2024淄博高二上学期期末试题物理含解析

这是一份2024淄博高二上学期期末试题物理含解析，共37页。试卷主要包含了3JB， 常规材料的折射率都为正值等内容，欢迎下载使用。

1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号等填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号等，并将条形码粘贴在指定位置上。
2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每个题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示是我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记录了“古琴正声”实验，该实验比世界上其他同类实验早了500多年。其操作是：剪一小纸人放在需要调整音准的弦上，然后拨动另一个音调准确的琴上对应的琴弦，同样的拨动力度下，小纸人跳动越明显代表音调越准确。下列说法正确的是（ ）
A. “古琴正声”实验是利用了声音的反射现象
B. “古琴正声”实验是利用了声音的衍射现象
C. “古琴正声”实验是利用了声音的干涉现象
D. “古琴正声”实验是利用了声音的共振现象
2. 甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为0.1，则碰撞过程中两物块损失的机械能为（ ）
A. 0.3JB. 0.4JC. 0.5JD. 0.6J
3. 如图所示为某品牌玩具的电动机及其伏安特性曲线，由该图像可知（ ）
A. 该电动机内阻为2.5Ω
B. 电压为1V时该电动机损失的热功率为0.2W
C. 电压为1V时该电动机的输出功率为0.4W
D. 电压为1V时该电动机的总功率为0.6W
4. 常规材料的折射率都为正值（）。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（），称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角仍满足，但是折射光线与入射光线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出，若该材料对此电磁波的折射率，能正确反映电磁波穿过该材料传播路径的示意图是（ ）
A. B.
C. D.
5. 2023年8月6日2时33分，德州市平原县发生5.5级地震。已知地震波分三种：横波（S波），波速；纵波（P波），波速；面波（L波），是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波，波速。某地震观测台记录到的该地震曲线，如图甲所示；另外位于震源上方某中学的简易地震预警装置，由单摆A和竖直弹簧振子B组成，A、B的固有周期相同，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 地震发生时最先明显振动是单摆A
B. 地震曲线中a为横波（S波）
C. 地震曲线中c为面波（L波）
D. 若在地震曲线上测得纵波（P波）与横波（S波）的时间差为6s，则地震观测台距震源约为40
6. 小齐同学利用光的双缝干涉原理测量液体的折射率，方法是将待测液体填充到特制透明容器中（容器未画出，不考虑器壁对光的影响），放置在双缝与光屏之间（之前为空气），如图所示。测量填充前的相邻两条亮条纹中心间距和填充后的相邻两条亮条纹中心间距，然后可以计算出该液体的折射率。已知常见的液体折射率如图所示，某次实验测得，，则该液体为（ ）
A. 水B. 酒精C. 煤油D. 花生油
7. 如图所示，回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源A置于盒的圆心附近、若粒子源射出的粒子（初速度不计）电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为R，则（ ）
A. 粒子在D形金属盒内做匀加速运动B. 所加交流电源周期为
C. 粒子加速后获得的最大速度大小为D. 粒子加速后获得的最大动能等于
8. 元好问曲中有“骤雨过，珍珠乱糁，打遍新荷”。为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小齐在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水土升了36。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为8，据此估算该压强约为（ ）（设雨滴撞击莲叶后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为）
A. 0.04B. 0.08C. 0.16D. 0.36
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每个题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，宽为L、电阻不计的平行光滑金属导轨与水平面成角放置。质量为m、长度为L的金属杆水平放置在导轨上，与导轨接触良好。空间存在着匀强磁场，调节电阻箱使回路总电流为I时，金属杆恰好能静止，重力加速度为g，则（ ）
A. 若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B的大小应为
B. 若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B的大小应为
C. 磁感应强度B最小值为，此时磁场方向应垂直于金属杆水平向左
D. 磁感应强度B最小值为，此时磁场方向应垂直于导轨平面向上
10. 如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向垂直纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中段是半径为R的四分之一圆弧，，的延长线通过圆弧的圆心，长为R。一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在纸面内以不同的速率从O点垂直射入磁场，已知所有粒子均从圆弧边界射出，其中M、N是圆弧边界上的两点，不计粒子间的相互作用和重力。下列说法正确的是（ ）
A. 所有粒子在磁场中运动的速度最小值为
B. 所有粒子在磁场中运动的最短时间为
C. 从M点射出粒子的速率一定小于从N点射出粒子的速率
D. 从M点射出粒子在磁场中运动时间一定小于从N点射出粒子运动时间
11. 将力传感器连接到计算机上可以测量快速变化的力。图甲中，O为单摆的悬点，将传感器接在摆线与O点之间，把可视为质点的摆球拉到A点，细线处于张紧状态，释放摆球，摆球在竖直平面内的A、C之间来回摆动，B点为运动最低位置，，小于5°且是未知量.图乙是由计算机得到细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像，且图中为摆球从A点开始运动时刻，重力加速度大小，则
（ ）
A. 单摆的周期
B. 单摆的摆长
C. 摆球的质量
D. 摆球运动过程中的最大速度的大小为
12. 如图，水平面上有两个静止的可视为质点的小物块a和b，其连线与墙垂直，a、b之间以及b与墙之间距离均为；a的质量为m，b的质量为M（已知），a与水平面间光滑，b与水平面间的动摩擦因数为，现使a以初速度向右滑动，与b发生弹性碰撞。若b与墙发生碰撞，该碰撞为时间极短的弹性碰撞。重力加速度大小为。（ ）
A 若b能与墙发生碰撞，需满足
B. 若b能与墙发生碰撞，需满足
C. 若，b与a发生第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔为
D. 若，b与a发生第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 2023年9月21日，“天宫课堂”演示了“验证动量守恒定律的实验”。
（1）如图甲所示，质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。在计算机设定的恒力F作用下，物体由静止开始运动，测量装置能够测量出物体运动的距离x和时间t，从而计算出质量_______（用F、x、t表示）。
（2）如图乙所示，质量为500g的钢球A静止悬浮在空中，航天员用手推出质量为100g的钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向钢球A，撞后钢球A、B同时沿水平向相反方向运动。已知后面的背景板上小方格的边长为，分析航天员上述演示的钢球碰撞实验视频，在航天员推出B球后，每隔0.5s连续截取三张照片，如图丙所示。选取水平向左为正方向，则两球碰撞前：A、B的总动量为__________；两球碰撞后：A的动量为__________，B的动量为__________。比较A、B碰撞前后的动量之和，得出的实验结论是____________________。
14. 一粗细均匀的导电材料样品，截面为同心圆环，该样品的外径，内径，如图甲所示。某同学设计实验测量该样品的电阻率，实验步骤如下：
（1）如图乙所示，用游标卡尺测得该样品长度______。
（2）用多用电表测得该样品阻值约为110Ω，为精确的测量其电阻阻值，可供选择的器材如下：
待测导电样品
电流表（量程600，内阻约为1Ω）
电流表（量程150，内阻约为20Ω）
电流表（量程30，内阻为50Ω）
定值电阻
定值电阻
滑动变阻器R（0-20Ω，额定电流2A）
直流电源E（电动势约为12V，内阻不计）
开关一只，导线若干
①根据实验器材，设计实验电路如图丙所示，图中电流表A应选择______，图中电流表应选择______，定值电阻应选择______。（选填所选器材的字母代号）
②实验中调节滑动变阻器，测得电流表A、对应的多组电流值I、，做出的图像如图丁所示，可得该导电样品的电阻阻值为______Ω.
（3）由以上数据，计算可得该样品电阻率为______。（π取3.14）
15. 如图，一半径为R的透明材料半球，O点是半球的球心，虚线表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）。已知该材料的折射率为，光在真空中的传播速度为c。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）。
（1）半球底面上多大区域面积的入射光线能够直接从球面射出；
（2）距光轴的入射光线，经球面折射后与光轴相交，求该光线从进入半球到该交点的时间t。（已知）
16. 一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，波长不小于12cm。O和A是介质中平衡位置分别位于和处的两个质点。时开始观测，此时质点O的位移，质点A处于波峰位置，时，质点O第一次回到平衡位置，时，质点A第一次回到平衡位置。求：
（1）简谐波的周期、波速和波长；
（2）质点O的位移随时间变化的关系式。
17. 小车C静置于光滑水平面上，小车上表面由长为2L的水平轨道与半径为的光滑圆弧轨道平滑连接组成。一个质量为m的滑块B静止在小车的左端。用一根不可伸长、长度为L的轻质细绳悬挂一质量也为m的小球A，小球A静止时恰好和B接触，现将小球A向左拉到与悬点同一高度处（细线处于伸直状态）由静止释放小球A摆到最低点时与滑块B发生弹性正碰（碰撞时间极短），A、B均可视为质点，B、C间动摩擦因数为，重力加速度为g。
（1）A、B碰前瞬间，求绳对球A的拉力大小F；
（2）若，A、B碰后，滑块B水平冲上小车C恰好可以滑到圆弧轨道的最高点，求小车的质量M；
（3）保持小车质量与（2）问相同，若，将轻质细绳悬点位置提高至原来的3倍，使绳长变为3L，再次将小球A向左拉到与悬点等高处（细线处于伸直状态）由静止释放，小球A与滑块B弹性正碰后，求滑块B上升过程中距圆弧轨道最低点的最大高度H。
18. 如图所示，建立平面直角坐标系，在第一象限区域Ⅰ中充满磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。在第四象限区域Ⅱ中充满磁感应强度大小为（k为常数），方向垂直纸面向里的匀强磁场。x轴为两个不同磁场区域的分界线。时刻，一质量为m，电荷量为q的带正电粒子（不计粒子重力）从位于O点正上方的P点以的初速度沿x轴正方向进入磁场。
（1）若，求粒子第一次经过x轴时的横坐标以及时间；
（2）若、。求粒子第二次经过x轴回到区域Ⅰ中速度沿y轴正方向时的位置坐标；
（3）若，为了使粒子不从左边界离开磁场，求的最大值；
（4）若，且为（3）间中的最大值，最终粒子从磁场右边界射出，求粒子在磁场中运动的总时间。（已知，）
介质
水
酒精
煤油
花生油
折射率
133
136
1.45
1.47
2023—2024学年度第一学期高二教学质量检测
物理
1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号等填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号等，并将条形码粘贴在指定位置上。
2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每个题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示是我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记录了“古琴正声”实验，该实验比世界上其他同类实验早了500多年。其操作是：剪一小纸人放在需要调整音准的弦上，然后拨动另一个音调准确的琴上对应的琴弦，同样的拨动力度下，小纸人跳动越明显代表音调越准确。下列说法正确的是（ ）
A. “古琴正声”实验是利用了声音的反射现象
B. “古琴正声”实验是利用了声音的衍射现象
C. “古琴正声”实验是利用了声音的干涉现象
D. “古琴正声”实验是利用了声音的共振现象
【答案】D
【解析】
【详解】调弦过程中音调准确的琴弦的振动导致另一根要调整的弦也发生受迫振动，小纸人跳动越明显，说明要调整的琴弦与音调准确的琴弦产生了共振，此时两琴弦的频率相同，“古琴正声”实验是利用了声音的共振现象。
故选D。
2. 甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为0.1，则碰撞过程中两物块损失的机械能为（ ）
A. 0.3JB. 0.4JC. 0.5JD. 0.6J
【答案】A
【解析】
【详解】由v-t图可知，碰前甲、乙的速度分别为，；碰后甲、乙的速度分别为，，甲、乙两物块碰撞过程中，由动量守恒得
解得
则损失的机械能为
解得
故选A。
3. 如图所示为某品牌玩具的电动机及其伏安特性曲线，由该图像可知（ ）
A. 该电动机内阻为2.5Ω
B. 电压为1V时该电动机损失的热功率为0.2W
C. 电压为1V时该电动机的输出功率为0.4W
D. 电压为1V时该电动机的总功率为0.6W
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知电压为0.2V时电动机开始转动，电压为0.2V时由欧姆定律得
故A错误；
B．电压为1V时该电动机损失的热功率为
故B错误；
D．电压为1V时该电动机的总功率为
故D错误；
C．电压为1V时该电动机的输出功率为
故C正确；
故选C。
4. 常规材料的折射率都为正值（）。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（），称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角仍满足，但是折射光线与入射光线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出，若该材料对此电磁波的折射率，能正确反映电磁波穿过该材料传播路径的示意图是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．本题给定信息“光的折射光线和入射光线位于法线的同侧”，故A错误。
BCD．由光的折射定律可知，折射率为
同侧的折射角小于入射角，故C正确，BD错误。
故选C。
5. 2023年8月6日2时33分，德州市平原县发生5.5级地震。已知地震波分三种：横波（S波），波速；纵波（P波），波速；面波（L波），是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波，波速。某地震观测台记录到的该地震曲线，如图甲所示；另外位于震源上方某中学的简易地震预警装置，由单摆A和竖直弹簧振子B组成，A、B的固有周期相同，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 地震发生时最先明显振动的是单摆A
B. 地震曲线中a为横波（S波）
C. 地震曲线中c为面波（L波）
D. 若在地震曲线上测得纵波（P波）与横波（S波）的时间差为6s，则地震观测台距震源约为40
【答案】C
【解析】
【详解】A．纵波的速度最快，所以纵波最先到达，在甲图中地震发生时最先剧烈振动的是弹簧振子B，故A错误；
BC．由题意可知，纵波的速度最快，横波次之，面波速度最小，最先到达的是纵波，最后到达的是面波，故a为P波，b为S波，c为L波，故B错误，C正确；
D．根据
可以求出地震台距震源的距离
x=54km
故D错误。
故选C。
6. 小齐同学利用光的双缝干涉原理测量液体的折射率，方法是将待测液体填充到特制透明容器中（容器未画出，不考虑器壁对光的影响），放置在双缝与光屏之间（之前为空气），如图所示。测量填充前的相邻两条亮条纹中心间距和填充后的相邻两条亮条纹中心间距，然后可以计算出该液体的折射率。已知常见的液体折射率如图所示，某次实验测得，，则该液体为（ ）
A 水B. 酒精C. 煤油D. 花生油
【答案】B
【解析】
【详解】由双缝干涉条纹间距公式可得
根据折射率表达式，有
可知
解得
由表中数据可知，该液体为酒精。
故选B。
7. 如图所示，回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源A置于盒的圆心附近、若粒子源射出的粒子（初速度不计）电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为R，则（ ）
A. 粒子在D形金属盒内做匀加速运动B. 所加交流电源的周期为
C. 粒子加速后获得的最大速度大小为D. 粒子加速后获得的最大动能等于
【答案】D
【解析】
【详解】A．粒子在D形金属盒内的磁场中做匀速圆周运动，故A错误；
CD．根据洛伦兹力提供向心力，有
得粒子加速后获得的最大速度大小为
粒子加速后获得的最大动能等于
故C错误，D正确；
B．粒子在磁场中运动周期
所加交流电源的周期等于粒子做圆周运动的周期。故B错误。
故选D。
8. 元好问曲中有“骤雨过，珍珠乱糁，打遍新荷”。为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小齐在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水土升了36。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为8，据此估算该压强约为（ ）（设雨滴撞击莲叶后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为）
A. 0.04B. 0.08C. 0.16D. 0.36
【答案】B
【解析】
【详解】设杯子横截面积为S，可得内下落至杯中雨水的总质量为
以这部分雨水为研究对象，在其撞击荷叶过程中设莲叶对其弹力为，选竖直向下为正方向，根据动量定理可得
雨滴对莲叶的压力大小为
则雨滴对莲叶压强为
代入题中数据可求得
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每个题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，宽为L、电阻不计的平行光滑金属导轨与水平面成角放置。质量为m、长度为L的金属杆水平放置在导轨上，与导轨接触良好。空间存在着匀强磁场，调节电阻箱使回路总电流为I时，金属杆恰好能静止，重力加速度为g，则（ ）
A. 若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B的大小应为
B. 若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B的大小应为
C. 磁感应强度B最小值为，此时磁场方向应垂直于金属杆水平向左
D. 磁感应强度B最小值为，此时磁场方向应垂直于导轨平面向上
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．若磁场方向竖直向上，根据左手定则可知安培力水平向左，根据共点力的平衡可知
解得
A错误，B正确；
CD．根据共点力平衡可知，安培力的方向沿斜面向上时，安培力最小，此时的磁感应强度B最小，根据左手定则可知磁场方向应垂直于导轨平面向上，由
解得
C错误，D正确；
故选BD。
10. 如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向垂直纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中段是半径为R的四分之一圆弧，，的延长线通过圆弧的圆心，长为R。一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在纸面内以不同的速率从O点垂直射入磁场，已知所有粒子均从圆弧边界射出，其中M、N是圆弧边界上的两点，不计粒子间的相互作用和重力。下列说法正确的是（ ）
A. 所有粒子在磁场中运动的速度最小值为
B. 所有粒子在磁场中运动的最短时间为
C. 从M点射出粒子的速率一定小于从N点射出粒子的速率
D. 从M点射出粒子在磁场中运动时间一定小于从N点射出粒子运动时间
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由于所有粒子均从圆弧边界射出，粒子在磁场中运动的轨迹为劣弧，则弦越短，速度越小，可知，恰好从b点飞出的粒子速度最小，根据几何关系有
粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
故A错误；
B．粒子做圆周运动的周期
，
解得
令圆心角为，则粒子在磁场中运动时间为
在圆弧上任意取一点P，将该点与O连接，如图所示
根据几何关系有
可知，越大，粒子圆周运动轨迹对应圆心角越小，当与圆弧相切时，最大，对应圆心角最小，时间最短，根据几何关系可知
解得
则有
结合上述有
故B正确；
C．根据上述解得，圆周运动的半径
速度越大，粒子在磁场中圆周运动的轨迹跨度越大，飞出点越沿磁场圆弧边界上移，可知，从M点射出粒子的速率一定小于从N点射出粒子的速率，故C正确；
D．根据上述可知，粒子从P点飞出时间最短，可知，子飞出磁场位置沿磁场圆弧边界向上移动过程，粒子运动的时间先减小后增大，由于M点与N点位置关系不确定，可知，从M点射出粒子在磁场中运动时间与从N点射出粒子运动时间关系也不确定，故D错误。
故选BC。
11. 将力传感器连接到计算机上可以测量快速变化的力。图甲中，O为单摆的悬点，将传感器接在摆线与O点之间，把可视为质点的摆球拉到A点，细线处于张紧状态，释放摆球，摆球在竖直平面内的A、C之间来回摆动，B点为运动最低位置，，小于5°且是未知量.图乙是由计算机得到细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像，且图中为摆球从A点开始运动时刻，重力加速度大小，则
（ ）
A. 单摆的周期
B. 单摆的摆长
C. 摆球的质量
D. 摆球运动过程中的最大速度的大小为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．单摆的周期
选项A错误；
B．根据
可得单摆的摆长
选项B正确；
CD．在A点时
在B点时
从A到B由动能定理
解得摆球的质量
选项CD正确。
故选BCD。
12. 如图，水平面上有两个静止的可视为质点的小物块a和b，其连线与墙垂直，a、b之间以及b与墙之间距离均为；a的质量为m，b的质量为M（已知），a与水平面间光滑，b与水平面间的动摩擦因数为，现使a以初速度向右滑动，与b发生弹性碰撞。若b与墙发生碰撞，该碰撞为时间极短的弹性碰撞。重力加速度大小为。（ ）
A. 若b能与墙发生碰撞，需满足
B. 若b能与墙发生碰撞，需满足
C. 若，b与a发生第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔为
D. 若，b与a发生第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．碰后做匀减速运动，加速度
能与墙碰撞，临界条件为到达墙时速度为零
根据、碰撞为弹性碰撞
解得
所以当越大，越小，综上
故A正确，B错误；
CD．若，碰后反向，大小为，做匀速运动，的速度
此后做加速度大小
匀减速运动，与墙碰撞后，加速度大小不变，若与墙碰撞后速度减到与共速前能与发生碰撞，则可发生第二次碰撞，设第一次碰撞到第二次碰撞时间间隔为，则
解得
（舍去），
所以可发生第二次碰撞，时间为
故C正确，D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 2023年9月21日，“天宫课堂”演示了“验证动量守恒定律的实验”。
（1）如图甲所示，质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。在计算机设定的恒力F作用下，物体由静止开始运动，测量装置能够测量出物体运动的距离x和时间t，从而计算出质量_______（用F、x、t表示）。
（2）如图乙所示，质量为500g的钢球A静止悬浮在空中，航天员用手推出质量为100g的钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向钢球A，撞后钢球A、B同时沿水平向相反方向运动。已知后面的背景板上小方格的边长为，分析航天员上述演示的钢球碰撞实验视频，在航天员推出B球后，每隔0.5s连续截取三张照片，如图丙所示。选取水平向左为正方向，则两球碰撞前：A、B的总动量为__________；两球碰撞后：A的动量为__________，B的动量为__________。比较A、B碰撞前后的动量之和，得出的实验结论是____________________。
【答案】 ①. ②. 0.06 ③. 0.1 ④. 0.04 ⑤. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]根据牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动位移与时间的关系有
联立解得
（2）[2]选取水平向左为正方向，则两球碰撞前A处于静止状态，B匀速直线运动，则B速度为
则两球碰撞前A、B的总动量为
[3] 两球碰撞后：A的动量为
[4] B的动量为
[5] A、B碰撞后的动量之和为
故A、B碰撞前后动量守恒。
14. 一粗细均匀的导电材料样品，截面为同心圆环，该样品的外径，内径，如图甲所示。某同学设计实验测量该样品的电阻率，实验步骤如下：
（1）如图乙所示，用游标卡尺测得该样品长度______。
（2）用多用电表测得该样品阻值约为110Ω，为精确的测量其电阻阻值，可供选择的器材如下：
待测导电样品
电流表（量程600，内阻约为1Ω）
电流表（量程150，内阻约为20Ω）
电流表（量程30，内阻为50Ω）
定值电阻
定值电阻
滑动变阻器R（0-20Ω，额定电流2A）
直流电源E（电动势约为12V，内阻不计）
开关一只，导线若干
①根据实验器材，设计实验电路如图丙所示，图中电流表A应选择______，图中电流表应选择______，定值电阻应选择______。（选填所选器材的字母代号）
②实验中调节滑动变阻器，测得电流表A、对应的多组电流值I、，做出的图像如图丁所示，可得该导电样品的电阻阻值为______Ω.
（3）由以上数据，计算可得该样品电阻率为______。（π取3.14）
【答案】 ① 31.4 ②. A3 ③. A2 ④. R2 ⑤. 100 ⑥. 0.03
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺测得该样品长度为
（2）[2][3]为准确测量，由给出的图线结合电路图可知，电流表A应选择A3，电流表应选择A2。
[4]由电路图及图丁数据可知
故R0应选择R2。
[5]由电路图可知
整理可得
则
解得
（3）[6]由
可得该样品电阻率为
15. 如图，一半径为R的透明材料半球，O点是半球的球心，虚线表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）。已知该材料的折射率为，光在真空中的传播速度为c。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）。
（1）半球底面上多大区域面积的入射光线能够直接从球面射出；
（2）距光轴的入射光线，经球面折射后与光轴相交，求该光线从进入半球到该交点的时间t。（已知）
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）当光线在球面发生全反射，即入射角为临界角C时，入射光线到光轴距离最大，设此时入射点到球顶点的竖直距离为h，由
入射光线能够直接从球面射出的面积应该是一个球冠，则有
联立解得
（2）如图所示
由几何关系
由折射定律可得
解得
光在半球中的速度为
在半球运动中运动的时间
由正弦定理
解得
光在空中运动的时间
则该光线从进入半球到该交点的时间
16. 一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，波长不小于12cm。O和A是介质中平衡位置分别位于和处的两个质点。时开始观测，此时质点O的位移，质点A处于波峰位置，时，质点O第一次回到平衡位置，时，质点A第一次回到平衡位置。求：
（1）简谐波的周期、波速和波长；
（2）质点O的位移随时间变化的关系式。
【答案】（1）4s，9cm/s，36cm；（2）
【解析】
【详解】（1）0时刻，质点A处于波峰位置，1s时刻，质点A第一次回到平衡位置，则有
解得
根据题意，波沿传播，波长不小于12cm，时，质点O第一次回到平衡位置，由于小于四分之一周期，可知，0时刻，质点O位于波峰与平衡位置之间，根据同侧法可知，质点O向下振动，作出0时刻O和A间的波形如图所示

由于，时，质点O第一次回到平衡位置，时，质点A第一次回到平衡位置，则质点O的波形传播到质点A所需要时间
根据
解得
根据
结合上述解得
（2）设质点O的位移随时间变化的关系式为
结合上述，根据周期与角速度关系，可得
将t=0时，y=5cm，时，y=0代入解得
A=10cm，
解得
17. 小车C静置于光滑水平面上，小车上表面由长为2L的水平轨道与半径为的光滑圆弧轨道平滑连接组成。一个质量为m的滑块B静止在小车的左端。用一根不可伸长、长度为L的轻质细绳悬挂一质量也为m的小球A，小球A静止时恰好和B接触，现将小球A向左拉到与悬点同一高度处（细线处于伸直状态）由静止释放小球A摆到最低点时与滑块B发生弹性正碰（碰撞时间极短），A、B均可视为质点，B、C间动摩擦因数为，重力加速度为g。
（1）A、B碰前瞬间，求绳对球A的拉力大小F；
（2）若，A、B碰后，滑块B水平冲上小车C恰好可以滑到圆弧轨道的最高点，求小车的质量M；
（3）保持小车质量与（2）问相同，若，将轻质细绳悬点位置提高至原来的3倍，使绳长变为3L，再次将小球A向左拉到与悬点等高处（细线处于伸直状态）由静止释放，小球A与滑块B弹性正碰后，求滑块B上升过程中距圆弧轨道最低点的最大高度H。
【答案】（1）；（2）3m；（3）
【解析】
【详解】（1）球A由静止释放至摆到最低点的过程中由动能定理得
B碰前瞬间，对球A由牛顿第二定律得
解得
（2）A、B碰撞过程中由动量守恒定律和能量守恒定律得
滑块B水平冲上小车C至滑到圆弧轨道的最高点的过程中由动量守恒定律和能量守恒定律得
解得
（3）球A由静止释放至摆到最低点的过程中由动能定理得
A、B碰撞过程中由动量守恒定律和能量守恒定律得
滑块B水平冲上小车C至滑到圆弧轨道的最高点的过程中由动量守恒定律和能量守恒定律得
小球飞出后，竖直方向做竖直上抛运动，则竖直方向上有
小球B上升过程中距圆轨道最低点的最大高度
解得
18. 如图所示，建立平面直角坐标系，在第一象限区域Ⅰ中充满磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。在第四象限区域Ⅱ中充满磁感应强度大小为（k为常数），方向垂直纸面向里的匀强磁场。x轴为两个不同磁场区域的分界线。时刻，一质量为m，电荷量为q的带正电粒子（不计粒子重力）从位于O点正上方的P点以的初速度沿x轴正方向进入磁场。
（1）若，求粒子第一次经过x轴时的横坐标以及时间；
（2）若、。求粒子第二次经过x轴回到区域Ⅰ中速度沿y轴正方向时的位置坐标；
（3）若，为了使粒子不从左边界离开磁场，求的最大值；
（4）若，且为（3）间中的最大值，最终粒子从磁场右边界射出，求粒子在磁场中运动的总时间。（已知，）
【答案】（1），；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
作出粒子运动轨迹如图所示
根据几何关系有
解得
则粒子第一次经过x轴时横坐标
解得
粒子圆周运动的周期
则粒子粒子第一次经过x轴时的时间
解得
（2）若，粒子在第四象限磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
作出粒子运动轨迹如图所示
根据几何关系有
解得
即坐标为。
（3）若，粒子在第四象限磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
此时粒子在第一象限中的轨迹与y轴相切，如图
几何关系满足
解得
故此时OP的最大值为
（4）在第三问情况下，第一次穿过x轴时到y轴的距离满足
第二次穿过x轴时到y轴的距离满足
在此过程中，离y轴的最远距离为
第三次穿过x轴时到y轴的距离满足
则粒子第四次穿过x轴时到y轴的距离满足
在此过程中，离y轴的最远距离为
且在第四象限中离y轴的最远距离为
故在此过程中，粒子从第一象限离开右侧边界。由几何关系可知，粒子离开磁场时的方向与水平方向夹角满足
在第四象限中的运动周期为
故运动的总时间为
介质
水
酒精
煤油
花生油
折射率
1.33
1.36
1.45
1.47