2022-2023學年湖南省岳陽市平江縣重點中學高二（上）期末物理試卷（含解析）

2022-2023學年湖南省岳陽市平江縣重點中學高二（上）期末物

理試卷

一、單選題（本大題共6小題，共24.0分）

1.如圖所示為兩個固定在同一水平面上的點電荷，距離為d,電荷量分別為+Q和-Q。在它

們的水平中垂線上固定一根長為L、內壁光滑的絕緣細管，有一電荷量為+q的小球以初速度必

從管口射入，則小球（）

+O。

A.速度先增大后減小B.受到的庫侖力先做負功后做正功

C.受到的庫侖力最大值為號D.管壁對小球的彈力最大值為愣

2.如圖所示，小滑塊在水平外力F作用下，沿水平地面從4點由靜止向右滑行，滑至B點時

撤去外力F,到達C點時速度恰為零，不計空氣阻力。則下列說法中正確的是（）

n—

/////////////////////?/////?///////

ABC

A.BC段滑塊動量的改變量大于阻力的沖量

B.AB段和BC段滑塊動量的變化量相同

C.滑塊運動的全過程，F(xiàn)的功與克服阻力的功相等

D.滑塊運動的全過程，F(xiàn)的沖量與阻力的沖量相同

3.如圖，單擺甲放在真空中，懸點處固定一帶正電小球，擺球亦帶正電，周期為7尹；單擺

乙放在以加速度α向下加速運動的電梯中，周期為7,;單擺丙帶正電，放在磁感應強度為B的

勻強磁場中，周期為7丙；單擺丁帶正電，放在勻強電場E中，周期為T八若四個單擺擺長均

相等，那么（）

?E

T

甲乙丁丙

A.T>T>T>TB.Tz>Tψ>T^>Tτ

丙>

C.T^>TIP>TT>TΔD.Tzl>Tp=TTj-

4.如圖所示，由兩種單色光組成的復色光，通過足夠大的長方體透明材料后分成a、b兩束,

A.a、b兩束出射光互相平行

B.只要滿足一定的條件，a、b兩束光可以發(fā)生干涉

C.在該透明材料中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度

D.從該透明材料射入空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角較大

5.如圖，一段導線abed位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向（垂直于紙面

向里）垂直.線段ab、be和Cd的長度均為3且NabC=NbCd=I35。.流經(jīng)導線的電流為/,方

向如圖中箭頭所示.導線段abed所受到的磁場的作用力的合力

A.方向沿紙面向上，大小為（、廣克+1）/LB

B.方向沿紙面向上，大小為-I）/LB

C.方向沿紙面向下，大小為（、廣2+1）/LB

D.方向沿紙面向下，大小為（?！?）“B

6.如圖所示，在直角坐標系XOy中，X軸上方有勻強磁場，磁感應強度的大小為B,磁場方

向垂直于紙面向外.許多質量為小、電荷量為+q的粒子，以相同的速率。沿紙面內，由X軸負

方向與y軸正方向之間各個方向從原點。射入磁場區(qū)域.不計重力及粒子間的相互作用.下列

圖中陰影部分表示帶電粒子在磁場中可能經(jīng)過的區(qū)域，其中R=TmVqB,正確的圖是（）

O

二、多選題（本大題共4小題，共20.0分）

7.一個質量為m、電荷量為+q的小球以初速度處水平拋出，在小球經(jīng)過的豎直平面內，存

在著若干個如圖所示的無電場區(qū)和有理想上下邊界的勻強電場區(qū)，兩區(qū)域相互間隔、豎直高

度相等，電場區(qū)水平方向無限長，己知每一電場區(qū)的場強大小相等、方向均豎直向上，不計

空氣阻力，下列說法正確的是（）

°第一無電場區(qū)

??"不??

III［第一電場區(qū)

第二無電場區(qū)

IZt□ΞΠ^'Ii≡?≡

A.若場強大小等于詈，則小球經(jīng)過每一電場區(qū)的時間均相同

B.若場強大小等于半，則小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時間均相同

C.無論場強大小如何，小球通過所有無電場區(qū)的時間均相同

D.小球在水平方向一直做勻速直線運動

8.如圖所示，電源電動勢為E,內電阻為r。當滑動變阻器的觸片P從左端滑到右端時，發(fā)現(xiàn)

電壓表匕、眩示數(shù)變化的絕對值分別為ZU1和43，下列說法中正確的是（）

A.小燈泡人、A變暗，A變亮B.小燈泡人變暗，Z、G變亮

C.ziy1<ΔU2D.ΔUi>ΔU2

9.如圖所示是一列沿X軸正方向傳播的機械波在t=O時的波形圖，由于某種原因，中間有一

部分無法看清，已知該波的波速U=0.5m∕s,下列說法正確的是（)

A.t=O時刻，x=7Crn處的質點振動方向沿y軸負方向

B.此列波的周期T=2s

C.0~0.03s時間內，質點P的速度不斷增大

D.t=0.47s時，質點P運動到負方向最大位移處

10.在光滑的水平面上，有一豎直向下的勻強磁場，分布在寬度為L的區(qū)域內，現(xiàn)有一邊長

為d（d<L）的正方形閉合線框以垂直于磁場邊界的初速度先滑過磁場，線框剛好能穿過磁場,

下列說法正確的是（）

；XXXX;

voV

；XXXX；

IXXXXI

；X×￡XX!

：■<-------------------?：

A.線圈在滑進磁場的過程與滑出磁場的過程均做變加速直線運動

B.線圈在滑進磁場的過程中與滑出磁場的過程中通過線框橫截面的電荷量相同

C.線圈在滑進磁場的過程中速度的變化量與滑出磁場的過程中速度的變化量不同

D.線圈在滑進磁場的過程中產(chǎn)生的熱量Ql與滑出磁場的過程中產(chǎn)生的熱量Q2之比為3：1

三、實驗題（本大題共2小題，共18.0分）

11.在“測定金屬的電阻率”的實驗中:

圖1

（1）用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，其示數(shù)如圖1所示，則金屬絲的直徑為d=—mm.

（2）某同學設計了如圖所示的電路測量該金屬絲的電阻（阻值約30）

可選用的器材規(guī)格如下：

電源E（電動勢3匕內阻不計）；

電流表4（0?0.64內阻約0.50）；

電流表G（O~IOmA,內阻為50。）；

滑動變阻器r（阻值O?5Ω,額定電流24）；

滑動變阻器/?2（阻值O?1k。，額定電流14）;

定值電阻/?3=2500；

定值電阻/?4=25000；

開關S和導線若干.

①為了便于操作，并使測量盡量精確，定值電阻應選,滑動變阻器R應選.

②某次測量時電流表G的讀數(shù)為5.0nM,安培表示數(shù)為0.5(M,計算RX的準確值為RX=0(

計算結果保留3為有效數(shù)字)

12.在“測玻璃的折射率”實驗中:

(1)為了取得較好的實驗效果，

4必須選用上下表面平行的玻璃磚；

B.選擇的入射角應盡量小些;

C.大頭針應垂直地插在紙面上;

D大頭針Pl和P2及和24之間的距離適當大些。

其中正確的是。

(2)甲同學在畫界面時，不小心將兩界面αa'和帥'間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖1所示,

則他測得的折射率(填“偏大”“偏小”或“不變”)。

(3)乙同學在量入射角和折射角時，由于沒有量角器，在完成了光路圖以后，如圖2所示，以。

點為圓心，。4為半徑畫圓，交。。'延長線于C點，過4點和C點作垂直法線的直線分別交于B點

和。點，則他只需要測量_______________,就可求出玻璃的折射率n=

四、計算題(本大題共3小題，共38.0分)

13.如圖，某透明介質的截面為直角三角形ABC,其中乙4=30。，AC邊長為3一束單色光

從4C面上距4為2的。點垂直于AC面射入，恰好在AB面發(fā)生全反射。已知光速為c。則：

(I)求出該介質的折射率n；

(2)畫出該光束從射入該介質到穿出該介質的光路并求出相應的偏轉角；

(3)求出該光束從射入該介質到第一次穿出該介質經(jīng)歷的時間九

14.如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面的夾角為dN、

Q兩點間接有阻值為R的電阻。整個裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導

軌平面向下、將質量為m、阻值也為R的金屬桿昉垂直放在導軌上，桿αb由靜止釋放，下滑

距離X時達到最大速度。重力加速度為g,導軌電阻不計，桿與導軌接觸良好。求：

(1)桿尤下滑的最大加速度；

(2)桿αb下滑的最大速度；

(3)上述過程中，桿上產(chǎn)生的熱量。

15.為了進一步提高回旋加速器的能量，科學家建造了“扇形聚焦回旋加速器”.在扇形聚焦

過程中，離子能以不變的速率在閉合平衡軌道上周期性旋轉.

扇形聚焦磁場分布的簡化圖如圖所示，圓心為。的圓形區(qū)域等分成六個扇形區(qū)域，其中三個

為峰區(qū)，三個為谷區(qū)，峰區(qū)和谷區(qū)相間分布.峰區(qū)內存在方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁

感應強度為B,谷區(qū)內沒有磁場.質量為m,電荷量為q的正離子，以不變的速率。旋轉，其

閉合平衡軌道如圖中虛線所示.

峰區(qū)

(1)求閉合平衡軌道在峰區(qū)內圓弧的半徑r,并判斷離子旋轉的方向是順時針還是逆時針；

(2)求軌道在一個峰區(qū)內圓弧的圓心角。，及離子繞閉合平衡軌道旋轉的周期T；

(3)在谷區(qū)也施加垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B',新的閉合平衡軌道在一個峰區(qū)

內的圓心角。變?yōu)?0。,求8'和B的關系.己知：sin(α+β)=sinacosβ±cosasinβ,cosa=

1—2sin21

答案和解析

1.【答案】C

【解析】

【分析】

本題考查的是明確等量異號電荷的中垂線上的電場強度的分布情況，注意與等量同種電荷的區(qū)別。

【解答】

A.電荷量為+q的小球以初速度為從管口射入的過程，因電場力不做功，只有重力做功；根據(jù)動

能定理，知速度不斷增加，故A錯誤；

B.小球下落過程中，庫侖力與速度方向垂直，則庫侖力不做功，故8錯誤；

C在兩個電荷的中垂線的中點，單個電荷產(chǎn)生的電場強度為：E=?=二聲；根據(jù)矢量的合成法

7（刃a

則，則有電場強度最大值為嬰，因此電荷量為+q的小球受到最大庫侖力為啰，故C正確；

aa

D根據(jù)C選項的分析,結合受力分析可知,彈力與庫侖力平衡，則管壁對小球的彈力最大值為贊，

a

故。錯誤。

故選C。

2.【答案】C

【解析】

【分析】

本題主要考查動量、沖量的矢量性，動量、沖量都是是矢量，既有大小又有方向。

【解答】

A、設滑塊到B點速度為“，摩擦力為f,對BC段滑塊只受摩擦力，應用動量定理有dp=2/=/3

故BC段滑塊動量的改變量等于阻力的沖量，故A錯誤；

B、4B段動量變化量ZPl=WW-O=mu,BC段滑塊動量的變化量Up2=O-巾"=一加"，?p1≠

?p2,故B錯誤;

C、對滑塊運動的全過程應用動能定理，有FS4B-∕Sχc=0,因此管=%,故C正確；

D,滑塊運動的全過程，尸的沖量與阻力的沖量大小相同，方向相反，故。錯誤。

3.【答案】D

【解析】甲擺所受庫侖力和丙擺中所受洛倫茲力總是沿半徑方向，不影響回復力，微有T甲=T丙

根據(jù)等效重力加速度，對乙擺有mgJ=Tng-ma

解得9J=9一。

故可得T乙=2元信

同理，對丁擺有mg-/=mg+Eq

解得9√=5+?

故可得TJ=2nJ-^Eq

故有T乙＞T甲=T丙＞TJ-

故選Da

4.【答案】A

【解析】

【分析】

本題考查光的折射定律、全反射，光的干涉。解決問題的關鍵是根據(jù)光路圖，結合光的折射定律、

折射率分析判斷，知道發(fā)生光的干涉的條件。

【解答】

A.a、b兩束光的光路圖如圖所示

對α光，根據(jù)光的折射定律有“=黑L=舞

Sinr?SInr2

由圖可知

r?=r2

則

ii=I2

故ɑ光的出射光和入射光相互平行；

同理可得，b光的出射光和入射光相互平行，所以a、b兩束出射光平行，故A正確；

A發(fā)生干涉的條件之一是兩束光頻率相同，由圖可知，兩束光在介質中的折射率的關系%>以

折射率越大，光的波長越小，頻率越大，故B錯誤；

C.根據(jù)公式n=5

可得%<

Vb

故C錯誤；

。.根據(jù)臨界角與折射率的關系?1=-?

SinC

可得Ca<Cb

故。錯誤。

故選A。

5.【答案】A

【解析】

【分析】

本題考查安培力的大小與方向的判斷，先求出各條導線所受的安培力，然后再進行矢量合成。關

鍵在于理解安培力公式的含義。

【解答】

每段導線所受安培力的大小為F=BIL,

受力情況如圖所示?F分=F+產(chǎn)F=(n+I)BlL

方向沿紙面向上，4對。

h

故選：Ao

6.【答案】D

【解析】試題分析：粒子在磁場中做勻速圓周運動，以X軸為邊界的磁場，粒子從X軸進入磁場

后在離開，速度U與久軸的夾角相同，根據(jù)左手定和R=器，知沿X軸負軸的剛好進入磁場做一

個圓周，沿y軸進入的剛好轉半個周期，如圖，在兩圖形的相交的部分是粒子不經(jīng)過的地方，故。

正確；

考點：帶電粒子在勻強磁場中的運動

【名師點睛】本題考查分析和處理粒子在磁場中運動的軌跡問題，難點在于分析運動軌跡的邊界,

可以運用極限分析法分析.

7.【答案】BD

【解析】解：將小球的運動沿著水平方向和豎直方向正交分解，水平方向不受外力，以北做勻速

直線運動；豎直方向上，在無電場區(qū)只受重力，加速度為g,豎直向下，有電場區(qū)除重力外，還

受到向上的恒定的電場力作用，加速度的大小和方向取決于合力的大小和方向。

A、當場強大小等于詈時，電場力等于mg,故在電場區(qū)小球所受的合力為零，在無電場區(qū)小球勻

加速運動，故經(jīng)過每個電場區(qū)，小球的速度均不等，因而小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時間均不相等，

故A錯誤；

B、若場強大小等于等時，電場力等于2τng,故在電場區(qū)小球所受的合力大小等于mg,方向豎

直向上，加速度大小等于g,方向豎直向上，根據(jù)運動學公式，有：

經(jīng)過第一個無電場區(qū)y=gg仔，v?=gt1

經(jīng)過第一個電場區(qū)y=%t-ggt∕,V2=v1-gt2

聯(lián)立解得：t1=t2,v2=0>接下來小球的運動重復前面的過程，即每次通過無電場區(qū)都是自由

落體運動，每次通過電場區(qū)都是末速度為零勻減速直線運動，可知，小球經(jīng)過每一無電場區(qū)的時

間均相同。故8正確；

C、通過AB選項的計算可以知道，電場強度只有滿足一定的條件，小球經(jīng)過電場區(qū)的時間相同，

故C錯誤；

。、通過前面的分析可知，小球在水平向不受力，故在水平方向上做勻速直線運動，故。正確；

故選：BD.

將小球的運動沿著水平方向和豎直方向正交分解，其水平方向不受外力，做勻速直線運動，豎直

方向在無電場區(qū)做勻加速運動，有電場區(qū)也做勻變速運動，但加速度不同，運用速度時間關系公

式分析，可以得到小球在豎直方向的運動規(guī)律.

本題是帶電粒子在電場中運動的問題，將小球的運動沿水平方向和豎直方向正交分解后，對于豎

直方向的運動，關鍵是找出小球的運動的一般規(guī)律，然后分析計算.

8.【答案】AD

【解析】4B.當滑動變阻器的觸片P從左端滑到右端時，變阻器接入電路的電阻增大，外電路總電

阻增大，總電流減小，路端電壓增大，乙2在干路上，故G變暗。變阻器的電阻增大，并聯(lián)部分

的電阻增大，則并聯(lián)部分電壓增大，人的電流增大，人變亮。總電流減小，而人的電流增大，

則Ll的電流減小，Ll變暗，故A正確，B錯誤；

CD電壓表匕測的是并聯(lián)電壓，示數(shù)增大，電壓表彩測的是G的電壓，示數(shù)減小，由于路端電

壓增大，因此

故ZIUl>ΔU2

故C錯誤，D正確。

故選AZX

9.【答案】AD

【解析】

【分析】

根據(jù)圖象得到該波的波長，根據(jù)“平移法”可知t=O時刻X=7cm處的質點振動方向；

根據(jù)T=△求解此列波的周期；

V

質點P向平衡位置運動時速度增大，判斷0.03S時的位置確定質點P的速度變化；

根據(jù)時間結合圖形分析P點位置。

本題主要是考查了波的圖象；解答本題關鍵是要能夠根據(jù)圖象直接讀出振幅、波長和各個位置處

的質點振動方向，知道波速、波長和頻率之間的關系u=f九

【解答】

由波形圖可知，該波的波長大于8sn,畫出波形圖如圖；

由圖可知波長為/I=IOcm,則

A.根據(jù)“同側法"可知，t=0時刻，X=7Cm處的質點振動方向沿y軸負方向，選項A正確；

A該波的周期為7=4=瞿=0.2s

V0.5

選項B錯誤；

C.在t=0時刻，質點P向下振動，在t=0.03s時刻P點到達平衡位置下方，但是還沒到達最低點,

則0~0.03s時間內，質點P的速度先增大后減小，選項C錯誤；

Zλt=O.47s時，波向右傳播的距離％=vt=50cm∕sX0.47s-23.5cm=22+3.5cm

由波形圖可知，質點P運動到負方向最大位移處，選項。正確。

故選A。。

10.【答案】ABD

【解析】

【分析】

根據(jù)法拉第電磁感應定律、歐姆定律、安培力公式得到線框的加速度表達式，再分析線圈的運動

情況；根據(jù)感應電荷量公式q=n等，分析電荷量關系；根據(jù)動量定理分析速度變化關系；根據(jù)

能量守恒定律分析熱量關系。

本題關鍵要綜合考慮影響加速度的因素，將加速度表達式中質量和電阻細化，掌握感應電荷量公

式q=n絡,應加強基礎知識的學習，提高綜合分析問題的能力。

【解答】

A線圈在滑進磁場的過程與滑出磁場的過程中，運動方向只受安培力作用，根據(jù)左手定則判斷知

安培力方向與運動方向相反，根據(jù)法拉第電磁感應定律及牛頓第二定律可知，速度減小，則安培

力減小，加速度減小，所以均做加速度減小的減速直線運動，即變加速直線運動，故A正確：

B.根據(jù)q—勺

K

可知進入磁場和滑出磁場的過程中穿過線框的磁通量的變化量相同，線框的電阻不變，所以兩個

過程中通過線框橫截面的電荷量相同，故8正確；

進入磁場過程有—

CB/"/"=m?v1

X∕1Jt1=q

則得—

8qL=m?v1

離開磁場過程有一

=m4v2

又12段2~q

則得一

BqL=m?v2

貝得

IJ4%=Zlv2

即線圈速度的變化量相同，故C錯誤；

。?設線圈完全進入磁場時的速度為3當線圈完全進入磁場到右邊的框邊出磁場的過程中，穿過線

圈的磁通量不變，沒有感應電流產(chǎn)生，做勻速直線運動，根據(jù)=

有%-V=V-O

則完全進入磁場時的速度為T，根據(jù)能量守恒定律得Ql=∣mv2-∣τn?2=Imv2

1V1

7nmv

Q2=2?)=Q

≡?=T

故。正確。

故選ABD。

11.【答案】0.80OnWnR3R13.030

【解析】(I)固定刻度讀數(shù)為0.5nυn+0.01×30.0=0.800mm,則此金屬絲的直徑為0.800τmn.

(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律電路和電流表最小讀數(shù)，可求出電路中需要的最大電阻為：

E3

R=7=須O=15°，由于待測電阻電阻為30,所以滑動變阻器應用R1

根據(jù)串分壓原理，R=彳=高。=300。，故定值電阻/?3

根據(jù)電阻定律，由：R="哼=3.030.

12.【答案】CD偏小量力B、CD的距離”

DC

【解析】解：

(1)[1]用插針法測定折射率時，玻璃磚上下表面不一定要平行，故A錯誤；為了減小測量的相對

誤差，選擇的入射角不能太小，也不能太大，故B錯誤：為了準確確定入射光線和折射光線，大

頭針應垂直地插在紙面上，所以C正確；大頭針PI和P2及P3和04之間的距離適當大些時，相同的

距離誤差引起的角度誤差會減小，效果會好些，所以。正確。

(2)[2]如圖，實線是真實的光路圖，虛線是玻璃磚寬度畫大后的光路圖，由圖可以看出，測出的

折射角比真實的大，折射率偏小。

(3)[3]需要測量48、C。的長度AB^CDo

AB

[4]根據(jù)折射定律n=sin〃08=工=理。

SinzDOCCDDC

(1)為了取得較好的實驗效果，根據(jù)實驗原理分析可知：玻璃磚上下表面不一定要平行，選擇的入

射角應盡量大些；大頭針應垂直地插在紙面上；大頭針PI和P2及P3和04之間的距離適當大些，這

樣可以減小測量的相對誤差.

(2)甲同學在畫界面時，將兩界面αα'和bb'間距畫得比玻璃磚寬度大些，分析對入射角和折射角的

影響，判斷誤差的變化.

(3)根據(jù)幾何知識求出入射角和折射角的正弦值，再求解折射率.

本題是插針法測定玻璃磚的折射率，實驗原理是折射定律，采用單位圓法處理數(shù)據(jù)，根據(jù)原理分

析實驗誤差.

13.【答案】(1)2；(2)光路圖見解析：60"；(3)≤≡

C

【解析】(1)由于光線垂直于AC面射入，故光線在4B面上的入射角為30。，由題意知，光線恰好

在ZB面上發(fā)生全反射，所以入射角等于臨界角，則全反射臨界角C=8=30。

由全反射條件可求得n=工=-?=2

sinesιn30

(2)如圖所示光路圖，

原光線垂直于4C面射入，即CF方向(EO方向)

光線在BC面出射時與BC面垂直，即EG方向，所以偏轉角為NoEG=60。。

(3)由圖可知DF=ΛDtan30o=冷

L

OE=AO=W

則EC==

EG=ECCOS30°=—7—

6

故光在介質中的傳播距離為SDF+FE+EG?

光在介質中的傳播速度

光在介質中的傳播時間t=三=烏

(1)據(jù)題意，光線恰好在4B面發(fā)生全反射，入射角等于臨界角.根據(jù)幾何關系求出臨界角C,由

SinC=L求出折射率；

n

(2)作出光路圖，光線在Be面出射時與BC面垂直，所以偏轉角為60。；

(3)運用幾何知識求出光線在介質中通過的路程s,由"=(求出光在介質中的速度，由t=；求解時

間。

本題關鍵要理解全反射現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件，知道臨界角其實是入射角，能靈活幾何關系求解入

射角和折射角。

14.【答案】(1)gsinθ,方向沿導軌平面向下；(2)筆泮，方向沿導軌平面向下；(3)^mgxsinθ-

?DL)Z

τrvig2R2sin2θ

B4L4

【解析】(1)設好桿下滑到某位置時速度為U,則此時

桿產(chǎn)生的感應電動勢E=BLv

回路中的