江西省丰城市第九名校2022-2023学年高一下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2024-06-28 类型：期末考试

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一、单选题

1. 光盘是存储信息的一种重要媒介，光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。入射的激光束斜射到盘面上的光路如图所示，已知入射的激光束由红、蓝两单色光组成，下列说法正确的是( )

A、光束1是蓝光 B、光束2的频率比光束1大 C、光束2的波长比光束1短 D、在透明介质层中光束1比光束2传播速度更快

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2. 通过某用电器的电流和时间的关系图像如图所示（前半个周期为正弦波形的 $\frac{1}{2}$ ），则该交变电流的有效值为( )

A、 $\frac{\sqrt{3}}{2} I_{0}$ B、 $\frac{\sqrt{5}}{3} I_{0}$ C、 $I_{0}$ D、 $\frac{3}{4} I_{0}$

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3. 如图所示，足够长的导体棒MN固定在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为0.5m，通过的电流为1A，导体棒MN与水平导轨的夹角为30°，且处于垂直于纸面向外的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为0.2T，则导体棒MN所受的安培力大小为（）

A、0.02N B、0.05N C、0.1N D、0.2N

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4. 海水中含有大量的正负离子，并在某些区域具有固定的流动方向，据此人们设计并研制“海流发电机”，可生产无污染的再生能源，对海洋航标灯持续供电，其工作原理如图所示，用绝缘防腐材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道上、下两个表面装有防腐导电板M ， N ，板长为a、宽为b（未标出），两板间距为d ，将管道沿着海水流动方向固定于海水中，将航标灯L与两导电板M和N连接，加上垂直于管道前后面的匀强磁场（方向如图），磁感应强度大小为B ，海水流动方向如图所示，海水流动速率为v ，已知海水的电阻率为ρ ，航标灯电阻为R ，则下列说法正确的是( )

A、“海流发电机”对航标灯L供电的电流方向是 $N \to L \to M$ B、通过航标灯L电流的大小是 $\frac{B v d a b}{a b R + ρ d}$ C、“海流发电机”产生感应电动势的大小是 $E = B a v$ D、“海流发电机”发电的总功率为 $\frac{B^{2} d^{2} v^{2}}{R}$

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5. 如图所示，质量为3m的容器静止在光滑水平面上，该容器的内壁是半径为R的光滑半球面，在容器内壁的最高点由静止释放一质量为m的小滑块P ，重力加速度为g。下列说法正确的是( )

A、P滑到最低点时，P的速度为 $\sqrt{2 g R}$ B、P滑到最低点时，容器的速度为 $\sqrt{\frac{1}{3} g R}$ C、P从开始到最低点过程中，容器的位移大小为 $\frac{1}{4} R$ D、P经过最低点后沿内壁继续上滑的最大高度小于R

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6. 如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B ，它们的质量均为m ，弹簧的劲度系数为k ， C为一固定的挡板，现将一个质量也为m的物体D从距A为L的位置由静止释放，D和A相碰后立即粘在一起，之后在斜面上做简谐运动。在简谐运动过程中，物体B对C的最小弹力为 $\frac{3}{2} m g s i n θ$ ，则以下说法正确的是( )

A、简谐运动的振幅为 $\frac{3 m g s i n θ}{2 k}$ B、简谐运动的振幅为 $\frac{m g s i n θ}{2 k}$ C、B对C的最大弹力 $\frac{11 m g s i n θ}{2}$ D、B对C的最大弹力 $\frac{10 m g s i n θ}{2}$

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7. 如图所示，在平面直角坐标系第一象限内某区域充满了垂直于纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小 $B = 2 T$ ，一群相同带电粒子从y轴的10cm~20cm范围内，以速度 $v = 20 m / s$ 沿x轴正方向进入第一象限，所有粒子均通过x轴上同一点而离开磁场，已知粒子电量 $q = 0.1 C$ ，质量 $m = 0.001 k g$ ，不计带电粒子的重力，下列说法正确的是( )

A、该区域磁场的最小面积为 $(2 + π) \times 1 0^{- 2} (m^{2})$ B、粒子在磁场中运动最长时间为 $\frac{3 π}{400} s$ C、粒子在磁场中运动最短时间 $\frac{π}{200} s$ D、粒子在磁场中动量变化量的最大值为 $4 \times 1 0^{- 2} k g \cdot m / s$

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二、多选题

8. 如图甲所示， $S_{1} 、 S_{2} 、 Q$ 三点位于某一均匀介质的同一平面内， $S_{1} 、 S_{2}$ 为振动情况完全相同的两个波源，其振动图像如图乙所示，波源产生的简谐波在该介质中的传播速度为20 m/s。下列说法正确的有( )

A、两机械波的波长为4 m B、Q点为振动减弱点 C、质点Q的位移不可能为0 D、质点Q的振幅为20 cm

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9. 如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 $O O^{'}$ 匀速转动，线圈的电阻为R ，线圈共N匝，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：2，定值电阻 $R_{1} = R$ ，当线圈的转动的转速为n时，电压表的示数为U ，则( )

A、电流表的示数为 $\frac{U}{R}$ B、从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为 $e = \frac{5}{2} U c o s 2 π n t (V)$ C、线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为 $\frac{5 \sqrt{2} U}{4 N n π}$ D、当线圈转动的转速为2n时，电压表的示数为2U

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10. 如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置。已知导体棒a的质量为3m ，电阻为r ，导体棒b的质量为m ，电阻为3r ，两导体棒的长度均为l ，其余部分电阻不计。现使导体棒a获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度 $v_{0}$ ，除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用。在两导体棒运动过程中，下列说法正确的是( )

A、a棒受到的安培力做的功等于电路中产生的焦耳热 B、最终a、b棒以相同的速度做匀速直线运动 C、b棒受到的安培力做的功为 $\frac{9 m v_{0}^{2}}{16}$ D、全过程中，通过导体棒a的电荷量为 $\frac{3 m v_{0}}{4 B l}$

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11. 如图所示，直角三角形ABC区域内（含边界）存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，顶点A处有一离子源，沿AC方向同时射出一群速度大小不同的正离子，离子的质量均为m、电荷量均为q ，已知 $∠ B A C = 30 °$ ， BC边长为L ，不计离子的重力及离子间的相互作用力，则下列说法正确的是( )

A、从AB边界射出的离子，一定同时平行射出 B、从BC边界射出的离子在磁场中运动的时间均不小于 $\frac{2 π m}{3 q B}$ C、从BC边界射出的离子的速度均不小于 $\frac{\sqrt{3} B q L}{m}$ D、当某离子垂直于BC边界射出时，磁场中的所有离子都在与AB边界成15°角的一条直线上

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三、实验题

12. 实验小组利用如图（1）所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验，考虑到摆长和周期的测量对实验结果的影响，对实验进行了改进，在细线上端固定拉力传感器，传感器连接计算机，用天平测出小球质量为m ，将小球拉偏平衡位置一定夹角（角度很小）无初速度释放，待小球稳定后，通过拉力传感器测出其读数随时间变化图像如图（2）所示，不考虑空气阻力。

(1)、下列操作可以减小误差影响的是____；

A、小球应选重而小的钢球 B、小球的摆动平面必须为竖直面 C、摆球从平衡位置拉开任意角度后释放

(2)、单摆的周期为；

(3)、当地重力加速度为；单摆的摆长为。（用 $F_{0}$ ， m ， $t_{0}$ 表示）

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13. 利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距 $d = 0.4 m m$ ，双缝到光屏间的距离 $l = 0.5 m$ ，实验时接通电源使光源正常发光，调整光路使得从目镜中可以观察到干涉条纹。

(1)、若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可____。

A、将单缝向双缝靠近 B、将屏向靠近双缝的方向移动 C、将屏向远离双缝的方向移动 D、使用间距更小的双缝

(2)、某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示，则分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为 $x_{A} = 11.1 m m$ ，在B位置时游标卡尺读数为 $x_{B} = 15.6 m m$ ，相邻两条纹间距 $Δ x =$ mm；该单色光的波长 $λ =$ m；

(3)、如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上如图3所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距 $Δ x$ 时，测量值实际值。（填“大于”“小于”或“等于”）

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四、计算题

14. 如图所示，实线是一列简谐横波在 $t_{1} = 0$ 时刻的波形图，虚线是在 $t_{2} = 0.2 s$ 时刻的波形图。

(1)、若波向x轴正方向传播，求可能的波速；

(2)、若波向x轴负方向传播且周期T符合： $2 T < t_{2} - t_{1} < 3 T$ ，求波速。

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15. 如图所示，质量M为5.0 kg的小车以2.0 m/s的速度在光滑的水平面上向左运动，小车上AD部分是表面粗糙的水平轨道，DC部分是1/4光滑圆弧轨道，整个轨道都是由绝缘材料制成的，小车所在空间内有竖直向上的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度E大小为50 N/C，磁感应强度B大小为2.0 T.现有一质量m为2.0 kg、带负电且电荷量为0.1 C的滑块以10 m/s 的水平速度向右冲上小车，当它运动到D点时速度为5 m/s.滑块可视为质点，g取 $10 m / s^{2}$ .求：

(1)、求滑块从A到D的过程中，小车与滑块组成的系统损失的机械能；

(2)、如果滑块刚过D点时对轨道的压力为76 N，求圆弧轨道的半径r；

(3)、当滑块通过D点时，立即撤去磁场，要使滑块不冲出圆弧轨道，求此圆弧轨道的最大半径.

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16. 如图所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距 $L = 0.8 m$ ，左端通过导线连接一个 $R = 0.6 Ω$ 的定值电阻，整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中。质量 $m = 0.5 k g$ 、长度 $L = 0.8 m$ 、电阻 $r = 0.2 Ω$ 的匀质金属杆垂直导轨放置，现对杆的中点施加一个垂直金属杆的水平拉力 $F$ ，使其由静止开始运动，拉力 $F$ 的功率 $P = 5 W$ 保持不变。当金属杆的速度 $v = 2 m / s$ 时，金属杆的加速度 $a = 4.2 m / s^{2}$ ，金属杆与导轨始终接触良好。

(1)、求匀强磁场的磁感应强度大小 $B$ ；

(2)、若金属杆做匀速直线运动时撤去拉力 $F$ ，求从撤去拉力 $F$ 到金属杆停下的过程中金属杆上产生的热量 $Q$ ；

(3)、若金属杆做匀速直线运动时撤去拉力 $F$ ，求从撤去拉力 $F$ 到金属杆停下的过程中金属杆通过的位移大小 $x$ 。

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