[物理][期末]福建省南平市2023-2024学年高二下学期7月期末考试试题(解析版)

这是一份[物理][期末]福建省南平市2023-2024学年高二下学期7月期末考试试题(解析版)，共17页。试卷主要包含了 图， 如图，手机连接有线耳机等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 北京时间2024年5月21日，中国首颗商业红外气象卫星“星环号・南信大星”发射升空，地面卫星控制中心利用电磁波向卫星发送指令，未来实现星座组网后可提供全球范围内任意地区红外监测数据。下列说法正确的是（ ）
A. 红外线有显著的热效应
B. 红外线属于可见光
C. 电磁波不能真空中传播
D. 电磁波经过大气层时频率发生变化
【答案】A
【解析】AB．红外线有显著的热效应，红外线属于不可见光，故A正确，B错误；
C．电磁波能在真空中传播，故C错误；
D．电磁波经过大气层时频率不发生变化，波速和波长发生变化，故D错误。
2. 如图，ab、cd两块平直玻璃板固定放置，ab、cd间有一楔形空气薄膜。一束平行单色光垂直cd入射，则观测到的干涉条纹图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为，、处为两相邻亮条纹，如图所示
则此两处的光程分别为
，
因为当光程差为波长整数倍时表现为亮条纹，则有
即
设此两相邻亮纹中心的距离为，则由几何关系得
即
可知夹角不变，条纹间距等大。
故选B。
3. 电影《热辣滚烫》中贾玲爆减100斤引发热议，影片中贾玲通过多种运动来减重塑形，举杠铃是其中一种方式。在举杠铃过程中，会备有缓冲垫以减震消音降噪，如图所示。在某次训练中，贾玲将质量为的杠铃举到某高度时，不慎脱手，杠铃自由下落，与缓冲垫接触瞬间速度为，经时间后静止。不考虑杠铃反弹且不计空气阻力，重力加速度为。则杠铃受到缓冲垫的平均作用力大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】规定向下为正，由动量定理得
解得
故选C。
4. 在一均匀介质中，由波源S发出的波同时沿轴正、负两个方向传播。时波源S开始振动，振动图像如图所示。则波源S振动半个周期时，轴上形成的波形图为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由波源的振动图像可知，波源的起振方向沿y轴正方向，即波前的起振方向也是沿y轴正方向，波源振动半个周期，向左和向右分别形成半个波长的波形。
故选A。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有2项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，不选或选错的得0分。
5. 图（a）和图（b）是教材中关于布朗运动的两幅图，下列叙述正确的是（ ）
A. 图（a）中的折线是记录微粒布朗运动的轨迹
B. 图（a）中的折线是按等间隔时间依次记录的运动微粒位置的连线
C. 图（b）说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的
D. 图（b）说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显
【答案】BC
【解析】AB．图（a）中的折线是按等间隔时间依次记录的运动微粒位置的连线。故A错误；B正确；
CD．图（b）说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的。故C正确；D错误。
故选BC。
6. 如图，在一次特警训练中，质量为140kg的小车静止在光滑的水平面上，A、B为小车的两端。质量为70kg的特警站在A端，起跳后恰好落到B端，相对地面的位移为2m。该过程不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 小车后退了1mB. 小车后退了
C. 小车AB长为3mD. 小车AB长为
【答案】AC
【解析】设小车质量为M，人的质量为m，对系统，在水平方向上由动能定理得
两边同时乘以得
即
设小车长度为L，则
联立解得
，
故选AC。
7. 如图，平静的水面上漂浮一块保持静止且厚度不计的圆形木板，AB是直径。一条小鱼正好静止在A点正下方的C处。鱼沿着CB方向看向水面，恰好看不到水面上方的任何东西，水的折射率为，忽略小鱼的大小。则（ ）
A. 木板直径为
B. 木板直径为
C. 若小鱼上浮到A点正下方处，随后以的水平速度匀速游过木板直径正下方，则在水面上任意位置看不到小鱼的时间为
D. 若小鱼上浮到A点正下方处，随后以的水平速度匀速游过木板直径正下方，则在水面上任意位值看不到小鱼的时间为
【答案】BC
【解析】AB．依题意，做出小鱼恰好看不到水面上方的任何东西的光路图，如图所示
根据几何关系，可得
又
联立，解得
故A错误；B正确；
CD．若小鱼上浮到A点正下方处，随后以的水平速度匀速游过木板直径正下方，则在水面上任意位置看不到小鱼的时间为
根据题意可知，当小鱼反射的光在木板边缘水面上发生全反射时，则在水面上看不到小鱼，光路图如图所示
根据
可得
则在水面之上看不到小鱼运动的位移可表示为
又
联立，解得
故C正确；D错误。
8. 如图，一轻质弹簧左端与墙固定，右端与铁块连接，铁块在光滑水平面上的B、C两点间做简谐运动，点为平衡位置。现有一橡皮泥从点正上方某处竖直下落，恰好以速率击中速率也为的铁块，并与之粘连。橡皮泥与铁块质量相同且均可视为质点。弹簧振子简谐振动的振动周期（其中为弹簧的劲度系数，为振子的质量）。则（ ）
A. 橡皮泥与铁块粘连时，橡皮泥和铁块组成的系统动量守恒
B. 橡皮泥与铁块粘连的过程中，橡皮泥和铁块组成的系统机械能损失了
C. 橡皮泥击中铁块后，系统的振幅变大
D. 橡皮泥击中铁块后，系统周期变大
【答案】BD
【解析】A．橡皮泥与铁块粘连过程中，竖直方向上系统所受合外力不为零，即小球和小车在竖直方向上动量不守恒，水平方向上动量守恒。故A错误；
B．橡皮泥与铁块粘连的过程中，水平方向动量守恒，可得
橡皮泥和铁块组成的系统机械能损失了
联立，解得
故B正确；
C．橡皮泥击中铁块前，在光滑水平面做简谐运动时，设其振幅为A，由系统机械能守恒定律得
橡皮泥击中铁块后，二者一起在光滑水平面做简谐运动时，设其振幅为，由系统机械能守恒定律得
联立，解得
即橡皮泥击中铁块后，系统的振幅变小。故C错误；
D．橡皮泥击中铁块后，根据弹簧振子的周期公式
可知弹簧振子的质量增加，弹簧劲度系数未变，所以整个弹簧振子的周期变大。故D正确。
故选BD。
三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14、15、16题为计算题。考生根据要求作答。
9. 如图，手机连接有线耳机。某时刻来电，手机开始振动，耳机线做______（选填“受迫振动”或“自由振动”），手机振动的频率为，耳机线上点的振动频率为，则______（选填“>”“=”或“<”）。
【答案】受迫振动 =
【解析】[1][2]闹钟响起手机振动，充电线也跟着振动，可知充电线做受迫振动，则有
10. 一定质量理想气体状态经历的循环过程，其图像如图所示。气体在状态A的温度______（选填“大于”“小于”或“等于”）在状态B的温度。完成一个循环过程中，气体对外界做功为______（用、表示）。
【答案】小于
【解析】[1]由图可知，为等压变化，则有
气体在状态A的体积小于在状态B的体积，所以气体在状态A的温度小于在状态B的温度。
[2]根据p-V图像中图线与横轴所围面积表示气体做功可知，完成一个循环过程中，气体对外界做功为
气体对外界做功为。
11. 用如图所示装置可测量储液罐中不导电液体的液面高度。将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器置于储液罐中（金属板已做绝缘处理）电容器可通过开关与线圈或电源相连。当开关与接触时，电容器的左极板带______（选填“正电”“负电”或“不带电”）；再将开关从拨到，线圈与电容器构成的回路中将产生振荡电流，振荡电流的频率（其中为线圈的自感系数，为电容器的电容）。当储液罐内的液面高度升高时，电容______（选填“增大”“减小”或“不变”），振荡电流的频率将______（选填“增大”“减小”或“不变”），通过测量振荡频率可知储液罐内不导电液面的高度变化。
【答案】正电 增大 减小
【解析】[1]当开关与接触时，电容器的左极板与电源正极相连，带正电。
[2]根据
可知，当储液罐内的液面高度升高时，极板间的有液体部分的正对面积增大，电容增大。
[3]根据
可知，振荡电流频率将减小。
12. 小明同学用插针法测量某种介质制成的直角三棱镜的折射率，主要实验步骤如下：
①水平放置的木板上铺一张坐标纸，在坐标纸上作出直线AB，再作AB的垂线DO交于O点；
②将三棱镜的一个光学面与AB重合，在纸上确定三棱镜的另外两个光学面BC、AC，俯视图如图（a）；
③在直线DO上依次插上、两枚大头针，图中用“·”表示大头针的位置；
④在BC侧透过三棱镜观察，并依次插上大头针和；
⑤移去三棱镜和大头针，做出光路图，测出相关数据，算出三棱镜的折射率。
（1）下列操作正确的是______。
A. 在白纸上放好三棱镜后，用铅笔贴着光学面画出界面BC、AC
B. 插针时，大头针应与木板垂直
C. 插针时，应使挡住的同时，还要挡住和的像
（2）经正确操作后，四枚大头针的位置如图（a）所示，请在图（a）上将实验光路图补充完整_____；
（3）依据光路图，可得该三棱镜的折射率为______（计算结果保留3位有效数字）；
（4）若实验操作过程中不慎使三棱镜的位置由图（b）中的实线移至虚线处，由此得出该三棱镜折射率的测量值______真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】（1）BC （2） （3）1.32##1.33##1.34##1.35 （4）等于
【解析】（1）A．为了保护光学面，不能用铅笔贴着光学面画出界面BC、AC，选项A错误；
B．插针时，大头针应与木板垂直，选项B正确；
C．插针时，应使挡住的同时，还要挡住和的像，选项C正确。
故选BC。
（2）实验光路图如图
（3）设每格长度为a，则由图可知
该三棱镜的折射率为
（4）若实验操作过程中不慎使三棱镜的位置由图（b）中的实线移至虚线处，则光线在BC面上的入射角和折射角都不变，由此得出该三棱镜折射率的测量值等于真实值。
13. 某实验小组利用单摆测量当地的重力加速度，设计了如图（a）所示的装置：
①在点安装力传感器并与细线的一个端点固定，细线另一端系一个小球A；
②在点悬挂体积与相同的小球B，调节连接B球的细线长度，使两摆线的长度均为L，两细线保持自然下垂且平行，A、B两球恰好接触；
③将小球A小角度拉至同一竖直面内的C点由静止释放，运动到最低点与B球发生对心正碰（A、B每次碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间极短可忽略不计），不计空气阻力。
（1）用10分度的游标卡尺测量小球的直径d，游标卡尺的示数如图（b）所示，读出______；
（2）、球质量分布均匀，碰撞时，要发生速度交换，则______（选填“>”“=”或“<”）；
（3）在满足（2）的条件下，得到的图（c）是与拉力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像，根据图像可知摆球的运动周期______，测得重力加速度______（用、d、表示）。
【答案】（1）17.6 （2）= （3）
【解析】（1）游标卡尺的示数为
（2）根据两球碰撞过程动量守恒、动能守恒，可得
，
解得
，
当=时，碰撞时，要发生速度交换。
（3）[1]由图（c）可知F变化周期为4t0，则摆球的运动周期也是。
[2]根据
解得
14. 如图（a）平静的水面有两个波源和，一浮标静止在水面上的点，与两波源的水平距离分别为和。和均在时刻开始振动，它们做简谐运动的图像均如图（b）所示，两列波在水面传播速度大小相等，当时浮标开始振动。求：
（1）波速和波长；
（2）通过计算分析点是振动加强点还是减弱点。
【答案】（1）1m/s，0.4m；（2）振动减弱点
【解析】（1）由两列波波速相同可知先传播到P点，则两列波的波速
代入数据得
由两列波的简谐运动图像可知，两列波的周期都是
根据
联立，解得
（2）波程差
由于波程差为半波长的奇数倍，因此P点为振动减弱点。
15. 如图，将粗细均匀的“L”形、导热性能良好的特制细玻璃管固定在竖直面内，BC水平放置，AB与BC相互垂直，A端开口、C端封闭。水银柱封闭着一段理想气体，某次实验中，初始时，实验温度为，封闭气柱长为，水银柱总长为。大气压强始终保持不变且数值上等于（为水银密度，为重力加速度），为热力学温度。
（1）求初始时气柱的压强；
（2）若温度升高，BC管内水银柱往右移动且未完全进入竖直管，该过程封闭气体对外做功为，吸收热量为，求封闭气体的内能改变量；
（3）若实验温度缓慢升高到时，水银柱全部进入竖直管并上升一段距离，求水银柱上表面升高的高度。
【答案】（1）；（2）；（3）4h
【解析】（1）初始时，封闭气体压强
又
解得
（2）根据热力学第一定律，封闭气体的内能改变量
（3）水银柱全部进入竖直管并上升一段距离后，封闭气体压强
设细管横截面积为S，封闭气体膨胀后长度为x，则初始状态
，，
温度升高后
，，
根据理想气体状态方程
联立，解得
则水银柱上表面升高的高度
16. 如图，水平传送带BC匀速转动、传送带左右两侧分别与光滑水平轨道AB、CD平滑连接，D处连接一光滑竖直半圆弧轨道DE。滑块1以速度向右水平运动，与静止在B处的滑块2发生碰撞，碰后滑块2恰好能到达最高点E。已知传送带长，圆弧半径，滑块1的速度，滑块2质量，两滑块与传送带间的动摩擦因数均为，两滑块均可视为质点，重力加速度g取。求：
（1）滑块2到达E点时的速度vE；
（2）若传送带以5m/s的速度匀速转动，为保证滑块2被撞击后都能恰好到达E点，则滑块2被碰后获得的速度大小v可能的取值范围；
（3）若滑块1、2碰后，滑块2的速度为4m/s，碰后滑块1与滑块2不粘连，滑块1的质量的取值范围。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）物块恰好到达最高点E
得
（2）根据动能定理，滑块2由D到E的过程中
得
由于CD间光滑，则
滑块2与传送带有相对运动时的加速度大小
设向右为正方向，根据
若滑块2被撞击后全程减速，则
若滑块2被撞击后全程加速，则
因此被碰后滑块2可能的取值范围为
（3）若碰撞过程为完全弹性碰撞，设碰后滑块1、滑块2的速度分别为、，碰撞过程动量守恒
碰撞过程能量守恒
联立，解得
可得
若碰撞过程为完全非弹性碰撞，则
解得
可得