2022-2023学年河南省焦作市普通高中高二下学期开学诊断考试物理试题

焦作市普通高中2022－2023学年高二年级开学诊断考试

物理

考生注意：

1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：本题共10小题，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，第8~10题有多个选项符合要求。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. 物理来源于生活又服务于生活，下列关于生活中常见到的物理现象及应用，说法正确的是（　　）

A. 相机镜头前的增透膜是利用偏振原理增加入射光强度

B. 物体做受迫振动时，受迫振动的频率等于物体的固有频率

C. 利用透明的标准样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象

D. 当警车在某车后面匀速行驶时，警车探测到的反射波频率大于发射波频率，说明警车的速度小于前车速度

【答案】C

【解析】

【详解】A．相机镜头前的增透膜是利用光的干涉原理，增加透射光强度，故A错误；

B．物体做受迫振动时，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故B错误；

C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉，故C正确；

D．当警车在某车后面匀速行驶时，警车探测到的反射波频率大于发射波频率，根据多普勒效应可知，两者间距减小，说明警车的速度大于前车速度，故D错误。

故选C。

2. 如图所示，面积是S矩形导线框ab c d处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，其中是线框ab c d的对称轴且正好与磁场边界重合。现使线框以为轴，从图示位置开始匀速转动，下列说法正确的是（　　）

A. 转动过程中没有感应电流生成

B. 线框转过30°角时，穿过线框的磁通量为

C. 线框转过30°角时，穿过线框的磁通量为

D. 线框转过180°角的过程中，穿过线框的磁通量的变化量为0

【答案】B

【解析】

【详解】A．转动过程中，穿过导线框中磁通量变化，则有感应电流，故A错误；

BC．线框转过30°角时，穿过线框的磁通量为

故B正确，C错误；

D．线框转过180°角过程中，穿过线框的磁通量变化量为

故D错误。

故选B。

3. 一列简谐横波沿x轴传播。P、Q为介质中的两个质点，如图所示为某时刻的波形图，此后P比Q先回到平衡位置。则下列说法正确的是（　　）

A. 质点P的振幅小于10cm

B. 该波沿x轴负方向传播

C. 此时质点P做加速运动

D. 此时质点P的回复力大于质点Q的回复力

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据图像可知，质点P的振幅等于10cm ，故A错误；

B．此后P比Q先回到平衡位置，所以P向下运动，根据平移法可知，波沿x轴正方向传播，故B错误；

C．P向平衡位置运动，所以此时质点P做加速运动，故C正确；

D．根据可知，此时质点P的回复力小于质点Q的回复力，故D错误。

故选C。

4. 某同学将附有肥皂膜的铁丝圈，竖直放置在阳光下，可以观察到如图所示的彩色条纹。已知从上到下薄膜增厚的越来越快，则下列说法正确的是（　　）

A. 彩色条纹是由于光的衍射形成的

B. 彩色条纹分布是上密下疏

C. 如果换成单色光照射，则观察不到条纹

D. 任意两相邻同种颜色的亮纹对应的薄膜厚度之差不变

【答案】D

【解析】

【详解】A．彩色条纹是由于光的干涉形成的，故A错误；

B．从上到下薄膜增厚的越来越快，因此，在薄膜上不同的地方，来自前后两个面的反射光所走的路程差不同，导致上疏下密，故B错误；

C．如果换成单色光照射，仍会发生干涉现象，能看到干涉条纹，故C错误；

D．任意两相邻亮条纹处对应薄膜厚度之差是半倍的波长，保持不变，故D正确；

故选D。

5. 位于贵州省安顺市的黄果树坝陵河大桥蹦极，经吉尼斯世界纪录认证，为世界最高的商业蹦极（370米），它也成为众多蹦极爱好者争相挑战的对象。一质量80kg的蹦极爱好者在一次蹦极中，离开踏板后运动过程中的部分x－t图像如图所示，其中OA为抛物线，AC为一般曲线，B点斜率为零，则从绳伸直后到运动到最低点的过程中，绳对他的平均作用力大小为（不计空气阻力，）

A. 1500N B. 2000N C. 2400N D. 3000N

【答案】B

【解析】

【详解】由题意可知OA过程蹦极爱好者做自由落体运动，则有

解得

B点斜率为零，可知B点对应速度为零，B点为最低点；从O到B的过程，根据动量定理可得

解得

故选B。

6. 如图所示，一倾角为的光滑绝缘斜面，处于竖直向下的匀强电场中，电场强度。现将一长为l的细线（不可伸长）一端固定，另一端系一质量为m、电荷量为q的带正电小球放在斜面上，小球静止在O点。将小球拉开倾角后由静止释放，小球的运动可视为单摆运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. 摆球的摆动周期为 B. 摆球的摆动周期为

C. 摆球经过平衡位置时合力为零 D. 摆球刚释放时的回复力大小

【答案】B

【解析】

【详解】AB．带正电小球受到的电场力和重力合力大小为

电场力和重力合力沿斜面方向的加速度为

则摆球的摆动周期为

故A错误，B正确；

C．摆球做圆周运动，摆球经过平衡位置时回复力为零，但合力不为零，故C错误；

D．摆球刚释放时的回复力大小为

故D错误。

故选B。

7. 在水槽中，波源是固定在同一个震动片上的两根细杆，当震动片振动时，细杆周期性击打水面形成两列水面波，波长均为5cm，这两列波相遇后，在它们的重叠区域会形成如图1所示的稳定干涉图样。图2中实线表示某时刻波峰，虚线表示该时刻波谷，A、B、C、D在同一条直线上，其中C点是BD的中点，则下列说法中正确的是（　　）

A 图2中C点正向下运动

B. 图2中A、B两点的竖直高度差为20cm

C. 图2中A、D两点振动加强，B、E两点振动减弱

D. 半个周期后，原来位于波峰的点位于波谷，原来位于波谷的点位于波峰

【答案】D

【解析】

【详解】A．D点是波峰和波峰相遇点，B点是波谷和波谷相遇点，C点是BD的中点，所以C点正过平衡位置向上运动，故A错误；

BC．由图像可知，A、B、D三点为振动加强点，E点为振动减弱点，A、B两点的振幅均为

两者分别处于叠加后的波峰和波谷，所以竖直高度差为

由于不知道振幅的具体值，所以不能确定A、B两点的竖直高度差，故BC错误；

D．由波动过程可知，半个周期后，原来位于波峰的点位于波谷，原来位于波谷的点位于波峰，故D正确。

故选D。

8. 如图所示，将电动机A和电炉B并联后接到电源上，已知电炉B的电阻R＝10Ω，电动机线圈电阻，电源内阻r＝2Ω。当闭合、断开时，电炉消耗功率为；、都闭合时，电炉消耗功率为（电炉电阻可看作不变）。则下列判断正确的是（　　）

A. 电源的电动势为72V

B. 、都闭合时，通过电动机的电流为4A

C. 、都闭合时，电动机的输出功率为264W

D. 、都闭合时，电动机的转化效率为90%

【答案】AC

【解析】

【详解】A．当闭合、断开时，电炉消耗功率为

解得

故A正确；

B．、都闭合时，电炉消耗功率为

则电炉两端电压

回路总电流

通过电动机的电流为

故B错误；

C．电动机的输出功率为

故C正确；

D．电动机的转化效率为

故D错误。

故选AC。

9. 如图所示，光滑的冰面上有一质量为M的小车处于静止状态，小车上表面为一半径为R的光滑圆弧曲面。某一时刻，一质量为m的小球自左端以水平速度冲上小车。则下列说法正确的是（　　）

A. 小球沿曲面向上运动过程中，小球和小车组成的系统动量守恒

B. 小球沿曲面向下运动的过程中，小车的动量增加

C. 小球离开小车时小球的速率等于

D. 若小球速度较大，会从圆弧轨道上端抛出，但仍会落回小车

【答案】BD

【解析】

【详解】A．小球沿曲面向上运动过程中，小球和小车组成的系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，但整体合外力不为零，则系统动量不守恒，故A错误；

B．小球沿曲面向下运动的过程中，小车受到的冲量向右，小车的动量增加，故B正确；

C．小球的速度为v1，小车的速度为v2，选取向右为正方向根据动量守恒和能量守恒可知

，

小球离开小车时小球的速率等于

故C错误；

D．若小球速度较大，会从圆弧轨道上端抛出，但抛出时两者水平方向速度相同，水平方向相对静止，所以仍会落回小车，故D正确。

故选BD。

10. 沿x轴传播的简谐横波在时的波形如图中实线所示，时的波形图如图中虚线所示，已知波的周期。P为其中一个振动质点。则下列判断正确的是（　　）

A. 波的传播速度可能为30m/s

B. 波的传播周期可能为0.6s

C. 当t＝0.6s时，P点可能在平衡位置

D. P点在2.4s的时间内走过的路程可能为24cm

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由图可知当波向右传播时，则有

（n=0、1、2、3、4…）

可得

s（n=0、1、2、3、4…）

当n=0时

T=1.2s

由图可知

波速为

由图可知当波向左传播时，则有

（n=0、1、2、3、4…）

可得

s（n=0、1、2、3、4…）

当n=0时

由图可知

波速为

故A错误，B正确；

C．当波向右传播时，周期为

T=1.2s

则

在t=0时刻质点P沿y轴负方向振动，经过质点P不会处于平衡位置；当波向左传播时，周期为

则

在t=0时刻质点P沿y轴负方向振动，经过质点P不会处于平衡位置，故C错误；

D．当波向右传播时，周期为

T=1.2s

则

则质点P点在2.4s的时间内走过的路程为

当波向左传播时，周期为

则

则质点P点在2.4s的时间内走过的路程为

故D正确。

故选BD。

二、非选择题：本题共6小题，共60分。

11. 某实验小组利用如图所示装置验证动量守恒定律，在导轨上分别固定两个光电门1、2，分别与计时器相连，可以记录挡光片通过光电门的时间。

（1）开始实验时，将质量的滑块2静置于导轨上，打开气泵，待气流稳定后，调整气垫导轨，直至观察到滑块2能保持静止，说明气垫导轨已调至______。

（2）甲同学将滑块2置于两光电门之间，在滑块1的上端固定一挡光片，滑块与挡光片总质量，并测出挡光片的宽度d＝0.50cm，使其以一定速度从光电门1的右侧向左运动，与滑块2碰撞后粘在一起通过光电门2，通过两光电门的时间、，两滑块碰撞前，滑块1的速度大小为______m/s（保留2位小数），碰撞后系统的总动量为______kg·m/s（保留2位小数）。若实验允许的相对误差绝对值（），最大为5%，则本实验______（选填“能”或“不能”）验证动量守恒定律。

（3）乙同学看后说，本实验中不需要测量挡光片的宽度d，也能得到同样的结论，理由是______。

【答案】    ①. 水平    ②. 1.43    ③. 0.45    ④. 能    ⑤. 见解析

【解析】

【详解】（1）[1]打开气泵，待气流稳定后，调整气垫导轨，直至观察到滑块2能保持静止，说明气垫导轨已调至水平。

（2）[2]两滑块碰撞前，滑块1的速度大小为

[3]碰撞后滑块1与滑块2粘在一起的速度为

碰撞后系统的总动量为

[4]碰撞前系统的总动量为

相对误差绝对值为

则本实验能验证动量守恒定律。

（3）[5]碰撞前系统的总动量为

碰撞后系统的总动量为

相对误差绝对值为

可知相对误差绝对值与挡光片的宽度d无关，故本实验中不需要测量挡光片的宽度d，也能得到同样的结论。

12. 待测电阻是一根横截面为圆形的丝线，某物理兴趣小组为研究其导电性能，决定通过实验测定其电阻率。实验室除了直流电源（电动势6V，内阻可忽略不计）、开关、导线、多用电表（欧姆挡位可正常使用，其他挡位不明）、螺旋测微器和毫米刻度尺外，还有如下实验器材：

A．电压表（量程15V，内阻约为10kΩ）

B．电压表（量程3V，内阻约为2kΩ）

C．电流表（量程0.4A，内阻为0.5Ω）

D．电流表（量程100mA，内阻为5Ω）

E．滑动变阻器（最大阻值为10Ω，允许流过最大电流1A）

F．滑动变阻器（最大阻值为100Ω，允许流过最大电流0.5A）

（1）在实验中，首先用螺旋测微器测量细丝线的直径，其示数如图1所示，该细丝的直径d＝______mm。

（2）然后用多用电表的欧姆挡位粗测其电阻，操作步骤正确。选用倍率“×10”，指针偏转角度过大，为使指针位于中间区域，应该重新选择______倍率（选填“×100”或“×1”）。再次进行欧姆调零后测量电阻，指针如图2位置所示，则测得电阻为______Ω。

（3）实验小组决定采用伏安法测电阻，为使测量结果尽可能准确，且从零开始多测几组数据；请用笔画线代替导线，将下列仪器连接完毕_____。

（4）用表示待测丝线，为使测量过程中各电表读数均能在满偏以上，且便于操作，电压表应选用______，电流表选用______，滑动变阻器选用______。（填器材前面的序号）

（5）若某次测得电压表读为U、电流表读数为I，电压表内阻用、电流表内阻用表示，则所测电阻准确值表达式为______（用题中所给物理量字母表示）。

（6）由以上步骤及所测物理量，根据电阻定律公式，即可测定该丝线的电阻率。

【答案】    ①. 0.405##0.404##0.406    ②. ×1    ③. 8##8.0    ④. 见解析    ⑤. B    ⑥. C    ⑦. E    ⑧.

【解析】

【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图1可知该细丝的直径为

（2）[2][3]选用倍率“×10”，指针偏转角度过大，说明电阻较小，应该重新选择“×1”倍率，再次进行欧姆调零后测量电阻，指针如图2位置所示，则测得电阻为。

（3）[4]为使测量结果尽可能准确，且从零开始多测几组数据，可知滑动变阻器应采用分压接法，由于电流表内阻已知，则电流表应采用内接法，实物连线如图所示

（4）[5][6][7]由于电源电动势为，故电压表应选择，即选择B；由于电压表选择量程为的，可知电流表最大示数约为

故电流表应选择，即选择C；由于滑动变阻器采用分压接法，为了调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的，即选择E。

（5）[8]根据欧姆定律可得

解得

13. 用一新型透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长为AB＝7L，宽AD＝4L，按图示放置在水平地面上，在地面上距离CD面为3L的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光线与CD面夹角为37°时，光线穿过材料后恰好照射到B点。光在真空中传播速度为c，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求：

（1）这种材料的折射率；

（2）这束光线在材料中传播经历的时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）光路图如图所示

由图中几何关系可得

则

可得

根据折射定律可得这种材料折射率为

（2）这束光线在材料中传播的速度为

这束光线在材料中传播经历的时间为

14. 如图1所示，“滑草”是最近几年比较流行的运动项目，为保证安全，现在有的滑草场修建如图2所示模型。斜面滑道CD与水平地面AB的夹角，在底端右侧有一半径的竖直圆弧轨道BE与AB相切，B为切点。其中CD的长度，DB之间距离。一个质量的游客（可视为质点）从C点由静止开始下滑，恰好到达E点。游客与倾斜直轨道和水平轨道的动摩擦因数均为，且经过D、B两点时速率不发生改变，忽略空气阻力，，，。求：

（1）游客到达斜面底端D时重力的瞬时功率；

（2）游客达B点时，对圆弧轨道的压力大小；

（3）从B到E的过程中，摩擦力对旅客做的功。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）游客从到过程，根据动能定理可得

解得

游客到达斜面底端D时重力的瞬时功率为

（2）游客从到过程，根据动能定理可得

解得

游客达B点时，根据牛顿第二定律可得

解得

根据牛顿第三定律可知，游客达B点时，对圆弧轨道的压力大小为。

（3）从B到E的过程中，根据动能定理可得

解得

15. 冰壶是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为冰上的“国际象棋”，属于2022年北京冬奥会比赛项目。队员通过投掷冰壶将对方的冰壶从营垒中击出，使自己的冰壶留在垒中。如图1所示为营垒的俯视图，营垒的最大半径为1.83m，以中心点为圆心，向外分别各画一个半径0.15m、0.61m、1.22m以及1.83m的同心圆圈。某次比赛中，绿色冰壶正好处于营垒中心，红方队员将冰壶掷出后，红色冰壶沿二者连线运动，当距离绿色冰壶0.22m时，红壶的速度v＝1.2m/s，两壶碰撞后，红壶的速度大小为0.3m/s，方向不变，碰撞时间极短，重力加速度，两壶与冰面的摩擦因数，两冰壶质量相等且可视为质点。

（1）通过计算，判断绿壶能否滑出营垒；

（2）红色冰壶从距绿色冰壶0.22m时到静止，共经历多长时间。

【答案】（1）绿壶不能滑出营垒；（2）

【解析】

【详解】（1）设红壶与绿壶碰撞前的速度为，根据牛顿第二定律可得

由运动学公式可得

解得

由题意可知碰后红壶的速度为，两壶碰撞过程满足系统动量守恒，则有

解得碰后绿壶的速度为

碰后绿壶做加速度大小为的匀减速直线运动，到停下通过的位移为

可知绿壶不能滑出营垒。

（2）碰撞前红色冰壶运动的时间为

碰后红壶做加速度大小为的匀减速直线运动，到停下所用时间为

红色冰壶从距绿色冰壶0.22m时到静止，共经历的时间为

16. 一列简谐横波沿x轴传播，t＝2s时刻的波形图如图1所示，此时质点A刚开始振动。图2表示x＝0处原点的振动图像。

（1）写出平衡位置在x＝0处的质点位移y随时间t变化的关系式；

（2）试画出t＝5s时的波形图；

（3）求从t＝2s时刻开始，再经多长时间平衡位置位于x＝15m处的质点B（图中未画出）通过的路程为10cm。

【答案】（1）；（2）见解析；（3）

【解析】

【详解】（1）由图2可知周期为，振幅为，则x＝0处的质点位移y随时间t变化的关系式

（2）由于

根据图1可知时，x＝0处的质点位于负的最大位移处，时的波形图如图所示

（3）由图1可知波长为，则传播速度为

从t＝2s时刻开始，从点传播到点所用时间为

由于

可知点振动后通过路程为10cm所用时间为

则从t＝2s时刻开始，位于x＝15m处的质点B通过的路程为10cm所用时间为