江苏省南菁高级中学2023-2024学年高二上学期期末模拟测试物理试题

这是一份江苏省南菁高级中学2023-2024学年高二上学期期末模拟测试物理试题，共11页。试卷主要包含了单选题， 非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.“4G改变生活，5G改变社会”。现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，关于电磁波下列说法正确的是( )
A. 赫兹首先预言了电磁波的存在
B. 5G信号比4G信号在真空中的传播速度更大
C. 划亮一根火柴，就形成了电磁波
D. 空间只要有变化的电场存在，就一定能形成电磁波
2.如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ=60∘，线圈平面面积为S，共有n匝，空间存在区域无限大的磁场，磁感线竖直向下，磁感应强度的大小为B，设此时穿过线圈的磁通量为正，下列说法正确的是( )
A. 通过线圈的磁通量为12nBS
B. 若线圈以cd为轴逆时针转过60∘，通过线圈的磁通量为BS
C. 若线圈以cd为轴顺时针转过30∘，通过线圈的磁通量为BS
D. 若线圈以cd为轴顺时针转过120∘，通过线圈磁通量的变化量为12BS
3.某同学使用不同波长的单色光a、b进行双缝干涉实验，观察到实验现象，分别如图甲、乙所示。光速c=3×108m/s，下列说法正确的是
A. 单色光a的波长小于单色光b的波长
B. 若单色光a通过双缝到达中央亮条纹左边第2条亮条纹上点P的光程差为1.2×10−6m，则a光的频率为4.5×1014Hz
C. 利用透明薄膜检查元件平整度是利用光的干涉现象
D. 用单色光a照射单缝装置有明显的衍射现象，则单色光b通过同一装置一定会观察到明显的衍射现象
4.某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈A(有铁芯)、线圈B、灵敏电流计及开关按图连接成电路．在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向右偏．由此可以判断，在保持开关闭合的状态下，下列说法正确的是( )
A. 当线圈A拔出时，灵敏电流计的指针向右偏
B. 当线圈A中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向左偏
C. 当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转
D. 当滑动变阻器的滑片向N端滑动时，灵敏电流计的指针向左偏
5.如图甲为一波源的共振曲线，图乙表示该波源在共振状态下的振动形式沿x轴正方向传播过程中形成的机械波在t=0时刻的波形曲线，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点，则下列说法正确的是
A. 图甲中，若驱动力周期变大，共振曲线的峰将向频率f小的方向移动
B. 在t=2.5s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C. 质点Q的振动方程为y=10sin10πtcm
D. 从t=1s到t=2.5s，质点P通过的路程为30cm
6.下列说法正确的是( )
A. 红外线的光子能量比紫外线的大
B. 真空中红外线的传播速度比紫外线的大
C. 频率越高的振荡电路发射电磁波的本领越强
D. 变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场
7.关于黑体与黑体辐射，下列说法正确的是( )
A. 一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关
B. 黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，所以看起来是黑色的
C. 随着温度的升高，黑体辐射电磁波的辐射强度将会增加
D. 黑体辐射随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
8.如图所示，空气中有一折射率为 2的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°，半径为R的扇形NBC。该柱体厚度为ℎ，即MN=DC=AB=ℎ。一束刚好覆盖ABNM面的单色光，以与该面成45°角的方向照射到ABNM面上。若只考虑首次入射到ABCD面上的光，则ABCD面上有光透出部分的面积为( )
A. πRℎ6B. πRℎ4C. πRℎ3D. 5πRℎ12
9.如图所示，在水平地面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，现将一个质量也为m的物体C从A的正上方一定高度处由静止释放，C和A相碰后立即粘在一起，之后在竖直方向做简谐运动。在简谐运动过程中，物体B对地面的最小弹力为mg3，则以下说法正确的是( )
A. 若C物体从更高的位置释放，碰后粘在一起向下运动速度最大的位置会更低
B. C和A相碰后立即减速向下运动
C. B对地面的最大弹力为17mg3
D. 简谐运动的振幅为7mg3k
10.如图，正方形abcd区域存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，O、P分别为bc、cd边的中点。a点有一质子源，持续沿ad方向发射速率不同的质子。一段时间后，有些质子分别从b点、O点、P点射出，不计重力及质子间的相互作用，则( )
A. 从b点和O点射出的质子速率之比为2：1
B. 从P点和O点射出的质子速率之比为2：1
C. 从b点和O点射出的质子在磁场中运动的时间之比为2：1
D. 从O点和P点射出的质子在磁场中运动的时间之比为2：1
11.在水平力F的作用下质量为2 kg的物块由静止开始在水平地面上做直线运动，水平力F随时间t变化的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，g取10 m/s2。则( )
A. 6 s时物块的动能为零
B. 3 s时物块离初始位置的距离最远
C. 0 ∼ 6 s时间内合外力对物块所做的功为8 J
D. 0 ∼ 6 s时间内水平力F对物块所做的功为20 J
二、 非选择题:共5题,共56分.其中第12题~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位.
12..（每空3分，共15分）根据单摆周期公式可以通过实验测量当地的重力加速度。如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。
(1)用分度值为毫米的直尺测得摆线长，用游标卡尺测得摆球直径如图乙所示，读数为__________cm。。螺旋测微器读数为__________mm
(2)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的是____________。
A．摆线要选择细些的、长度不可改变、并且尽量长一些的
B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的
C．为了使摆的周期大一些以方便测量，拉开摆球使摆线相距平衡位置有较大的角度
D．在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T
(3)某同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出L-T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。利用图中A、B两点坐标表示当地重力加速度的表达式g＝____________。处理完数据后，该同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球的半径，这样__________(选填“影响”或“不影响”)重力加速度的计算。
13.（9分）如图甲所示为一列水平向右传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，图示时刻波恰好传播到x=0.24m处。图乙是这列波上O点的振动图像。质点M的平衡位置坐标为x=1.20m。从该时刻开始计时，求：
(i)波的传播速度大小；
(ⅱ)质点M第一次到达波峰所需的时间；
(iii)质点M第一次到达波峰时通过的路程。
14. (8分)如图所示为厚度为d的足够大的透明树脂平板截面,点光源置于其左边界上P点处.已知平板对该光的折射率n=2,光在真空中的传播速度为c.不考虑光在平板中的多次反射,求:
(1) 光在平板中传播的最短时间.
(2) 从右侧观察到平板右边界上透光区域的面积.
15. (12分)如图所示xOy平面内,在x≤15 cm的区域内有沿x轴负方向的匀强电场,电场强度E=125 V/m.在以O'(25 cm,0 cm)为圆心、R=10 cm为半径的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=1×10-4 T,两区域边界相切于x轴上P点.一粒子源在y轴上某处沿y轴负方向发射比荷qm=5×1011C/kg的负电粒子,粒子的初速度v0=2.5×106 m/s,恰好从电场区域经切点P进入磁场区域,不计粒子重力.求:
(1) 粒子经过点P时的速度大小.
(2) 粒子源在y轴上的位置.
(3) 粒子在磁场中运动的时间.
16. (12分)如图所示,光滑固定弧形轨道末端水平,与地面上足够长的水平木板C的上表面等高、平滑对接,但不粘连.现将质量mA=2 kg的物块A从轨道上距末端高h=0.8 m处由静止释放,物块A滑上木板C后经过一定时间与C上另一物块B发生碰撞,碰撞时间极短,且碰后A、B粘在一起.已知开始时B、C均静止,B到C左端的距离d=118 m,B、C的质量mB=mC=1 kg,A、B与C间的动摩擦因数相同,μA=μB=0.3,C与地面间动摩擦因数μC=0.05.取g=10 m/s2,物块A、B均可视为质点,求:
(1) 物块A刚滑上木板C时的速度大小.
(2) 从A滑上C直至A、B发生碰撞所需的时间.
(3) 从释放A到三个物体最终均停止运动,全过程系统产生的摩擦热.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】【分析】
真空中各种频率的电磁波的传播速度都相等，变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，电磁场由近及远的传播形成电磁波；根据对物理学史的掌握分析答题。
本题是一道基础知识，掌握麦克斯韦电磁场理论与物理学史即可解题，平时要注意基础知识的学习。
【解答】
A、麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故A错误；
B、所有电磁波在真空中的传播速度都等于光速c，所以5G信号和4G信号在真空中的传播速度相等，故B错误；
C、光是电磁波，划亮一根火柴产生了光，就形成了电磁波，故C正确；
D、均匀变化的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场不能产生电场，不能形成电磁波，空间有变化的电场存在不一定能形成电磁波，故D错误。
故选：C。
2.【答案】B
【解析】【分析】
线圈在匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量Φ=BS，B是磁感应强度，S是线圈内磁场的面积．当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量Φ=0，若既不垂直，也不平行，则可将磁场分解成垂直与平行，根据Φ=BSsinα(α是线圈平面与磁场方向的夹角)即可求解．
注意磁通量是标量，没有方向，但是有正负，假设从正面穿过时磁通量为正，则从反面穿过时磁通量就为负。
【解答】A、通过线圈的磁通量为BScs60°=12BS，故A错误；
B、若线圈以cd为轴逆时针转过60∘，则线圈平面与磁场方向垂直，通过线圈的磁通量为BS，故B正确；
C、若线圈以cd为轴顺时针转过30∘，则线圈平面与磁场方向平行，通过线圈的磁通量为0，故C错误；
D、若线圈以cd为轴顺时针转过120∘，则线圈平面与磁场方向垂直，并且磁感线从另一面穿过，通过线圈磁通量为−BS，则通过线圈磁通量的变化量为−BS−12BS=−32BS，故D错误。
故选B。
3.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射，要掌握双缝干涉条纹间距公式Δx=ldλ，双缝干涉中第n级亮条纹对应的光程差为nλ。
缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
【解答】A.由题图甲、乙可知a光的相邻条纹间距较大，根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=ldλ，可知λb