[物理][期中]广东省佛山市南海区2023-2024学年高二下学期期中素养提升学业水平测试试卷(解析版)

这是一份[物理][期中]广东省佛山市南海区2023-2024学年高二下学期期中素养提升学业水平测试试卷(解析版)，共15页。试卷主要包含了保持答题卡清洁、完整，不得折叠，8s时P点运动至x=0等内容，欢迎下载使用。

本试卷共6页，满分100分。考试时间75分钟
注意事项：
1.答题前，考生务必清楚地将自己的姓名、准考证号填写在规定的位置。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用黑色墨水签字笔作答，字体工整、笔迹清楚。
3.考生必须在答题卡各题目的规定答题区域内答题，超出答题区域范围书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持答题卡清洁、完整，不得折叠。严禁在答题卡上做任何标记，严禁使用涂改液和修正带。
第一部分 选择题 （共46分）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选得0分。
1. 如图所示是某人用嘴“吹破”玻璃杯的情景，当他对着空玻璃杯发出特定的声音时，玻璃杯破碎。对此下列说法正确的是（ ）
A. 他发出声音时所带的气流使玻璃杯破碎
B. 他用特定声调的声音才容易使玻璃杯破碎
C. 用同样声音能使装满水后同规格玻璃杯破碎
D. 用同样声音一定可以使不同规格的玻璃杯破碎
【答案】B
【解析】A．用嘴“吹破”玻璃杯的原理是，他对着空玻璃杯发出特定的声音引起玻璃杯内空气柱的振动，空气柱的振动使玻璃杯做受迫振动，当空气柱的振动频率等于玻璃杯的固有频率时，玻璃杯引起共振，振幅最大而破裂，故A错误；
B．他用特定声调的声音引起玻璃杯的共振才容易使玻璃杯破碎，故B正确；
C．装满水后的同规格玻璃杯的固有频率发生变化，用同样声音不能使装满水后的同规格玻璃杯发生共振，所以不会破碎，故C错误；
D．不同规格的玻璃杯的固有频率不同，用同样声音不能引起不同规格的玻璃杯的共振，故D错误；
故选B。
2. 如图所示，飞机在以接近音速的速度飞行时，就能追上自身发出的声波，因此声波在飞机前方聚集，当聚集到一定程度就会形成“音障”，对飞机行驶安全造成影响。下列现象与“音障”形成原理相同的是（ ）
A. 收音机通过调频以接收电台信号
B. 在空旷房间发出声音后听到回声
C. 迎面驶来的警车警笛鸣声变得尖锐
D. 摩天大楼顶楼装风阻尼器以防止大风造成损坏
【答案】C
【解析】A．“音障”是运动物体的速度即将达到音速时因多普勒效应而产生的声波共振现象，“音障”形成原理是多普勒效应，收音机通过调频以接收电台信号，原理是改变载波频率的方式来携带音频信号，故A不符合要求；
B．在空旷的房间发出声音后听到回声，原理是波的反射，故B不符合要求；
C．根据多普勒效应，迎面驶来的警车警笛鸣声变得尖锐，故C符合要求；
D．摩天大楼顶楼装风阻尼器，通过增加建筑物的阻尼来减小建筑物的共振，从而降低振动的幅度，故D不符合要求。
故选C。
3. 如图所示，在某次篮球训练中，某同学伸出双手迎接水平飞来的篮球，触球后双手随篮球收缩至胸前，随后又将篮球水平向右传出。若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 接球时，双手收缩动作能减小篮球动量的变化量
B. 接球时，双手收缩动作能减小篮球对手的作用力
C. 传球时，手对篮球的冲量水平向右
D. 传球时，人与篮球组成的系统机械能守恒
【答案】B
【解析】A．在触球后双手随篮球收缩至胸前的过程中，动量的变化量为
接球时篮球的初末速度相同，则篮球动量的变化量相同，故A错误；
B．对篮球，根据动量定理
可知，接球时，双手收缩动作能增加作用时间，动量变化量不变，所以手对篮球作用力减小，则篮球对手的作用力减小，故B正确；
C．传球时，篮球的动量变化量方向水平向右，根据动量定理，手对篮球的作用力与重力的合力的冲量水平向右，则手对篮球的冲量不沿水平方向，故C错误；
D．传球时，人的机械能不变，篮球的机械能增加，所以，人与篮球组成的系统机械能增加，故D错误。
4. 如图所示为中国自主研发的隐形战机，隐形战机通常会有特殊的机身造型设计和在机身表面喷涂特殊材料，使毫米级微波雷达较难监测到战机，对此下列说法正确的是（ ）
A. 雷达发出的微波是一种机械波
B. 微波遇到障碍物不会发生衍射现象
C. 喷涂特殊材料是为了尽可能吸收微波
D 隐形战机通过高速运动避开雷达监测
【答案】C
【解析】A．雷达发出的微波是一种电磁波，故A错误；
B．衍射现象是波的特性，衍射不需要条件，一切波遇到障碍物都会发生衍射现象，故微波遇到障碍物会发生衍射现象，故B错误；
CD．喷涂特殊材料是为了尽可能吸收微波，使被战机反射回雷达设备的微波强度减弱，从而避开雷达监测，故C正确，D错误。
故选C。
5. 如图所示是光感式烟雾报警器的原理图，烟雾报警器光源发出光线，在没有烟雾时沿直线传播（虚线），有烟雾时则光会散射到光敏电阻中，使蜂鸣器达到额定电流发出报警声，已知光敏电阻的阻值随光的强度增强而减小，接收光的强度随烟雾浓度增大而增强，关于烟雾报警器，下列说法正确的是（ ）

A. 无论浓度多大的烟雾均可使蜂鸣器报警
B. 电源电动势越大，蜂鸣器越难发出报警声
C. 光源发光强度越强，蜂鸣器越难发出报警声
D. 滑动变阻器 P向a端滑动，蜂鸣器更容易发出报警声
【答案】D
【解析】A．只有当烟雾的浓度足够大时，散射到光敏电阻上的光足够强，使得光敏电阻的阻值减小，电路中电流足够大时才能使蜂鸣器报警，选项A错误；
B．电源电动势越大，在同等条件下回路中的电流越大，则蜂鸣器越容易发出报警声，选项B错误；
C．光源发光强度越强，光敏电阻的阻值越小，则回路中电流越大，则蜂鸣器越容易发出报警声，选项C错误；
D．滑动变阻器 P向a端滑动，电阻减小，则回路中电流增加，则蜂鸣器更容易发出报警声，选项D正确。
6. 如图甲所示是体操运动员挥动丝带的场景，若丝带上各点振动可看成是简谐运动，图乙为平衡位置位于x=0.3m的P点的振动图像，图丙为t=0.6s时丝带的波动图像，根据图像信息，下列说法正确的是（ ）
A. 该波波速大小为1.5m/sB. t=0.7s时P点的速度最大
C. t=0.8s时P点运动至x=0.6m处D. 波的传播方向沿着x轴的正方向
【答案】A
【解析】A．由图丙可知波长为，由图乙可知周期为，该波的波速大小为
故A正确；
B．由图乙可知t=0.7s时P点位于波谷，速度最小，故B错误；
C．P点在平衡位置附近振动，不会随波迁移，故C错误；
D．由图乙可知，t=0.6s时，x=0.3m的P点向下振动，根据同侧法，波的传播方向沿着x轴的负方向，故D错误。
故选A。
7. 为了提高光的利用率，生产厂家通常会在光伏板的玻璃表面涂敷增透膜，原理如图所示，入射光会分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，两束反射光发生干涉相互抵消，从而降低反射光的强度，增强透射光的强度；已知某单色光在薄膜中的波长为，则关于增透膜的最小厚度d，正确的是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】入射光分别在薄膜的前表面和后表面发生反射，当光到薄膜的前表面和后表面的光程差为半波长的奇数倍时，两束反射光发生干涉相互抵消，增透膜的最小厚度
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上的选项符合题目要求，全选对的得6分，漏选的得3分，错选、不选得0分。
8. 鲁本斯火焰管上有很多等间距排列的小孔，管子的一端封闭，另一端通入声波后，在管内通入可燃性气体并点燃，小孔喷出的火焰高度会随着管内不同位置的气压大小呈现出有规律的分布，已知气压越大，火焰的高度越高。下列说法正确的是（ ）

A. 空气中声波是一种横波
B. 声波中气体分子的振动方向与波的传播方向相互垂直
C. 在声波的密部处，火焰的高度最大
D. 增大声波频率时，火焰最高处的间隔会变小
【答案】CD
【解析】A．空气中的声波是一种纵波，A错误；
B．声波是纵波，故声波中气体分子的振动方向与波的传播方向相同，B错误；
C．在声波的密部处，气压最大，故火焰的高度最大，C正确；
D．受迫振动的频率等于输入的频率，增大输入声波的频率时，周期变小，波速不变，则波长变短，相邻火焰最高处之间的距离会减小，D正确。
故选CD。
9. 如图所示的电路中，电容器的上极板右端连接橡皮绳左端（绷直但无弹力），橡皮绳右端固定，电容器上极板左端接有拉手，不施加拉力时，电容器上下极板正对。现对拉手施加拉力后保持不变，先把开关拨到a，电路稳定后再把开关拨到b，测出此时振荡电流的频率就能推算拉力大小。已知该电路振荡电流的频率满足以下关系式，下列说法正确的是（ ）
A. 开关拨向a，电路稳定后，电容器上极板带上正电
B. 开关由a 拨向b瞬间，流经电流传感器的电流最大
C. 开关拨向b后，若LC 电路发生阻尼振荡，频率逐渐减小
D. 传感器检测到的振荡电流频率越大，表示施加的拉力越大
【答案】AD
【解析】A．开关拨向a，电容器充电，电容器上极板与电源的正极相连，电路稳定后，电容器上极板带上正电，故A正确；
B．开关由a 拨向b瞬间，电容器刚要放电，流经电流传感器的电流为零，故B错误；
C．开关拨向b后，若LC 电路发生阻尼振荡，该电路振荡电流的频率，电容和电感均不变，频率不变，故C错误；
D．传感器检测到的振荡电流频率越大，则电容越小，由，可知电容器两极板的正对面积越小，表示施加的拉力越大，故D正确。
10. 如图为某药品自动传送系统的示意图。该系统由水平传送带、竖直螺旋滑槽和与滑槽平滑连接的水平平台组成，竖直螺旋滑槽高5m， 长30m， 质量为0.5kg的药品A离开传送带进入螺旋滑槽速度为2m/s，到螺旋滑槽出口速度为6m/s，该过程用时5s，在出口处与静止的相同质量的药品B碰撞，碰后 A 静止，B 向前滑动，重力加速度g取 10m/s²，下列说法正确的是（ ）
A. 药品A、B碰撞后 B的速度为6m/s
B. 药品 A 对药品B 的冲量等于药品B 对药品 A 的冲量
C. 药品A 在螺旋滑槽运动过程重力的冲量为25 N·s
D. 药品A 在螺旋滑槽运动过程合力的冲量为30N·s
【答案】AC
【解析】A．设药品A、B的质量为m，碰撞后B的速度为，药品A到螺旋滑槽出口速度为
则，药品A、B碰撞过程动量守恒
解得
故A正确；
B．取药品A到螺旋滑槽出口速度的方向为正方向，根据动量定理，药品A对药品B的冲量为
药品B对药品A的冲量为
所以，药品A对药品B的冲量与药品B对药品A的冲量等大反向，故B错误；
C．药品A在螺旋滑槽运动过程重力的冲量为
故C正确；
D．设药品A离开传送带时的速度为，药品A在螺旋滑槽运动过程合力的冲量为
故D错误。
第二部分 非选择题 （共54分）
三、实验与计算题：本大题共5小题，共54分。按题目要求作答。计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 智能手机内置许多传感器，某同学想到使用其中的光传感器，结合单摆原理测量当地的重力加速度。
（1）实验操作步骤如下：
① 用螺旋测微器测量小钢球的直径d，测得结果如图甲所示，其读数 d=_______mm；
② 将细绳一端固定在O点，另一端系上小钢球，用毫米刻度尺测量出细绳的长度L；
③如图乙所示，实验前，使手机的光感元件位于小钢球的正下方，打开手机中测量亮度的应用软件；
④ 使单摆摆动，每当小钢球经过最低点时，光感元件会采集到一个亮度的最小值。采集到亮度随时间变化的图像如图丙，则单摆的周期T=_____s（保留两位有效数字）；
（2）若该同学把 O 点到钢球中心的距离作为单摆摆长，则重力加速度的表达式可表示为：g=_________（用L、d、T 进行表示）；
（3）关于实验操作，下列说法正确的是
A. 尽量选择粗一些、长一些的摆线
B. 尽量选择质量大、体积小的小球
C. 单摆偏离平衡位置的角度尽量大一些
D. 为使亮度变化更明显，应将小球涂黑
【答案】（1）8.600 2.0 （2） （3）B
【解析】（1）[1]螺旋测微器的读数为
[2]当小钢球经过最低点时，光感元件会采集到一个亮度的最小值，可知相邻两次亮度的最小值的时间为单摆的半个周期，由此可得单摆的周期为
（2）由题意可知，单摆的摆长为
根据单摆的周期公式
可得
（3）A．该实验中，要选择细些的、伸缩性小些的摆线，长度要适当长一些，故A错误；
B．该实验中，选择体积比较小，密度较大，质量较大的小球，故B正确；
C．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置以内，角度过大则不能看作单摆，故C错误；
D．小球过最低点时遮挡光线，与小球的颜色无关，故D错误。
故选B。
12. 某同学利用图甲所示的实验器材测量水的折射率。把一盏防水小灯泡放置水槽底部中央，水槽的宽度足够大，小灯泡可看成点光源。此时，在水面上均匀撒上痱子粉，小灯泡发出的光射向水面后，发现水面中央有一直径为d的圆形区域（亮斑）明显比其他区域亮。
（1）如图乙所示，水面中央产生亮斑，是因为该区域中小灯泡发出的光能折射出水面。其余区域比较暗，是因为小灯泡发出的光在这些区域发生 （填选项前字母代号）。
A. 全反射B. 衍射C. 干涉
（2）用刻度尺测出水面圆形亮斑的直径d，用游标卡尺测出灯泡顶端离水面的竖直距离（如图所示）h=________cm，可以计算得到水的折射率为n=________（结果用h和d进行表示）。
（3）若水面的高度下降，光斑的大小将________（填“变大”或“不变”或“变小”）。
【答案】（1）A （2）5.650 （3）变小
【解析】（1）水面中央产生亮斑，是因为该区域中小灯泡发出的光能折射出水面。其余区域比较暗，是因为小灯泡发出的光入射角大于某一临界角，使折射光线将会消失，所以在这些区域发生全反射，故选A。
（2）[1]根据游标卡尺读数规则
[2]根据题意，设全反射角为C，如图所示
由几何关系
由
联立解得
（3）由
知若水面的高度下降，即h变小，而折射率不变，得直径d变小，光斑的大小将变小。
13. 随着城市发展，城市噪音对人们的干扰日益严重，使用降噪耳机能有效解决这一问题。如图为某款降噪耳机的原理图，降噪耳机在分析了环境噪声的声波后，发出特定的降噪声波，两个声波同时进入耳道，从而实现降噪的效果。
（1）降噪耳机利用了波的什么现象？
（2）为了达到降噪目的，降噪声波应与噪声声波的振幅、频率、相位应具有怎样的关系（无须说明原因）。
【答案】（1）干涉；（2）振幅相等，频率相同，相位相反
【解析】（1）降噪声波与噪声声波叠加后减弱，利用了波的干涉现象。
（2）根据发生稳定干涉的条件，可知降噪声波与噪声声波频率相同，降噪声波与噪声声波叠加后减弱，则降噪声波应与噪声声波的振幅相等，相位相反。
14. 为提升公园水池的观赏效果，工作人员在池底的P 点处安装了一盏彩灯（彩灯可视为点光源）。已知池深H=2m，P 点到水池右侧的水平距离为 当水池装满水时，距离池边x₂=2.4m的工作人员恰能看到彩灯，工作人员眼部离地的高度为h=1.8m。已知光在真空中的速度
（1）求水的折射率n；
（2）光在水中的速度v；
（3）如果想让彩灯的光也能从水池左侧的B 点射出水面，则 B 点与 P 点的水平距离L不能超过多少。（结果用根号表示）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）光线在A点的折射角
入射角
则折射率
（2）光在水中的速度
（3）若光线恰好能在B点发生全反射，则
B 点与 P 点的水平距离
解得
15. 如图，在某场特技表演中，质量为m的特技演员和一辆质量也为m的小车 A静止在光滑水平地面上。初始时，演员紧握住A车的扶手，A车左侧有一固定的光滑斜面，右侧有一辆质量为4m的小车 B，以某一速度向左运动，并与A发生弹性正碰。碰后演员与A 车共同向左冲上斜面，能到达的最大高度，假设小车滑上和滑下斜面时无机械能损失，B车在A车回到水平面以前没有到达斜面底端，重力加速度为g。
（1）求A、B碰撞后， A车的速度 vA；
（2）B车的碰前、碰后的速度大小v和vB；
（3）从斜面滑下来后，演员在合适的时机从A 车跳到了 B车，设演员跳离A 车时的对地水平速度大小为vx，为保证两车不再发生碰撞，求vx的取值范围。
【答案】（1），方向向左；（2），；（3）
【解析】（1）人与A车组成的系统，碰后速度大小为vA，从碰后到最高点，有
解得
方向向左。
（2）在碰撞过程中，对人与两车组成的系统，根据动量守恒、能量守恒有
解得
（3）由于滑上、滑下斜面时没有机械能损失，因此人与A车回到地面时速度大小为vA，方向向右，设人从A跳到B后，A车得速度为，B车的速度为，取向右为正方向，对人与A车，有
对人与B车，有
解得
根据题意
①当，即时，若两车不会再次相撞，有
解得
②当≤0，即时，A车速度向左，由于A车滑上、滑下斜面后会原速率返回，因此若要两车不会再次相撞，有
解得
因此，为保证两车不再发生碰撞，vₓ的取值范围为