浙江省宁波慈溪市2021-2022学年高二上学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-03-01 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列物理量的单位用国际单位制中基本单位正确表示的是（）

A、电阻： $k g \cdot m^{2} / A^{2} \cdot s^{2}$ B、电功率： $k g \cdot m^{2} / s^{2}$ C、电量： $A \cdot s$ D、电功： $N \cdot m$

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2. 根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：
①闻其声而不见其人
②夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色
③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；
④观众在看立体电影时要戴上特质的眼睛，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感；
这些物理现象分别属于波的（）

A、折射、干涉、多普勒效率、偏振 B、干涉、衍射、偏振、多普勒效应 C、衍射、偏振、折射、多普勒效应 D、衍射、干涉、多普勒效应、偏振

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3. 小明同学分别用红光和绿光借助光传感器（不改变单缝与双缝）做“双缝干涉实验”和“单缝衍射实验”，得到四幅图。其中是用红光做的单缝衍射的图像是（）

A、 B、 C、 D、

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4. 如图所示为单反照相机取景器的示意图，五边形ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，且只在CD和EA上各发生一次反射，两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是（计算结果可用三角函数表示）（）

A、 $n = \frac{1}{s i n 22 . 5^{°}}$ B、 $n = \frac{1}{s i n 4 5^{°}}$ C、 $n = \frac{1}{c o s 22 . 5^{°}}$ D、 $n = \frac{1}{c o s 4 5^{°}}$

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5. 实验室中，学生使用的双量程电流表（0~0.6A、0~3A）、双量程电压表（0~3V、0~15V）接线柱如图甲、乙所示（量程已经盖住），其后盖打开后，照片如图丙、丁所示，其中3、6为电表的“-”接线柱。下列说法正确的是（）

A、图丙中的3、2接线柱为电流表的0~0.6A量程 B、图丙中的3、2接线柱为电压表的0~3V量程 C、图丁中的6、4接线柱为电压表的0~3V量程 D、图丁中的6. 4接线柱为电流表的0~0.6A量程

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6. 一根长为L、横截面半径为r的金属棒，其材料的电阻率为ρ。金属棒内单位体积自由电子数为n，电子的电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压U时，金属棒内产生电流，则自由电子定向运动的平均速率为（）

A、 $\frac{U}{ρ L n e}$ B、 $\frac{U π r^{2}}{ρ L n e}$ C、 $\frac{U}{ρ L n e π r^{2}}$ D、 $\frac{U L}{ρ n e π r^{2}}$

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7. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r（ $R_{2} < r < R_{1} + R_{2}$ ），电表均视为理想电表．闭合开关S后，调节R的阻值，使电流表的示数增大 $Δ I$ ，在这一过程中电压表示数的变化量的大小为 $Δ U$ ，则（）

A、通过R的电流增大，但增大量小于 $Δ I$ B、 $\frac{Δ U}{Δ I}$ 的大小随R的变化而变化 C、电源的输出功率一定增大了 D、电源的效率降低了 $\frac{Δ I \cdot r}{E}$

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8. 一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示，圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统，小球做受迫振动。圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示（以竖直向上为正方向）。下列说法正确的是（）

A、 $t = 1 s$ 到 $t = 2 s$ 小球所受的回复力增加，且方向为x轴正向 B、 $t = 2 s$ 到 $t = 3 s$ 弹簧弹性势能一定减小 C、若圆盘以 $30 r / m i n$ 匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为 $4 s$ D、若圆盘正以 $30 r / m i n$ 匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当减小

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9. B超检查是医学上常用的诊断方法，其基本原理是探头向人体内发射超声波，超声波遇到人体不同的组织会产生不同程度的反射，探头接收到的反射超声波信号由计算机进行处理，显示出B超图像（如图甲所示）。图乙、图丙是仪器检测到的探头发送和接收的超声波图像（图乙为某时刻沿x轴正方向发送的超声波，图丙为一段时间后沿轴负方向返回的超声波）已知超声波在人体内传播速度约为 $1500 m/s$ ，下列说法正确的是（　　）

A、图丙中质点b正沿y轴正方向运动 B、图丙中质点b再经 $Δ t = \frac{1}{3} \times 10^{- 5} s$ 时间恰好处于波谷 C、图乙中质点a的振动周期为 $T = 8.0 \times 10^{- 5} s$ D、图乙中质点a在此后的 $0.1 s$ 时间内运动的路程为 $150 m$

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10. 如图所示，房顶上固定一根长2.5 m的细线，沿竖直墙壁垂到窗沿下，细线下端系了一个小球(可视为质点)。打开窗子，让小球在垂直于窗子的竖直平面内小幅摆动，窗上沿到房顶的高度为1.6 m，不计空气阻力，g取10 m/s² ，则小球从最左端运动到最右端的最短时间为（）

A、0.2π s B、0.4π s C、0.6π s D、0.8π s

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11. 随着科幻电影《流浪地球》的热映，“引力弹弓效应”进入了公众的视野。“引力弹弓效应”是指在太空运动的探测器，借助行星的引力来改变自己的速度。为了分析这个过程，可以提出以下两种模式：探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星，分别因相互作用改变了速度。如图所示，以太阳为参考系，设行星运动的速度为 $u$ ，探测器的初速度大小为v₀ ，在图示的两种情况下，探测器在远离行星后速度大小分别为v₁和v₂.探测器和行星虽然没有发生直接的碰撞，但是在行星的运动方向上，其运动规律可以与两个质量不同的钢球在同一条直线上发生的弹性碰撞规律作类比。那么下列判断中正确的是（）

A、v₁> v₀ B、v₁= v₀ C、v₂> v₀ D、v₂=v₀

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12. 如图所示，某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为 M （含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为 $m$ 的水以相对地面为 $v_{0}$ 的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为 $g$ ，空气阻力不计，下列说法正确的是（）

A、火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力 B、水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒 C、火箭获得的最大速度为 $\frac{M v_{0}}{M - m}$ D、火箭上升的最大高度为 $\frac{m^{2} v_{0}^{2}}{2 g {(M - m)}^{2}}$

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13. 蹦极是一项刺激的户外休闲活动，足以使蹦极者在空中体验几秒钟的“自由落体”。如图所示，蹦极者站在高塔顶端，将一端固定的弹性长绳绑在踝关节处。然后双臂伸开，双腿并拢，头朝下跳离高塔。设弹性绳的原长为 $L$ ，蹦极者下落第一个 $\frac{L}{5}$ 时动量的增加量为 $Δ p_{1}$ ，下落第五个 $\frac{L}{5}$ 时动量的增加量为 $Δ p_{2}$ ，把蹦极者视为质点，蹦极者离开塔顶时的速度为零，不计空气阻力，则 $\frac{Δ p_{1}}{Δ p_{2}}$ 满足（）

A、 $1 < \frac{Δ p_{1}}{Δ p_{2}} < 2$ B、 $2 < \frac{Δ p_{1}}{Δ p_{2}} < 3$ C、 $3 < \frac{Δ p_{1}}{Δ p_{2}} < 4$ D、 $4 < \frac{Δ p_{1}}{Δ p_{2}} < 5$

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二、多选题

14. 如图所示，下列关于机械振动和机械波的说法正确的是（）

A、图甲：粗糙斜面上的金属球在弹簧的作用下运动，该运动是简谐运动 B、图乙：单摆的摆长为L，摆球的质量为m、位移为x，此时回复力为 $F = - \frac{m g}{L} x$ (摆角较小) C、图丙：实线为t₁=0时刻的波形图，虚线为t₂=0.25s时刻的波形图，该波的周期大于0.25s，若这列波沿x轴向右传播，则波速为2m/s D、图丁：两列振幅均为1cm的相干水波某时刻的波峰和波谷位置(实线表示波峰，虚线表示波谷)图示时刻A、B两点的竖直高度差为2cm

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15. 水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F₁、F₂别作用在a、b一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v-t图线如图所示，图中AB∥CD。则整个过程中（）

A、水平推力F₁、F₂大小可能相等 B、a的平均速度大于b的平均速度 C、水平推力F₁对a物体的冲量小于水平推力F₂对b物体的冲量 D、摩擦力对a物体做的功小于摩擦力对b物体做的功

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16. 学校为创建绿色校园改装了一批太阳能路灯，太阳能路灯技术参数如下：太阳能电池组件（太阳能电池光电转换效率为18%，得到的电池功率为100W）；免维护蓄电池（60~250 A·h/12 V，充电效率为80% ）；照明时间（4~12 h，可根据需要任意调节，阴雨天可连续工作5~7天）；光控时LED照明恒流输出功率（15~60 W）；其他辅助系统组成部分。结合上述数据，下列说法正确的是（）

A、太阳照射2h，光电系统可吸收太阳能为 $4.0 \times 1 0^{6} J$ B、LED照明5h，照明时恒流输出电能最多为 $1.08 \times 1 0^{6} J$ C、利用太阳能电池给免维护蓄电池充电，充满需要的最长时间为30h D、利用免维护蓄电池给额定功率为60 W的LED供电，最长时间为45h

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三、实验题

17. 如图1是某同学进行杨氏双缝干涉实验的装置，实验以白炽灯泡（12V，21W）作为光源，该同学利用学生电源“直流12V”档为白炽灯泡供电，闭合开关瞬间，电源显示过载自动断电（即通过电源的电流超过电源的额定电流），再次闭合开关均显示过载。

(1)、为了检测过载的原因，该同学进行如下操作：
①用多用电表欧姆 × 1挡测白炽灯泡电阻，正确操作后表盘指针如图2所示，则灯泡的状况可能是（选择“短路”、“断路”或“正常”）。
②将多用电表选择开关拨至直流电压“50V”挡，直接测量学生电源两极电压，正确操作后表盘指针如图3所示，则电压为V；
③为进一步准确分析灯泡与电源情况，利用该电源与其他必须的实验器材，测绘出了小灯泡的伏安特性曲线，如图4所示：
④经过综合分析，判断电源过载的可能原因及解决的办法，下列说法最合理的是
A．连接电源时误选择了交流电压挡，可以通过更换为直流电压挡来解决
B．电源内阻过小，导致电流过大，可以通过串联一个保护电阻来解决
C．刚通电时灯丝温度低，电阻小，电流过大，可以通过将电压由小逐渐增大到12V来解决

(2)、解决问题后，该同学利用红色滤光片进行双缝干涉实验，发现获得的干涉图样条纹间距过密，测量误差较大，下列选项中能够进行有效调整的是____

A、改用绿色滤光片 B、适当增大单缝与双缝之间的距离 C、换用间距较小的双缝

(3)、某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光的波长为nm（结果保留三位有效数字）。

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18. 某同学设计了一个“用小车和打点计时器研究碰撞”的实验。在小车A的前端装有撞针，推动小车A后，使之做匀速运动，然后与原来静止在小车A正前方的小车B相碰并粘合成一体继续做匀速运动。该同学设计的实验装置如图1所示，在小车A后连着纸带，打点计时器所接电源频率为50Hz。

(1)、实验前，先要将长木板的末端垫高一些，把小车A放在斜面上，纸带穿过打点计时器，轻推小车A，给小车A一个沿斜面向下的初速度，观察小车A的运动，直到认为小车A的运动是匀速运动时为止。这样做的目的是；

(2)、若某次实验得到打点纸带记录如图2所示，测得各计数点间的距离标在纸带上，A点为小车A运动的第一点，那么，碰撞前A车的速度为m/s，碰撞后A、B车的共同速度为m/s（计算结果保留3位有效数字）；

(3)、若测得小车A质量m₁= 0.40kg，小车B质量m₂= 0.20kg。则根据上述实验数据得，这次碰撞前后系统动量（填“守恒”或“不守恒”）。这次碰撞机械能损失量为J（计算结果保留3位有效数字）。

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四、解答题

19.
在如图所示的电路中，R₁=2Ω，R₂=R₃=4Ω，当电键K接a时，R₂上消耗的电功率为4W，当电键K接b时，电压表示数为4.5V，试求：

(1)、电键K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；

(2)、电源的电动势和内电阻；

(3)、当电键K接c时，通过R₂的电流．

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20. 抗击新冠肺炎期间，欢乐送机器人为数十家医院提供了无接触配送服务。该机器人正常工作时电源输出电压为28V，输出电流为4A，整机重量为30kg。在某次无接触配送服务时承载药品重量为20kg，匀速行驶速度为1.2m/s，在行驶过程中受到的阻力大小为总重力的0.15倍，重力加速度g取10m/s²。不计其他能量损耗，则：

(1)、该机器人正常工作时电源的输出功率是多大：

(2)、该机器人匀速运行时的机械功率是多大；

(3)、该机器人内部电阻的阻值是多大？

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21. 如图，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为m的球C。现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球。求：

(1)、A、B两木块分离时，A、B、C的速度大小；

(2)、A、B两木块分离后，C球偏离竖直方向的最大偏角θ的余弦值cosθ；

(3)、从“静止释放C球”至“A、B两木块分离后，C球首次偏离竖直方向的偏角最大”的过程中，木块B对A的冲量？

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22. 如图所示，一质量不计的轻质弹簧的上端与盒子A连接在一起，下端固定在斜面上，盒子A放在倾角为 $θ = 3 0^{∘}$ 的光滑固定斜面上，盒子内腔为正方体，一直径略小于此正方体边长的金属圆球B恰好能放在盒内，小球电荷量 $q = 2 \times 1 0^{- 4} C$ ，整个装置于沿斜面向下匀强电场E中。已知匀强电场场强 $E = 1 \times 1 0^{4} N / C$ ，弹簧劲度系数为 $k = 100 N / m$ ，盒子A和金属圆球B质量为 $m_{A} = m_{B} = 0.5 k g$ ，将A沿斜面向上提起，使弹簧从自然长度伸长7cm，从静止释放盒子A，A和B一起在斜面上做简谐振动，g取 $10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、盒子A的振幅；

(2)、金属圆球B的最大速度；

(3)、盒子运动到最低点时，盒子A对金属圆球B的作用力大小。（最后结果可保留根号）

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