江苏省盐城市2023-2024学年高二（上）期末物理试题

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注意事项：
1.本试卷考试时间为75分钟，试卷满分100分，考试形式闭卷；
2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置，否则不给分；
3.答题前，务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡上。
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意。
1. 5G时代移动通信技术采用3300×106Hz~5000×106Hz频段的电磁波，相比于现有的4G移动通信技术采用的1880×106Hz~2635×106Hz频段而言，具有更大的优势，下列说法正确的是（ ）
A. 4G和5G信号相遇可能发生稳定干涉
B. 4G和5G信号既可以有线传播，也可以无线传播
C. 5G信号比4G信号遇到相同障碍物时衍射现象更明显
D. 在真空中5G信号的传播速度比4G信号的传播速度快
【答案】B
【解析】
详解】A．4G和5G信号频率不同，则相遇时不可能发生稳定干涉，选项A错误；
B．4G和5G信号既可以有线传播，也可以无线传播，选项B正确；
C．5G信号比4G信号的波长短，则遇到相同障碍物时4G信号衍射现象更明显，选项C错误；
D．在真空中5G信号的传播速度与4G信号的传播速度相等，选项D错误。
故选B。
2. “天宫课堂”授课时，航天员叶光富在中国空间站尝试太空转身。某次尝试时他把上半身向左运动，下半身将会向哪一侧运动（ ）
A. 向前B. 向后C. 向右D. 向左
【答案】C
【解析】
【详解】叶光富在中国空间站可近似认为所受合力为0，根据动量守恒，转身时，上半身向左运动时，上半身有向左的动量，则他的下半身会具有向右的动量，这样总动量才能守恒。故下半身会向右运动。故ABD错误，C正确；
故选C。
3. 如图所示，某户家庭有电炉、微波炉、洗衣机、电风扇等家用电器。停电时，用欧姆表测得A、B间电阻为R；供电后所有电器均使用，测得A、B间电压为U，进线电流为I，则该户用电的总功率为（ ）
A. P=I2R
B. P=UI
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】B．加在用户两端的电压为U，电路中的电流为I，所以该户用电的总功率为
故B正确；
ACD．用户洗衣机、电风扇等家用电器为非纯电阻电器，其电功率不可以用
或
计算。更不能用
计算。故ACD错误；
故选B。
4. 如图甲所示，曲轴上悬挂一弹簧振子。图乙为弹簧振子做受迫振动的共振曲线。下列说法正确的是（ ）
A. 共振曲线的纵坐标表示物体在不同驱动力频率下的振幅
B. 转动摇把时，弹簧振子的振幅与摇把转速无关
C. 转动摇把时，弹簧振子的频率与摇把转速无关
D. 停止转动摇把，弹簧振子做阻尼振动，其振动频率随振幅的减小而减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．共振曲线反映的是物体在不同驱动力作用下的振幅，故A正确；
BC．转动摇把时，弹簧振子做受迫振动，弹簧振子的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率越接近弹簧振子的固有频率，弹簧振子的振幅越大，故BC错误；
D．停止转动摇把，弹簧振子以固有频率做阻尼振动，频率不变，振幅越来越小，故D错误。
故选A。
5. 有四个电源甲、乙、丙、丁，其路端电压U与电流I的关系图像分别如图（a）、（b）、（c）、（d）所示。将一个定值电阻R分别与每个电源的两极相连，要使整个电路消耗功率最大，对应的电源是（ ）
A. 甲电源
B. 乙电源
C. 丙电源
D. 丁电源
【答案】D
【解析】
【详解】整个电路消耗的电功率为
R为定值，根据图像，四个电源电动势相等，都是8V，所以内电阻r最小的，电功率最大，路端电压U与电流I的关系图像中，斜率的绝对值表示内电阻，丁电源的内阻最小，所以对应的电源为丁电源，故ABC错误，D正确。
故选D。
6. 1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源。S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜M反射在光屏上，最终在光屏上得到明暗相间的干涉条纹。设光源S到平面镜的距离和到光屏的距离分别为a和l，光的波长为。则下列说法正确的是（ ）
A. 实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光
B. 实验中，单色光的波长越短，干涉条纹越宽
C. 光源到平面镜距离a越大，干涉条纹越宽
D. 只改变光源到光屏的距离l，不能改变干涉条纹的宽度
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据题意画出光路图
如图所示，S发出的光与通过平面镜反射光（可以等效成虚像发出的光）是同一列光分成的，满足相干光条件。所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，故A正确；
BCD．该干涉可看成双缝干涉，设S与的距离为d，则
S到光屏的距离为l，代入双缝干涉公式
可得
可知越短，越小，条纹越窄；越大，越小，条纹越窄；改变距离l可以改变，可以改变条纹宽度；故BCD错误。
故选A
7. 如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN在外力作用下沿框架以速度v向右匀速运动。t=0时，磁感应强度为B，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应随时间t变化。以下能正确反映B与t的关系式是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】为使MN棒中不产生感应电流，则要使得穿过闭合回路的磁通量不变，即
解得
变形得
故选C。
8. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。如图为0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.6m处，下列说法正确的是（ ）
A. 两列波的周期均为0.16s
B. M点起振方向沿y轴正方向
C. 两列波经1.5s相遇在PQ的中点
D. 两列波在x=0.6m处相遇后，质点M振动减弱
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，向右传播的波，其波长为，向左传播的波，其波长为，而两列波的波速均为0.4m/s，所以两列波的周期相同，则有
故A错误；
B．由图可知，向左传播的波先传到M点，根据“上下坡法”可知，M点的起振方向沿y轴的负方向，故B错误；
C．设经过ts两列波在PQ的中点，即x=0.5m处相遇，则有
故C错误；
D．图示时刻，平衡位置处于x=0.6m的质点M到P、Q两波的距离相差0.2m，等于半个波长，所以两波相遇时该点始终是振动减弱的点，故D正确。
故选D。
9. 如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，小灯泡电阻为R1，定值电阻的阻值为R2.在电阻箱R3的阻值逐渐增大的过程中，理想电流表、电压表示数变化量的绝对值分别为ΔI、ΔU。则下列说法正确的是（ ）
A. 小灯泡逐渐变亮
B. 理想电压表示数增大
C. 理想电流表示数增大
D. ΔU与ΔI的比值等于r
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题知，电阻箱R3的阻值逐渐增大，则总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，可知总电流减小，内电压减小，故路端电压增大；因灯泡是串联在干路中，其电流减小，电压减小，故小灯泡逐渐变暗，故A错误；
B．由图可知，R2与R3是并联，理想电压表测得是并联电路部分的电压，因路端电压增大，而小灯泡的电压减小，故并联部分的电压增大，即理想电压表的示数增大，故B正确；
C．由图可知，理想电流表测得是流过R3的电流，因理想电压表的示数增大，所以流过R2的电流增大，因总电流减小，故流过R3的电流减小，即理想电流表的示数减小，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律有
则有
故D错误。
故选B。
10. 如图所示，光滑水平面上甲、乙两球间粘少许炸药，一起以速度0.5m/s向右做匀速直线运动。已知甲、乙两球质量分别0.1kg和0.2kg。某时刻炸药突然爆炸，分开后两球仍沿原直线运动，从爆炸开始计时经过3.0s，两球之间的距离为x=2.7m，则下列说法正确的是（ ）
A. 刚分离时，甲、乙两球的速度方向相同
B. 刚分离时，甲球的速度大小为0.6m/s
C. 刚分离时，乙球的速度大小为0.3m/s
D. 爆炸过程中释放的能量为0.027J
【答案】D
【解析】
【详解】设甲乙两球的质量分别为m1、m2，刚分离时两球速度分别为v1、v2，以向右为正方向，则由动量守恒
根据题意有
带入数据可解得

说明刚分离时两球速度方向相反，故ABC错误；
D．爆炸过程中释放的能量
将带入可得
0.027J
故D正确。
故选D。
二、非选择题：共5题，共60分，其中第12题~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。
（1）组装单摆时，应在下列器材中选用___________（选填选项前的字母）。
A．长度为1m左右的细线
B．长度为10cm左右的橡皮绳
C．直径为1.5cm左右的塑料球
D．直径为1.5cm左右的铁球
（2）用游标卡尺测量摆球的直径，测量结果如图乙所示，则该摆球的直径为___________cm。
（3）下面测定单摆振动周期的方法正确的是___________。
A．把摆球从平衡位置拉开到某一位置，然后由静止释放摆球，在释放摆球的同时启动秒表开始计时，当摆球再次回到原来位置时，按停秒表停止计时
B．以单摆在最大位移处为计时基准位置，用秒表测出摆球第n次回到基准位置的时间t，则
C．以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每经过最低位置，记数一次，用秒表记录摆球n次经过最低位置的时间t，则
D．以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则
（4）为了提高实验精度，在实验中可改变摆长l并测出相应的周期T，再以T2为纵坐标、l为横坐标将所得数据连成直线，如图丙所示，并求得该直线的斜率k。则重力加速度g=___________。（用k表示）
（5）某同学测得的g值偏小，可能的一种原因是___________。
A．测摆线长时摆线拉得过紧
B．开始计时时，秒表过迟按下
C．实验时摆球摆动时间过长引起摆角变小
D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
【答案】 ①. AD ②. 1.64 ③. D ④. ⑤. D
【解析】
【详解】（1）[1]为减小实验误差，应选择1m左右的细线；为减小空气阻力影响，摆球应选密度大而体积小的铁球，因此需要的实验器材是AD；
（2）[2]由游标卡尺的读数可知，精确度是0.1mm，则摆球直径为
d=1.6×10mm+0.1mm×4=16.4mm=1.64cm
（3）[3]AB．摆角应小于5°，在测量周期时，应在摆球经过最低点开始计时，测量多次全振动的周期，可以减小误差，故AB错误；
C．以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每经过最低位置，记数一次，用秒表记录摆球n次经过最低位置的时间t，则摆球两次经过最低点的时间间隔是半个周期，所以摆球通过最低点作为第1次开始计时到一直数到摆球第n次通过最低点，摆球经过了（n-1）个半个周期，所以单摆的周期
故C错误；
D．以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则摆球相邻两次同一方向经过最低点的时间即为一个周期，则有
故D正确。
故选D。
（4）[4]根据单摆周期公式
变形得
则图线的斜率
解得
（5）[5] 根据单摆周期公式
解得
A．测摆线长时摆线拉得过紧，摆长测量偏大，根据，可知测得的g偏大，故A错误；
B．开始计时时，秒表过迟按下，测量的时间t偏小，则周期T偏小，根据，可知测得的g值偏大，故B错误；
C．摆角变小，周期不变，根据，可知测得g值不会受影响，故C错误；
D．单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了，则摆长的测量值偏小，根据，可知测得的g值偏小，故D正确。
故选D。
12. 如图所示，某种光学设备是通过传感器接收到光的强度变化而触发工作的。光从玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为=30°，折射角为β=60°；若光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被内侧边缘Q接收，求：
（1）玻璃的折射率n；
（2）光从玻璃射向空气时临界角C的正弦值。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）在M点，由光的折射定律
（2）在N点，则
13. 如图所示，电流表改装成欧姆表的电路。两表笔直接接触时，指针满偏（指在表盘刻度“5.0”位置上）；当两表笔之间接有1200Ω的电阻时，指针指在刻度“1.0”位置上。求：
（1）若指针指在刻度“3.0”位置上，此时两表笔间接多大的电阻；
（2）若两表笔间接电容C=2×10-6F的电容器，稳定时电容器带电量为多少。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）当两表笔短接（即Rx=0）时，指针指在表盘刻度“5.0”上，电流表应调至满偏电流Ig，设此时欧姆表的内阻为R内，则有
当两表笔之间接有R1=1200Ω的电阻时，指针指在表盘刻度“1.0”上，则由图可知，此时
联立解得
当指针指在刻度“3.0”位置上，则有
联立解得
（2）由图可知，电流表的满偏转电流为，故电源电动势为
当两表笔间接电容C=2×10-6F的电容器，稳定时电路中没有电流，电容器两端的电压等于电源电动势，则此时的电量为
14. 如甲图所示，海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波（视为横波）沿海面传播，在波的传播方向。上相距4.5m的两处分别有A、B两浮标，两浮标随波上下运动，其中A浮标的振动图像如图乙所示。当A运动到波峰时，浮标B恰好运动到波谷，求：
（1）此时刻，A、B竖直方向的高度差为多少；
（2）这列水波的波长是多少；
（3）若此时A、B之间只有一个波峰，这列水波的传播速度是多少。
【答案】（1）200cm；（2）（N=0、1、2……）；（3）3m/s
【解析】
【详解】（1）根据乙图，此列波的振幅为100cm，当A运动到波峰时，浮标B恰好运动到波谷，故此时刻，A、B竖直方向的高度差为200cm。
（2）当A运动到波峰时，浮标B恰好运动到波谷，设A、B之间除了半个波长外，还有N个完整的波形（N=0、1、2……），则
解得
（N=0、1、2……）
（3）若此时A、B之间只有一个波峰，即N=1，有
解得
根据乙图，波的周期为1s，这列水波的传播速度
15. 如图所示，一轻弹簧直立在水平地面上，轻质弹簧两端连接着物块B和C，它们的质量分别为mB=0.1kg，mC=0.3kg，开始时B、C均静止。现将一个质量为mA=0.1kg的物体A从B的正上方h=0.2m高度处由静止释放，A和B碰后立即粘在一起，经t=0.1s到达最低点，之后在竖直方向做简谐运动。在运动过程中，物体C对地面的最小压力恰好为零。已知弹簧的弹性势能表达式（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），弹簧在运动过程中始终在弹性限度范围内，忽略空气阻力，力加速度g=10m/s2.求：
（1）物块A、B碰后瞬间的速度大小；
（2）弹簧的劲度系数k及物块C对地面的最大压力；
（3）从碰后至返回到碰撞点的过程中，弹簧对物体B的冲量大小。
【答案】（1）1m/s；（2），10N；（3）0.8N·s
【解析】
【详解】（1）设物体A做自由落体运动的末速度，也就是碰前A的速度为，根据机械能守恒
A、B碰撞过程中，动量守恒
解得
（2）物体C对地面的最小压力恰好为零时，弹簧处于最长状态，弹簧为拉力3N，A、B整体做简谐运动，设运动到最低点时，弹簧弹力为F1，根据对称性，最高点和最低点回复力即所受合力大小相同
解得
对于C
根据牛顿第三定律
故
刚碰撞时，弹簧压缩量为
到最低点，弹簧压缩量为
根据能量守恒，动能减少量和重力势能减少量之和等于弹性势能增加量
解得
（另，选碰撞点到简谐运动最高点过程应用能量守恒，动能减少量等于弹性势能增加量和重力势能增加量之和
也可以求得）
（3）由于A、B整体做简谐运动，从碰后到最低点用时0.1s，根据对称性，从最低点到碰撞点同样用时0.1s，返回碰撞点时速度与等大反向，设弹簧对物体B的冲量为I，选向上为正方向，对A、B整体，根据动量定理
解得