河北省唐山市2022-2023学年高二上学期物理期末试卷

更新时间：2023-03-31 浏览次数：42 类型：期末考试

一、单选题

1. (2022高二上·武汉期中) 在图中，弹簧振子从平衡位置 $\text{[math]}$ 向最右位置 $\text{[math]}$ 的运动过程中（　　）

A . 加速度不断增大的减速运动 B . 加速度不断减小的加速运动 C . 加速度不变的加速运动 D . 加速度不断减小的减速运动

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2. 动量守恒定律和能量守恒定律是现代物理学中的基本守恒定律，下列说法正确的是（　　）

A . 如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变 B . 动量守恒定律的研究对象只适应于宏观、低速领域 C . 在某一过程中，初态和末态动量相同，则系统在该过程中动量一定守恒 D . 在某个过程中，一个系统的动量守恒，则该系统的机械能也一定守恒

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3. 如图所示，长为 $\text{[math]}$ 的直导线折成边长相等、夹角为 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 型，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 $\text{[math]}$ 。当在导线中通以电流 $\text{[math]}$ 时，该 $\text{[math]}$ 型通电导线受到的安培力为（　　）

A . 大小为 $\text{[math]}$ ，方向竖直向下 B . 大小为 $\text{[math]}$ ，方向竖直向上 C . 大小为 $\text{[math]}$ ，方向竖直向下 D . 大小为 $\text{[math]}$ ，方向竖直向上

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4. 在同一地点，甲、乙两个单摆做简谐运动的振动图像如图所示，由图像可知（　　）

A . 甲、乙两个单摆的振幅之比为 $\text{[math]}$ B . 甲、乙两个单摆的摆长之比为 $\text{[math]}$ C . 从 $\text{[math]}$ 起，乙第一次到达最大位移时，甲正在向负向运动 D . 从 $\text{[math]}$ 起，甲第一次到达最大位移时，乙正在做加速运动

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5. 如图所示，用 $\text{[math]}$ 的铁锤钉钉子。打击前铁锤的速度大小为 $\text{[math]}$ ，方向竖直向下打击后铁锤的速度变为0。设打击时间为 $\text{[math]}$ ， g取 $\text{[math]}$ ，铁锤钉钉子的平均作用力（　　）

A . 200N B . 205N C . 20N D . 25N

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6. 一列简谐横波在 $\text{[math]}$ 时的波形图如图所示，已知该波正在沿 $\text{[math]}$ 轴正向传播，波速为 $\text{[math]}$ ，质点 $\text{[math]}$ 位于 $\text{[math]}$ 处，下列说法正确的是（　　）

A . 这列波的波长为6m，振幅为10cm B . 质点 $\text{[math]}$ 正在沿 $\text{[math]}$ 轴负向运动 C . 质点 $\text{[math]}$ 的振动频率为 $\text{[math]}$ D . 质点 $\text{[math]}$ 做简谐运动的表达式为 $\text{[math]}$

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7. 回旋加速器的原理如图所示， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 是两个中空的半径为 $\text{[math]}$ 的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为 $\text{[math]}$ （频率可调）的交流电源上，位于 $\text{[math]}$ 圆心处的质子源 $\text{[math]}$ 能不断产生质子（初速度可以忽略，重力不计），它们在两盒之间被电场加速， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 置于与盒面垂直的磁感应强度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场当中。忽略质子在电场中的运动时间，不考虑相对论效应，假设质子在最后一次被加速后，在磁场中运动了半个圆周被引出装置。下列说法正确的是（　　）

A . 若要增大引出质子的动能，只需增大加速电压即可 B . 若要增大引出质子的动能，只需减小D形盒内的磁感应强度的大小 C . 若用此装置加速其他带电粒子，粒子在盒中的运动时间与质子的相同 D . 若用此装置加速其他带电粒子，那么粒子在盒中的运动时间与质子的不同

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二、多选题

8. 2009年，华裔物理学家、香港中文大学前校长高锟因在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”作出了突破性成就，获得了诺贝尔物理学奖，高锟被誉为“光纤之父”和“光纤通信之父”，关于光导纤维，下列说法正确的是（　　）

A . 光纤通信是光折射定律的应用 B . 光纤通信用到了光的全反射原理 C . 频率越高的光在同种光纤中传播的速度越慢 D . 在光纤中内芯的折射率比外套的折射率小

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9. 如图所示，在光滑的水平面上，质量为 $\text{[math]}$ 的甲物块以速度 $\text{[math]}$ 向右运动，正前方有一静止的、质量为 $\text{[math]}$ 的乙物块，乙物块左侧连有一轻质弹簧，从甲物块与弹簧接触到与弹簧分离过程（　　）

A . 分离时，甲物块的动量大小可能大于 $\text{[math]}$ B . 甲、乙两物块组成的系统机械能守恒 C . 甲乙共速时，弹簧的弹性势能最大 D . 甲与弹簧分离时，乙物块的速度可能为 $\text{[math]}$

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10. 如图所示为一速度选择器，也称为滤速器的原理图。 $\text{[math]}$ 为电子枪（加速电压为 $\text{[math]}$ ），由枪中沿KA方向射出的电子（电荷量大小为 $\text{[math]}$ ，质量为 $\text{[math]}$ ，不计电子重力），速率大小不一，当电子通过方向互相垂直的匀强电场（场强为 $\text{[math]}$ ）和匀强磁场（磁感应强度为B）后，只有一定速率的电子能沿直线前进，并通过小孔S，下列说法正确的是（　　）

A . 磁场方向必须垂直纸面向外 B . 只有当加速电压 $\text{[math]}$ 时，才有电子从 $\text{[math]}$ 射出 C . 只有带负电的粒子（不计重力）才能通过此速度选择器 D . 在相互垂直的电场磁场中，只有电子速度满足 $\text{[math]}$ 时才能通过小孔 $\text{[math]}$

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三、实验题

11. 用“碰撞实验装置”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。用天平测量两个小球的质量 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ ；直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过测量相关量，来间接解决这个问题。下面是三个实验小组的实验情况：
1. （1）实验小组甲的实验装置如图1所示，图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先让入射球 $\text{[math]}$ 多次从斜轨上A位置静止释放，找到它在水平面上的平均落点 $\text{[math]}$ ；然后把被碰小球 $\text{[math]}$ 静置于水平轨道的末端，再将入射小球 $\text{[math]}$ 从斜轨上A位置静止释放，与小球 $\text{[math]}$ 相撞，并多次重复，分别找到两球的平均落点 $\text{[math]}$ ，并测量出水平位移 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的长度 $\text{[math]}$ 。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______；
  
  A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
2. （2）实验小组乙的实验装置如图2所示。在水平槽末端的右侧放置一个竖直屏，竖直屏的O点与小球的球心等高。实验时，仍使入射球 $\text{[math]}$ 多次从斜轨上A位置由静止释放，找到它在竖直屏上的平均落点 $\text{[math]}$ ；以后重复实验（1）的操作，分别找到两球落在竖直屏上的平均落点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，量出 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的高度 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______；
  
  A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
3. （3）实验小组丙的实验装置如图3所示，将一斜面 $\text{[math]}$ 连接在斜槽末端。实验时，还是使入射球 $\text{[math]}$ 多次从斜轨上A位置由静止释放，得到它落到斜面上的平均落点 $\text{[math]}$ ；以后重复实验（1）的操作，分别找到两球落在斜面上的平均落点 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，量出 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的长度 $\text{[math]}$ 。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为；（用上述步骤中测量的量表示）
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12. 某学习小组要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图所示。
1. （1）在用双缝干涉实验装置观察双缝干涉条纹时，观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，从而使条纹变得清晰。那么，要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。
2. （2）在某次测量中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹记为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示，此示数为2.320mm。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，则此示数为mm，由此可求得相邻亮纹的间距 $\text{[math]}$ mm，进一步用计算式 $\text{[math]}$ 可求出该单色光的波长（已知双缝间距为 $\text{[math]}$ ，双缝到屏的距离为 $\text{[math]}$ ，相邻亮纹的间距为 $\text{[math]}$ 表示）。
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四、解答题

13. 地磁场可以有效抵御宇宙射线的侵入。某物理兴趣小组，为了研究地磁场，设置了如下模型∶赤道剖面外地磁场可简化为包围地球厚度为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场，方向垂直该剖面，地球半径为 $\text{[math]}$ 。宇宙射线含有一种带电粒子，质量为 $\text{[math]}$ ，带电量为 $\text{[math]}$ ，以速度 $\text{[math]}$ 正对地心射入该磁场区域，轨迹恰好与地面相切，如图所示。（不考虑大气对粒子运动的影响，不计粒子的重力。）
1. （1）判断带电粒子的电性；
2. （2）求粒子运动的轨道半径 $\text{[math]}$ ；
3. （3）求该区域的磁感应强度大小。
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14. 如图所示，某均匀透明液滴（视为球形）的截面图是圆心在 $\text{[math]}$ 点、半径为 $\text{[math]}$ 的圆。一束红光从空中（看作真空）平行直径 $\text{[math]}$ 射到圆上的 $\text{[math]}$ 点，入射角 $\text{[math]}$ ，射入球内经过一次反射后从 $\text{[math]}$ 点再次平行 $\text{[math]}$ 折射向空中。求∶
1. （1）液滴对红光的折射率 $\text{[math]}$ ；
2. （2）红光从 $\text{[math]}$ 点射入液滴，经一次反射从 $\text{[math]}$ 点射出，红光在液滴内传播的时间 $\text{[math]}$ 。（光在真空中的传播速度为 $\text{[math]}$ ）
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15. 某物理小组通过碰撞后的物块研究过山车的原理，提出了下列设想∶取一个与水平方向夹角为 $\text{[math]}$ ，长为 $\text{[math]}$ 的倾斜轨道 $\text{[math]}$ ，通过微小圆弧与长为 $\text{[math]}$ 的水平轨道 $\text{[math]}$ 相连，竖直光滑圆轨道与水平轨道相切于 $\text{[math]}$ 点，入口与出口均为水平轨道上 $\text{[math]}$ 处，如图所示，圆轨道与倾斜轨道在同一竖直平面内。一水平台面距 $\text{[math]}$ 点高度 $\text{[math]}$ ，物块 $\text{[math]}$ 以初速度 $\text{[math]}$ 从 $\text{[math]}$ 点向右运动，经过位移 $\text{[math]}$ 与静止在台面最右端 $\text{[math]}$ 点的物块 $\text{[math]}$ 发生弹性正碰，碰后物块 $\text{[math]}$ 以一定的初速度水平抛出，到 $\text{[math]}$ 点时物块 $\text{[math]}$ 的速度方向恰沿 $\text{[math]}$ 方向，并沿倾斜轨道滑下。已知物块 $\text{[math]}$ 质量相同，且与 $\text{[math]}$ 间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力。求∶
1. （1）碰撞后瞬间物块 $\text{[math]}$ 的速度；
2. （2）物块 $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 点的初速度的大小；
3. （3）要使物块 $\text{[math]}$ 在竖直圆轨道上运动不离开轨道，则竖直圆弧轨道的半径 $\text{[math]}$ 应该满足什么条件？
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