播距離和波長的關系分析出傳播速度的可能值；

根據(jù)問的解析式代入豎直分析并得出質(zhì)點的振動方向。

該題考查了波動規(guī)律的相關知識，在給出波形圖求解質(zhì)點振動、波速的問題中，一般根據(jù)圖象得到波長及時間間隔與周期的關系，從而求得周期，即可得到質(zhì)點振動情況。

12.【答案】解：臨界角，由公式可得

由折射定律有

可得，

由幾何關系可得

由

可得

【解析】本題主要考查光的折射定律，解題的關鍵在于熟練的運用光的折射定律以及幾何知識。