2022-2023学年人教版(2019)高二下物理期中试卷(含解析)

2022-2023学年高中高二下物理期中试卷
学校：____________ 班级：____________ 姓名：____________ 考号：____________
考试总分：75 分考试时间： 120 分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;
2．请将答案正确填写在答题卡上;
卷I（选择题）
一、选择题（本题共计 7 小题，每题 5 分，共计35分）
1. 两束平行的单色光a、b从空气射入水屮，两束光的折射路线如图所示（α>β）．下列关于两束光的判断正确的是（）
A.光束b的频率比光束a的频率高
B.相同条件下b光的双缝干涉条纹间距比a光的大
C.光束b在水中的传播速度比光束a在水中的传播速度大
D.若逐渐增大两束光的入射角，b的折射光将先消失
2.
如图所示，带正电的点电荷旁有一接地大金属板，A为金属板内的一点，B为金属板左侧外表面上的一点，图中的 E3方向垂直于金属板向右，下列判断正确的是 E2B点的合场强； E3方向（）
A.B点的合场强沿 E1方向
B.A点的合场强可能沿 E1方向
C.感应电荷在A点的场强沿 E2方向
D.感应电荷在B点的场强沿 E4钓反方向
3. 一列简谐横波沿x轴负方向传播，图a是t=1s时的波形图，图b是某振动质点的位移随时间变化的图像，则图b可能是图a中哪个质点的振动图像（）
A.x=1m处的质点
B.x=2m处的质点
C.x=3m处的质点
D.x=4m处的质点
4. 如图所示，A、B、C三球的质量分别为m、m、2m，三个小球从同一高度同时出发，其中A球有水平向右的初速度v0，B、C由静止释放．三个小球在同一竖直平面内运动，小球与地面之间、小球与小球之间的碰撞均为弹性碰撞，则小球与小球之间最多能够发生碰撞的次数为（）
A.1次
B.2次
C.3次
D.4次
5. 用沙摆演示简谐运动的图像，当沙摆下面的木板被匀速地拉出过程中，摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化关系，板上直线OO′表示时间轴，使两个摆在各自的木板上形成曲线。

如图中板N1、N2移动的速度v1、v2的关系为v1＝v2，则两曲线代表的沙摆各自摆长L1、L2的关系为（ ）
A.L1＝L2
B.L1＝2L2
C.L1＝4L2
D.4L1＝L2
6. 如图所示，一理想变压器原线圈串联电流表后与正弦式交流电源相连，副线圈与定值电
阻R1、R2及光敏电阻R G相连．已知当光照强度增加时，R0的电阻值减小，电表均为理想电表．现保持电源输出电压U不变，增加光照强度，则下列说法正确的是（）
A.电流表示数不变
B.电压表示数增大
C.定值电阻R1消耗的功率增大
D.定值电阻R2消耗的功率增大
7. 如图所示，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已知导体棒ML受到的安培力的大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为（）
A.0
B.1.5F
C.2F
D.3F
二、多选题（本题共计 3 小题，每题 5 分，共计15分）
8. 如图所示，两条相距为L=1m的光滑平行金属导轨位于水平面（纸面）内，其左端接一阻值
为R=1Ω的电阻，导轨平面与磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属
棒ab垂直导轨放置并接触良好，接入电路的电阻为r=1Ω，若给棒以平行导轨向右的初速
度v0=2m/s，当流过棒截面的电荷量为q=1C时，棒的速度减为零．则在这一过程中（）
A.金属棒做匀减速直线运动
B.棒发生的位移为x=2m
C.棒开始运动时电势差U ab=1V
D.定值电阻R释放的热量为0.5J
9. 电源电动势为E，内阻为r，对小灯泡供电，下列说法中正确的是（ ）
A.电源被短路时，通过电源的电流为Er，外电路电压为零
B.外电路并联的灯泡越多，电路输出的功率就越大
C.外电路并联的灯泡越少，路端电压就越大
D.外电路并联的灯泡越少，电源供电的效率就越低
10. 如图所示，一单边有界磁场的边界上有一粒子源，以与水平方向成θ角的不同速率，向磁场中射入两个相同的粒子1和2，粒子1经磁场偏转后从边界上A点出磁场，粒子2经磁场偏转后从边界上B点出磁场，OA＝AB，则（ ）
A.粒子1与粒子2的速度之比为1:2
B.粒子1与粒子2的速度之比为1:4
C.粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为1:1
D.粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为1:2
卷II（非选择题）
三、解答题（本题共计 3 小题，每题 5 分，共计15分）
11. [物理——选修3－4]如图所示，ABC 为玻璃砖的截面， AB 为半径为R的圆的直径， BC 是圆上的一段弧，O为圆心，∠A=30∘一束单色光从 AO 的中点D垂直 AO 射人玻璃砖，光线在 AC 面上折射后的偏向角为 30∘,在AC面上的反射光最终从BC弧面上射出.不计光在B C 弧面上的反射，
光在真空中传播的速度为c,求：
①玻璃砖对光的折射率；
②从D 点人射，从圆弧面上出射的光线在玻璃砖中传播的时间． 12. 如图所示，在距地面h =5m 的光滑水平桌面上，一轻质弹簧被a （质量为1kg ，可视为质点）
和b （质量为2kg ，可视为质点）两个小物体压缩（不拴接），弹簧和小物体均处于静止状态．今同
时释放两个小物体，弹簧恢复原长后，物体a 继续运动最后落在水平地面上，落点距桌子边缘距
离x =2m ．物体b 则从A 端滑上与桌面等高的传送带，传送带起初以v 0=2m/s 的速度顺时针运转，
在b 滑上的同时传送带开始以a 0=1m/s 2的加速度加速运转，物体和传送带间的动摩擦因数μ=0.2，
传送带右侧B 端处固定一竖直放置的光滑半圆轨道BCD ，其半径R =0.8m ，小物体b 恰能滑上与圆心O 等高的C 点．取g =10m/s 2，求：
（1）处于静止状态时，弹簧的弹性势能E p ；
（2）若要保证小物体b 在半圆轨道运动时不脱离轨道，则半圆轨道的半径应满足什么要求？
（3）物块b 由A 端运动到B 端所经历的时间． 13. 如图，在平面直角坐标系xOy 内，第一象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E ；第
四象限某一区域内存在垂直于坐标平面向外的圆形有界匀强磁场．现有一重力不计的带正电的粒
子，从M （0，√3h ）点，以速度v 0垂直于y 轴射入电场，刚好经过P （2h ，0）点进入第四象限，经过
圆形有界匀强磁场某一区域，最后从圆形有界匀强磁场的边界Q(2h ，−3h ）点以垂直于y 轴的方向射
出该磁场．求：
（1）带电粒子的比荷qm ；
（2）匀强磁场的磁感应强度B 的大小；
（3）满足题设条件圆形有界匀强磁场的最小面积．四、 实验探究题 （本题共计 2 小题 ，每题 5 分 ，共计10分 ）
14. 某同学利用如图所示的气垫导轨装置“探究动量定理”．在气垫导轨上安装了两光电门1，2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮、轻质动滑轮与弹簧测力计相连，实验时测出遮光条的宽度d，滑块和遮光条的总质量为M，钩码质量m，重力加速度为g．
（1）完成下列实验步骤中的填空．
A．用游标卡尺测量挡光片的宽度d、示数如图2所示，读得d=________mm；
B．按图1所示，安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
C．实验时要调整气垫导轨水平，不挂钩码和细线，接通气源，轻推滑块，如果滑块经过两个光电门的时间相等，则表示气垫导轨已调整至水平状态；
D．挂上钩码后，接通气源，再放开滑块，记录遮光条通过光电门1的时间Δt1，遮光条通过光电
门2的时间Δt2和遮光条由光电门1运动到光电门2所用的时间t，求出滑块动量的变化量；
E．改变钩码的质量，重复步骤D，求在不同合力作用下滑块的动量变化量．
（2）对于上述实验，下列说法正确的是（）
A.弹簧测力计的读数为12mg
B.弹簧测力计的读数等于滑块所受合外力
C.实验过程中钩码处于超重状态
D.钩码的总质量m应远小于滑块的质量M
（3）若本实验中弹簧测力计的示数为F，测得的数据满足________，则说明在误差允许的范围内动量定理成立．
15. 图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为480Ω．虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别于两表笔相连．该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电
流1.25mA挡和2.5mA挡，欧姆×1KΩ挡．
（1）图（a）中的B端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接．
（2）关于R6的使用，下列说法正确的是（）
A.在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
（3）根据题给条件可得R1+R2=________Ω，R4=________Ω．
（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示．若此时B端是与“3”连接的，则读数为
________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________．（结果均保留3为有效数字）
参考答案与试题解析
2022-2023学年高中高二下物理期中试卷
一、选择题（本题共计 7 小题，每题 5 分，共计35分）
1.
【答案】
A
【考点】
光的折射现象
【解析】
两束光的入射角相等，折射角α>β，根据折射定律n=sinisinr，判断水对两束光折射率的大小．水对光的折射率越大，此光的频率越大，波长越短．干涉条纹的间距与波长成正比．由v=cn分析光在水中传播速度的大小．
【解答】
解：A．由图看出两束光的入射角相等，折射角α>β，根据折射定律n=sinisinr，知水对b光的折射率较大，则光束b的频率比光束a的频率高，故A正确；
B．b光束的频率高，波长短，而干涉条纹的间距与波长成正比，所以相同条件下b光的双缝干涉条纹间距比a光的小，故B错误；C．由v=cn分析可知，光束b在水中的传播速度比光束a小，故C错误；
D．若逐渐增大两束光的入射角，a、b的折射光不会消失，故D错误．
故选：A．
2.
【答案】
A
【考点】
电势
电场强度
电势能
【解析】
【解答】
3.
【答案】
B
【考点】
横波的图象
简谐运动的振动图象
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：图b上t=1s时质点经平衡位置向下，图a上，t=1s时刻，只有x=2m处质点、x=4m处质点经过平衡位置，简谐横波沿x轴负方向传播，根据波形平移法可知，x=2m处质点经平衡位置向下，与图b，t=1s时刻质点的状态相同，故B正确．
故选：B．
4.
【答案】
C
【考点】
弹性碰撞和非弹性碰撞
【解析】
A球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，与BC竖直方向的运动情况相同，所以一定可以发生碰撞．AB第一碰撞后水平速度互换，BC发生第二碰撞后，由于B的质量小于C的质量，则B反向．BA发生第三次碰撞后，BA水平速度互换．
【解答】
解：由于三球竖直方向的运动情况相同，一定可以发生碰撞，可假设高度无穷大，可看作三球碰撞完成后才落地．AB 第一碰撞后水平速度互换，BC发生第二碰撞后，由于B的质量小于C的质量，则B反向，BA发生第三次碰撞后，BA水平速度互换，A向左，B竖直下落，三球不再发生碰撞，所以最多能够发生3次碰撞．
故选：C．
5.
【答案】
C
【考点】
单摆周期公式
【解析】
单摆的摆动和木板的运动同时进行，时间相同，根据速度的定义式列式比较即可。

【解答】
因为木板被匀速拉动的过程中，速度大小相等，木板的长度也一样，故二次拉出的时间也是相等的，而通过图示可知，N1上漏
斗摆动的周期为T1，N2上漏斗摆动的周期为T2，则T1＝2T2，又因为单摆的周期公式可知T＝2π√Lg，由于位置一样，故g相同，所以L1＝4L2，故C正确，ABD错误。

6.
【答案】
C
【考点】
变压器的构造和原理
【解析】
根据题意应用变压器的变压比判断电压表示数如何变化；增加光照强度，R G的电阻值减小，根据图示电路图判断副线圈电阻如
何变化，然后判断负线圈电流如何变化，根据电功率公式判断副线圈功率如何变化，根据题意分析答题．
【解答】
解：B ．原线圈输入电压不变，变压器原副线圈匝数不变，由变压器的变压比可知，副线圈电压不变，电压表示数不变，故B 错误；
A ．增加光照强度，R G 的阻值减小，副线圈总电阻减小，副线圈电压不变，由欧姆定律可知，副线圈电流增大，副线圈电流增大，由变压器的电流比可知，原线圈电流增大，电流表示数增大，故A 错误；
C ．副线圈电压不变，R 2阻值不变，流过R 2的电流不变，副线圈电流增大，流过R 2的电流不变，则流过R 1的电流增大，由P =I 21
R 1可知，定值电阻R 1消耗的电功率增大，故C 正确；
D ．副线圈电压不变，电阻R 2阻值不变，由P =U 2R 可知，R 2的电功率不变，故D 错误．
故选C ．
7.
【答案】D
【考点】
安培力的计算
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：通过ML 的电流等于通过MN 的电流的一半，由公式F =BIL 可知，MN 受到的安培力等于ML 受到的安培力的2倍，
而ML 和LN 受到的安培力的合力大小为F ，方向与MN 受到的安培力方向相同，所以线框LMN 受到的安培力的大小为3F ，选项D 正确．
故选D ．
二、 多选题 （本题共计 3 小题 ，每题 5 分 ，共计15分 ）
8.
【答案】
B,D
【考点】
单杆切割磁感线
电磁感应中的能量问题
【解析】
【解答】
解：金属棒受到的安培力减小，加速度减小，所以棒做变减速运动，选项A 错误；
棒开始运动时产生的电动势E =BLv 0=2V ，电流I =ER +r =1A ，电阻R 两端的电压U =IR =1V ，由右手定则知棒中电流方向为由a 到b ，则电势差U ab =−1V ，选项C 错误；
棒的速度减为零，流过棒截面的电荷量为q =NΔΦR +r =BLxR +r ，得x =2m ，选项B 正确；
由动量定理知−qLB =0−mv 0，得质量m =0.5kg ，电阻R 释放的热量为Q R =12×ΔE k =12×12mv 20=0.5J ，选项D 正确．
故选BD ．9.
【答案】
A,C
【考点】
电源的功率和效率
闭合电路的欧姆定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A ．外电路被短路时，外电阻为0，电流等于电动势除以内阻，路端电压等于0，故A 正确；
B ．根据数学知识分析得知，当电源的内电阻等于外电阻时，输出功率最大，当外电路并联的灯泡越多时，电阻越小，电源的输出功率可能变大，也可能变小，故B 错误；
C ．当外电路并联的灯泡越少，电阻越大，电流越小，内阻所占的电压越小，所以路端电压就越大，故C 正确；
D ．电源的效率为η=P 出P 总=UIEI ，当外电路并联的灯泡越少，电阻越大，路端电压U 增大，
E 一定，则电源的效率η增大，故D 错误．
故选AC ．
10.
【答案】
A,C
【考点】
带电粒子在有界磁场中的圆周运动
【解析】
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：qvB =m v 2R ，可得到：R =mvqB ，周
期T =2πmqB ；画出轨迹，结合几何关系得到半径之比，根据公式R =mvqB 得到半径关系，再结合公式t =θ2πT 得到时间关系。

【解答】
解：AB ．粒子进入磁场后速度的垂线与OA 的垂直平分线的交点为粒子1在磁场中的轨迹圆的圆心；
同理，粒子进入磁场后速度的垂线与OB 的垂直平分线的交点为粒子2在磁场中的轨迹圆的圆心；
由几何关系可知，两个粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为r 1:r 2＝1:2，由r =mvqB 可知，粒子1与粒子2的速度之比为1:2，故A 正确，B 错误；
CD ．由于粒子在磁场中做圆周运动，周期均为T =2πmqB ，且两粒子在磁场中做圆周运动的轨迹所对的圆心角相同，根据公式t =θ2πT ，两个粒子在磁场中运动的时间相等，故C 正确，D 错误．
故选AC ．
三、 解答题 （本题共计 3 小题 ，每题 5 分 ，共计15分 ）
11.
【答案】
（1）玻璃砖对光的折射率为√3．
（2）从D 点入射，从圆弧面上出射的光线在玻璃砖中传播的时间为(32+√3)Rc ．
【考点】
光的折射定律
【解析】
（1）根据数学知识求解入射角和折射角，根据折射定律求解折射率．
（2）作出光线传播的光路图，根据几何知识求解其在介质中的传播路径，根据s =vt 求解传播时间．
【解答】
解：（1）根据几何关系可知，光在AC 面 上的入射角为i =30∘，
折射角为γ=60∘，
则玻璃的折射率为n ＝sinisinγ＝√3．
（2）经AC 面反射的光线光路如图所示，菁优网
根据几何关系可知，反射光线刚好照射到O 点，
反射光线在AB 面上的入射角为60∘，由于sinC ＝1n ＝√33<√32，
因此C ＜60∘，光线在AB 面上发生全反射，
根据几何关系，从D 点入射，从圆弧面上出射的光线在玻璃砖中传播的路程为
s ＝R2tan30∘+R2cos30∘+R ＝(√32+1)R ，
光在玻璃中的传播速度为v ＝cn ，
所以光在玻璃种的传播时间为t ＝sv =(32+√3)Rc ．
12.
【答案】
（1）处于静止状态时，弹簧的弹性势能E p =3J ．
（2）若要保证小物体b 在半圆轨道运动时不脱离轨道，圆弧轨道半径满足：R ≥0.8m 或R ≤0.32m ；（3）物块b 由A 端运动到B 端所经历的时间t =2s ．
【考点】
含弹簧类机械能守恒问题
动量守恒定律的综合应用
动能定理的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）物体a 飞出桌面后做平抛运动：x =v a t ，h =12gt 2，
弹簧弹开ab 的过程，对ab 系统由动量守恒定律：m a v a =m b v b ，由能量守恒定律：E p =12m a v 2a +12m b v 2b
，解得：v a =2m/s ，v b =1m/s ，E p =3J ；
（2）①物体b 恰能到达C 点，则不会脱离轨道，由题意得R 1=0.8m ，
②物体b 恰能过轨道最高点D 点，则能做完整的圆周运动而不脱离轨道，在D 点满足m b g =m b v 2b R 2，由B 到D 运用动能定理：−2m b gR 2=12m b v 2D −12m b v 2B
，解得：R 2=0.32m ，综上圆弧轨道半径满足：R ≥0.8m 或R ≤0.32m ；（3）物体b 恰能滑上C 点，则b 从B 到C 由动能定理：−mgR =0−12mv 2B
，b 刚放上传送带时，v b <v 0，由牛顿第二定律有：μmg =ma ，假设b 历时t 1后能与传送带达到共速v 1，对于b ，有：v 1=v b +at 1，对传送带有v 1=v 0+a 0t 1，解得：t 1=1s ，得：v 1=v 0+a 0t 1=3m/s <4m/s ，故物体b 此时速度还没有达到v B ，且此后的过程中由于a 0<μg ，物块将和传送带以共同的加速度运动，设又历时t 2到达B 点，v B =v 1+a 0t 2，得：t 2=1s ，所以从A 运动到B 的时间为：t =t 1+t 2=2s ．13.
【答案】
（1）带电粒子的比荷 qm =√3v 202Eh ；
（2）匀强磁场的磁感应强度B 的大小为4√3E3v 0；
（3）满足题设条件圆形有界匀强磁场的最小面积S =3πh 24．
【考点】
带电粒子在电场与磁场的组合场中的运动
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，进入磁场后做匀速圆周运动，最终由Q 点射出，其运动轨迹如图所示：
设粒子从M 到P 的时间为t ，加速度为a ，
x 方向有2h =v 0t ，
y 方向有√3h =12at 2，
根据牛顿第二定律有Eq =ma ，
解得：qm =√3v 202Eh ；
（2）离子进入磁场时的速度为v ，与x 轴的夹角为θ，则有：
v y =at ， v =
√v 20+v 2y ，tanθ=v y v 0，
联立求解得： v =2v 0，θ=π3，设粒子在磁场中的运动半径为r ，由几何关系知r =h ，
又由洛伦兹力提供圆周运动的向心力有：qvB =mv 2r ，
将v 及r 及qm 的结果代入得： B =4√3E3v 0；
（3）当以QK 为直径时，圆形有界匀强磁场的面积最小，
由几何关系得最小圆的半径R =rsin60∘=√32r =√32h ，
最小圆的面积S =πR 2=3πh 24．
四、 实验探究题 （本题共计 2 小题 ，每题 5 分 ，共计10分 ）
14.
【答案】
（1）0.65
B
（3）Ft =M dΔt 2−M dΔt 1
【考点】
利用气垫导轨和光电门验证动量守恒定律
【解析】
【解答】
解：（1）由图二可知，挡光片的宽度为d=0+0.05×13mm=0.65mm．
（2）因为钩码加速向下运动，则弹簧测力计的读数小于12mg，A错误；
弹簧测力计的读数为滑块所受合外力大小，B正确；
实验过程中钩码的加速度向下，故处于失重状态，C错误；
钩码的总质量m不需要远小于滑块和遮光条的总质量M，小滑块的拉力是通过弹簧测得的，D错误．故选B．
（3）遮光条通过光电门1的速度v1=dΔt1，
遮光条通过光电门2的速度v2=dΔt2，
合外力的冲量I=Ft，动量的增量Δp=Mv2−Mv1，
即Δp=M dΔt2−M dΔt1，
如果满足Ft=M dΔt2−M dΔt1，则说明在误差允许的范围内动量定理成立．
15.
【答案】
【考点】
闭合电路的欧姆定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答。