2021-2022学年福建省莆田市莆田二中高二（上）期末物理试题（解析版）

莆田二中2021—2022学年上学期高二期末检测试卷物理考试时间：75分钟满分：100分一、单选题：本大题共7题，每题4分，共28分。1.如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向外、大小为I1的恒定电流，两导线连线（水平）的中点处，一可自由转动的小磁针静止时N极方向平行于纸面向下。忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流I2，下列判断正确的是（）A.I2<I1，方向垂直纸面向外 B.I2>I1，方向垂直纸面向外C.I2<I1，方向垂直纸面向里 D.I2>I1，方向垂直纸面向里【答案】B【解析】【详解】小磁针静止时N极方向平行于纸面向下，说明该处的磁场方向向下，因I1在该处形成的磁场方向向上，则I2在该处形成的磁场方向向下，且大于I1在该处形成的磁场，由安培定则可知I2方向垂直纸面向外且I2>I1。故选B。2.一般来说现在的手机上都会有2个麦克风，一个比较大的位于手机下方，另一个一般位于手机顶部。查阅手机说明后知道手机内部上麦克风为降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。下列说法正确的是（）A.降噪过程实际上是声波发生了衍射B.降噪过程实际上是声波发生了干涉C.降噪声波与环境噪声的传播速度不相等D.P点经过一个周期沿波的传播方向传播的距离为一个波长【答案】B【解析】【详解】AB．由图看出，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，故B正确，A错误；C．机械波传播的速度由介质决定，则知降噪声波与环境噪声的传播速度相等，故C错误；D．P点并不随波移动，故D错误。故选B。3.一质量为的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则以下结果错误的是（）

A.时物块的速率为 B.时物块的动量大小为C.时物块的动量大小为 D.时物块的速度为【答案】B【解析】【详解】A．前两秒，根据牛顿第二定律则时物块的速率为故A正确，与题意不符；B．时，速率为物块的动量大小为故B错误，与题意相符；C．2~4s，力开始反向，物体减速，根据牛顿第二定律，有所以3s时，物体已经减速，速度动量为故C正确，与题意不符；D．时，物块已经减速，速度为故D正确，与题意不符。故选B。4.如图所示，一矩形线圈abcd有一半处在磁感应强度垂直平面向里的匀强磁场中，虚线MN为磁场边界且与cd边平行，穿过线圈的磁通量为。当线圈以cd为轴从图中位置转过45°的瞬间，穿过线圈的磁通量为，则（）

A.∶=∶1B.∶=1∶C.∶=∶1D.∶=∶1【答案】C【解析】【详解】设ab=l1，bd=2l2，则所以∶=∶1故选C。5.甲、乙两球在水平光滑轨道上同向运动，已知它们的动量分别是p1＝5kg·m/s，p2＝7kg·m/s，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为10kg·m/s，则二球质量m1与m2间的关系可能是下面的哪几种()A.m1＝m2 B.2m1＝m2C.4m1＝m2 D.6m1＝m2【答案】C【解析】【详解】甲、乙两球在碰撞过程中动量守恒，所以有p1＋p2＝p1′＋p2′即p1′＝2kg·m/s。由于在碰撞过程中，不可能有其他形式的能量转化为机械能，只能是系统内物体间机械能相互转化或一部分机械能转化为内能，因此系统的机械能不会增加，所以有所以有因为题目给出物理情景是“甲从后面追上乙”，要符合这一物理情景，就必须有即同时还要符合碰撞后乙球的速度必须大于或等于甲球的速度这一物理情景，即所以因此C选项正确。故选C。6.如图所示，质量为m滑块A套在一水平固定的光滑细杆上，可自由滑动。在水平杆上固定一挡板P，滑块靠在挡板P左侧且处于静止状态，其下端用长为L的不可伸长的轻质细线悬挂一个质量为3m的小球B，已知重力加速度大小为g。现将小球B拉至右端水平位置，使细线处于自然长度，由静止释放，忽略空气阻力，则（）

A.滑块与小球组成的系统机械能不守恒B.滑块与小球组成的系统动量守恒C.小球第一次运动至最低点时，细线拉力大小为3mgD.滑块运动过程中，所能获得的最大速度为【答案】D【解析】【详解】A．滑块与小球运动过程中，系统内没有除重力之外的力对系统做功，所以系统机械能守恒，故A错误；B．小球向下摆动过程中，滑块受到挡板的作用力，滑块与小球组成的系统合外力不为零，系统动量不守恒，故B错误；C．设小球第一次运动至最低点时的速度为v，根据机械能守恒定律有①在最低点根据牛顿第二定律有②联立①②解得小球第一次运动至最低点时细线拉力大小为③故C错误；D．当小球通过最低点后，P不再受挡板的作用力，此时小球与滑块组成的系统在水平方向动量守恒，设某时刻小球和滑块的速度分别为v1和v2，规定水平向左为正方向，根据动量守恒定律有④由上式可知，当v1与v反向且达到最大值时，v2也将达到最大值，即小球第二次通过最低点时，滑块速度达到最大，根据机械能守恒定律有⑤联立①④⑤解得⑥故D正确。故选D。7.图为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线。用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成电路，测得干路电流2.4A．则该电路可能为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】由上图可知电源电动势为6V，电源内阻为A．由串并联关系可得则干路电流为A错误；B．由串并联关系可得则干路电流为B正确；C．由串并联关系可得则干路电流为C错误；D．由串并联关系可得则干路电流为D错误.故选B。二、多选题：本大题共3题，每题4分，共12分。8.物理学是一门注重实验和应用的科学，随着科技的发展，物理知识已渗入到人类生产与生活的各个领域，下列说法正确的是（）A.部队要便步通过桥梁，是为了防止桥梁发生共振而坍塌B.蝙蝠在黑暗中飞行时不会碰到障碍物，是利用了声波的衍射C.做受迫振动的物体稳定后，其振动周期与物体的固有周期无关D.交警根据发射的超声波与其反射波的频率变化测车速，是利用了多普勒效应【答案】ACD【解析】【详解】A．部队要便步而不能齐步通过桥梁，是为了防止桥梁发生共振而坍塌，故A正确；B．蝙蝠在黑暗中飞行时不会碰到障碍物，是利用了声波的反射，故B错误；C．做受迫振动的物体稳定后，其振动周期与驱动力周期相同，与物体的固有周期无关，故C正确；D．交警根据发射的超声波与其反射波的频率变化测车速，是利用了多普勒效应，故D正确。故选ACD。9.如图甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上，其中Q1位于原点O，a、b是它们连线延长线上的两点。现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），设粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度随坐标x变化的图像如图乙所示，则以下判断正确的是（）A.b点的场强一定为零 B.Q2电荷量大于Q1C.a点的电势比b点的电势高 D.粒子在a点的电势能比在b点的电势能小【答案】AC【解析】【详解】AB．在b点前做加速运动，b点后做减速运动，可见b点的加速度为0，则在b点受到两点电荷的电场力平衡，受力为零，因此b点的场强一定为零，而可知Q2带负电，且有Q2＜Q1故A正确，B错误；

CD．该电荷从a点到b点，做加速运动，且该电荷为正电荷，电场力做正功，所以电势能减小，电势降低，a点的电势比b点的电势高，即粒子在a点的电势能比在b点的电势能大，故C正确，D错误；

故选AC。10.如图所示，质量均为m的A、B两物体通过劲度系数为k的轻弹簧拴在一起竖直放置在水平地面上，物体A处于静止状态。在A的正上方h高处有一质量为m的物块C。现将物块C由静止释放，C与A发生碰撞后立刻粘在一起（碰撞时间极短），弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.C与A碰撞后，整体运动到最低点的加速度一定大于B.C与A碰撞时产生的内能为C.C与A碰撞后弹簧的最大弹性势能为D.如果碰后物体B恰能被拉离地面，则此时的加速度大小为【答案】AD【解析】【详解】A．假设将C无初速地轻轻放在A上，AC整体向下运动，根据对称性可知AC整体达到最低点时弹簧的压缩量为，此时AC整体的加速度大小为而实际情况是A从一定高度下落，与C碰撞后使AC整体具有初动能，所以AC整体运动到最低点时弹簧的压缩量一定大于，此时AC整体的加速度一定大于，故A正确；B．根据自由落体运动规律可知C与A碰撞前瞬间的速度大小为设C与A碰撞后瞬间整体的速度大小为v1，根据动量守恒定律有解得C与A碰撞时产生的内能为故B错误；C．设开始时弹簧的弹性势能为Ep0，AC整体到达最低点时弹簧的弹性势能最大，设为Ep1，AC整体下降的高度为h0，根据机械能守恒定律有解得故C错误；D．如果碰后物体B恰能被拉离地面，此时弹簧处于拉伸状态，且弹力大小为mg，对AC整体根据牛顿第二定律可得其加速度大小为故D正确。故选AD。三、填空题：本大题共2题，每空2分，共8分。11.一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图像如图乙所示。

(1)该列波沿x轴________（选填“正向”或“负向”）传播。(2)若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为________Hz。【答案】①.正向②.2.5【解析】【详解】(1)该时刻质点竖直向下运动，根据同侧法（或波形平移）可知该列波沿轴正向传播。(2)发生稳定干涉需要两列波频率相同，则所遇到的波的频率为12.如图，电源电动势为12V，内阻r为1Ω，电阻R为1Ω，小灯泡L标有“6V12W”，电动机线圈电阻RM为0.5Ω。开关闭合后，小灯泡和电动机均能正常工作，则电源的总功率为_________W；电动机的输出功率为_________W。【答案】①.36②.5.5【解析】【详解】[1]根据闭合电路欧姆定律有解得电源的总功率为[2]通过小灯泡电流为通过电动机的电流为电动机的输出功率为四、实验题：本大题共2题，每空2分，共14分。13.如图（a），为用单摆测量重力加速度的实验装置，摆球在垂直纸面的平面内摆动，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻。光敏电阻（光照增强时，其电阻变小）与自动记录仪相连，记录仪可以显示光敏电阻的随值R随时间t的变化图线。将摆球拉离平衡位置一个较小角度释放，记录仪显示的R-t图线如图（b）所示。请回答下面问题：

（1）实验前先用游标卡尺测出小球直径d，如图（c），则小球的直径d=______mm；（2）该单摆的振动周期为______；（3）实验中用米尺测得摆线长为L，则当地的重力加速度g=_______。（用测得物理量的符号表示）【答案】①.11.70②.2t0③.【解析】【详解】（1）[1]由图示可知，小球直径为（2）[2]摆球完成一次全振动所需要的时间是一个周期，一个周期摆球两次经过平衡位置，由图乙所示可知，单摆的振动周期为（3）[3]根据单摆周期公式，可得其中摆长为，周期为2t0，代入可得14.某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。（1）实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；（）（2）某次测量，电压表指针偏转如图乙所示，则电压表的示数为_________V；（3）该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将_______只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为1Ω的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为_______W（保留两位小数）。【答案】①.②.2.60③.4④.2.28【解析】【详解】（1）[1]电流表的示数从零开始逐渐增大，说明滑动变阻器应该用分压式接法，实物图如下图所示（2）[2]电压表量程为3V，分度值为0.1V，则电压表示数为2.60V。（3）[3][4]设有n个小电珠并联，每个小电珠的电压为U，电流为I，则当小电珠的总功率（相当于电源的输出功率）最大时，外电阻和电源内阻相等，所以即每个小电珠两端的电压为1.5V。从题目所给的图可以看出，当U=1.5V时所以小电珠个数小电珠的总功率五、解答题：本大题共3题，共38分。15.如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点，用一根长度为的绝缘细线把质量为、带正电的金属小球悬挂在点，小球静止在点时，细线与竖直方向的夹角为。现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，求：（1）电场强度E的大小；（2）小球运动通过最低点时的速度大小；（3）小球通过最低点时细线对小球的拉力大小。（重力加速度为g，，）【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球静止在点时，根据平衡条件可得解得（2）小球从A到C过程，根据动能定理可得联立解得小球通过C点的速度大小为（3）在最低点根据牛顿第二定律可得解得小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小为16.如图所示，在x=0处的质点O在垂直于x轴方向上做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的机械波。在t=0时刻，质点O开始从平衡位置向上运动，经0.4s第一次形成图示波形，P是平衡位置为x=0.5m处的质点，B是位于x=5m处的质点。（1）该机械波的波速是多少？（2）位于x＝6m处的质点B第一次到达波峰位置时，求位于x=2m处的质点A通过的总路程；（3）若从图示状态开始计时，至少要经过多少时间，P、A两质点的偏离平衡位置的位移相同？【答案】（1）5m/s；（2）20cm；（3）0.05s【解析】【详解】（1）结合题图可分析出，该机械波的传播周期为波长为振幅故该机械波的波速为（2）由图可知，此时波峰在x=1m处，当波峰传播到x=5m处的B点时，波向前传播的距离为所以质点B第一次到达波峰位置，所需要的时间由题意知，当质点B第一次到达波峰位置时，质点A恰好振动了一个周期，所以质点A通过的总路程（3）因为角频率为从图示状