吉林省辽源市东丰县五校2021-2022学年高二上学期期末考试物理试题（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 吉林省辽源市东丰县五校2021-2022学年高二上学期期末考试物理试题（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-14 10:28:33 | ||
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文档简介
辽源市东丰县五校2021-2022学年高二上学期期末考试
物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间100分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修三第十一章，第十二章，第十三章，选择性必修一全册。
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1.如图所示是常见永磁体的磁场，下列说法正确的是
A．磁感线总是从N极到S极，两条磁感线的空隙处一定不存在磁场
B．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致，磁感线有可能相交
C．磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质
D．磁感线是客观存在于磁极或电流周围的一种物质
2.弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中
A．振子的位移逐渐增大 B．振子所受的弹力逐渐减小
C．振子的动能转化为弹性势能 D．振子的加速度逐渐增大
3.如图所示，圆形线框在匀强磁场中所做的各种运动，能够产生感应电流的是
A. B. C. D.
4.土兵从高台跳到低处地面时，土兵的速度在很短时间内减小为零，速度变化大，为了安全，土兵都是让脚尖先着地，有效地保护人体免于伤害或减轻伤害程度。这样做是为了
A．减小人的平均受力大小 B．减小冲量
C．减少动量的变化量 D．减小地面对人的压强
5.先后按图中甲、乙所示电路测同一未知电阻的阻值，已知两电路的路端电压恒定不变。若按图甲所示电路测得电压表示数为9V，电流表示数为3mA；那么按图乙所示电路测得的结果应为
A．电压表示数为9V，电流表示数为3mA
B．电压表示数为9V，电流表示数小于3mA
C．电压表示数小于9V，电阻的实际阻值小于3000Ω
D．电压表示数大于9V，电阻的实际阻值大于3000Ω
6.如图所示为两个导体的U-I关系图像，下列说法正确的是
A．将与并联后接于电源上，则通过两导体的电流之比
B．把均匀拉长到原来的3倍长之后，则其阻值等于的阻值
C．将与串联后接于电源上，则两导体的功率之比
D．把接于电源上，通过导体的电流与导体内自由电子定向移动的平均速率成正比
7.在如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，和是两个固定的电阻，当滑动变阻器的滑片从b端向a端移动时，通过、的电流分别为、。则在该过程中，关于、发生的变化，下列说法正确的是
A．变小，变大 B．变大，变小
C．变大，变大 D．变小，变小
8.如图所示，光滑水平面上有大小相同、质量均为的A、B、C三个小球，小球A以速度v0=4m/s向左运动，与静止不动右端有一轻弹簧的小球B发生对心碰撞，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短，碰撞后小球A与弹簧不粘连，则下列说法正确的是
A．弹簧最短时，三个小球共同速度的大小为1m/s
B．从开始到弹簧最短的过程中小球C受到的冲量大小为4N·s
C．从开始到小球A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为6J
D．小球B与小球C碰撞之前，小球A、B共同速度的大小为3m/s
9.下列关于光现象的说法正确的有
A．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄金星合月时的景物，可使景象更清晰
B．用光导纤维传输有关金星合月天象的信号，是利用了光的干涉性质
C．戴上特制眼镜在电影院看3D电影有立体感是利用了光的偏振知识
D．照相机的镜头表面镀有一层膜使照相效果更好，是利用了光的衍射现象
10.用图甲所示的电路来测量电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的图像，由图像可知
A．电池内阻的测量值是3.50Ω
B．电池电动势的测量值是1.40V
C．外电路发生短路时的电流为0.4A
D．电压表的示数为1.20V时，电流表的示数为0.2A
11.如图甲所示为一列简谐横波在s时的波形图，图乙为介质中平衡位置在处的质点的振动图象。P是平衡位置在处的质点，下列说法正确的有
A．波的传播速度大小为1m/s
B．处质点的振动速度大小为1m/s
C．时，处质点的位移大小为8cm
D．该简谐横波沿x轴的负方向传播
12.如图所示，质量的物块A以初速度v0=2m/s滑上放在光滑水平面上的长木板B上，A做匀减速运动，B做匀加速运动，经过时间s物块A、长木板B最终以共同速度匀速运动，重力加速度g取10，由此可求出
A．长木板B的质量为2kg
B．物块A与长木板B之间的动摩擦因数为0.1
C．长木板B的长度至少为2m
D．物块A与长木板B组成的系统损失的机械能为2J
二、实验题（本题共3小题，共15分）
13.（5分）某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证碰撞中的动量守恒定律，图中A、B是两个质量相同的小车。实验前，先平衡摩擦力，只将小车A放在长木板上，并与纸带相连，将长木板装有打点计时器的一端适当垫高，打点计时器接通电源，给小车A一个沿斜面向左的初速度，如果纸带上打出的点间隔均匀，则表明摩擦力已平衡。回答下列问题：
（1）将小车B放在长木板上并在小车B上放上适当的砝码，接通打点计时器的电源，给小车A一个初速度，小车A与小车B发生碰撞并粘在一起向前运动，打出的纸带如图乙所示，纸带上的点为连续打出的点，测出纸带上两段连续5个间隔的长度分别为、。纸带的左端与打点计时器相连，若打点计器连接的交流电的频率为f，小车A与小车B相碰前的速度为=___________，碰撞后两车的共同速度为=___________。
（2）测得小车A（包括橡皮泥）质量为，小车B和车中砝码的总质量为，若表达式___________成立，则A、B两车碰撞过程动量守恒。
（3）如果打点计时器连接交流电的频率实际小于&，则对实验结果_________（填“有”或“无”）影响。
14.（5分）某实验小组在实验室做用单摆测定重力加速度的实验，如图甲所示。
（1）摆球的直径用游标卡尺测出，如图乙所示，读数是___________cm。
（2）甲同学用正确的实验方法测出摆线的长度为L，摆球的直径为d，N次全振动的总时间为t。当地的重力加速度大小为g=___________（结果用L、d、N、t等字母表示）。
（3）乙同学把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。乙同学操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正：①___________；②___________。
15.（5分）某实验小组做“测量一均匀新材料金属丝的电阻率”实验。
（1）如图甲所示，先用螺旋测微器测量金属丝的直径d=___________mm；再用刻度尺测出金属丝的长度为L。
（2）为了准确测量金属丝的电阻，某同学设计了如图乙所示的电路。闭合，当接a时，电压表示数为，电流表示数为；当接b时，电压表示数为，电流表示数为，则待测金属丝的阻值=___________（用题中的物理量符号表示）；根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率p=___________（用、d、L表示）。
三、计算题（本题共4小题，共37分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16.（8分）一简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，a、b为x轴正方向上的两个点（且a更靠近坐标原点），如图甲所示，时刻开始计时，a、b两点的振动图象如图乙所示，a与b间的距离为5m。求：
（1）处在平衡位置的b质点从开始到第三次处于波峰位置时，a质点在振动过程中通过的路程；
（2）该简谐横波的波长和波速。
17.（8分）如图所示，电源电动势为，内阻为，电阻、阻值分别为2Ω、6Ω，平行板电容器的电容F。开关闭合后，电动机恰好正常工作，已知电动机的额定电压，线圈的电阻，求：
（1）开关闭合后，电容器的带电量；
（2）电动机正常工作时产生的机械功率是多大？
18.（9分）老师上课喜欢用红色激光笔，它发出的红光，用它来投映一个光点或一条光线指向物体，如图甲所示，AB为半圆的直径，O为圆心，在O点左侧，用红色激光笔从E点垂直AB射入的红光进入半球形介质后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角。
（1）求半球形介质的折射率；
（2）若取用半球形介质制成环状玻璃砖，如图乙所示，内径为R、外径为的环状玻璃砖的圆心为O，一束平行于水平轴OO的光线由A点进入玻璃砖，到达B点（图中未标出）刚好发生全反射，求A点处光线的入射角和折射角。
19.（12分）如图甲所示，质量为3kg的小球B与质量未知的小球C用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，另有一小球A从时刻开始以一定速度向右运动，运动图像如图乙所示，在时，A与小球B发生弹性碰撞（碰撞时间极短，没有能量损失），碰撞后小球B的v—t图像如图丙所示。求：
（1）小球A的质量和图乙中对应的数值；
（2）运动过程中弹簧具有的最大弹性势能。
辽源市东丰县五校2021-2022学年高二上学期期末考试
物理
参考答案、提示及评分细则
1.C磁感线是为了形象描述磁场而假想的有方向的曲线，在磁体外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，选项A错误；磁感线上每一点的切线方向表示磁场的方向，磁感线不相交，选项B错误：磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质，是不以人的意志为转移的，选项C正确；磁感线是人们为了方便描述磁场人为规定的，并不是客观真实存在的物质，选项D错误。
2.B 振子的位移是由平衡位置指向振子所在位置的有向线段，因而振子向平衡位置运动时位移逐渐减小，A项错误：而弹力与位移成正比，故弹簧的弹力减小，B项正确：由胡克定律和牛顿第二定律知，振子的加速度也减小，D）项错误：振子向着平衡位置运动时，弹力与速度方向一致，故振子的速度逐渐增大，弹性势能转化为动能，C项错误。
3.B线框在匀强磁场中平动时，穿过线框的距通量不变，没有感应电流产生，故A项错误：线框在磁场中绕垂直于磁场方向的轴线转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故B项正确；线框绕平行于磁场方向的轴线转动，由于穿过线框的磁通量保持不变或始终为零，所以没有感应电流产生，故C、D项错误。
4. A 让脚尖先着地并不会改变着地碰撞前后人速度的变化量，也不会改变动量的变化量和冲量，选项B、C错误：根据动量定理可知由于脚尖先着地的缓冲作用，延长了人的受力时间，减小了人的平均受力大小，选项A正确，D错误。
5.C 图甲所示电路是电流表的内接法，电流表有分压作用，电流表也承担电源的微弱电压，电压表示数为9V，电流表示数为3mA，电阻的电压小于9，电流等于3mA，根据欧姆定律知Ω．按图乙所示电路测量时，故C项正确。
6.D 分析图像可知R2=3R1，将与并联后接于电源上，由欧姆定律可得，即，A项错误；保持导线的体积V=LS不变时，把均匀拉长到原来的3倍长后，S变为原来的，由电阻定律R=ρ，可得变为原来的9倍，即，结合。综合可得，B项错误；电流的功率P=，将与串联后接于电源上，电流相同，功率之比等于电阻之比，由可得C项错误：由电流的微观表达公式可知，对于确定的电阻·n、e、S是确定的，导体的电流I与导体内自由电子定向移动的平均速率v成正比，D项正确。
7. A 滑片向上移动，接入电路的电阻减小，则并联总电阻减小，总电流增大，所以路端电压减小，故流过R1的电流减小，流过R2的电流增大，A项正确。
8.B 根据动量守恒定律，当小球A、B速度相等时，且与小球C碰撞之前A、B的速度均为v1，则解得，选项D错误：从开始到弹簧最短的过程，对A、B、C系统有，解得选项A错误：从开始到弹簧最短的过程，对小球C，由动量定理有，选项B正确：B与C相碰的过程，解得，则从开始到小球A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为，选项C错误。
9. AC 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄金星合月时的景物，可减弱反射光，从而使景象更清晰，选项A正确：用光导纤维传输信号，是利用了全反射的性质，选项B错误：戴上特制眼镜在电影院看3D电影有立体感是利用了光的偏振知识，选项正确：照相机，望远镜的镜头表面一层膜是利用了光的薄膜干涉原理，选项D错误。
10.BD 根据电源的图像物理意义可知，电池电动势的测量值是1.40V，电池内阻的测量值r=。A项错误、B项正确：外电路发生短路时的电流C项错误：由电源的U—I图像可知，电压表的示数为1.20V时，电流表的示数D项正确
11. ACD 由图甲可知该简谐横波的波长为，由图乙知周期为，则波速为，该速度为波的传播速度，不是质点振动速度，选项A正确、B错误；质点的振幅为8cm5时。处质点位于波峰，其位移为8cm，选项C正确时处的质点沿y轴负方向振动，则该简谐横波沿x轴的负方向传播，D正确。
12. ABD A做匀减速运动，B做匀加速运动，最后一起做匀速运动，共同速度、取向右为正方向，设B的质量为M。根据动量守恒定律得解得选项A正确：木板B匀加速运动的加速度，根据牛顿第二定律，对B得，解得，选项B正确；前1s内B的位移A的位移，所以木板B的最小长度L=，选项C错误：A、B组成的系统损失的机械能。选项D正确。
13.（1）（1分）（1分）（ ）（3）无（1分）
解析：（1）碰撞前小车A的速度，碰撞后，A、B一起的速度
（2）如果表达式成立，即成立，两车碰撞过程动量守恒。
（3）由表达式可知，如果打点计时器连接交流电的频率实际小于f，则对实验结果无影响。
14.（1）3.135（1分）（3）①应在摆球通过平衡位置时开始计时；②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值（或在单摆振动稳定后开始计时）（2分）
解析：（1）摆球的直径为
（2）根据单摆的周期公式可得，解得
（3）本实验的操作中有两处需要加以改正：①应在摆球通过平衡位置时开始计时，因为摆球经过平衡位置时速度最大，在相同的空间尺度误差时产生的时间误差最小，测量的周期较精确，②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值，这样可减小测量误差（或在单摆振动稳定后开始计时）。
15. 均可）（2分）
（2）
解析：（1）螺旋测微器读数为
（2）当接a时，电压表测和R0的电压，电流表测和的电流，则有，当接b时，电压表测R0的电压，和0的电流，则，联立两式可得：根据电阻定律，可得
16.解：（1）由题意知a点振动了T（1分）
则a质点通过的路程为（1分）
（2）若波沿x轴正方向传播有（1分）
联立得（1分）
（1分）
若波沿x轴负方向传播有（1分）
联立得（1分）
（1分）
17.解：（1）当开关S闭合时，电动机恰好正常工作，两端的电压等于额定电压
电阻与电动机并联，两端的电压等于
由欧姆定律，流过电阻的电流（1分）
由闭合电路欧姆定律（1分）
电阻两端的电压
电容器的带电量（1分）
综合解得（1分）
（2）根据干路、支路电流的关系，流过电动机的电流。解得A（1分）
电动机消耗的电功率为（1分）
电动机发热的功率为（1分）
根据能量守恒定律，电动机正常工作时产生的机械功率（1分）
18.解：（1）由题图甲可计算出该半球形介质的折射率
由全反射条件有（1分）即
（1分）
半球形介质的折射率（1分）
（2）光线沿AB方向射向内球面。刚好发生全反射，在B点的入射角等于临界角C．在△OAB中。，由正弦定理得（1分）
可得（1分）
则有A点处光线的折射角（1分）
在A点，由（2分）
得A点处光线的人射角（1分）
19.解：（1）由题图乙知，A与B碰前的速度，碰后B的速度（1分）
A与B碰撞过程动量守恒（1分）
A与B碰撞过程机械能守恒，以A的初速度反方向为正方向
可得（1分）
解得（1分）
由题图乙可知。，可知（2分）
（2）A与B碰撞之后，B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒
由图丙可知小球B先向右减速，而后反向加速，当弹簧恢复原长时，B的速度（1分）
由动量守恒有（1分）
由机械能守恒有（1分）
解得（1分）
且当B与C速度相等时，弹簧弹性势能最大由动量守恒定律得（1分）
由机械能守恒定律得（1分）
物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间100分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修三第十一章，第十二章，第十三章，选择性必修一全册。
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1.如图所示是常见永磁体的磁场，下列说法正确的是
A．磁感线总是从N极到S极，两条磁感线的空隙处一定不存在磁场
B．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致，磁感线有可能相交
C．磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质
D．磁感线是客观存在于磁极或电流周围的一种物质
2.弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中
A．振子的位移逐渐增大 B．振子所受的弹力逐渐减小
C．振子的动能转化为弹性势能 D．振子的加速度逐渐增大
3.如图所示，圆形线框在匀强磁场中所做的各种运动，能够产生感应电流的是
A. B. C. D.
4.土兵从高台跳到低处地面时，土兵的速度在很短时间内减小为零，速度变化大，为了安全，土兵都是让脚尖先着地，有效地保护人体免于伤害或减轻伤害程度。这样做是为了
A．减小人的平均受力大小 B．减小冲量
C．减少动量的变化量 D．减小地面对人的压强
5.先后按图中甲、乙所示电路测同一未知电阻的阻值，已知两电路的路端电压恒定不变。若按图甲所示电路测得电压表示数为9V，电流表示数为3mA；那么按图乙所示电路测得的结果应为
A．电压表示数为9V，电流表示数为3mA
B．电压表示数为9V，电流表示数小于3mA
C．电压表示数小于9V，电阻的实际阻值小于3000Ω
D．电压表示数大于9V，电阻的实际阻值大于3000Ω
6.如图所示为两个导体的U-I关系图像，下列说法正确的是
A．将与并联后接于电源上，则通过两导体的电流之比
B．把均匀拉长到原来的3倍长之后，则其阻值等于的阻值
C．将与串联后接于电源上，则两导体的功率之比
D．把接于电源上，通过导体的电流与导体内自由电子定向移动的平均速率成正比
7.在如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，和是两个固定的电阻，当滑动变阻器的滑片从b端向a端移动时，通过、的电流分别为、。则在该过程中，关于、发生的变化，下列说法正确的是
A．变小，变大 B．变大，变小
C．变大，变大 D．变小，变小
8.如图所示，光滑水平面上有大小相同、质量均为的A、B、C三个小球，小球A以速度v0=4m/s向左运动，与静止不动右端有一轻弹簧的小球B发生对心碰撞，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短，碰撞后小球A与弹簧不粘连，则下列说法正确的是
A．弹簧最短时，三个小球共同速度的大小为1m/s
B．从开始到弹簧最短的过程中小球C受到的冲量大小为4N·s
C．从开始到小球A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为6J
D．小球B与小球C碰撞之前，小球A、B共同速度的大小为3m/s
9.下列关于光现象的说法正确的有
A．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄金星合月时的景物，可使景象更清晰
B．用光导纤维传输有关金星合月天象的信号，是利用了光的干涉性质
C．戴上特制眼镜在电影院看3D电影有立体感是利用了光的偏振知识
D．照相机的镜头表面镀有一层膜使照相效果更好，是利用了光的衍射现象
10.用图甲所示的电路来测量电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的图像，由图像可知
A．电池内阻的测量值是3.50Ω
B．电池电动势的测量值是1.40V
C．外电路发生短路时的电流为0.4A
D．电压表的示数为1.20V时，电流表的示数为0.2A
11.如图甲所示为一列简谐横波在s时的波形图，图乙为介质中平衡位置在处的质点的振动图象。P是平衡位置在处的质点，下列说法正确的有
A．波的传播速度大小为1m/s
B．处质点的振动速度大小为1m/s
C．时，处质点的位移大小为8cm
D．该简谐横波沿x轴的负方向传播
12.如图所示，质量的物块A以初速度v0=2m/s滑上放在光滑水平面上的长木板B上，A做匀减速运动，B做匀加速运动，经过时间s物块A、长木板B最终以共同速度匀速运动，重力加速度g取10，由此可求出
A．长木板B的质量为2kg
B．物块A与长木板B之间的动摩擦因数为0.1
C．长木板B的长度至少为2m
D．物块A与长木板B组成的系统损失的机械能为2J
二、实验题（本题共3小题，共15分）
13.（5分）某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证碰撞中的动量守恒定律，图中A、B是两个质量相同的小车。实验前，先平衡摩擦力，只将小车A放在长木板上，并与纸带相连，将长木板装有打点计时器的一端适当垫高，打点计时器接通电源，给小车A一个沿斜面向左的初速度，如果纸带上打出的点间隔均匀，则表明摩擦力已平衡。回答下列问题：
（1）将小车B放在长木板上并在小车B上放上适当的砝码，接通打点计时器的电源，给小车A一个初速度，小车A与小车B发生碰撞并粘在一起向前运动，打出的纸带如图乙所示，纸带上的点为连续打出的点，测出纸带上两段连续5个间隔的长度分别为、。纸带的左端与打点计时器相连，若打点计器连接的交流电的频率为f，小车A与小车B相碰前的速度为=___________，碰撞后两车的共同速度为=___________。
（2）测得小车A（包括橡皮泥）质量为，小车B和车中砝码的总质量为，若表达式___________成立，则A、B两车碰撞过程动量守恒。
（3）如果打点计时器连接交流电的频率实际小于&，则对实验结果_________（填“有”或“无”）影响。
14.（5分）某实验小组在实验室做用单摆测定重力加速度的实验，如图甲所示。
（1）摆球的直径用游标卡尺测出，如图乙所示，读数是___________cm。
（2）甲同学用正确的实验方法测出摆线的长度为L，摆球的直径为d，N次全振动的总时间为t。当地的重力加速度大小为g=___________（结果用L、d、N、t等字母表示）。
（3）乙同学把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期。乙同学操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正：①___________；②___________。
15.（5分）某实验小组做“测量一均匀新材料金属丝的电阻率”实验。
（1）如图甲所示，先用螺旋测微器测量金属丝的直径d=___________mm；再用刻度尺测出金属丝的长度为L。
（2）为了准确测量金属丝的电阻，某同学设计了如图乙所示的电路。闭合，当接a时，电压表示数为，电流表示数为；当接b时，电压表示数为，电流表示数为，则待测金属丝的阻值=___________（用题中的物理量符号表示）；根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率p=___________（用、d、L表示）。
三、计算题（本题共4小题，共37分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16.（8分）一简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，a、b为x轴正方向上的两个点（且a更靠近坐标原点），如图甲所示，时刻开始计时，a、b两点的振动图象如图乙所示，a与b间的距离为5m。求：
（1）处在平衡位置的b质点从开始到第三次处于波峰位置时，a质点在振动过程中通过的路程；
（2）该简谐横波的波长和波速。
17.（8分）如图所示，电源电动势为，内阻为，电阻、阻值分别为2Ω、6Ω，平行板电容器的电容F。开关闭合后，电动机恰好正常工作，已知电动机的额定电压，线圈的电阻，求：
（1）开关闭合后，电容器的带电量；
（2）电动机正常工作时产生的机械功率是多大？
18.（9分）老师上课喜欢用红色激光笔，它发出的红光，用它来投映一个光点或一条光线指向物体，如图甲所示，AB为半圆的直径，O为圆心，在O点左侧，用红色激光笔从E点垂直AB射入的红光进入半球形介质后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角。
（1）求半球形介质的折射率；
（2）若取用半球形介质制成环状玻璃砖，如图乙所示，内径为R、外径为的环状玻璃砖的圆心为O，一束平行于水平轴OO的光线由A点进入玻璃砖，到达B点（图中未标出）刚好发生全反射，求A点处光线的入射角和折射角。
19.（12分）如图甲所示，质量为3kg的小球B与质量未知的小球C用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，另有一小球A从时刻开始以一定速度向右运动，运动图像如图乙所示，在时，A与小球B发生弹性碰撞（碰撞时间极短，没有能量损失），碰撞后小球B的v—t图像如图丙所示。求：
（1）小球A的质量和图乙中对应的数值；
（2）运动过程中弹簧具有的最大弹性势能。
辽源市东丰县五校2021-2022学年高二上学期期末考试
物理
参考答案、提示及评分细则
1.C磁感线是为了形象描述磁场而假想的有方向的曲线，在磁体外部磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，选项A错误；磁感线上每一点的切线方向表示磁场的方向，磁感线不相交，选项B错误：磁场是客观存在于磁极或电流周围的一种物质，是不以人的意志为转移的，选项C正确；磁感线是人们为了方便描述磁场人为规定的，并不是客观真实存在的物质，选项D错误。
2.B 振子的位移是由平衡位置指向振子所在位置的有向线段，因而振子向平衡位置运动时位移逐渐减小，A项错误：而弹力与位移成正比，故弹簧的弹力减小，B项正确：由胡克定律和牛顿第二定律知，振子的加速度也减小，D）项错误：振子向着平衡位置运动时，弹力与速度方向一致，故振子的速度逐渐增大，弹性势能转化为动能，C项错误。
3.B线框在匀强磁场中平动时，穿过线框的距通量不变，没有感应电流产生，故A项错误：线框在磁场中绕垂直于磁场方向的轴线转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故B项正确；线框绕平行于磁场方向的轴线转动，由于穿过线框的磁通量保持不变或始终为零，所以没有感应电流产生，故C、D项错误。
4. A 让脚尖先着地并不会改变着地碰撞前后人速度的变化量，也不会改变动量的变化量和冲量，选项B、C错误：根据动量定理可知由于脚尖先着地的缓冲作用，延长了人的受力时间，减小了人的平均受力大小，选项A正确，D错误。
5.C 图甲所示电路是电流表的内接法，电流表有分压作用，电流表也承担电源的微弱电压，电压表示数为9V，电流表示数为3mA，电阻的电压小于9，电流等于3mA，根据欧姆定律知Ω．按图乙所示电路测量时，故C项正确。
6.D 分析图像可知R2=3R1，将与并联后接于电源上，由欧姆定律可得，即，A项错误；保持导线的体积V=LS不变时，把均匀拉长到原来的3倍长后，S变为原来的，由电阻定律R=ρ，可得变为原来的9倍，即，结合。综合可得，B项错误；电流的功率P=，将与串联后接于电源上，电流相同，功率之比等于电阻之比，由可得C项错误：由电流的微观表达公式可知，对于确定的电阻·n、e、S是确定的，导体的电流I与导体内自由电子定向移动的平均速率v成正比，D项正确。
7. A 滑片向上移动，接入电路的电阻减小，则并联总电阻减小，总电流增大，所以路端电压减小，故流过R1的电流减小，流过R2的电流增大，A项正确。
8.B 根据动量守恒定律，当小球A、B速度相等时，且与小球C碰撞之前A、B的速度均为v1，则解得，选项D错误：从开始到弹簧最短的过程，对A、B、C系统有，解得选项A错误：从开始到弹簧最短的过程，对小球C，由动量定理有，选项B正确：B与C相碰的过程，解得，则从开始到小球A与弹簧分离的过程中整个系统损失的机械能为，选项C错误。
9. AC 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄金星合月时的景物，可减弱反射光，从而使景象更清晰，选项A正确：用光导纤维传输信号，是利用了全反射的性质，选项B错误：戴上特制眼镜在电影院看3D电影有立体感是利用了光的偏振知识，选项正确：照相机，望远镜的镜头表面一层膜是利用了光的薄膜干涉原理，选项D错误。
10.BD 根据电源的图像物理意义可知，电池电动势的测量值是1.40V，电池内阻的测量值r=。A项错误、B项正确：外电路发生短路时的电流C项错误：由电源的U—I图像可知，电压表的示数为1.20V时，电流表的示数D项正确
11. ACD 由图甲可知该简谐横波的波长为，由图乙知周期为，则波速为，该速度为波的传播速度，不是质点振动速度，选项A正确、B错误；质点的振幅为8cm5时。处质点位于波峰，其位移为8cm，选项C正确时处的质点沿y轴负方向振动，则该简谐横波沿x轴的负方向传播，D正确。
12. ABD A做匀减速运动，B做匀加速运动，最后一起做匀速运动，共同速度、取向右为正方向，设B的质量为M。根据动量守恒定律得解得选项A正确：木板B匀加速运动的加速度，根据牛顿第二定律，对B得，解得，选项B正确；前1s内B的位移A的位移，所以木板B的最小长度L=，选项C错误：A、B组成的系统损失的机械能。选项D正确。
13.（1）（1分）（1分）（ ）（3）无（1分）
解析：（1）碰撞前小车A的速度，碰撞后，A、B一起的速度
（2）如果表达式成立，即成立，两车碰撞过程动量守恒。
（3）由表达式可知，如果打点计时器连接交流电的频率实际小于f，则对实验结果无影响。
14.（1）3.135（1分）（3）①应在摆球通过平衡位置时开始计时；②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值（或在单摆振动稳定后开始计时）（2分）
解析：（1）摆球的直径为
（2）根据单摆的周期公式可得，解得
（3）本实验的操作中有两处需要加以改正：①应在摆球通过平衡位置时开始计时，因为摆球经过平衡位置时速度最大，在相同的空间尺度误差时产生的时间误差最小，测量的周期较精确，②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值，这样可减小测量误差（或在单摆振动稳定后开始计时）。
15. 均可）（2分）
（2）
解析：（1）螺旋测微器读数为
（2）当接a时，电压表测和R0的电压，电流表测和的电流，则有，当接b时，电压表测R0的电压，和0的电流，则，联立两式可得：根据电阻定律，可得
16.解：（1）由题意知a点振动了T（1分）
则a质点通过的路程为（1分）
（2）若波沿x轴正方向传播有（1分）
联立得（1分）
（1分）
若波沿x轴负方向传播有（1分）
联立得（1分）
（1分）
17.解：（1）当开关S闭合时，电动机恰好正常工作，两端的电压等于额定电压
电阻与电动机并联，两端的电压等于
由欧姆定律，流过电阻的电流（1分）
由闭合电路欧姆定律（1分）
电阻两端的电压
电容器的带电量（1分）
综合解得（1分）
（2）根据干路、支路电流的关系，流过电动机的电流。解得A（1分）
电动机消耗的电功率为（1分）
电动机发热的功率为（1分）
根据能量守恒定律，电动机正常工作时产生的机械功率（1分）
18.解：（1）由题图甲可计算出该半球形介质的折射率
由全反射条件有（1分）即
（1分）
半球形介质的折射率（1分）
（2）光线沿AB方向射向内球面。刚好发生全反射，在B点的入射角等于临界角C．在△OAB中。，由正弦定理得（1分）
可得（1分）
则有A点处光线的折射角（1分）
在A点，由（2分）
得A点处光线的人射角（1分）
19.解：（1）由题图乙知，A与B碰前的速度，碰后B的速度（1分）
A与B碰撞过程动量守恒（1分）
A与B碰撞过程机械能守恒，以A的初速度反方向为正方向
可得（1分）
解得（1分）
由题图乙可知。，可知（2分）
（2）A与B碰撞之后，B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒
由图丙可知小球B先向右减速，而后反向加速，当弹簧恢复原长时，B的速度（1分）
由动量守恒有（1分）
由机械能守恒有（1分）
解得（1分）
且当B与C速度相等时，弹簧弹性势能最大由动量守恒定律得（1分）
由机械能守恒定律得（1分）
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