湖北省荆州市八县市2022-2023学年高二上学期物理期末联考试卷

试卷更新日期：2023-01-12 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列关于电磁波的说法正确的是（　　）

A、电磁波既能够传递信息，也能传递能量 B、均匀变化的电场或者磁场都能产生电磁波 C、电磁波只能直线传播，不能发生干涉、衍射现象 D、电磁波在介质中传播时，其波速与电磁波的频率无关

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2. 下列与磁场相关的说法正确的是（　　）

A、磁感线是真实存在的，从 $N$ 极指向 $S$ 极 B、磁通量是矢量，其方向与磁感应强度的方向一致 C、通电直导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零 D、安培分子电流假说能够解释铁棒被磁化、磁铁消磁的原因，说明一切磁现象都是由电荷运动产生的

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3. 某品牌手机有“双麦克风降噪”功能。其中一个麦克风用于通话，另一个麦克风采集环境噪声，通过降噪系统产生的声波与外界噪音叠加，实现降噪。如图所示，实线对应向左传播的环境噪音，虚线对应降噪系统产生的向右传播的声波。下列选项中降噪效果最好的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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4. 2022年11月，由我国自主研制的新概念武器—电磁枪在珠海航展闪亮登场。这标志着中国电磁弹射技术在世界范围内处于领先地位。下图是用电磁弹射技术制造的轨道炮原理图。质量为 $m$ 的弹体可在间距为 $d$ 的两平行水平轨道之间自由滑动，并与轨道保持良好接触。恒定电流 $I$ 从 $M$ 轨道左边流入，通过弹体后从 $N$ 轨道左边流回。轨道电流在弹体处产生垂直于轨道面的磁场，可视为匀强磁场，磁感应强度的大小与电流 $I$ 成正比。通电弹体在安培力作用下加速距离 $L$ 后从轨道右边以速度 $v$ 高速射出。下列说法中正确的是（　　）

A、弹体受到的安培力大小为 $\frac{m v^{2}}{L}$ B、若电流增大到 $2 I$ ，则弹体射出速度变为 $2 v$ C、若轨道长增大到 $2 L$ ，则弹体射出速度变为 $2 v$ D、若电流 $I$ 从 $N$ 轨道左边流入， $M$ 轨道左边流回，则弹体将向左边射出

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5. 如图所示， $A B$ 、 $A C$ 是竖直圆周上的两条光滑弦轨道， $A D$ 是光滑直径轨道， $A$ 是轨道的最低点，质量均为 $m$ 的甲、乙、丙三个小球分别从三条轨道的最高点由静止下滑到 $A$ 点。下列说法正确的是（　　）

A、下滑过程中甲小球所受重力的冲量最大 B、下滑过程中三个小球所受重力的冲量相等 C、下滑过程中三个小球所受支持力的冲量相等 D、下滑过程中三个小球所受合外力的冲量相等

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6. 如图所示，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与光滑水平面上向右运动的小球b发生对心碰撞。碰撞前a球摆动的最高点与最低点球心间的高度差为h、最大偏角θ<5°，a球质量是小球b质量的1.5倍。碰撞前a球在最低点的速度是小球b速度的2倍，碰撞后两球的速率之差是碰撞前两球速率之差的0.5倍，则下列说法正确的是（　　）

A、碰撞后摆球a的周期变小 B、碰撞前后小球b的速度之比为1：2 C、碰撞损失的机械能和碰撞前小球b的动能之比为1：2 D、碰撞后摆球a摆动的最高点与最低点的高度差为0.49h

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二、多选题

7. 2022年11月22日，所罗门群岛发生了7.0级地震。地震引发了海啸。假设图（a）是发生海啸时一列沿海面传播的水面波在t=0.05s时刻的波形图，图（b）是波上质点P的振动图像，下列说法正确的是（　　）

A、波正沿x轴正方向运动 B、该列波的传播速度为10m/s C、质点P从t=0.05s到t=0.25s过程运动路程6m D、平衡位置在原点O的质点和质点P的运动方向始终相反

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8. 如图所示，等边三角形 $A B C$ 内（含边界）有垂直纸面向里的匀强磁场， $D$ 为 $B C$ 边的中点。现有比荷相同的粒子1、粒子2以不同的速率从 $A$ 点分别沿 $A D$ 、 $A C$ 进入磁场，均从 $B$ 点射出磁场。下列说法正确的是（　　）

A、粒子1、粒子2都带正电 B、粒子1与粒子2速度大小之比为 $\sqrt{3} ： 2$ C、粒子1与粒子2在磁场中运动时间之比为1：2 D、粒子1与粒子2在磁场中运动路程之比为 $\sqrt{3} ： 2$

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9. 如下图，一质量为 $m = 400 kg$ 卫星发射后从转移轨道经过调整后进入地球同步轨道。卫星的四周有四个喷气口（ $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 、 $P_{3}$ 、 $P_{4}$ ）能向外喷气，当卫星运行到两轨道交点时，打开其中某些喷气口进行轨道调整。已知该卫星到达两轨道交点前瞬时速度的方向东偏北 $37 °$ 、大小 $v_{0} = 2 \times 10^{3} m/s$ ，在同步轨道上做匀速圆周运动速度为 $v = 3.1 \times 10^{3} m/s$ 。下面对轨道调整的说法中正确的是（　　）

A、需打开喷气口 $P_{1}$ ，提供 $6.0 \times 10^{5} N \cdot s$ 的冲量 B、需打开喷气口 $P_{2}$ ，提供 $4.8 \times 10^{5} N \cdot s$ 的冲量 C、需打开喷气口 $P_{3}$ ，提供 $6.0 \times 10^{5} N \cdot s$ 的冲量 D、需打开喷气口 $P_{4}$ ，提供 $4.8 \times 10^{5} N \cdot s$ 的冲量

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10. 已知无限长的通电直导线周围空间的磁场的磁感应强度大小可表示为 $B = k \frac{I}{x}$ （其中 $k$ 为比例系数， $I$ 为直导线的电流强度， $x$ 为离直导线的距离），如图所示，在光滑绝缘桌面上有三根相互平行无限长的通电直导线 $a$ 、 $b$ 、 $c$ ，均处于静止状态。已知导线 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 中电流大小分别为 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ 、 $I_{3}$ ，导线 $b$ 、 $c$ 的间距大于导线 $a$ 、 $b$ 的间距。下列说法中正确的是（　　）

A、 $I_{1} < I_{2} < I_{3}$ B、 $I_{2} < I_{1} < I_{3}$ C、导线 $a$ 、 $c$ 中电流的方向相同 D、导线 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 中电流的方向都相同

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11. 如图所示，光滑的水平绝缘轨道 $A B$ 和半径 $r = 1 m$ 的竖直半圆光滑绝缘轨道 $B C D$ 相切于 $B$ 点。半圆轨道直径 $B D$ 的右侧有垂直轨道水平向里匀强磁场和竖直方向的匀强电场，磁感应强度 $B = 0.5 T$ 。 $M$ 、 $N$ 为两相同的金属球，质量均为 $m = 1 \times 10^{- 3} kg$ ，带电量分别为 $q_{1} = + 3 \times 10^{- 3} C$ 、 $q_{2} = + 1 \times 10^{- 3} C$ 。初始时 $N$ 球静止在轨道 $B$ 处， $M$ 球以 $v_{0} = 1.5 m/s$ 向右运动。 $M$ 与 $N$ 碰撞后， $N$ 球恰好能沿半圆轨道做匀速圆周运动且对轨道无压力，不计两球间的库仑力，取 $g = 10 N/kg$ 。下列说法正确的是（　　）

A、碰后 $N$ 球的速度大小为 $1 m/s$ B、 $M$ 、 $N$ 两球碰撞为弹性碰撞 C、碰后 $M$ 球也能沿半圆轨道 $B C D$ 运动 D、匀强电场竖直向上，电场强度大小为 $5N/C$

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三、实验题

12. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，滤光片为绿色，如图（a）所示。已知双缝的间距 $d = 0.200 mm$ ，像屏到双缝间的距离 $L = 700 mm$ 。

(1)、如图（b）所示，某同学使分划板中心刻度线与条纹 $A$ 中心对齐。此时测量头上的示数如图（c）所示，此示数为 $mm$ ；接着转动手轮，使分划板中心刻度线与条纹 $B$ 中心对齐，测得 $A$ 、 $B$ 条纹间的距离为 $7.0 0mm$ 。

(2)、利用上述测量结果，可得经滤光片射向双缝的光的波长 $λ =$ $m$ （保留1位有效数字）。

(3)、只将绿色滤光片改为红色滤光片，从目镜中观察到的条纹数目会（选填“增加”“ 减少”或“不变”）。

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13. 某实验小组用如图（a）所示装置通过半径相同的 $A$ 、 $B$ 两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使 $A$ 球从斜槽顶端固定挡板处由静止开始释放，落到位于水平地面的记录纸上，重复上述操作10次。再把 $B$ 球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让 $A$ 球仍从斜槽顶端固定挡板处由静止开始释放， $A$ 球和 $B$ 球碰撞后， $A$ 、 $B$ 球分别在记录纸上留下落点痕迹，重复这种操作10次。得到了如图（b）所示的三个落点 $P$ 、 $Q$ 和 $R$ 。 $O$ 点为斜槽末端在记录纸上的竖直投影点。

(1)、用最小的圆圈把所有落点圈在里面，圆心即为落点的平均位置，落点 $Q$ 到 $O$ 点的距离为 $cm$ 。

(2)、若碰撞过程动量守恒，由图（b）可以判断出 $Q$ 是球的落点。（选填“A”或“B”）

(3)、若 $A$ 球质量为 $m_{A}$ ， $B$ 球质量为 $m_{B}$ ，且两球碰撞过程动量守恒，根据图（b）信息可知 $m_{A} ： m_{B}$ 为_______。（单选，填正确答案标号）

A、2：1 B、3：1 C、3：2

(4)、若碰撞过程动量守恒，由（b）信息可知， $A$ 球和 $B$ 球碰撞过程弹性碰撞。（选填“是”或“不是”）

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四、解答题

14. 如图所示，等腰三角形玻璃棱角 $A B D$ 的底边 $B D$ 长为 $L$ ， $∠ B = ∠ D = 37^{\circ}$ 。一束细入射光线垂直 $A B$ 面入射，恰好在底边中点 $E$ 处发生全反射。不考虑光在玻璃里面传播时在 $A B$ 和 $A D$ 面的反射。已知光在真空中的速度为 $c$ ， $\sin 37^{\circ} = 0.6$ ，求：

(1)、该玻璃对这种光的折射率 $n$ ；

(2)、光在玻璃里面传播的时间 $t$ 。

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15. 如图所示，在 $x O y$ 坐标系中，区域I是圆心为 $O_{1} (0 ， 3 m)$ 、半径 $r = 3 m$ 的圆柱形的匀强磁场，区域II是宽度为 $d = 1.5 m$ 的直线边界匀强磁场，两区域（含边界）磁感应强度大小均为 $B = 0.25 T$ ，方向均垂直于纸面向里。在 $0 \leq y \leq 2 r$ 区域内，一群质量 $m = 3 \times 10^{- 7} kg$ 、电荷量 $q = - 2 \times 10^{- 3} C$ 的粒子以速度 $v = 5 \times 10^{3} m/s$ 平行于 $x$ 轴正方向且垂直于磁场射入圆形磁场区域，其中粒子 $a$ 正对 $O_{1}$ 沿半径的方向射入，粒子 $b$ 打在区域II的上边界最左边 $P$ 点（图中未标出）。不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求：

(1)、粒子 $a$ 在圆形磁场区域I运动的时间 $t_{1}$ ；

(2)、区域II的下边界能被粒子打中的长度 $L$ ；

(3)、粒子 $b$ 在两磁场区域运动的总时间 $t_{2}$ 。

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16. 如图所示，半径为 $R = 2.45 m$ 的四分之一光滑圆弧斜面 $D$ 固定在足够长的光滑水平地面上，质量为 $m = 4 kg$ 的木板 $B$ 靠在斜面 $D$ 的右侧，木板 $B$ 与斜面 $D$ 右端等高。质量为 $M = 6 kg$ 的物块 $C$ 静止放置在木板右侧某处。质量为 $m = 4 kg$ 的物块 $A$ 从斜面顶端由静止滑下，然后滑上木板 $B$ 。物块 $A$ 与木板 $B$ 之间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ 。木板 $B$ 足够长，物块 $A$ 始终不会滑离木板 $B$ 。重力加速度 $g$ 取 $10 {m/s}^{2}$ 。

(1)、求物块 $A$ 刚滑上木板 $B$ 时的速度大小 $v_{0}$ ；

(2)、若物块 $A$ 和木板 $B$ 达到共同速度后，木板 $B$ 与物块 $C$ 碰撞并和物块 $C$ 粘在一起。求物块 $A$ 在相对木板 $B$ 运动过程中由摩擦而产生的热量 $Q$ ；

(3)、若木板 $B$ 和物块 $C$ 的碰撞为弹性碰撞，且木板 $B$ 和物块 $C$ 之间只发生一次碰撞。求物块 $C$ 最初放置位置到木板 $B$ 右侧的距离 $x$ 的范围。

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