2023~2024学年黑龙江省齐齐哈尔市高二(上)1月期末物理试卷(解析版)

这是一份2023~2024学年黑龙江省齐齐哈尔市高二(上)1月期末物理试卷(解析版)，共19页。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序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。
4.作图题可先使用2B铅笔填涂，然后用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
第Ⅰ卷
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每个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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 2023年7月22日，中国女足迎来世界杯首战．如图所示，某次扑球时，守门员戴着厚厚的手套向水平飞驰而来的足球扑去，使足球停下．与不戴手套相比，此过程守门员戴手套可以（ ）
A. 减小足球的惯性B. 减小足球对手的冲量
C. 减小足球的动量变化量D. 减小足球对手的平均作用力
【答案】D
【解析】守门员戴着厚厚的手套向水平飞奔而来的球扑去，这样可以延长球与手接触的时间，对球，取球的初速度方向为正方向，根据动量定理得
−Ft=0−mv
可得
当时间延长时，动量的变化量不变，则球受到的冲量不变，可减小球动量的变化率，即减小手对球的平均作用力，足球的惯性由质量决定，不会变化。
故选D。
2. 下列说法中不正确是（ ）
A. 甲图中导线通电后，其正下方小磁针的N极向纸面里转动
B. 如图乙所示，如果长为l、通过电流为I的短直导线在该磁场中所受磁场力的大小为F，则可测出该处磁感应强度必为
C. 如图丙所示，绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时，穿过线圈平面的磁通量为0
D. 如图丁所示，闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动，由于穿过闭合线圈的磁通量并未发生变化，故不会产生感应电流
【答案】B
【解析】A．由安培定则知，通电导线在其下方产生的磁场方向为垂直纸面向里，所以下方小磁针N极受到向里的磁场力而向纸面里转动，故A正确；
B．由于通电导线不一定是垂直于磁场方向放置，所以公式
不一定成立，故B错误；
C．图中线圈平面与磁感线平行，没有磁感线穿过线圈平面，所以磁通量为零，故C正确；
D．闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动中，通过线圈的磁通量没有改变，故不会产生感应电流，故D正确。
3. “世界航天第一人”是明朝的万户，如图所示，他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及其所携设备（火箭、椅子、风筝等）的总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的燃气相对地面以的速度竖直向下喷出，忽略空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 火箭的推力来源于地面对它的作用力
B. 在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
C. 喷出燃气后，万户及其所携设备能上升的最大高度为
D. 在火箭喷气过程中，万户及其所携设备的机械能守恒
【答案】B
【解析】A．火箭的推力来源于燃气对它的反作用力，故A错误；
B．在燃气喷出后的瞬间，系统动量守恒
火箭的速度大小为
故B正确；
C．喷出燃气后，万户及其所携设备，做竖直上抛运动，万户及其所携设备能上升的最大高度为
故C错误；
D．在火箭喷气过程中，燃料燃烧，一部分化学能转化为万户及其所携设备的机械能，故万户及其所携设备的机械能增大，故D错误。
故选B。
4. 装有一定量细沙的两端封闭的玻璃管竖直漂浮在水中，水面范围足够大，如图甲所示。把玻璃管向下缓慢按压后放手，忽略水的粘滞阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为。以竖直向上为正方向，从某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅。对于玻璃管，下列说法正确的是（ ）
A. 振动过程中玻璃管的回复力仅由浮力提供
B. 时刻，加速度方向与位移方向相同
C. 在时间内，玻璃管位移减小，加速度减小，速度增大
D. 振动频率与按压的深度有关
【答案】C
【解析】A．装有一定量细沙的玻璃管只受到重力和浮力，所以它做简谐运动的回复力等于重力和浮力的合力，故A错误；
B．由图乙可知在 t1 时刻，位移为负，加速度方向为正，所以玻璃管的加速度方向与位移方向相反，故B错误；
C．由图乙可知，在 t1～t2 时间内，位移减小，加速度减小，玻璃管向着平衡位置加速运动，所以速度增大，故C正确；
D．由于玻璃管做简谐运动，与弹簧振子的振动相似，结合简谐运动的特点可知，其振动频率与振幅无关，故D错误。
故选C。
5. 沿x轴传播的简谐横波在t1 = 0时刻的波形如图中实线所示，在t2 = 0.4s时刻的波形如图中虚线所示。已知波的周期0.2s < T < 0.4s，P为波中的一个振动质点。则下列说法不正确的是（ ）
A. 波的传播速度可能为20m/s
B. 在t3 = 0.6s时刻，质点P的振动方向一定向下
C. 在t3 = 0.6s时刻，质点P的加速度方向一定向上
D. 质点P在2.4s内运动的路程可能为96cm
【答案】C
【解析】A．若该简谐波向x轴正方向
0.4 = (n＋)T（n = 0，1，2，3……）
又因为0.2s < T < 0.4s，有
根据图像可知波长为6m，由
若该简谐波向x轴负方向
0.4 = (n＋)T（n = 0，1，2，3……）
又因为0.2s < T < 0.4s，有
根据图像可知波长为6m，由
故A正确，不符合题意；
BC．若简谐波向x轴正方向传播，t3 = 0.6s时刻的波形图与0时刻的波形图相同，所以质点P向下振动，加速度方向向上；若简谐波向x轴负方向传播，画出t3 = 0.6s时刻的波形图如红色图线
此时质点P向下振动，加速度向下；综上所述，质点P的振动方向一定向下，加速度不一定向上，故B正确，不符合题意、C错误，符合题意；
D．若简谐波向x轴正方向传播，则
2.4s = 8T
质点P在2.4s内运动的路程为
s = 32A = 96cm
若简谐波向x轴负方向传播，则
2.4s = 10T
质点P在2.4s内运动的路程为
s = 40A = 120cm
故D正确，不符合题意。
故选C。
6. 现在的智能手机大多有“双MIC降噪技术”，简单说就是在通话时，辅助麦克风收集背景音，与主麦克风音质信号相减来降低背景噪音。图甲是原理简化图，图乙是理想状态下的降噪过程，实线表示环境噪声声波，虚线表示降噪系统产生的等幅降噪声波，则下列说法正确的是（ ）

A. 降噪过程应用的是声波的衍射原理
B. 理想状态下，降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等，波长相等
C. P点处的质点经过一个周期振动所产生的路程为4A（A为降噪声波的振幅）
D. P点处的质点经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
【答案】B
【解析】AB．由图可看出，理想状态下降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉现象，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，故A错误，B正确；
C．图乙所示，此时介质中的质点P处于平衡位置，但因为两列声波等大反向，所以合振幅为零，故质点P静止不动，速度为零，故C错误；
D．波传播时，质点不随波移动，只在平衡位置附近振动，则P点并不随波移动，故D错误。
故选B。
7. 在折射率为的液体内部有一点光源S，点光源可以向各个方向移动。某时刻，在液面上观察到半径为R＝0.2m的圆形光斑。现让点光源S向某个方向匀速移动，发现光斑最右侧边沿B位置不动，最左侧边沿D向左侧移动，经过2s，有东西侧边沿D向左移动了，侧面图如图所示，则点光源S的移动速度方向和大小（ ）

A. 水平向左B. 水平向右
C. v＝1m/sD. m/s
【答案】C
【解析】设全反射临界角为C，则满足
根据几何关系可知
若保持B位置不动，最左侧边沿D向左运动，则光源S应沿着光路斜向下运动，光板移动距离
光源移动的速度为
解得
v＝1m/s
故选C。
8. 如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为（ ）
A. 电流表的读数逐渐减小
B. 的功率先减小后增大
C. 电源的输出功率逐渐增大
D. 电压表与电流表读数改变量的比值保持不变
【答案】BD
【解析】AB．滑动变阻器的滑动触头将滑动变阻器分为上下两部分，上下两部分电阻属于并联关系，当滑动变阻器的滑动触头由a向b移动的过程中，并联电阻的等效电阻先增大后减小，可知回路中总电阻先增大后减小，根据闭合电路的欧姆定律有
可知，回路中的电流先减小后增大，则电流表的读数先减小后增大，的功率
可知其功率先减小后增大，故A错误，B正确；
C．电源的输出功率
由于电源的内阻与外电阻之间的关系未知，则电源的输出功率的变化不确定，故C错误；
D．电压表测量路端电压，根据闭合电路的欧姆定律有
可得
不变，故D正确。
故选BD。
9. 带有光滑圆弧轨道，质量为的滑车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为的小球以速度水平冲上滑车，到达某一高度后，小球又返回车的左端，则（ ）
A. 小球返回车的左端时，速度为零
B. 小球返回车的左端时，速度为
C. 小球上升到最高点时，小车的速度为
D. 小球在弧形槽上上升的最大高度为
【答案】ACD
【解析】AB．设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，选取向右为正方向，整个过程中动量守恒，由动量守恒定律得
mv0=mv1+mv2
由机械能守恒定律得
解得
v1=0
v2=v0
即小球与小车分离后二者交换速度，所以小球与小车分离后做自由落体运动，故B错误，A正确
CD．当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，以向右为正方向，由动量守恒定律得
mv0=2mv
解得
由机械能守恒定律得
解得
故CD正确。
故选ACD。
10. 如图所示，有一个质量为的物体A和一个质量为M的物体B用轻弹簧连接，放在光滑的水平地面上。二者初始静止，弹簧原长为，劲度系数为k，弹性势能表达式（x为弹簧的形变量）。现用一质量为m的子弹沿水平方向以初速度打中物体A，并留在物体A中（子弹与物体A达到相对静止的时间极短），然后压缩弹簧至最短，之后弹簧恢复原长，最后被拉长至最长。则下列说法正确的是（ ）

A. 整个过程中子弹、物体A、物体B三者组成的系统动量守恒、机械能守恒
B. 弹簧被压缩至最短时物体B的速度大小为
C. 整个过程中弹簧的最大弹性势能为
D. 物体B的最大加速度大小为
【答案】BD
【解析】A．水平地面光滑，子弹、物体A、物体B三者组成的系统所受合外力为零，因此动量守恒，子弹打入物体A过程中，由于摩擦生热，故机械能不守恒，选项A错误；
B．当三者共速时，弹簧被压缩至最短，设共同速度为，根据动量守恒定律有
解得
选项B正确；
C．当弹簧压缩至最短或伸长至最长时，弹性势能最大，此时三者共速，子弹打入物体A并留在A中时，设此时A的速度大小为，对子弹与物体A，根据动量守恒定律
解得
从子弹打入物体A后至AB共速，弹性势能增加量等于系统动能减少量，故最大弹性势能为
选项C错误；
D．当弹簧形变量最大时，弹力最大，物体B的加速度最大
根据牛顿第二定律得
联立二式得
选项D正确。
故选BD。
二、非选择题：本小题共5小题，共54分。其中第11题和第12题每空2分，共18分；第13题10分；第14题12分；第15题14分。
11. 某同学用图a所示装置测定重力加速度。小球上安装有挡光部件，光电门安装在小球平衡位置正下方。

（1）用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度d，其读数如图b，则d=___________mm；
（2）让单摆做简谐运动并开启传感器的计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1，若计数器计数为N时，单摆运动时间为t，则该单摆的周期T=___________；
（3）摆线长度大约80cm，该同学只有一把测量范围为30cm的刻度尺，于是他在细线上标记一点A，使得悬点O到A点间的细线长度为30cm，如图c所示。现保持A点以下的细线长度不变，通过改变OA间细线长度l以改变摆长，并测出单摆做简谐运动对应的周期T。实验中测得了多组数据并绘制了T2-l图像，求得图像斜率为k，由此可知当地重力加速度g=___________。
【答案】（1）2.331##2.332##2.333 （2） （3）
【解析】（1）[1]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以图中测得挡光宽度为
（2）[2]由题意可知
解得
（3）[3]设A点以下的细线长度为l0，根据单摆周期公式得
化简得
T2-l图像的斜率为k，则
解得
12. 在“测量金属丝的电阻率”实验中：
（1）测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，图中的导线a端应与________（选填“一”、“0.6”或“3”）接线柱连接，b端应与___________（选填“—”、“0.6”或“3”）接线柱连接。开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于____________（选填“左”或“右”）端。
（2）合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求电阻平均值；乙同学通过图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是___________（选填“甲”或“乙”）。
（3）两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流的表头G改装成电流表。如图2所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I。改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出图像如图3所示。
则图像斜率______。若要把该表头G改装成量程为的电流表，需要把长为__________m的镍铬丝并联在表头G两端。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）0.6 0.6 左 （2）乙 （3）2.1##2.2##2.3##2.4##2.5 0.24##0.25##0.26##0.27##0.28
【解析】（1）[1][2][3]实验中用两节干电池供电，滑动变阻器分压式连接，电压从零开始调节，电流表选较小量程测量电流减小误差 ，则图中的导线a端应与 “0.6”接线柱连接，电压表测电阻两端的电压，则金属丝的电阻较小，电流表外接误差较小，故b端应与 “0.6”接线柱连接。为了保护电表，开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于左端。
（2）[4]做U-I图象可以将剔除偶然误差较大数据,提高实验的准确程度，减少实验的误差，则乙同学通过U-I图像求电阻，求电阻的方法更合理；
（3）[5]由图像可知图像斜率
[6]方法一：由电路可知
解得
则
若要把该满偏电流为表头G改装成量程为的电流表，则并联的电阻
解得
方法二：延长图像可知，当I=9.0mA时可得
即
13. 如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的。当光从玻璃内侧P点以入射角a=37°射向外侧M点时，其折射光线与反射光线恰好垂直；而当光从P点射向外侧的N点时，在N点恰好发生全反射后被Q接收。已知光在真空中的传播速度为c，PQ的距离为L，sin37°=0.6。求：

（1）玻璃的折射率；
（2）光由P点经N点发生全反射到达接收器Q的时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）光线在M点发生折射，光路如下图所示

由几何关系得
β=53°
由折射定律得
代入数值可得
（2）在N点全反射，则有
PNQ的光程为
光在介质中的传播速度为速度
得
解得
14. 如图所示的电路中，为定值电阻，为电阻箱，灯泡L的规格为“3W、0.6A”，电动机M的线圈电阻为0.2Ω、额定功率为2W，电源的电动势，内阻，闭合电键，调节电阻箱，当电阻箱的阻值为4Ω时，灯泡刚好正常发光，电动机刚好能正常工作。求：
（1）电动机的额定电压；
（2）电阻的阻值；
（3）电动机的输出功率与电源的输出功率。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】（1）由于灯泡正常发光，则电路中电流，灯泡两端的电压
则电动机的额定电压
（2）电动机的额定电流
电阻中电流
因此，电阻的阻值
（3）电动机输出的机械功率
电源的输出功率
15. 如图，长为的传送带以大小为的速度沿顺时针方向匀速转动，一足够长的长木板紧靠传送带右端放在光滑的水平面上，长木板的上表面与传送带的上表面在同一水平面上，水平地面右侧有一竖直固定的弹性挡板。一可视为质点、质量为的物块轻放在传送带的左端A，随传送带运动到端，以速度滑上长木板，并与长木板一起向右运动，长木板与挡板第一次碰撞前物块与长木板已达到共同速度。已知长木板的质量为，物块与长木板间的动摩擦因数为0.4，长木板与挡板碰撞是弹性碰撞，重力加速度为。求：

（1）物块与传送带的动摩擦因数至少为多少；物块在传送带上运动的时间最长为多少；
（2）开始时，长木板的右端离挡板的距离至少为多少；
（3）长木板与挡板第次碰撞前一瞬间，长木板的速度为多大。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】（1）物块以速度v滑上长木板，设物块与传送带的动摩擦因数至少为，由牛顿第二定律及匀变速直线运动规律得
解得
物块在传送带上一直加速时运动的时间最长，最长时间为
（2）物块第一次在木板上滑动的过程中，由动量守恒定律得
设此过程中木板的位移为x，对木板由动能定理得
解得
即开始时长木板的右端离挡板的距离至少为
（3）长木板与挡板第一次碰撞到第二次碰撞，由动量守恒定律得
长木板与挡板第二次碰撞到第三次碰撞，由动量守恒定律得
可知，长木板与挡板第次碰撞前一瞬间，长木板的速度为