新郑市2022-2023学年高二上学期期末考试 物理试题
选择题（1-12为单选，13-15为多选，每题4分共60分）
1．如图甲所示，一平行板电容器两板间距为d，在一板内侧附近有一带电量为q、质量为m的正离子，为使该离子能在两极间来回振动而不撞在两极上，在两极间加上如图乙所示交变电压，此交变电压的周期应有（ ）
A．T＜4d B．T>4d
C．T＜2d D．T>2d
2．如图所示，一价氢离子(H)和二价氦离子(He)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后打在同一荧光屏上，则它们( )
A．离开偏转电场时速度方向不同
B．离开偏转电场时速度方向不相同
C．到达屏上同一点
D．到达屏上不同点
3．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2、U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用I、、、表示。则下列判断中正确的是（ ）
A．U2、U3都变小 B．U2变大，U3减小
C．不变 D．变大
4．如图所示，电源电动势为E，内阻为r。当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作。已知指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则下列说法中正确的是 ( )
A．电动机的额定电压为IR
B．电动机的输出功率为IE－I2R
C．电源的输出功率为 IE
D．整个电路的热功率为I2(R0＋R＋r)
5．关于电磁波，下列说法中正确的是( )
A．变化的电场一定在周围空间产生磁场
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，并且最先用实验证实了电磁波的存在
C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播
6.两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边△ABC的A和B处，如图所示。两通电导线在C处产生磁场的磁感应强度大小都是B0，则C处磁场的总磁感应强度大小是( )
A．0 B．B0
C.B0 D．2B0
7．如图，质量为4m的光滑物块a静止在光滑水平地面上，物块a左侧面为圆弧面且与水平地面相切，质量为m的滑块b以初速度v0向右运动滑上a，沿a左侧面上滑一段距离后又返回，最后滑离a，不计一切摩擦，滑块b从滑上a到滑离a的过程中，下列说法正确的是( )
A．滑块b沿a上升的最大高度为 B．滑块a运动的最大速度为
C．滑块b沿a上升的最大高度为 D．滑块a运动的最大速度为
8．如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m＝2 kg的另一物体B以水平速度v0＝2 m/s滑上原来静止的长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A．木板获得的动能为2 J
B．系统损失的机械能为1 J
C．木板A的最小长度为1 m
D．A、B间的动摩擦因数为0.2
9.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像．从该时刻起( )
A.经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向
B.经过0.15 s，质点P沿x轴的正方向前进了3 m
C.经过0.25 s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度
D.经过0.35 s时，质点Q运动的路程大于质点P运动的路程
10.一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，P、Q、A为该横波上的三个质点，各自的横坐标位置分别为6 m、10 m、15 m，从该时刻开始计时，波上质点A的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A.该波波速是25 m/s，传播方向沿x轴正方向
B.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，
则该波所遇到的波的频率为2.5 Hz
C.若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障
碍物尺寸一定比20 m大很多
D.从该时刻起，再经过0.4 s质点Q通过的路程为4 m
11.一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面,经下表面反射从玻璃砖上表面射出,光线分为a、b两束,如图所示。下列说法正确的是( )
A.在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
B.在真空中,遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象
C.增大空气一侧的入射角,a光线先消失
D.在真空中用同一装置进行双缝干涉实验,a光的条纹间距大于b光的条纹间距
12.在透明的均匀介质内有一球状空气泡,O为球心,一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡,A为入射点,之后a、b光分别从C、D两点射向介质,细光束在A点的入射角为30°,介质对a光的折射率n=,下列说法正确的是( )
A.在该介质中,a光的传播速度比b光的传播速度大
B.a光射出空气泡后的传播方向相对于射入空气泡前的传播方向偏转角为30°
C.当a光通过单缝时,若缝的宽度小于a光波长,a光不能发生衍射现象
D.若由a光和b光组成的一束细光束从空气斜射向水中,在不断增大入射角时,a的折射光会先消失
13．质量为m1和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示。则( )
A．若m1＝1 kg，则m2＝3 kg
B．若m1＝1 kg，则m2＝1 kg
C．若m2＞3m1则两个物体的碰撞是非弹性碰撞
D．若m2＝3m1则两个物体的碰撞是弹性碰撞
14.如图甲所示，一列机械波沿直线ab向右传播，ab＝2 m，a、b两点的振动情况如图乙所示，下列说法中正确的是( )
A．波速可能是 m/s
B．波长可能是 m
C．波速可能是 m/s
D．波速可能是 m/s
15.如图所示,水下光源S向水面A点发射一束光线,折射光线分别为a、b两束,则( )
A.a、b两束光相比较,在真空中a光的波长较长
B.在水中a光的速度与b光的一样大
C.若保持入射点A位置不变,将入射光线顺时针旋转,从水面上方观察,b光先消失
D.用同一双缝干涉实验装置分别用a、b光做实验,a光干涉条纹间距大于b光干涉条纹间距
实验题（共6分，每空1分）
16.某实验小组采用如图所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。在水平桌面上放置气垫导轨，导轨上安装光电计时器1和光电计时器2，带有遮光片的滑块A、B的质量分别为mA、mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为d。实验过程如下：①调节气垫导轨成水平状态；②轻推滑块A，测得滑块A通过光电计时器1的遮光时间为t1；③滑块A与滑块B相碰后，滑块B和滑块A先后经过光电计时器2的遮光时间分别为t2和t3。
(1)实验中为确保两滑块碰撞后滑块A不反向运动，则mA、mB应满足的关系为mA________(选填“大于”“等于”或“小于”)mB。
(2)碰前滑块A的速度大小为________。
(3)利用题中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为________________。
17．(1)某同学进行双缝干涉实验时备有下列仪器：
A．白炽灯 B．双缝 C．单缝 D．滤光片 E．光屏
把以上仪器装在光具座上时，正确的排列顺序应该是：______________(填写字母代号)。
(2)已知双缝到光屏之间的距离L＝500 mm，双缝之间的距离d＝0.50 mm，单缝到双缝之间的距离s＝100 mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图所示。则入射光的波长λ＝_____________________________m(结果保留2位有效数字)。
(3)实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有________。
A．改用波长较长的光(如红光)作为入射光
B．增大双缝到屏的距离
C．增大双缝到单缝的距离
D．增大双缝间距
三、计算题（共34分，其中18题6分，19题8分，20题和21题每题10分）
18．如图所示，电子从静止开始被U＝180 V的电场加速，沿直线垂直进入另一个电场强度为E＝6 000 V/m的匀强偏转电场，而后电子从右侧离开偏转电场。已知电子比荷为≈×1011 C/kg，不计电子的重力，偏转极板长为L＝6.0×10－2 m。求：
(1)电子经过电压U加速后的速度vx的大小；
(2)电子在偏转电场中运动的加速度a的大小；
(3)电子离开偏转电场时的速度方向与刚进入该电场时的速度方向之间的夹角θ。
19．如图所示，电路两端电压U恒为28 V，电灯上标有“6 V，12 W”字样，直流电动机线圈电阻R＝2 Ω，若电灯恰能正常发光，且电机能运转，求：
(1)流过电灯的电流；(2)电动机两端的电压；
(3)电动机输出的机械功率。
20．为安全着陆火星，质量为240 kg 的探测器先向下喷气，使其短时悬停在距火星表面高度100 m处。已知火星表面重力加速度g火＝3.7 m/s2，不计一切阻力，忽略探测器的质量变化。
(1)若悬停时发动机相对火星表面喷气速度为3.7 km/s，求每秒喷出气体的质量；
(2)为使探测器获得水平方向大小为0.1 m/s的速度，需将12 g气体以多大速度沿水平方向喷出？并计算此次喷气发动机至少做了多少功？
21．径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，与直径AB垂直的足够大的光屏CD紧靠住玻璃砖的左侧，OO′与AB垂直。一细光束沿半径方向与OO′成θ＝30°角射向O点，光屏CD区域出现两个光斑，两光斑间的距离为(＋1)R。
(1)求此玻璃的折射率；
(2)当θ变为多大时，两光斑恰好变为一个？
参考答案
一、选择题（1-12为单选，13-15为多选）
A 2.C 3.C 4.D 5.A 6.C 7.B 8.C 9.D 10.D
11.B 12.B 13.AD 14.ABD 15.ACD
二、实验题
16.[答案] (1)大于 (2) (3)＝＋
17．答案：(1)ADCBE (2)6.4×10－7 (3)AB
三、计算题
18．解析：(1)根据动能定理可得eU＝mv，解得vx＝8×106 m/s。
(2)电子在偏转电场中受到竖直向下的电场力，根据牛顿第二定律得a＝，解得a＝×1014 m/s2≈1.1×1015 m/s2。
(3)电子在水平方向上做匀速直线运动，故t＝，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，故vy＝at，tan θ＝，联立解得θ＝45°。
答案：(1)8×106 m/s (2)1.1×1015 m/s2 (3)45°
19．解析：(1)灯泡正常发光，电路中的电流为I＝＝ A＝2 A。
(2)由欧姆定律可求得，电动机两端的电压为
U1＝U－UL＝(28－6)V＝22 V。
(3)电动机的总功率为P总＝IU1＝2×22 W＝44 W
电动机的热功率为P热＝I2R＝22×2 W＝8 W
所以电动机的输出功率为
P出＝P总－P热＝(44－8)W＝36 W。
答案：(1)2 A (2)22 V (3)36 W
20．解析：(1)设每秒喷出的气体质量为m，则t时间喷出的气体质量为mt，以t时间喷出的气体为研究对象，取竖直向下为正方向，根据动量定理
(FN＋mg)t＝mt·v
又FN mg，mg忽略不计，则
FN·t＝mt·v
根据牛顿第三定律，得FN＝FN′
对探测器，由平衡条件得FN′＝Mg，M是探测器的质量，可得m＝0.24 kg。
(2)取探测器的速度方向为正方向，根据水平方向动量守恒得
Mv1－mv2＝0
又v1＝0.1 m/s
可得v2＝2×103 m/s
根据功能关系W＝Mv＋mv
可得W≈2.4×104 J。
答案：(1)0.24 kg (2)2×103 m/s 2.4×104 J
21．解析：(1)细光束在AB界面，一部分反射，另一部分折射，设折射角为β，光路图如图所示由几何关系得L1＝＝＝R；根据题意两光斑间的距离为(＋1)R，所以可知L2＝R，由几何关系知β＝45°，根据折射定律得，此玻璃的折射率为n＝＝＝。
(2)若光屏CD上恰好只剩一个光斑，则说明该光束恰好在AB面发生全反射，由sin C＝可得，临界角大小为C＝45°，即当θ＝45°时，光屏上恰好只剩下一个光斑。
答案：(1) (2)45°
