2023-2024学年云南省昭通市云天化中学教研联盟高二（下）期中物理试卷（含解析）

2023-2024学年云南省昭通市云天化中学教研联盟高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列关于电磁波的说法正确的是( )
A. 变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场
B. 在振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小
C. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短，速度越来越大
D. 电磁波无法发生衍射现象
2.过年挂灯笼是中国的传统习俗，红色代表着喜庆，圆形则寓意团团圆圆。春节期间，水富街头都会挂上红彤彤的灯笼，错落有致。如图所示是其中一种悬挂方式，为结点，轻绳与竖直方向成，轻绳沿水平方向，轻绳沿竖直方向，灯笼静止情况下三段绳子拉力分别为、、，下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
3.云豹是国家一级保护动物，在福建省主要分布在南平市。云豹善攀爬，通常白天在树上睡眠，晨昏和夜晚活动常伏于树枝上守候猎物，待小型动物临近时，能从树上跃下捕食。某次捕食时，云豹从高为的树枝上以大小为的速度水平跃下，正好捕捉到站在水平地面上的小动物，云豹和小动物均可视为质点，取重力加速度大小，不计空气阻力，云豹在树上的位置和小动物间的水平距离为
( )
A. B. C. D.
4.在如图甲所示的电路中，理想变压器原副线圈的匝数比为，副线圈接有阻值为的定值电阻，原线圈接有如图乙所示的正弦交变电压。下列分析正确的是( )
A. 变压器原线圈通过的电流的有效值为
B. 变压器副线圈通过的电流的有效值为
C. 电阻两端的电压为
D. 电阻消耗的功率为
5.我国的型反隐形米波雷达能探测到公里外超音速飞行的各类隐形战斗机，堪称隐形战斗机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在范围内。如图为某同学模拟一列米波沿轴正方向传播，波速为。某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是( )
A. 这列波的周期为 B. 这列波的振幅为
C. 此时处的质点沿轴负方向运动 D. 再经过，质点运动的路程为
6.下列有关波的说法正确的是( )
A. 对于波的稳定干涉图样，加强区的质点始终处于波峰，波弱区的质点始终保持静止
B. 绳波的叠加满足运动的独立性原理，但叠加分开后不能保持叠加前的形状
C. 当障碍物的尺寸比波长大时，能观察到明显衍射现象
D. 向行进中的汽车发射频率已知的超声波，反射回来后接收到的超声波频率会发生变化，由此可以测出车速
7.我国自古就有“昼涨为潮，夜涨为汐”之说，潮汐是月球和太阳对海水的引力变化产生的周期性涨落现象，常用引潮力来解释。月球对海水的引潮力大小与月球质最成正比、与月地距离的次方成反比，方向如图。随着地球自转，引潮力的变化导致了海水每天次的潮涨潮落。太阳对海水的引潮力与月球类似，但大小约为月球引潮力的倍。每月次大潮引潮力最大和次小潮引潮力最小是太阳与月球引潮力共同作用的结果。结合图，下列说法正确的是( )
A. 月球在位置时会出现大潮
B. 月球在位置时会出现大潮
C. 涨潮总出现在白天，退潮总出现在夜晚
D. 月球引潮力和太阳引潮力的合力一定大于月球引潮力
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.汉朝时期飞将军李广的故事广为流传，古诗“林暗草惊风，将军夜引弓。平明寻白羽，没在石棱中”就是描述李广射虎的故事。假设箭的质量约为，以的速度射在石头上，作用时间为。下列说法正确的是( )
A. 箭与石之间平均作用力大小为 B. 箭与石之间平均作用力大小为
C. 箭的动能变化量为 D. 箭的动能变化量为
9.如图，一边界平行的有界匀强磁场垂直纸面向外，一带正电荷的粒子以初速度垂直磁场的边界射入匀强磁场中，离开磁场时速度方向偏转了角。已知匀强磁场的宽度为，不计粒子的重力，则带电粒子在磁场中( )
A. 做匀变速曲线运动 B. 向心加速度大小为
C. 运动的时间为 D. 受到的磁场力的冲量为
10.如图所示为某透明玻璃制成的棱镜的截面图，截面为等腰直角三角形，由两种色光组成的细光束从空气垂直而射入棱镜，色光刚好在面发生全反射，色光由面射出时与面的夹角为，下列说法正确的是( )
A. 棱镜对色光的折射率为
B. 棱镜对色光的折射率为
C. 色光如果从空气射入水中也能发生全反射
D. 在棱镜中的传播速度色光比色光更小
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11.如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。为直线与的交点。在直线上竖直地插上、两枚大头针。
该同学接下来要完成的必要步骤有__________。
A.插上大头针，使仅挡住的像
B.插上大头针，使挡住的像和的像
C.插上大头针，使仅挡住
D.插上大头针，使挡住和、的像
过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接。测量图中角和的大小。则玻璃砖的折射率_________。
对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中正确的是：__________。
A.为了提高测量的精确度，、及、之间的距离应适当大一些
B.为了提高测量的精确度，入射角应尽量小一些
C.、之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关
D.如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察
12.某学习小组采用图甲所示的装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。
在碰撞实验开始之前，用天平测出滑块、含遮光条的质量为、，还测出滑块、上的遮光条宽度相同，如图乙所示遮光条宽度_____。
接通气源后，导轨右侧放滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时数字毫秒计记录下滑块的挡光时间分别为、，可调节使轨道右端_____填“升高”或“降低”一些，直至滑块通过两个光电门时数字毫秒计显示的时间相等，说明气垫导轨已经调节水平。
将气垫导轨调整为水平后，把滑块和滑块放置在图中的位置上，开始碰撞实验：给滑块一个向左的初速度，滑块与静止的发生碰撞，数字毫秒计记录下滑块先后两次通过光电门的遮光时间为和，滑块通过光电门的遮光时间为，实验中两滑块的质量应满足_____填“”“”或“”。若滑块、碰撞过程动量守恒，以向左为正方向，满足表达式_____用、、、及中的符号表示。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.今年月日，北风呼啸，寒潮带着鹅毛大雪来到了昭阳，让大山包国家级自然保护区呈现出银装素裹、鹤舞雪原的美景，许多游客去到山上游玩滑雪。如图所示，某次游客滑雪的滑道由倾斜的山坡和一段水平滑道组成，斜坡与水平滑道平滑连接。设人与装备的总质量为，滑雪者从静止开始沿斜坡匀加速直线滑下距离时恰好下滑到点，用时为；然后在水平滑道上继续匀减速直线滑行一段距离才停下。求，
滑雪者在斜坡上的加速度的大小；
滑雪者在整个过程中的最大速度的大小；
滑雪者的滑雪板与水平滑道间的动摩擦因数。
14.如图所示，宽度为的平行金属导轨水平放置，一端连接阻值为的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。将质量为，电阻为的导体棒放在导轨上，与导轨接触良好，其长度恰好等于导轨间距，导轨的电阻忽略不计，导轨足够长。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒从静止开始沿导轨向右运动。当导体棒速度为时：
求导体棒两端的电压；
求导体棒所受安培力的功率；
若已知此过程中导体棒产生的电热为，因摩擦生热为，求拉力做的功。
15.如图所示，水平地面上有一固定光滑的四分之一圆弧轨道，圆弧半径为，紧挨着圆弧轨道右侧有一质量为的小车，小车与水平地面间无摩擦，小车左端和圆弧轨道末端等高但不粘连，最右边有一固定的竖直挡板。现将一质量为的滑块可视为质点从轨道顶端由静止滑下后滑上小车，小车与挡板碰撞时间极短，每次碰撞后小车速度反向，速度大小减小为碰撞前速度大小的。已知滑块与小车的上表面间的动摩擦因数为，滑块和小车与挡板第次碰撞时已达到共速，在整个过程中滑块未从小车上滑落，重力加速度取。求：
滑块滑到四分之一圆弧轨道底端时，对圆弧轨道的压力大小；
滑块和小车与挡板第一次碰撞前因摩擦而产生的热量；
小车与墙壁第次碰撞后到最终停下的过程中，小车运动的总路程。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
该题考查电磁感应的基础概念、振荡电路以及狭义相对论，考查的知识点多，但都是一些基础知识，在平时的学习中多加积累即可。
根据麦克斯韦的电磁场理论分析出电场和磁场的关系，电路中由与构成的振荡电路，振荡电路中电容器的电荷量最大时，电路中振荡电流为零不同介质中波速会改变，根据电磁波可以发生衍射现象进行分析。
【解答】
A.根据电磁场理论，变化的电场会产生磁场，变化的磁场产生电场；同时均匀变化的电场产生恒定磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场；周期变化的电场产生周期磁场，周期变化的磁场产生周期电场，故A错误；
B.在振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小，故B正确；
C.在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长越来越短，速度相同，故C错误；
D.电磁波可以发生衍射现象，故D错误；
故选B。
2.【答案】
【解析】设灯笼的重力为 ，对结点受力分析如图，根据平衡条件，在竖直方向
在水平方向
解得
所以
故选D。
3.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查平抛运动的规律应用。平抛运动在水平方向上做匀速运动，在竖直方向上做自由落体运动。云豹做平抛运动，在竖直方向上根据求得运动时间，在水平方向上，根据运动学公式即可求得云豹在树上的位置和小动物间的水平距离。
【解答】
云豹做平抛运动，在竖直方向上根据运动学公式，解得，在水平方向上，根据运动学公式，解得云豹在树上的位置和小动物间的水平距离为，故B正确，ACD错误。
4.【答案】
【解析】根据变压器的原理
由此可得，定值电阻两端电压
C错误；
根据欧姆定律可知，副线圈电流的有效值
B正确；
再根据原副线圈中的电流关系
可得
A错误；
D.根据电功率的公式可知，电阻的功率
D错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】A.根据题图可知该波的波长为，根据波长、波速、周期之间的关系
可得该波的周期为
故A正确；
B.根据题图可知，这列波的振幅为，故B错误；
C.由于该波沿 轴正方向传播，根据“同侧法”可知，此时 处的质点沿轴正方向运动，故C错误；
D.图示时刻质点正处于波谷，再经过 ，质点将到达波峰，其在内的路程
故D错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】A.对于波的稳定干涉图样，加强区的质点振动加强，振幅最大，但不是始终处于静止状态，故A错误；
B.绳波的叠加满足运动的独立性原理，但叠加分开后仍能保持叠加前的形状，故B错误；
C.当障碍物的尺寸比波长小或者差不多时，能观察到明显衍射现象，故C错误；
D.向行进中的汽车发射频率已知的超声波，反射回来后接收到的超声波频率会发生变化，即根据多普勒效应可以测出车速，故D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了万有引力定律的应用；潮汐是一种自然现象，可以根据物理规律进行分析；潮汐形成有多种原因，但主要是因为月球的引力，同时还要注意地球的自转的影响。
根据地球表面海水受到万有引力的作用可以判断表面海水的受力情况，从而确定海水的运动情况。
【解答】
太阳、月球、地球三者在同一条直线上，太阳和月球的引潮力叠加在一起，潮汐现象最明显，称为大潮，月地连线与日地连线互相垂直，太阳引潮力就会削弱月球的引潮力，形成小潮，如图所示得月球在位置时会出现大潮，故A正确，B错误；
C.每一昼夜海水有两次上涨和两次退落，人们把每次在白天出现的海水上涨叫做“潮”，把夜晚出现的海水上涨叫做“汐”，合称潮汐，故C错误；月球运动到如图所示位置
月球引潮力和太阳引潮力的合力等于月球引潮力减太阳引潮力小于月球引潮力，故D错误。故选A。
8.【答案】
【解析】解：、以箭为研究对象，设受到的平均作用力为，初速度方向为正，由动量定理得：
，代入数据解得，大小为，方向与初速度方向相反，故B正确，A错误；
、动能变化量为：，故C正确，D错误。
故选：。
根据动量定理可以求出平均作用力的大小，根据动能变化量等于末动能减去初动能求解即可。
本题是动量与动能相结合的题目，涉及动量定理和动能变化的概念，应用动量定理时应该注意其矢量性，解题前应该假设正方向，对解出的结果的正负做判断。动能的变化量必须是末动能减初动能，动能变化量是标量，但有正负的区别，正表示增大，负表示减小。
9.【答案】
【解析】【分析】
粒子在磁场中做匀速圆周运动，加速度方向不断变化，不是匀变速曲线运动。根据几何关系得出半径，再根据向心加速度定义得出加速度。再根据运动时间和周期的关系得出时间，根据动量的变化得出冲量不为零。
本题考查粒子在有界磁场中运动的基础题目，简单。
【解答】
A.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，加速度方向不断变化，不是匀变速曲线运动，选项 A错误
B.根据几何关系可知粒子做圆周运动的半径，则粒子的向心加速度大小为，选项B正确
C.根据几何关系，粒子运动的轨迹对应的圆心角为，粒子运动的时间，选项C正确
D.由于粒子的动量发生变化，所以粒子受到的磁场力的冲量不为零，选项 D错误。
故选BC。
10.【答案】
【解析】A.色光刚好在面发生全反射，临界角为
则棱镜对色光的折射率为
故A错误；
B.棱镜对色光的折射率为
故B正确；
C.色光从空气射入水中，为光疏到光密介质，入射角比折射角大，不会发生全反射，故C错误；
D.由公式
在棱镜中的传播速度色光比色光更小。故D正确。
故选BD。
11.【答案】


【解析】该同学接下来要完成的必要步骤有：插上大头针 ，使 挡住 的像和 的像，接着插上大头针 ，使 挡住 和 、 的像。
故选BD。
根据折射率的定义可知，该玻璃的折射率
折射光线是隔着玻璃砖观察，与入射光线成一条确定的，若用来确定光线的大头针之间的距离过小，则引起的角度误差就会增加，因此为了提高测量的精确度， 、 及 、 之间的距离应适当大一些，故A正确，C错误；
B.入射角应相应大一些，这样折射角也会相应的大一些，折射现象也会更加明显，作图时由角度引起的相对误差就会更小，故B错误；
D.实验时，入射角要大一些，但不能过大，过大会导致反射光过强，折射光过弱，不易观察折射现象，故D正确。
故选AD。
12.【答案】；升高；；。
【解析】【分析】
本题主要考查验证滑块碰撞过程中的动量守恒的实验，明确实验原理是解决问题的关键。
根据游标卡尺的读数方法即可知遮光条宽度；
根据滑块通过两光电门的时间关系分析滑块的运动情况，由此分析如何调节轨道；
根据两滑块碰撞前后滑块的速度方向相反判断两滑块的质量关系；
根据一段极短时间内的平均速度近似等于瞬时速度，结合题意，求得两滑块通过两光电门的速度，由动量守恒定律列式即可求解。
【解答】
由图乙可知，游标卡尺的游标尺是分度的，精确度为，游标尺的第刻度线与主尺上某刻度线对齐，根据游标卡尺的读数可知，遮光条宽度；
滑块从轨道右端向左运动，滑块通过光电门的时间小于通过光电门的时间，说明滑块做减速运动，可知导轨左高右低，为使导轨水平，可调节使轨道右端升高一些；
滑块先后两次通过光电门，说明滑块与滑块相碰后会反弹回来，所以有 ；
以向左为正方向，滑块碰撞前的速度为，
碰撞后的速度大小为，方向向右，滑块碰撞后的速度为，
若滑块、碰撞过程动量守恒，满足的表达式，
整理可得，若滑块、碰撞过程动量守恒满足的表达式为。
13.【答案】 ； ；
【解析】滑雪者在斜面上做匀加速直线运动，有
代入数据，解得
根据速度时间关系
到达斜滑道与水平滑道的交界处点的速度
在水平滑道上做匀减速直线运动，有
滑雪者在水平滑道上受到摩擦力作用，所以加速度为
解得
14.【答案】感应电动势
电路中的感应电流
导体棒两端的电压；
安培力
功率
整理得；
导体棒产生的电热为 ，电阻与导体棒电流相同，电路产生的总电热应为
即导体棒克服安培力做功
电导体棒克服摩擦力做功
对导体棒列动能定理有
代入得。
【利用功能原理 也可】

【解析】由可以求出感应电动势，根据闭合电路欧姆定律求出导体棒两端的电压；
由闭合电路欧姆定律求出感应电流，根据求出安培力，再根据求出导体棒所受安培力的功率；
导体棒克服安培力做功转化为焦耳热，根据题意应用动能定理可以求出拉力做功。
15.【答案】 ； ；
【解析】滑块在圆弧轨道上运动过程机械能守恒
在圆弧轨道的底端
再根据牛顿第三定律
解得
小车和滑块相互作用到与弹性挡板第一次发生碰撞过程，动量守恒
此过程中损失的动能为
损失的动能转化为了摩擦产生的热量
解得
小车与挡板发生第次碰撞后，速度方向反向，速度大小变为原来的 ，即 ，小车受到滑块对其的摩擦力产生加速度，根据牛顿第二定律
小车向左减速为的位移大小
小车在第次与挡板碰撞后到与挡板发生第次碰撞前，系统动量守恒达到共速，
根据动量守恒
小车向右加速到 的位移大小
即小车与滑块第次共速时恰好与挡板发生第次碰撞，且小车向左减速和向右加速的位移大小相等。故小车在与挡板发生第次碰撞后到第次碰撞前，小车的路程
同理：小车与滑块第次共速时恰好与挡板发生第次碰撞，且小车向左减速和向右加速的位移大小相等
综上所述，小车与墙壁第次碰撞后最到终停下的过程
，
解得
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