四川省宜宾市叙州区2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题
一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．（2023高二下·叙州期末）一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为，普朗克常量为，真空中的光速为。下列说法正确的是
A．核反应方程是
B．聚变反应中的质量亏损
C．辐射出的光子的能量
D．光子的波长
【答案】C
【知识点】质量亏损与质能方程；核聚变
【解析】【解答】A.由题意可得该核反应方程是，A不符合题意；
B.反应前的质量与反应后的质量的差值为质量亏损，B不符合题意；
C.由爱因斯坦质能方程可得，C符合题意；
D.聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，有，解得，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据题意写出核聚变方程；由爱因斯坦质能方程计算光子的能量；根据光子能量方程和波长公式，计算光子波长。
2．（2023高二下·叙州期末）一列简谐横波沿x轴传播，t=1.2 s时的波形如图所示，此时质点P在波峰，Q在平衡位置且向负方向运动，再过0.6 s质点Q第一次到达波峰。下列说法正确的是
A．波速大小为10 m/s
B．1.0 s时质点Q的位移为+0.2 m
C．质点P的振动位移随时间变化的表达式为m
D．任意0.2 s内质点Q的路程均为0.2 m
【答案】B
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A.由题意可知，Q在平衡位置且向负方向运动，知波向左传播，再过0.6s质点Q第一次到达波峰，需要的时间为：，得：T=0.8s，由图可知波长为：λ=24m，所以波速为：，A不符合题意；
B.从1.0s到1.2s经历的时间为0.2s，因周期为0.8s，即经过了个周期的时间，所以Q点在1.0 s时处于波峰位置，位移为+0.2 m，B符合题意；
C.，t=1.2s时，质点P在波峰，从0到1.2s，经过了1.5倍周期，根据波的平移可知，t=0时刻P点在波谷位置，所以质点P的振动位移随时间变化的表达式应为，C不符合题意；
D.因Q点在其平衡位置附近的运动是周期性的变速运动，只有从Q点在平衡位置或波峰及波谷位置开始计时，在0.2s（四分之一个周期）内路程才为0.2m（一个振幅），D不符合题意，
故答案为：B。
【分析】根据题意找出波长和周期，由波速公式求解波速；根据平移法得出质点对应的位移；由周期求出该波的角频率，再根据振动过程的表达式求解；质点只有在从平衡位置或波峰及波谷位置开始计时，四分之一周期才振动一个振幅。
3．（2023高二下·叙州期末）如图所示，电阻阻值和线圈自感系数的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、是两只完全相同的灯泡，当开关断开时，电路可能出现的现象是
A．A、一起亮，然后A逐渐熄灭
B．A没有任何反应，逐渐熄灭
C．直接熄灭，A慢慢变亮后熄灭
D．直接熄灭，A先变得比更亮后慢慢熄灭
【答案】D
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】电路稳定时电感线圈将灯泡A短路，灯泡A不亮，灯泡B所在支路的电流小于电感线圈的电流。电键断开瞬间，灯泡B与R中电流立刻消失，B灯泡立刻熄灭。电感线圈由于自感现象产生自感电动势阻碍电流减小，电感线圈与灯泡A组成回路产生自感电流，灯泡B和R被短路。自感电流使灯泡4变亮，因为自感电流等于原电流，故灯泡4变得比灯泡B更亮。随着自感电流逐渐减小，灯泡A逐渐熄灭，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】电键闭合瞬间，分析灯泡两端是否有电压，确定是否立即亮，电路稳定后，根据电路结构，分析两灯的亮暗，电键断开瞬间，电感线圈会产生感应电动势，分析与电感线圈构成回路的灯泡，确定灯是否立即熄灭。
4．（2023高二下·叙州期末）如图所示，将一线圈放在垂直纸面向里的匀强磁场B中，当整个线圈在磁场区域内按如下方式运动时，有感应电流产生的是
A．线圈以ab边为轴转动 B．线圈垂直于纸面向里运动
C．线圈平行于纸面向右运动 D．线圈平行于纸面向上运动
【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】感应电流的产生条件是：闭合回路的磁通量发生变化。
A.当线圈绕ab边转动时，其磁通量发生变化，故有感应电流产生，A符合题意；
BCD.由于磁场是匀强磁场，把线圈向右拉动，或向上拉动，或垂直纸面向里运动，其磁通量均不变化，均无感应电流产生，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据感应电流的产生条件分析各选项。
5．（2023高二下·叙州期末）如图所示，理想变压器输入端接有效值恒定的正弦交变电流，输出端电阻，当电阻箱时，理想电压表和理想电流表的读数分别为1.0V和0.5A．当电阻箱时，电压表和电流表的读数分别为
A．4.0V ，2.0A B．2.0V，2.0A
C．2.0V，1.0A D．4.0V，1.0A
【答案】C
【知识点】变压器的应用；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】当电阻箱时，副线圈电流为，可得原副线圈的匝数比为，
原线圈电压为；当电阻箱时，原线圈电压不变，副线圈电压为，副线圈电流为，电压表示数为，电流表示数为，ABD不符合题意，C符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据理想变压器的原理公式、和闭合电路欧姆定律求解。
6．（2023高二下·叙州期末）利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生。如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为位置固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体（矿井中含有杂质的水），A、B、C构成电容器。若矿井渗水（导电液体深度增大），则电流
A．从b向a，A、B、C构成的电容器放电
B．从a向b，A、B、C构成的电容器放电
C．从b向a，A、B、C构成的电容器充电
D．从a向b，A、B、C构成的电容器充电
【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】由题图可知，导电液体和导体芯构成了电容器，可近似为平行板电容器，当液面升高时，电容器极板正对面积S增大，由 可知，电容增大，由于A、C与电源连接，所以A、C间电势差不变，再由知，电容器电荷量增大，因此电容器处于充电状态，电流从a向b，ABC不符合题意，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】导电液体和导体芯构成平行板电容器，根据电容的定义式和决定式，分析电容器极板电量与导电液体深度的关系，确定电容器是充电还是放电，以及电流方向。
7．（2023高二下·叙州期末）如图所示，在xOy平面坐标系的第二象限内存在着垂直于坐标平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一质量为m、带电量为的粒子从（，0）点以初速度射入第二象限，初速度的方向与x轴正方向成角，经过一段时间后，粒子垂直于y轴进入第一象限，不计粒子重力，则粒子的初速度为
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】画出粒子的运动轨迹如图所示，
由几何关系可知，根据洛伦兹力提供向心力可得：
解得：
故答案为：B。
【分析】先画出粒子的运动轨迹，由几何关系求出粒子的轨道半径，根据洛伦兹力提供向心力列式求解粒子的初速度。
8．（2023高二下·叙州期末）如图所示，物体从某一高度处自由下落，落到直立于地面的轻弹簧上，在A点物体开始与弹簧接触，到B点物体的速度为零，然后被弹回，下列说法中正确的是
A．物体从A下落到B的过程中，动能和重力势能之和不断减小
B．物体从A下落到B的过程中，动能和弹性势能之和不断减小
C．物体两次通过A点时动能相等
D．物体两次通过A点时动量相等
【答案】A,C
【知识点】功能关系；动能；机械能守恒定律；动量
【解析】【解答】A.物体从A下落到B的过程中，弹簧对物体一直做负功，物体的机械能不断减小，即动能和重力势能之和不断减小，A符合题意；
B.物体从A下落到B的过程中，物体和弹簧组成的系统机械能守恒，物体的重力势能不断减小，所以动能和弹性势能之和不断增大，B不符合题意；
CD.因为系统机械能守恒，两次经过A点的动能相等，但由于速度方向相反，所以动量不同，C符合题意，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】根据功能关系，由弹簧对物体的做功情况分析物体的机械能变化；物体和弹簧组成的系统机械能守恒，根据物体的重力势能的变化，分析动能和弹性势能之和的变化；动能是标量，动量是矢量，根据矢量和标量的区别进行分析。
9．（2023高二下·叙州期末）如图甲所示，一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内，线框的右边紧贴着磁场边界，t=0时刻对线框施加一水平向右的外力F，让线框从静止开始做匀加速直线运动，在t0时刻穿出磁场；图乙为外力F随时间变化的图象，若线框质量为m、电阻为R，图象中的F0、t0也为已知量，由此可知
A．线框穿出磁场时的速度
B．线框穿出磁场时的速度
C．匀强磁场的磁感应强度B=
D．匀强磁场的磁感应强度B=
【答案】A,C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律；安培力的计算
【解析】【解答】AB.t=0时刻，线框的速度为零，线框没有感应电流，不受安培力，加速度为，线框做匀加速直线运动，则线框刚出磁场时的速度为，A符合题意，B不符合题意；
CD.线框的边长为，时刻线框所受的安培力为，根据牛顿第二定律得，解得，C符合题意，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】由牛顿第二定律求出t=0时刻的加速度，再由速度-时间的关系式求解线框传出磁场时的速度；由位移-时间关系求出线框边长，再由安培力的公式和牛顿第二定律向结合求出磁感应强度。
10．（2023高二下·叙州期末）如图所示，水平光滑轨道的宽度和弹簧自然长度均为d． m2的左边有一固定挡板，m1由图示位置静止释放．当m1与m2第一次相距最近时m1速度为v1，在以后的运动过程中
A．m1的最小速度可能是0
B．m1的最小速度可能是v1
C．m2的最大速度可能是v1
D．m2的最大速度可能是v1
【答案】A,B,C
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律；动量与能量的综合应用一弹簧类模型
【解析】【解答】从小球到达最近位置后继续前进，此后拉到前进，减速，加速，达到共同速度时两者相距最远，此后继续减速， 加速，当两球再次相距最近时，达到最小速度，达最大速度：两小球水平方向动量守恒，速度相同时保持稳定，一直向右前进，选取向右为正方向，则：，，解得：，。
A.当时，，A符合题意；
B.由上述分析结论可知，B符合题意；
C.当时，，C符合题意；
D.不可能等于，故不可能为，D不符合题意.
故答案为：ABC。
【分析】两小球和弹簧构成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，分析两球的运动过程，明确两球的速度变化，根据动量守恒定律和机械能守恒定律求出两球速度的可能值。
二、实验题（14分）
11．（2023高二下·叙州期末）某同学设计了一个测定激光波长的实验装置如图(a)所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮点，图(b)中的黑点代表亮点的中心位置．
（1）这个现象说明激光具有 性(填“粒子性”或“波动性”)；
（2）通过测量相邻光点的距离可算出激光的波长，据资料介绍，如果双缝的缝间距离为a，双缝到感光片的距离为L，感光片上相邻两光点间的距离为b，则激光的波长．
该同学测得L=1.0000m、缝间距a=0.220mm，用十分度的游标卡尺测感光片上的点的距离时，尺与点的中心位置如图(b)所示．图(b)图中第1到第4个光点的距离是 mm．实验中激光的波长λ= m．(保留两位有效数字)
（3）如果实验时将红激光换成蓝激光屏上相邻两光点间的距离将 ．(填“变大”或“变小”)
【答案】（1）波动性
（2）8.5；6.2×10-7
（3）变小【分析】
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】（1）这是光的干涉现象，干涉现象是波独有的特征，说明激光具有波动性；
（2）游标卡尺的主尺读数为8mm+0.1×5mm=8.5mm，可知第1到第4个光点的距离是8.5mm。则激光波长为；
（3）如果实验时将红激光换成蓝激光，则波长减小，根据得，，故相邻两光点的距离b将变小。
【分析】（1）光具有波粒二象性，干涉是波所特有的，说明光具有波动性；（2）根据游标卡尺的读数规则读出卡尺读数；由题目中所给波长公式计算波长；（3）由推导出光屏上相邻两光点间的距离b的表达式，做出相应分析即可。
12．（2023高二下·叙州期末）
（1）螺旋测微器的读数 mm，游标卡尺的读数 cm。
（2）某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0（约为20Ω）和手机中的锂电池（E 的标称值为3.7V，最大放电电流为600mA）。实验室备有如下器材：
A．电压表V（量程3V，内阻RV约为4.0kΩ）；B．电流表A1（量程150mA，内阻RA1约为3Ω）；
C．电流表A2（量程3A，内阻RA2 约为0.2Ω）；D．滑动变阻器R1（量程3Ω，最大电流1A）；
E.电阻箱R2（99.9Ω）；F.开关S 一只、导线若干。
①为测定电阻R0的阻值，该小组设计了一测量电路，与其对应的实物连接如图1，图中的电流表A应选 （选填“A1”或“A2”），并将实物连线补充完整 ；
②为测量锂电池的电动势E 和内阻r，该小组设计了如图2 所示的电路图。根据测量数据作出图线如图3 所示。若该图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势E= ，内阻r= 。（用k、b 和R2表示）
【答案】（1）4.485/4.486/4.487/4.488；2.64
（2）A1；；；【分析】
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；伏安法测电阻；电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）螺旋测微器固定刻度读数4mm，可动刻度读数为0.01×48.6mm=0.486mm，所以螺旋测微器的读数为4.486mm；
游标卡尺主尺读数为26mm，游标尺上第4个刻度与主尺上某一刻度对齐，因此游标尺读数为0.1×4mm=0.4mm，所以最终读数为26mm+0.4mm=26.4mm=2.64cm；
（2）①通过的电流大约，故电流表A选；因为，所以电流表应采用外接法，滑动变阻器的阻值小于待测电阻的阻值，滑动变阻器采用分压式，电路图的实物连线为：
②由闭合电路欧姆定律得，解得，可得，，解得电源电动势，电源内阻。
【分析】 （1）根据螺旋测微器读数规则和游标卡尺读数规则读出数值；（2）根据欧姆定律计算通过的最大电流，选取电流表；由阻值与电压表和电流表的阻值关系选择电流表的接法；根据滑动变阻器与的阻值关系确定滑动变阻器的接法；（3）由闭合电路欧姆定律推导的关系式，结合图像的斜率和纵轴截距求出电源电动势和内阻。
三、解答题（本答题共三个小题，13题12分，14题14分，15题20分，共46分）
13．（2019高三上·大冶月考）如图所示，半圆形玻璃截面的圆半径OA＝R，一束细激光束平行于半径OD且垂直于平面AB射到半圆形玻璃上的C点．穿过玻璃后光线交OD的延长线于P点．已知玻璃材料对激光束的折射率为 ， ．
①画出该激光束传播过程的光路图；
②求OP两点的距离．
【答案】解：①如图所示：
②在半圆面上的入射点为D，设入射角为i，折射角为r，由图中几何关系可得：
解得i =30°
由折射定律可得：
解得：r=60°
由几何关系知∠DOP=∠POD=30°
所以
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）光线先直接穿过AB面，在半圆形玻璃面上发生折射；
（2）在半圆面上发生折射，利用几何关系可以求出入射角的大小，结合折射定律可以求出折射角的大小，结合几何关系可以求出OP之间的距离大小。
14．（2023高二下·叙州期末）如图所示，半径为R、质量为3m的四分之一圆弧形光滑槽静止在光滑的水平地面上，底部与水平面平滑连接，将质量为m的小球从距A点正上方R高度处由静止释放，小球自由落体后由A点进入到弧形槽，运动到右侧墙壁时与竖直墙壁发生碰撞后以原速率弹回，已知重力加速度为g，求：
（1）小球第一次与墙壁碰撞时的速度大小；
（2）小球再次滑上弧形槽到达的最大高度。
【答案】（1）小球从圆弧轨道滑出时，系统机械能守恒：①
水平方向动量守恒② 由①②联立得③④
因此小球第一次与墙壁碰撞时的速度大小为
（2）到达最高点时，小球和槽速度相等，水平方向满足动量守恒⑤
系统机械能守恒⑥
由③④⑤⑥联立得
因此小球再次滑上弧形槽到达的最大高度为
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）小球从开始下落到与墙面发生碰撞的过程，小球与槽组成的系统，水平方向动量守恒，机械能守恒，求出小球第一次与墙壁碰撞时的速度大小；（2）小球与竖直墙壁发生碰撞后以原速率弹回， 从小球弹回到小球滑上槽的最高点，小球与槽组成的系统动量守恒，机械能守恒，求出小球再次滑上弧形槽到达的最大高度。
15．（2023高二下·叙州期末）如图所示，甲图是在研究性学习活动中吴丽同学自制的电子秤原理示意图，目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量。托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹赘上端相连接，当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表的示数为零。设变阻器的总电阻为，总长度为，电源电动势为，内阻为，限流电阻的阻值为，弹簧的劲度系数为，重力加速度为，不计一切摩擦和其他阻力。
（1）请推导出电压表的示数U与所称物体的质量m的关系式；
（2）为使电压表的示数与待测物体的质量成正比，请利用原有器材进行改进，在乙图的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表的示数与所称物体的质量m的关系式。
【答案】（1）根据题意，设在托盘中放入质量为的物体后，弹簧被压缩的长度为，则有
滑动变阻器接入电路的电阻为
由闭合回路欧姆定律有
电压表的示数
联立解得
（2）根据题意可知，使电压表示数与待测物体质量成正比，则电压表要测量两端的电压即可，则有
可知，需保证流过电阻的电流大小不变，则改进后的电路原理图如图所示
则电流为
电压表的示数为
联立解得
【知识点】胡克定律；共点力的平衡；闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】（1）由共点力平衡，求出物体放入托盘中弹簧的压缩量，确定滑动变阻器接入电阻的阻值，再由闭合电路欧姆定律推导电压表的示数U与所称物体的质量m的关系式；（2）分析要使电压表的示数与待测物体的质量成正比，电压表的接法，再由闭合电路欧姆定律推导电压表的示数与所称物体的质量m的关系式。
四川省宜宾市叙州区2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题
一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．（2023高二下·叙州期末）一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为，普朗克常量为，真空中的光速为。下列说法正确的是
A．核反应方程是
B．聚变反应中的质量亏损
C．辐射出的光子的能量
D．光子的波长
2．（2023高二下·叙州期末）一列简谐横波沿x轴传播，t=1.2 s时的波形如图所示，此时质点P在波峰，Q在平衡位置且向负方向运动，再过0.6 s质点Q第一次到达波峰。下列说法正确的是
A．波速大小为10 m/s
B．1.0 s时质点Q的位移为+0.2 m
C．质点P的振动位移随时间变化的表达式为m
D．任意0.2 s内质点Q的路程均为0.2 m
3．（2023高二下·叙州期末）如图所示，电阻阻值和线圈自感系数的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、是两只完全相同的灯泡，当开关断开时，电路可能出现的现象是
A．A、一起亮，然后A逐渐熄灭
B．A没有任何反应，逐渐熄灭
C．直接熄灭，A慢慢变亮后熄灭
D．直接熄灭，A先变得比更亮后慢慢熄灭
4．（2023高二下·叙州期末）如图所示，将一线圈放在垂直纸面向里的匀强磁场B中，当整个线圈在磁场区域内按如下方式运动时，有感应电流产生的是
A．线圈以ab边为轴转动 B．线圈垂直于纸面向里运动
C．线圈平行于纸面向右运动 D．线圈平行于纸面向上运动
5．（2023高二下·叙州期末）如图所示，理想变压器输入端接有效值恒定的正弦交变电流，输出端电阻，当电阻箱时，理想电压表和理想电流表的读数分别为1.0V和0.5A．当电阻箱时，电压表和电流表的读数分别为
A．4.0V ，2.0A B．2.0V，2.0A
C．2.0V，1.0A D．4.0V，1.0A
6．（2023高二下·叙州期末）利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生。如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为位置固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体（矿井中含有杂质的水），A、B、C构成电容器。若矿井渗水（导电液体深度增大），则电流
A．从b向a，A、B、C构成的电容器放电
B．从a向b，A、B、C构成的电容器放电
C．从b向a，A、B、C构成的电容器充电
D．从a向b，A、B、C构成的电容器充电
7．（2023高二下·叙州期末）如图所示，在xOy平面坐标系的第二象限内存在着垂直于坐标平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一质量为m、带电量为的粒子从（，0）点以初速度射入第二象限，初速度的方向与x轴正方向成角，经过一段时间后，粒子垂直于y轴进入第一象限，不计粒子重力，则粒子的初速度为
A． B． C． D．
8．（2023高二下·叙州期末）如图所示，物体从某一高度处自由下落，落到直立于地面的轻弹簧上，在A点物体开始与弹簧接触，到B点物体的速度为零，然后被弹回，下列说法中正确的是
A．物体从A下落到B的过程中，动能和重力势能之和不断减小
B．物体从A下落到B的过程中，动能和弹性势能之和不断减小
C．物体两次通过A点时动能相等
D．物体两次通过A点时动量相等
9．（2023高二下·叙州期末）如图甲所示，一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内，线框的右边紧贴着磁场边界，t=0时刻对线框施加一水平向右的外力F，让线框从静止开始做匀加速直线运动，在t0时刻穿出磁场；图乙为外力F随时间变化的图象，若线框质量为m、电阻为R，图象中的F0、t0也为已知量，由此可知
A．线框穿出磁场时的速度
B．线框穿出磁场时的速度
C．匀强磁场的磁感应强度B=
D．匀强磁场的磁感应强度B=
10．（2023高二下·叙州期末）如图所示，水平光滑轨道的宽度和弹簧自然长度均为d． m2的左边有一固定挡板，m1由图示位置静止释放．当m1与m2第一次相距最近时m1速度为v1，在以后的运动过程中
A．m1的最小速度可能是0
B．m1的最小速度可能是v1
C．m2的最大速度可能是v1
D．m2的最大速度可能是v1
二、实验题（14分）
11．（2023高二下·叙州期末）某同学设计了一个测定激光波长的实验装置如图(a)所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮点，图(b)中的黑点代表亮点的中心位置．
（1）这个现象说明激光具有 性(填“粒子性”或“波动性”)；
（2）通过测量相邻光点的距离可算出激光的波长，据资料介绍，如果双缝的缝间距离为a，双缝到感光片的距离为L，感光片上相邻两光点间的距离为b，则激光的波长．
该同学测得L=1.0000m、缝间距a=0.220mm，用十分度的游标卡尺测感光片上的点的距离时，尺与点的中心位置如图(b)所示．图(b)图中第1到第4个光点的距离是 mm．实验中激光的波长λ= m．(保留两位有效数字)
（3）如果实验时将红激光换成蓝激光屏上相邻两光点间的距离将 ．(填“变大”或“变小”)
12．（2023高二下·叙州期末）
（1）螺旋测微器的读数 mm，游标卡尺的读数 cm。
（2）某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0（约为20Ω）和手机中的锂电池（E 的标称值为3.7V，最大放电电流为600mA）。实验室备有如下器材：
A．电压表V（量程3V，内阻RV约为4.0kΩ）；B．电流表A1（量程150mA，内阻RA1约为3Ω）；
C．电流表A2（量程3A，内阻RA2 约为0.2Ω）；D．滑动变阻器R1（量程3Ω，最大电流1A）；
E.电阻箱R2（99.9Ω）；F.开关S 一只、导线若干。
①为测定电阻R0的阻值，该小组设计了一测量电路，与其对应的实物连接如图1，图中的电流表A应选 （选填“A1”或“A2”），并将实物连线补充完整 ；
②为测量锂电池的电动势E 和内阻r，该小组设计了如图2 所示的电路图。根据测量数据作出图线如图3 所示。若该图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势E= ，内阻r= 。（用k、b 和R2表示）
三、解答题（本答题共三个小题，13题12分，14题14分，15题20分，共46分）
13．（2019高三上·大冶月考）如图所示，半圆形玻璃截面的圆半径OA＝R，一束细激光束平行于半径OD且垂直于平面AB射到半圆形玻璃上的C点．穿过玻璃后光线交OD的延长线于P点．已知玻璃材料对激光束的折射率为 ， ．
①画出该激光束传播过程的光路图；
②求OP两点的距离．
14．（2023高二下·叙州期末）如图所示，半径为R、质量为3m的四分之一圆弧形光滑槽静止在光滑的水平地面上，底部与水平面平滑连接，将质量为m的小球从距A点正上方R高度处由静止释放，小球自由落体后由A点进入到弧形槽，运动到右侧墙壁时与竖直墙壁发生碰撞后以原速率弹回，已知重力加速度为g，求：
（1）小球第一次与墙壁碰撞时的速度大小；
（2）小球再次滑上弧形槽到达的最大高度。
15．（2023高二下·叙州期末）如图所示，甲图是在研究性学习活动中吴丽同学自制的电子秤原理示意图，目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量。托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹赘上端相连接，当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表的示数为零。设变阻器的总电阻为，总长度为，电源电动势为，内阻为，限流电阻的阻值为，弹簧的劲度系数为，重力加速度为，不计一切摩擦和其他阻力。
（1）请推导出电压表的示数U与所称物体的质量m的关系式；
（2）为使电压表的示数与待测物体的质量成正比，请利用原有器材进行改进，在乙图的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表的示数与所称物体的质量m的关系式。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】质量亏损与质能方程；核聚变
【解析】【解答】A.由题意可得该核反应方程是，A不符合题意；
B.反应前的质量与反应后的质量的差值为质量亏损，B不符合题意；
C.由爱因斯坦质能方程可得，C符合题意；
D.聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，有，解得，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据题意写出核聚变方程；由爱因斯坦质能方程计算光子的能量；根据光子能量方程和波长公式，计算光子波长。
2．【答案】B
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】A.由题意可知，Q在平衡位置且向负方向运动，知波向左传播，再过0.6s质点Q第一次到达波峰，需要的时间为：，得：T=0.8s，由图可知波长为：λ=24m，所以波速为：，A不符合题意；
B.从1.0s到1.2s经历的时间为0.2s，因周期为0.8s，即经过了个周期的时间，所以Q点在1.0 s时处于波峰位置，位移为+0.2 m，B符合题意；
C.，t=1.2s时，质点P在波峰，从0到1.2s，经过了1.5倍周期，根据波的平移可知，t=0时刻P点在波谷位置，所以质点P的振动位移随时间变化的表达式应为，C不符合题意；
D.因Q点在其平衡位置附近的运动是周期性的变速运动，只有从Q点在平衡位置或波峰及波谷位置开始计时，在0.2s（四分之一个周期）内路程才为0.2m（一个振幅），D不符合题意，
故答案为：B。
【分析】根据题意找出波长和周期，由波速公式求解波速；根据平移法得出质点对应的位移；由周期求出该波的角频率，再根据振动过程的表达式求解；质点只有在从平衡位置或波峰及波谷位置开始计时，四分之一周期才振动一个振幅。
3．【答案】D
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】电路稳定时电感线圈将灯泡A短路，灯泡A不亮，灯泡B所在支路的电流小于电感线圈的电流。电键断开瞬间，灯泡B与R中电流立刻消失，B灯泡立刻熄灭。电感线圈由于自感现象产生自感电动势阻碍电流减小，电感线圈与灯泡A组成回路产生自感电流，灯泡B和R被短路。自感电流使灯泡4变亮，因为自感电流等于原电流，故灯泡4变得比灯泡B更亮。随着自感电流逐渐减小，灯泡A逐渐熄灭，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】电键闭合瞬间，分析灯泡两端是否有电压，确定是否立即亮，电路稳定后，根据电路结构，分析两灯的亮暗，电键断开瞬间，电感线圈会产生感应电动势，分析与电感线圈构成回路的灯泡，确定灯是否立即熄灭。
4．【答案】A
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
【解析】【解答】感应电流的产生条件是：闭合回路的磁通量发生变化。
A.当线圈绕ab边转动时，其磁通量发生变化，故有感应电流产生，A符合题意；
BCD.由于磁场是匀强磁场，把线圈向右拉动，或向上拉动，或垂直纸面向里运动，其磁通量均不变化，均无感应电流产生，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据感应电流的产生条件分析各选项。
5．【答案】C
【知识点】变压器的应用；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】当电阻箱时，副线圈电流为，可得原副线圈的匝数比为，
原线圈电压为；当电阻箱时，原线圈电压不变，副线圈电压为，副线圈电流为，电压表示数为，电流表示数为，ABD不符合题意，C符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据理想变压器的原理公式、和闭合电路欧姆定律求解。
6．【答案】D
【知识点】电容器及其应用
【解析】【解答】由题图可知，导电液体和导体芯构成了电容器，可近似为平行板电容器，当液面升高时，电容器极板正对面积S增大，由 可知，电容增大，由于A、C与电源连接，所以A、C间电势差不变，再由知，电容器电荷量增大，因此电容器处于充电状态，电流从a向b，ABC不符合题意，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】导电液体和导体芯构成平行板电容器，根据电容的定义式和决定式，分析电容器极板电量与导电液体深度的关系，确定电容器是充电还是放电，以及电流方向。
7．【答案】B
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】画出粒子的运动轨迹如图所示，
由几何关系可知，根据洛伦兹力提供向心力可得：
解得：
故答案为：B。
【分析】先画出粒子的运动轨迹，由几何关系求出粒子的轨道半径，根据洛伦兹力提供向心力列式求解粒子的初速度。
8．【答案】A,C
【知识点】功能关系；动能；机械能守恒定律；动量
【解析】【解答】A.物体从A下落到B的过程中，弹簧对物体一直做负功，物体的机械能不断减小，即动能和重力势能之和不断减小，A符合题意；
B.物体从A下落到B的过程中，物体和弹簧组成的系统机械能守恒，物体的重力势能不断减小，所以动能和弹性势能之和不断增大，B不符合题意；
CD.因为系统机械能守恒，两次经过A点的动能相等，但由于速度方向相反，所以动量不同，C符合题意，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】根据功能关系，由弹簧对物体的做功情况分析物体的机械能变化；物体和弹簧组成的系统机械能守恒，根据物体的重力势能的变化，分析动能和弹性势能之和的变化；动能是标量，动量是矢量，根据矢量和标量的区别进行分析。
9．【答案】A,C
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律；安培力的计算
【解析】【解答】AB.t=0时刻，线框的速度为零，线框没有感应电流，不受安培力，加速度为，线框做匀加速直线运动，则线框刚出磁场时的速度为，A符合题意，B不符合题意；
CD.线框的边长为，时刻线框所受的安培力为，根据牛顿第二定律得，解得，C符合题意，D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】由牛顿第二定律求出t=0时刻的加速度，再由速度-时间的关系式求解线框传出磁场时的速度；由位移-时间关系求出线框边长，再由安培力的公式和牛顿第二定律向结合求出磁感应强度。
10．【答案】A,B,C
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律；动量与能量的综合应用一弹簧类模型
【解析】【解答】从小球到达最近位置后继续前进，此后拉到前进，减速，加速，达到共同速度时两者相距最远，此后继续减速， 加速，当两球再次相距最近时，达到最小速度，达最大速度：两小球水平方向动量守恒，速度相同时保持稳定，一直向右前进，选取向右为正方向，则：，，解得：，。
A.当时，，A符合题意；
B.由上述分析结论可知，B符合题意；
C.当时，，C符合题意；
D.不可能等于，故不可能为，D不符合题意.
故答案为：ABC。
【分析】两小球和弹簧构成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，分析两球的运动过程，明确两球的速度变化，根据动量守恒定律和机械能守恒定律求出两球速度的可能值。
11．【答案】（1）波动性
（2）8.5；6.2×10-7
（3）变小【分析】
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】（1）这是光的干涉现象，干涉现象是波独有的特征，说明激光具有波动性；
（2）游标卡尺的主尺读数为8mm+0.1×5mm=8.5mm，可知第1到第4个光点的距离是8.5mm。则激光波长为；
（3）如果实验时将红激光换成蓝激光，则波长减小，根据得，，故相邻两光点的距离b将变小。
【分析】（1）光具有波粒二象性，干涉是波所特有的，说明光具有波动性；（2）根据游标卡尺的读数规则读出卡尺读数；由题目中所给波长公式计算波长；（3）由推导出光屏上相邻两光点间的距离b的表达式，做出相应分析即可。
12．【答案】（1）4.485/4.486/4.487/4.488；2.64
（2）A1；；；【分析】
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；伏安法测电阻；电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）螺旋测微器固定刻度读数4mm，可动刻度读数为0.01×48.6mm=0.486mm，所以螺旋测微器的读数为4.486mm；
游标卡尺主尺读数为26mm，游标尺上第4个刻度与主尺上某一刻度对齐，因此游标尺读数为0.1×4mm=0.4mm，所以最终读数为26mm+0.4mm=26.4mm=2.64cm；
（2）①通过的电流大约，故电流表A选；因为，所以电流表应采用外接法，滑动变阻器的阻值小于待测电阻的阻值，滑动变阻器采用分压式，电路图的实物连线为：
②由闭合电路欧姆定律得，解得，可得，，解得电源电动势，电源内阻。
【分析】 （1）根据螺旋测微器读数规则和游标卡尺读数规则读出数值；（2）根据欧姆定律计算通过的最大电流，选取电流表；由阻值与电压表和电流表的阻值关系选择电流表的接法；根据滑动变阻器与的阻值关系确定滑动变阻器的接法；（3）由闭合电路欧姆定律推导的关系式，结合图像的斜率和纵轴截距求出电源电动势和内阻。
13．【答案】解：①如图所示：
②在半圆面上的入射点为D，设入射角为i，折射角为r，由图中几何关系可得：
解得i =30°
由折射定律可得：
解得：r=60°
由几何关系知∠DOP=∠POD=30°
所以
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）光线先直接穿过AB面，在半圆形玻璃面上发生折射；
（2）在半圆面上发生折射，利用几何关系可以求出入射角的大小，结合折射定律可以求出折射角的大小，结合几何关系可以求出OP之间的距离大小。
14．【答案】（1）小球从圆弧轨道滑出时，系统机械能守恒：①
水平方向动量守恒② 由①②联立得③④
因此小球第一次与墙壁碰撞时的速度大小为
（2）到达最高点时，小球和槽速度相等，水平方向满足动量守恒⑤
系统机械能守恒⑥
由③④⑤⑥联立得
因此小球再次滑上弧形槽到达的最大高度为
【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）小球从开始下落到与墙面发生碰撞的过程，小球与槽组成的系统，水平方向动量守恒，机械能守恒，求出小球第一次与墙壁碰撞时的速度大小；（2）小球与竖直墙壁发生碰撞后以原速率弹回， 从小球弹回到小球滑上槽的最高点，小球与槽组成的系统动量守恒，机械能守恒，求出小球再次滑上弧形槽到达的最大高度。
15．【答案】（1）根据题意，设在托盘中放入质量为的物体后，弹簧被压缩的长度为，则有
滑动变阻器接入电路的电阻为
由闭合回路欧姆定律有
电压表的示数
联立解得
（2）根据题意可知，使电压表示数与待测物体质量成正比，则电压表要测量两端的电压即可，则有
可知，需保证流过电阻的电流大小不变，则改进后的电路原理图如图所示
则电流为
电压表的示数为
联立解得
【知识点】胡克定律；共点力的平衡；闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】（1）由共点力平衡，求出物体放入托盘中弹簧的压缩量，确定滑动变阻器接入电阻的阻值，再由闭合电路欧姆定律推导电压表的示数U与所称物体的质量m的关系式；（2）分析要使电压表的示数与待测物体的质量成正比，电压表的接法，再由闭合电路欧姆定律推导电压表的示数与所称物体的质量m的关系式。
