江苏省海安高级中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷(含答案)

这是一份江苏省海安高级中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷(含答案)，共16页。试卷主要包含了单选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、下列说法正确的是( )
A.发生多普勒效应是因为波源的频率发生了变化
B.拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一片偏振滤光片可以减小玻璃表面反射光的强度
C.激光切割金属利用了激光相干性好的特点
D.光学镜头上的增透膜是利用了光的折射现象
2、物体做简谐运动时，下列叙述正确的是( )
A.处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态
B.平衡位置就是回复力为零的位置
C.做简谐运动物体受到的合力与位移大小成正比，方向相反
D.单摆的周期与摆球的质量和振幅有关
3、某介质对空气的折射率为，一束光从该介质射向空气，入射角为60°，下列光路图正确的是( )
A.B.
C.D.
4、用频率不同的单色光a、b得到的干涉图样分别如图甲、乙所示，下列说法中不正确的是( )
A.a光更容易发生明显的衍射现象
B.单色光a在水中的传播速度比b光快
C.a光的频率大于b光的频率
D.从同一种介质射入空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角
5、如图所示，垫球是排球运动中通过手臂的迎击动作，使来球从垫击面上反弹出去的一项击球技术，若某次从垫击面上反弹出去竖直向上运动的排球，之后又落回到原位置，设整个运动过程中排球所受阻力大小不变，则( )
A.球上升阶段阻力的冲量大小小于下降阶段阻力的冲量大小
B.球从击出到落回的时间内，重的力冲量为零
C.球从击出到落回的时间内，空气阻力的冲量为零
D.球上升阶段动量的变化量等于下降阶段动量的变化量
6、用如图装置可以验证动量守恒定律，也可以研究碰撞过程中的能量问题。在验证动量守恒定律时，下列器材选取或实验操作符合实验要求的是( )
A.两小球的质量和尺寸可以不同
B.选用两球的质量应满足
C.需要直接或间接测量小球在平抛运动过程中的时间和射程
D.斜槽轨道越光滑误差越小
7、甲、乙两列横波在同一均匀介质传播，甲波沿x轴正方向，乙波沿x轴负方向，时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示，则( )
A.两列波不能产生干涉现象
B.两列波叠加后，坐标原点处的质点振动减弱
C.时刻坐标原点处的质点速度为零
D.两列波叠加后，x轴上处的质点振幅为10cm
8、高速铁路列车通常使用磁力刹车系统。磁力刹车工作原理可简述如下：将磁铁的N极靠近一块正在以逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线垂直铝盘向内，铝盘随即减速，如图所示。图中磁铁左方铝盘的甲区域（虚线区域）朝磁铁方向运动，磁铁右方铝盘的乙区域（虚线区域）朝离开磁铁方向运动。下列有关铝盘刹车的说法正确的是( )
A.铝盘甲区域的感应电流产生垂直铝盘向里的磁场
B.铝盘乙区域的感应电流产生垂直铝盘向外的磁场
C.磁铁与甲、乙两区域的感应电流之间的作用力，都会使铝盘减速
D.若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对空洞铝盘的作用力变大
9、如图所示，用同一个回旋加速器分别加速静止的氕核、氘核与氦核，加速电压大小相等，磁场的磁感应强度大小相等，不考虑粒子在电场中的运动时间以及粒子质量的变化。则下列说法正确的是( )
A.离开加速器时的速度最大的是氦核
B.离开加速器时的动能最小的是氕核
C.三种原子核在回旋加速器中运动时间相同
D.加速氘核后再对氦核进行加速，需要重新调整加速电压周期
10、如图将一质量为m的小球，从放置在光滑水平地面上质量为M的光滑半圆形槽的槽口A点由静止释放，下列说法中正确的是( )
A.小球运动到圆形槽右侧最高点一定与A点等高
B.从B运动到C，半圆形槽和小球组成的系统动量守恒
C.从A到B再到C，C点可能是小球运动的最高点
D.从A到B，半圆形槽运动的位移一定大于小球在水平方向上运动的位移
11、如图所示，将一质量为m，带电量为的小球在空间垂直纸面向里的匀强磁场中由静止释放，其运动轨迹为“轮摆线”，为方便分析，可将初始状态的速度（为零）分解为一对水平方向等大反向的速度v，即该运动可以分解为一个匀速直线运动1和一个匀速圆周运动2两个分运动，重力加速度为g，磁感应强度大小为B，为实现上述运动的分解，下列说法正确的是( )
A.速度
B.分运动2的半径为
C.小球在轨迹最低点处的曲率半径为
D.小球从释放到最低点的过程中重力势能的减少量为
二、计算题
12、如图所示，一个半圆形玻璃砖放在真空中，入射光线AO正对玻璃砖圆心方向入射，当AO与水平方向成角时，光线OC沿与竖直方向成45°角射出.（已知光速）求：
（1）光在玻璃中传播的速度；
（2）当AO、OB光线的夹角为多大时，OC光线刚好能够完全消失。
13、如图所示，ㄈ型金属导轨固定在水平桌面上，金属棒ab垂直置于导轨上，方形区域内存在着垂直于桌面向下的匀强磁场，当磁场在驱动力作用下水平向右运动，会驱动金属棒运动。已知导轨间距为d，电阻不计，金属棒质量为m，接入电路中的电阻为R，磁感应强度为B，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：
（1）金属棒ab刚要运动时的磁场速度；
（2）使磁场以第（1）问中速度做匀速运动的驱动力功率P。
14、如图，质量为2kg、足够长的长木板B静止在光滑水平地面上，在距长木板右端距离为x处有一固定挡板C，质量为1kg的小滑块A从长木板的左端以大小为12m/s的初速度滑上长木板，物块与长木板间的动摩擦因数为0.4，木板B与挡板C的碰撞过程中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略不计，取。求：
（1）若在B与C碰撞前A与B已相对静止，则x至少为多少；
（2）若要使B与C第一次碰撞后，B向左运动的动量大小恰好等于A向右运动的动量大小，则最后AB静止，B不会再与C发生碰撞，求满足如上情况的x取值；
（3）若，则B与C会碰撞几次。
15、如图平面直角坐标系中，x轴上方区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度。原点O处有一粒子源，可在坐标平面内沿各个方向向磁场区发射比荷均为的带负电的粒子。在处垂直于x轴放置一块足够长的粒子收集板PQ，当粒子运动到收集板时即被吸收，不计粒子间相互作用和重力的影响，粒子被吸收的过程中收集板始终不带电。（）
（1）能被收集的粒子速度至少多大？
（2）设某时刻粒子源沿方向射入一系列粒子，速度大小从0到不等，至少经过多长时间有粒子到达收集板？
（3）粒子源沿各个方向均匀地向磁场区发射速度大小均为的粒子，会有两个不同方向入射的粒子在PQ上的同一位置被收集，求PQ上这种位置分布的区域长度。
三、实验题
16、实验课中，同学们用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示。
（1）实验过程有两组同学分别用了图2、图3的两种不同方式悬挂小钢球，你认为________（选填“图2”或“图3”）悬挂方式较好。
（2）在实验中，某同学用主尺最小分度为1mm，游标尺上有20个分度的游标卡尺测量金属球的直径，结果如图4所示，读出小球直径为________cm；
（3）实验中，某同学测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图5所示的坐标系中，图中各坐标点分别对应实验中5种不同摆长的情况。画出该同学记录的图线。由图象可知重力加速度________。（结果保留3位有效数字）
（4）实验中，三位同学作出的图线分别如图6中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线a和c，下列分析正确的是________（填选项前的字母）。
A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值
参考答案
1、答案：B
解析：A、发生多普勒效应是因为波源与观察者之间发生了相对运动，故A错误；
B、拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一片偏振滤光片可以减小玻璃表面反射光的强度，故B正确；
C、激光切割金属利用了激光能量大的特点，故C错误；
D、光学镜头，上的增透膜是利用了光的干涉现象，故D错误。
故选：B。
2、答案：B
解析：AB.处于平衡位置的物体，回复力为零，不一定处于平衡状态。例如单摆运动到最低点时处于平衡位置但是由于具有向心加速度不处于平衡状态，故A错误；B正确；
C.做简谐运动物体受到的回复力与位移大小成正比，方向相反。故C错误；
D.根据可知单摆的周期与摆球的质量和振幅无关。故D错误。
故选B。
3、答案：D
解析：根据全反射临界角与折射率的关系有，解得，由于光从该介质射向空气，入射角为60°，入射角大于临界角，则发生全反射，则光路中只有反射光线，没有折射。故选D。
4、答案：C
解析：AC.由干涉条纹间距公式有，由于题图结合公式可知，a光的波长大于b光的波长，所以a光更容易发生明显衍射。由公式可知，其a光的频率小于b光的频率，故A正确，不符合题意，C错误，符合题意；
BD.由之前的分析可知，a光的频率小于b光的频率，所以a光的折射率小，由可知，单色光a在水中的传播速度比b光快。由临界角公式有，由于a光的折射率小，所以a光的临界角大，即从同一种介质射入空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角，故BD正确，不符合题意。
故选C。
5、答案：A
解析：
6、答案：B
解析：AB.为保证正碰，两小球的尺寸要求相同，为防止运动小球的反弹，需要满足。故A错误；B正确；
C.小球在空中做平抛运动，飞行时间由下落高度决定，均相同，不需要直接或间接测量。根据可知射程与小球的水平速度成正比，需要测量碰撞前后的射程。故C错误；
D.实验时要求小球从同一位置下滑，则到达斜槽末端的速度值相同。所以斜槽轨道的光滑与否不影响实验误差。故D错误。
故选B。
7、答案：D
解析：A.两列横波在同一均匀介质传播，则波速相同，由图可知，两波的波长相同，根据，则两波的频率相同，则能产生干涉现象，故A错误；
B.两波能产生干涉现象，两列波叠加后，两列波在O点的振动方向都是向下，坐标原点处的质点振动加强，故B错误；
C.坐标原点处的质点振动加强，时刻坐标原点处的质点位于平衡位置，速度最大，故C错误；
D.两列波叠加后，两波源到处的距离差为，因此处的质点振动减弱，则振幅为，故D正确。
故选D。
8、答案：C
解析：A.铝盘甲区域中的磁通量增大，由楞次定律可知，甲区域感应电流方向为逆时针方向，则此感应电流的磁场方向垂直纸面向外，故A错误；
B.铝盘乙区域中的磁通量减小，由楞次定律可知，乙区域感应电流方向为顺时针方向，则此感应电流的磁场方向垂直纸面向里，故B错误；
C.由“来拒去留”可知，磁铁与感应电流之间有相互阻碍的作用力，则会使铝盘减速，故C正确；
D.若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，这样会导致涡流产生的磁场减弱，则磁铁对空洞铝盘所产生的减速效果明显低于实心铝盘，故D错误。
故选C。
9、答案：C
解析：
10、答案：A
解析：AC.系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，结合能量守恒知，小球刚好能运动到右侧最高点，此时两物体速度都为零，故A正确，C错误；
B.从B到C，两物体在竖直方向上有合外力，系统的动量不守恒，但是在水平方向上，两物体的受力等大反向，故两物体组成的系统在水平方向上动量守恒；故B错误；
D.从A到B，在水平方向上，两物体的受力等大反向，故两物体组成的系统在水平方向上动量守恒，有，两边同乘于时间t，有，故两物体的位移大小与两物体的质量成反比，题设为给出两物体的质量关系，故无法判断两物体的位移大小关系，故D错误。
故选A。
11、答案：C
解析：A、因分运动1为匀速直线运动，故而，所以，故A错误；
B、对于分运动2洛伦兹力提供向心力，，所以，故B错误；
C、小球在轨迹最低点处有：，且，解得，故C正确；
D、此过程只有重力做功，重力势能全部转化为动能，所以，故D错误。
故选：C。
12、答案：（1）（2）见解析
解析：（1）玻璃的折射率为：
在玻璃中的传播速度为
（2）当光线发生全反射时，入射角满足，求得
根据反射角等于入射角，可得OA、OB光线的夹角为90°.
13、答案：（1）（2）
解析：（1）根据题意可知，金属棒ab刚要运动时，有
感应电动势为
感应电流为
安培力为
联立解得
（2）若磁场以第（1）问中速度做匀速运动，由牛顿第三定律可知，磁场受到的安培力大小等于，则驱动力的大小也为，驱动力功率为
14、答案：（1）（2）2.25m（3）见解析
解析：（1）A在B上做匀减速运动，B做匀加速运动，设A、B相对静止时，共同速度为，根据动量守恒有
B运动加速度大小
B运动的距离
因此，要使B与C碰撞前A与B已相对静止，则应。
（2）B与C碰撞后，当A向右的动量等于B向右动量时
根据动量守恒有
B运动的距离
因此，应
（3）当时
得
此时，
B与C碰撞后的速度大小为
相邻两次碰撞的时间间隔
此时，
B与C再次碰撞后的速度大小为
相邻两次碰撞的时间间隔
此时，
B与C第三次碰撞后的速度大小为
此后不再碰撞，因此碰撞次数为3次。
15、答案：（1）（2）（3）0.32m
解析：（1）由题意，粒子运动轨迹如图
临界半径为
在磁场中由洛伦兹力提供向心力，得
联立可得
（2）设速度为的粒子的轨道半径为R，则
解得
如图
设该粒子击中A点，，有
解得，
所有粒子的圆周运动周期均为
速度为的粒子转过圆心角为
粒子到达收集板的最短时间为
（3）临界1：如图
初速度与轴成的粒子轨迹直径与PQ交于M，这是PQ上离P最远的亮点
临界2：如图
初速度与轴成的粒子轨迹与PQ相切于N，有
解得
说明N点与A点重合，可得
16、答案：（1）图3
（2）2.240
（3）见解析；9.86
（4）B
解析：（1）图2所示的悬点在摆球摆动过程中会发生松动，使摆长发生变化，造成比较大的误差，图3所示的悬点相对图2牢固许多，摆长在误差允许范围内可视为不变，故选图3.
（2）小球直径为.
（3）剔除掉误差相对比较大的点4，将剩余的点用一条直线拟合，如图所示：
根据单摆周期公式，可得，则，图象的斜率为，解得.
（4）图线a有纵截距，即L为零时T不为零，说明所测摆长相对实际值偏小，而误将悬点到小球下端的距离记为摆长L会造成所测摆长较实际值偏大，故A错误；由前面分析可知图象斜率k与g成反比，所以图线c的斜率小于图线b的斜率说明图线c对应的g值大于图线b对应的g值，而误将49次全振动记为50次，导致所测周期较实际值偏小，则所测g值应较实际值偏大，所以出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次，故B正确，C错误.