湖南省湘西土家族苗族自治州2023-2024学年高二上学期1月期末质量检测物理试题（Word版附解析）

这是一份湖南省湘西土家族苗族自治州2023-2024学年高二上学期1月期末质量检测物理试题（Word版附解析），共15页。试卷主要包含了 下列关于光的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
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、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示，学校广泛使用了红外体温枪测量体温。已知普朗克常数为h，某红外线的频率为，下列说法正确的是（ ）
A. 体温越高，人体辐射红外线的强度越弱
B. 人体辐射该红外线的能量可以取任意值
C. 该红外线的最小能量值为
D. 红外体温枪是利用体温枪发射的红外线来测量体温的
【答案】C
【解析】
【详解】AD．人身体各个部位体温是有变化的，所以辐射的红外线强度就会不一样，温度越高红外线强度越高，温度越低辐射的红外线强度就越低，所以通过辐射出来的红外线的强度就能测出个各部位的温度；故红外体温计不是靠体温计发射红外线来测体温的。故AD错误；
B．人体辐射该红外线的能量是不连续的，是以离散的方式存在的。故B错误；
C．根据光子能量方程可知，该红外线的最小能量值为
故C正确。
故选C。
2. 当单色光照射直径恰当的不透光小圆板时，会在小圆板后面的光屏上出现环状的互为同心圆的条纹，并且在同心圆的圆心处会出现一个极小的亮斑，这个亮斑被称为泊松亮斑，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 泊松亮斑是光发生干涉现象形成的
B. 泊松亮斑说明光具有粒子性
C. 当照射光的波长不变时，小圆板的直径越大越容易观察到泊松亮斑
D. 当小圆板的直径不变时，照射光的波长越大越容易观察到泊松亮斑
【答案】D
【解析】
【详解】A．泊松亮斑是光发生衍射现象形成。故A错误；
B．衍射是波所具有的特性，泊松亮斑证实的是光的波动性，不能说明粒子性。故B错误；
CD．只有在障碍物或孔的尺寸比光的波长小或者跟波长差不多的条件下，才能发生明显的衍射现象。当照射光的波长不变时，小圆板的直径越大越不容易观察到泊松亮斑；当小圆板的直径不变时，照射光的波长越大越容易观察到泊松亮斑。故C错误，D正确。
故选D。
3. 如图1所示，用手将悬浮在水中的浮标往下压一点，放开手后浮标在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图2所示。不计水的阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，浮标的加速度方向和速度方向相反
B. 时刻，浮标的速度最小
C. 时刻，浮标的加速度最小
D. 时刻，浮标所受浮力大于自身重力
【答案】D
【解析】
【详解】A．时刻，浮标处于平衡位置下方，浮标的加速度方向向上，速度方向向上，浮标的加速度方向和速度方向同，故A错误；
B．时刻，浮标处于平衡位置，速度最大，故B错误；
C．时刻，浮标处于向上位移最大处，浮标的加速度最大，故C错误；
D．时刻，浮标处于平衡位置下方，浮标的加速度方向向上，浮标所受浮力大于自身重力，故D正确。
故选D。
4. 一列简谐横波沿着x轴正方向传播，时的部分波形如图1所示，处质点的振动图像如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A. 时，质点的振动方向沿轴负方向
B. 到时间内，处质点的振动路程为
C. 该简谐波的波长可能为
D. 该简谐波的波速可能为
【答案】B
【解析】
【详解】A．简谐横波沿着x轴正方向传播，由同侧法可知，时，质点的振动方向沿轴正方向，故A错误；
B．到时间内，处质点的振动的时间为半个周期，故振动路程为
故B正确；
C．由图可知，波长满足
解得
故该列波的波长不可能为9m，故C错误；
D．该简谐波的波速可能为
故该列波的波速不可能为，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，有两个电荷量均为的光滑小球，其中一个固定于绝缘半球形容器的底部点，另一个小球置于容器右侧点（未固定），右侧小球恰处于静止状态。已知，容器的半径为，静电力常量为，两带电小球均可视为点电荷，下列说法正确的是（ ）
A. 两个小球间的库仑力大小为
B. 圆心处电场强度大小为
C. 若两个小球的电荷量缓慢减小，右侧小球所受弹力逐渐增大
D. 若两个小球的电荷量缓慢减小，右侧小球所受弹力逐渐减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．由余弦定理可知，两小球之间的距离为
两小球之间的库仑力大小为
故A正确；
B．两小球在O点的电场强度大小均为
故合场强为
故B错误；
CD．由受力分析可知，右侧小球所受库仑力，重力，支持力构成的矢量三角形始终与三角形OAB相似，满足
故在两个小球的电荷量缓慢减小时，右侧小球所受弹力大小不变，故CD错误。
故选A。
6. 喷泉水池里深度为的位置有一点光源，其发出的光束射到平静水面上，已知水的折射率为，则该点光源照亮的水面面积约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当点光源发出的光恰好发生全反射时
联立解得
该点光源照亮的水面面积约为
故A正确，BCD错误。
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，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。
7. 下列关于光的说法正确的是（ ）
A. 激光是自然光
B. 激光测距主要利用了激光平行性好的特点
C. 阳光下肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的干涉现象
D. 佩戴3D眼镜观看立体电影，是利用了光的衍射现象
【答案】BC
【解析】
【详解】A．激光是人造光，故A错误；
B．激光测距主要利用了激光平行性好的特点，故B正确；
C．阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的干涉现象，故C正确；
D．佩戴3D眼镜观看立体电影，是利用了光的偏振现象，故D错误。
故选BC。
8. 如图所示，在静电场中沿着某条电场线建立轴，轴上各点电势的图像关于直线对称。现将一个质子从坐标原点由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A. 在到区间，电场方向水平向右
B. 在到区间，质子所受电场力的方向水平向右
C. 质子从位置运动到位置的过程中，其电势能先增大后减小
D. 质子经过位置时，其加速度为零
【答案】AD
【解析】
【详解】A．在到区间，电势逐渐降低，沿电场线方向电势降低，所以电场方向水平向右，故A正确；
B．在到区间，电场方向水平向左，所以质子所受电场力的方向水平向左，故B错误；
C．质子从位置运动到位置的过程中，其电势先降低后升高，所以电势能先减小后增大，故C错误；
D．图线切线的斜率表示电场强度，所以位置电场强度为零，则质子经过位置时，其加速度为零，故D正确。
故选AD。
9. 如图所示，水面上有三个振动频率和起振方向均相同的波源A、B、C，三个波源的连线恰构成边长为2L的等边三角形，D为AC边的中点，O为三角形的中心。t=0时，三个波源同时起振，t=t0时，D质点开始振动且方向向上，下列说法正确的是（ ）
A. 三个波源的起振方向均为竖直向上
B. O点为振动减弱点
C. 若水波的波长为，则点为振动加强点
D. 水波的传播速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．介质中质点的起振方向与波源的起振方向相同，由于D质点开始振动的方向向上，所以三个波源的起振方向均为竖直向上，故A正确；
B．由于O点到三个波源的距离相等，即波程差为零，所以O点为振动加强点，故B错误；
C．根据几何关系可得
若水波的波长为，则D点的波程差等于波长，所以D点为振动加强点，故C正确；
D．根据题意，水波的传播速度为
故D错误。
故选AC。
10. 如图1所示，长为的轻绳拴一小球A在竖直平面内做简谐运动；如图2所示，长为的轻绳拴一小球B在水平面内做匀速圆周运动，其中，，，重力加速度为，两球均可视为质点且质量均为。下列说法正确的是（ ）
A. 小球A与小球B的周期之比为
B. 小球B所受的拉力大小为
C. 小球B的动量保持不变
D. 小球A从左侧最高点第一次运动到最低点的过程，拉力的冲量大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．小球A周期
绳子的拉力与重力提供向心力，则
小球B的周期为
小球A与小球B的周期之比为
故A错误；
B．根据平衡条件，小球B所受的拉力大小为
故B正确；
C．根据
小球B做圆周运动，速度方向时刻变化，则小球B的动量是变化的，故C错误；
D．小球A从左侧最高点第一次运动到最低点的过程，根据动能定理
小球A从左侧最高点第一次运动到最低点的过程，拉力的冲量大小为
故D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11. 如图1所示，实验小组用5个完全相同的定值电阻和一个电压表测量电池的电动势和内阻，实验的主要步骤如下：
（1）按照电路图将实验器材连接好。
（2）闭合开关，再依次闭合，记录电压表的示数及对应的接入电路中的个数。
（3）根据记录的数据作出图像，如图2所示。
（4）由图2可知，电源的电动势为_______V，内阻为_______（均保留2位有效数字），电动势的测量值_______真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】 ①. 1.4 ②. 1.2 ③. 小于
【解析】
【详解】（4）[1][2]由闭合电路欧姆定律可知
由此可知，图像的解析式为
故有
联立解得
[3]由图可知，当时
即，但由于电压表并非理想电压表，此时干路中仍有电流，即
故电动势的测量值小于真实值。
12. 我们用图1所示装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验：
（1）下列说法正确的是_______（填选项序号）。
A.安装单缝和双缝时，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行
B.若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可减小双缝间的距离
（2）某次测量时，手轮上的示数如图2所示，该读数为_______。
（3）图3中，应选_______（填“甲”或“乙”）更为合适。
（4）若所用装置的双缝间距为，屏与双缝间的距离为，测得第2条亮条纹到第5条亮条纹之间的距离为，则所测单色光的波长为_______（保留3位有效数字）。
【答案】 ①. A ②. 0.700##0.699##0.701 ③. 甲 ④. 630
【解析】
【详解】（1）[1] A．在安装单缝和双缝时，尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上，使单缝与双缝平行放置，故A正确；
B．由
可知，若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应减小相邻亮条纹的间距，该同学可将屏向靠近双缝的方向移动，减小L，或使用间距d更大的双缝，故B错误。
故选A。
（2）[2]某次测量时，手轮上的示数如图2所示，该读数为
（3）[3]图3中，在实际操作中标度线在明条纹中容易观察，故应选甲更为合适。
（4）[4]相邻亮条纹间距为
由双缝干涉规律可得
代入数据可解得入射光的波长为
13. 如图所示，有一半径为的半球形透明工件，为球心，为水平直径，光线从水平直径上的点射入，从圆弧上的某点射出，已知，光在真空中的传播速度为。
（1）当光在点的入射角为时，折射光线从点正下方射出，入射光线与出射光线恰好平行，求该工件的折射率。
（2）在（1）的条件下计算光在工件中的传播时间（不考虑反射）。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）光路图如图所示

由几何关系得
由折射定律得
解得
（2）光在工件中的传播速度为
光在工件中的传播路程为
光在工件中的传播时间为
14. 如图所示，光滑绝缘的水平地面上竖直固定一光滑绝缘的半圆形轨道，一质量为、电荷量为的带电小滑块静止在水平地面上，空间存在方向竖直向下的匀强电场（图中未画出）。已知半圆轨道的半径为，重力加速度为，电场强度大小为。现给小滑块水平向右的初速度，小滑块冲上半圆轨道后从最高点飞出，求：
（1）小滑块经过半圆轨道最高点时所受弹力大小；
（2）小滑块的落地点与半圆轨道最低点之间的距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）滑块从点运动到点的过程中，由动能定理得
解得
在点处，由牛顿第二定律得
解得
（2）滑块从点飞出后做类平抛运动，竖直方向上有
，
水平方向上有
解得
15. 如图所示，光洐水平地而上放置着一光滑的圆弧形槽（未固定），弧形槽的右侧在一水平传送带，初始时弧形槽的末端与传送带的左端平滑接触。已知弧形槽的质量为。半径为，传送带左右两端的距离为，传送带道时针匀速转动的速度为。现将一质量为的消块在传送带右端由静止释放，滑块与传送带间的动摩擦因数为µ=0.11，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）滑块在传送带上的运动时间及滑块与传送带间因摩擦产生的热量Q；
（2）滑块离开弧形槽顶端后又上升的最大高度∆h；
（3）滑块再次到达弧形槽末端时所受的弹力大小FN（保留1位小数）。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块从静止释放到与传送带共速的过程中，有
此过程中，滑块的位移为
传送带的位移为
滑块与传送带共速到滑块到达左端的过程中，有
滑块在传送带上的运动时间为
滑块与传送带之间摩擦生热为
（2）设滑块离开弧形槽顶端时的水平速度为，竖直速度为，由动量守恒定律和机械能守恒定律得
所以滑块离开弧形槽顶端后上升的最大高度为
（3）设滑块离开弧形槽底端时的速度为，此时弧形槽的速度为，有
由牛顿第二定律得
联立各式解得