辽宁省锦州市2023-2024年高二上学期1月期末考试物理试题（解析版）

2023~2024学年度第一学期期末考试
高二物理
一、选择题
1. 关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　）
A. 电磁波不可以在真空中传播
B. 红外线是一种波长比红光更短的电磁波，能够用于无线通信
C. 变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场
D. 麦克斯韦第一次在实验室通过实验验证了电磁波存在
2. 如图所示是某导体的图线，图中，下列说法正确的是（　　）
A. 此导体的电阻不变
B. 图线的斜率表示电阻，所以
C. 该导体的电阻与其两端的电压成正比，与通过的电流成反比
D. 在该导体两端加电压时，每秒通过导体横截面的电荷量是
3. 菜市场的很多水果蔬菜都用泡沫网包装，可以有效防止碰伤。在发生碰撞时，泡沫网起到的作用是（ ）
A. 减小碰撞时的冲量 B. 减小碰撞时的动量
C. 减小碰撞时的速度 D. 减小碰撞时的作用力
4. 如图所示是等腰直角三棱柱，其中面为正方形，边长为，面竖直，面水平。图中竖直向下的匀强磁场磁感应强度为，则（　　）
A. 通过平面的磁通量大小为
B. 通过平面的磁通量大小为
C. 通过平面的磁通量大小为
D. 通过平面的磁通量大小为
5. 一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A. 质点振动的频率为
B. 在内质点经过的路程是
C. 在末，质点的速度为零，加速度最小
D. 在和两时刻质点的加速度、回复力和速度都相同
6. 如图所示电路中，直流电源内阻，、为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为，，开关闭合且电路稳定后，滑动变阻器的滑片缓慢从向滑动过程中，下列说法正确的是（　　）
A. 电流表示数变大
B. 电源的效率变大
C. 滑动变阻器消耗的功率一直减小
D. 通过的电流方向为从到
7. 现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射原件制成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，则第一次入射时的入射角应是（　　）
A. B. C. D.
8. 如图甲所示为一简谐横波在时的波形图，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点；如图乙所示为质点的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A. 这列波沿轴负方向传播
B. 这列波的传播速度为
C. 质点做简谐运动的表达式为
D. 从到，质点通过的路程为
9. 如图所示两细束单色光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点。则下列说法中正确的是（　　）
A. 光的折射率小于光折射率
B. 如果为蓝色光，则可能为紫色光
C. 光从棱镜射向空气时，光的临界角比光的临界角小
D. 在该三棱镜中光的传播速率比光的传播速率大
10. 如图所示，用两根不可伸长的轻质细绳把小球和悬挂于点，对两小球施加大小相等、方向相反的恒力作用，、两小球静止在同一水平线上，两绳与竖直方向的夹角分别为和。某时刻将两根细绳同时剪断，此后作用在两小球上的水平力不断增大但大小始终相等，一段时间后两小球落在水平地面上，落地前瞬间小球的速度与水平方向的夹角为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A. 落地前任意时刻的加速度等于的加速度
B. 下落过程中、组成的系统，机械能不守恒，水平方向动量守恒
C. 下落过程中、的水平速度大小之比始终为
D. 从剪断细绳到落地前瞬间的过程中，、组成的系统增加的机械能与减小的重力势能之比为
二、非选择题
11. 用（电流传感器，内阻可忽略）测电源电动势和内阻的电路如图甲所示，为一定值电阻。
（1）调节电阻箱，记录电阻箱接入电路的阻值和相应的电流，将测得数据以为横坐标，以为纵坐标，经计算机拟合得到如图乙所示图像，由图线可得该电源电动势为_______（保留两位有效数字）；
（2）现有三个相同规格的小灯泡、、，将它们与图甲中电源按图丙所示电路相连，此种灯泡的特性曲线如图丁所示，灯泡两端电压为，则电源内阻_，图甲中定值电阻_______，电源的输出功率为_______。（保留三位有效数字）
12. 在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中：
（1）下列最合理的装置是_______
A． B． C． D．
（2）以下做法正确的是_______。
A．测量摆长时，用刻度尺量出悬点到摆球间的细线长度作为摆长
B．测量周期时，从小球经过平衡位置开始计时，经历次全振动总时间为，则周期为
C．摆动中出现了轻微的圆锥摆情形，某同学认为对实验结果没有影响
D．释放摆球时，应注意细线与竖直方向的夹角大于
（3）通过改变摆长，测出多组摆长和周期的数据，作出图线如图所示，则由图中数据计算重力加速度的表达式_______（用、、、表示）。
13. 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为，电源内阻为，电流表电阻忽略不计。车灯接通电动机未接通时，电流表示数为（车灯可看作不变的电阻）；车灯接通电动机启动的瞬间，电流表示数达到。（忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化）求：
（1）车灯灯丝电阻多大？车灯接通电动机未接通时，车灯消耗的功率是多少？
（2）车灯接通电动机启动后，车灯的功率减少了多少？
（3）车灯接通电动机启动后，电源的输出功率是多少？
14. 如图所示，一种透明柱状材料的横截面由一个直角三角形和一个圆心在点、半径为的半圆组成，半圆下表面涂有反射膜，一束平行于的单色光从边上的点进入材料内部后沿直线到达圆周上的点，经两次反射后从边射出。已知，，光在真空中的传播速度为，求：
（1）单色光在材料内传播速度；
（2）单色光第一次在材料内部传播所用时间。
15. 如图所示，在光滑水平面上有一个长木板，上表面粗糙，在其左端有一个光滑的圆弧槽与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，、静止在水平面上，现有滑块以初速度从右端滑上并以滑离，恰好能到达的最高点，、、的质量均为，求：
（1）滑块向左刚滑离时，木板的速度大小；
（2）滑块在长木板上滑行时产生的热量；
（3）物块上升到圆弧槽最高点时，圆弧对所做的功。
2023~2024学年度第一学期期末考试
高二物理
一、选择题
1. 关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　）
A. 电磁波不可以在真空中传播
B. 红外线是一种波长比红光更短的电磁波，能够用于无线通信
C. 变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场
D. 麦克斯韦第一次在实验室通过实验验证了电磁波存在
【答案】
C
【解析】
电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误；红外线是一种波长比红光更长的电磁波，能够用于无线通信，故B错误；根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场，故C正确；麦克斯韦提出了完整的电磁场理论的假说，而赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D错误。故选C。
2. 如图所示是某导体的图线，图中，下列说法正确的是（　　）
A. 此导体的电阻不变
B. 图线的斜率表示电阻，所以
C. 该导体的电阻与其两端的电压成正比，与通过的电流成反比
D. 在该导体两端加电压时，每秒通过导体横截面的电荷量是
【答案】
A
【解析】
图线的斜率表示电阻，由图可知，此导体的电阻不变，故A正确；图线的斜率表示电阻，但物理量所取标度、单位不同时，则倾角不同，所以电阻不能通过倾角正切值求得，故B错误；导体的电阻与电阻率、长度和横截面积有关，与电流和电压无关，故C错误；由图可知，该导体的电阻为，在该导体两端加电压时，流过电阻的电流为，则每秒通过导体横截面的电荷量是，故D错误。故选A。
3. 菜市场的很多水果蔬菜都用泡沫网包装，可以有效防止碰伤。在发生碰撞时，泡沫网起到的作用是（ ）
A. 减小碰撞时的冲量 B. 减小碰撞时的动量
C. 减小碰撞时的速度 D. 减小碰撞时的作用力
【答案】
D
【解析】
当水果发生碰撞时，水果的动量变化不变，碰撞时的冲量不变，碰撞时的动量不变，碰撞时的速度不变，但是泡沫网增加碰撞时间，根据动量定理可知，碰撞的作用力减小。故选D。
4. 如图所示是等腰直角三棱柱，其中面为正方形，边长为，面竖直，面水平。图中竖直向下的匀强磁场磁感应强度为，则（　　）
A. 通过平面的磁通量大小为
B. 通过平面的磁通量大小为
C. 通过平面的磁通量大小为
D. 通过平面的磁通量大小为
【答案】
B
【解析】
根据题意可知，通过平面的磁通量和通过平面的磁通量大小相等，为，故A错误，B正确；根据题意可知，平面和平面与磁场平行，则磁通量为，故CD错误。故选B。
5. 一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A. 质点振动的频率为
B. 在内质点经过的路程是
C. 在末，质点的速度为零，加速度最小
D. 在和两时刻质点的加速度、回复力和速度都相同
【答案】
D
【解析】
由图像可知周期为，则质点振动的频率为，故A错误；由于周期为，则在内质点经过的路程，故B错误；由图像可知在末，质点位于正向最大位移处，质点的速度为零，加速度最大，故C错误；由图像可知和两时刻质点均位于正向最大位移处，质点的加速度、回复力和速度都相同，故D正确。故选D。
6. 如图所示电路中，直流电源内阻，、为定值电阻，滑动变阻器最大阻值为，，开关闭合且电路稳定后，滑动变阻器的滑片缓慢从向滑动过程中，下列说法正确的是（　　）
A. 电流表示数变大
B. 电源的效率变大
C. 滑动变阻器消耗的功率一直减小
D. 通过的电流方向为从到
【答案】
A
【解析】
滑动变阻器的滑片缓慢从向滑动过程中，接入电路的电阻变小，则总电阻变小，总电流变大，即电流表示数变大，故A正确；根据公式可得，电源的效率，由于总电流变大，则电源的效率变小，故B错误；根据题意，将看做电源内阻，则电源的等效电阻为，滑动变阻器的功率为，由数学知识可知，当，即时，滑动变阻器的功率最大，若滑动变阻器的最大值，则滑动变阻器消耗的功率一直减小，若滑动变阻器的最大值，则滑动变阻器消耗的功率先增大，后减小，故C错误；由闭合回路欧姆定理可得，电容器两端电压为，结合上述分析可知，由于电流增大，则电压减小，电容器放电，通过的电流方向为从到，故D错误。故选A。
7. 现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射原件制成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，则第一次入射时的入射角应是（　　）
A. B. C. D.
【答案】
D
【解析】
根据题意，光路图如图所示，设入射角为，折射角为，由折射定律有，由几何关系有，由数学知识可知，则，解得，则有，即第一次入射时的入射角应是。故选D。
8. 如图甲所示为一简谐横波在时的波形图，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点；如图乙所示为质点的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A. 这列波沿轴负方向传播
B. 这列波的传播速度为
C. 质点做简谐运动的表达式为
D. 从到，质点通过的路程为
【答案】
AB
【解析】
由图乙可知，质点在时刻，沿轴正方向振动，结合图甲，由同侧法可知，这列波沿轴负方向传播，故A正确；由图甲可知，该波的波长为，由图乙可知，周期为，则这列波的传播速度为，故B正确；由图乙可知，质点做简谐运动的表达式为，故C错误；从到，质点振动的时间为，通过的路程为，故D错误。故选AB。
9. 如图所示两细束单色光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点。则下列说法中正确的是（　　）
A. 光的折射率小于光折射率
B. 如果为蓝色光，则可能为紫色光
C. 光从棱镜射向空气时，光的临界角比光的临界角小
D. 在该三棱镜中光的传播速率比光的传播速率大
【答案】
CD
【解析】
由图看出，光通过三棱镜后偏折角较大，根据折射定律得知三棱镜对光的折射率大于光折射率，若为蓝光，不可能为紫色光，A正确，AB错误；由临界角公式，由于三棱镜对光的折射率大于光折射率，可知光从棱镜射向空气时，光的临界角比光的临界角小，故C正确。光的折射率大于光折射率，根据，可知在该三棱镜中光的传播速率比光的传播速率大，故D正确。故选CD
10. 如图所示，用两根不可伸长的轻质细绳把小球和悬挂于点，对两小球施加大小相等、方向相反的恒力作用，、两小球静止在同一水平线上，两绳与竖直方向的夹角分别为和。某时刻将两根细绳同时剪断，此后作用在两小球上的水平力不断增大但大小始终相等，一段时间后两小球落在水平地面上，落地前瞬间小球的速度与水平方向的夹角为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A. 落地前任意时刻的加速度等于的加速度
B. 下落过程中、组成的系统，机械能不守恒，水平方向动量守恒
C. 下落过程中、的水平速度大小之比始终为
D. 从剪断细绳到落地前瞬间的过程中，、组成的系统增加的机械能与减小的重力势能之比为
【答案】
BD
【解析】
根据题意可知，初状态，两球处于静止状态，由平衡条件有，，解得，细绳剪断后两球竖直方向做自由落体运动，处于同一水平线上，水平方向由牛顿第二定律有，，解得，小球竖直方向加速度均为重力加速度，因此落地前任意时刻的加速度小于的加速度，故A错误；下落过程中、组成的系统，水平方向所受合力为0，则水平方向动量守恒，则有，解得，即下落过程中、的水平速度大小之比始终为，由于拉力对、均做整个，则系统的机械能增加，不守恒，故C错误，B正确；下落过程中，小球做自由落体运动，有，解得，落地前瞬间小球的速度与水平方向的夹角为，则有，可得，由动能定理可得，水平力对系统做功为，即系统机械能增加量为，系统的重力势能减少量为，则、组成的系统增加的机械能与减小的重力势能之比为，故D正确。故选BD。
二、非选择题
11. 用（电流传感器，内阻可忽略）测电源电动势和内阻的电路如图甲所示，为一定值电阻。
（1）调节电阻箱，记录电阻箱接入电路的阻值和相应的电流，将测得数据以为横坐标，以为纵坐标，经计算机拟合得到如图乙所示图像，由图线可得该电源电动势为_______（保留两位有效数字）；
（2）现有三个相同规格的小灯泡、、，将它们与图甲中电源按图丙所示电路相连，此种灯泡的特性曲线如图丁所示，灯泡两端电压为，则电源内阻_，图甲中定值电阻_______，电源的输出功率为_______。（保留三位有效数字）
【答案】
（1）；（2），，
【解析】
（1）[1]由闭合电路欧姆定律有，整理有，由图像乙得，，解得，；
（2）[2]灯泡两端电压为，由图丁可知，其电流为，由并联电路电压相等可知、的串联电压为，所以、两个灯泡的电压分别为，由图丁可知流过灯泡、的电流为，所以流过电源的电流为，由闭合电路欧姆定律有，解得；[3]由于，所以；[4]电源的输出功率。
12. 在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中：
（1）下列最合理的装置是_______
A． B． C． D．
（2）以下做法正确的是_______。
A．测量摆长时，用刻度尺量出悬点到摆球间的细线长度作为摆长
B．测量周期时，从小球经过平衡位置开始计时，经历次全振动总时间为，则周期为
C．摆动中出现了轻微的圆锥摆情形，某同学认为对实验结果没有影响
D．释放摆球时，应注意细线与竖直方向的夹角大于
（3）通过改变摆长，测出多组摆长和周期的数据，作出图线如图所示，则由图中数据计算重力加速度的表达式_______（用、、、表示）。
【答案】
（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）[1]图中用的是弹性绳，铁球摆动过程中，摆长发生了明显变化，不合理，故A错误；图中摆球用的是塑料球，摆动过程受到空气阻力影响明显，不合理，故B错误；图中细绳绕过金属杆，摆动过程中，摆长发生了明显变化，不合理，故C错误；图中用夹子夹住细绳的一端，确保了摆长不变，摆球用的是小铁球，体积小质量大，空气阻力影响小，合理，故D正确。故选D。
（2）[2]测量摆长时，用刻度尺量出悬点到摆球间的细线长度，用螺旋测微器或者游标卡尺测出摆球的直径，应该将作为摆长，故A错误；为了减小测量误差，测量周期时，从小球经过平衡位置开始计时，经历次全振动总时间为，则周期为，故B正确；实验中必需使得摆球在同一竖直平面内摆动，如果摆动中出现了轻微的圆锥摆情形，对实验结果有影响，故C错误；释放摆球时，应注意细线与竖直方向的夹角小于，故D错误。故选B。
（3）[3]根据，解得，结合图像有，解得。
13. 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为，电源内阻为，电流表电阻忽略不计。车灯接通电动机未接通时，电流表示数为（车灯可看作不变的电阻）；车灯接通电动机启动的瞬间，电流表示数达到。（忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化）求：
（1）车灯灯丝电阻多大？车灯接通电动机未接通时，车灯消耗的功率是多少？
（2）车灯接通电动机启动后，车灯的功率减少了多少？
（3）车灯接通电动机启动后，电源的输出功率是多少？
【答案】
（1），；（2）；（3）
【解析】
（1）当车灯接通，电动机未接通时，根据闭合电路欧姆定律，代入数据解得，车灯消耗的功率为；
（2）车灯接通，电动机启动后，车灯与电动机并联。根据闭合电路欧姆定律，此时车灯的功率为，车灯减少的功率为；
（3）电源的输出功率为。
14. 如图所示，一种透明柱状材料的横截面由一个直角三角形和一个圆心在点、半径为的半圆组成，半圆下表面涂有反射膜，一束平行于的单色光从边上的点进入材料内部后沿直线到达圆周上的点，经两次反射后从边射出。已知，，光在真空中的传播速度为，求：
（1）单色光在材料内传播速度；
（2）单色光第一次在材料内部传播所用时间。
【答案】
（1）；（2）
【解析】
（1）由几何关系可知，与垂直，则有，解得，对单色光在点时，有，解得，单色光在材料内传播的速度为；
（2）对单色光，光路图如图所示，单色光在过程传播的时间，解得，单色光在过程传播的时间，解得，单色光在过程传播的时间，解得，因此，单色光第一次在材料内传播的时间为。
15. 如图所示，在光滑水平面上有一个长木板，上表面粗糙，在其左端有一个光滑的圆弧槽与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，、静止在水平面上，现有滑块以初速度从右端滑上并以滑离，恰好能到达的最高点，、、的质量均为，求：
（1）滑块向左刚滑离时，木板的速度大小；
（2）滑块在长木板上滑行时产生的热量；
（3）物块上升到圆弧槽最高点时，圆弧对所做的功。
【答案】
（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）根据题意可知，、、组成的系统动量守恒，以水平向左为正方向，设木板的速度大小为，由动量守恒定律，解得；
（2）在木板上的滑动过程，由能量守恒定律得，解得；
（3）在上滑动过程中，、组成的系统在水平方向上动量守恒，系统机械能守恒。到达最高点时两者在水平方向上速度相等，设为，由动量守恒定律，解得，由机械能守恒定律，解得，在上滑动过程中，根据动能定理，解得。
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