广西壮族自治区桂林市联考2023-2024学年高二下学期开学考试物理试卷(解析版)

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本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号，座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版必修第三册第十一章至第十三章，选择性必修第一册，选择性必修第二册第一章。
一、选择题：本题共10小题，共46分。第1~7题，每小题4分，只有一项符合题目要求，错选、多选或未选均不得分；第8~10题，每小题6分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。
1. 下列有关振动的说法正确的是（ ）
A. 阻尼振动的振幅不会变化
B. 物体振动的频率就是物体的固有频率
C. 当驱动力的频率等于固有频率时，物体做受迫振动的振幅达到最大值
D. 共振是普遍的现象，都是有利的
【答案】C
【解析】A．阻尼振动由于阻力的存在，一部分机械能转化为内能，因此阻尼振动的振幅将逐渐减小，A错误；
B．物体振动的频率不一定是物体的固有频率，例如受迫振动，其频率等于外界驱动力的频率，B错误；
C．当驱动力的频率等于固有频率时，物体发生共振，物体做受迫振动的振幅达到最大值，C正确；
D．共振是普遍的现象，不一定都是有利的，例如桥梁在风作用下的振动，如果发生共振，极有可能使桥梁受损，D错误。
故选C。
2. 关于电磁波谱，下列说法正确的是（ ）
A. X射线可用于广播
B. γ射线是波长最短的电磁波
C. 紫外线的频率比紫光的低
D. 长波可以摧毁病变的细胞
【答案】B
【解析】A．X射线具有较强的穿透能力，所以不能用于广播，故A错误；
B．γ射线是波长最短，频率最高的电磁波，故B正确；
C．紫外线的波长比紫光短，紫外线的频率比紫光的高，故C错误；
D．长波波长较长，频率较低，能量较小，不可摧毁病变的细胞，故D错误。
故选B。
3. 下列关于光的干涉的说法错误的是（ ）
A. 光的干涉实验最早是托马斯·杨成功完成的
B. 光会发生干涉说明光是一种波
C. 可以利用薄膜干涉原理对镜面的平滑度进行检测
D. 在所有条件相同的前提下，蓝光比红光相邻两条亮条纹距离长
【答案】D
【解析】A．光的干涉实验最早是托马斯·杨成功完成的，故A正确；
B．干涉是波特有的现象，所以光会发生干涉说明光是一种波，故B正确；
C．利用薄膜干涉原理对镜面的平滑度进行检测，故C正确；
Ｄ．根据双缝干涉条纹间距表达式
得在所有条件相同的前提下，蓝光比红光相邻两条亮条纹距离短，故D错误。
本题选择错误选项，故选D。
4. 一质量m=60kg的运动员从下蹲状态竖直向上跳起，经t=0.2s，以v=1m/s的速度离开地面，取重力加速度大小g=10m/s2，在这0.2s内（ ）
A. 地面对运动员的冲量大小为60N·s
B. 地面对运动员的冲量大小为180N·s
C. 地面对运动员做的功为30J
D. 地面对运动员的支持力等于运动员所受重力
【答案】B
【解析】AB．根据动量定理可得
代入数据解得
故A错误，B正确；
C．人在跳起时，地面对人的支持力竖直向上，在跳起过程中，支持力的作用点在支持力方向上没有位移，地面对运动员的支持力不做功，故C错误；
D．人在起跳时，加速度向上，地面对人的支持力大于人所受重力，故D错误。
故选B。
5. 图是改装后的电表，已知灵敏电流表G的满偏电流为Ig，内阻为Rg，变阻箱R接入电路的阻值为R0，下列说法正确的是（ ）

A. 甲表是电压表B. 甲表改装后的量程为
C. 乙表是电流表D. 乙表改装后的量程为
【答案】B
【解析】AB．将小量程电流表改装成大量程电流表，需要并联一电阻R分流，改装后的量程为
A错误，B正确；
CD．将小量程电流表改装成电压表，需要串联一电阻R分流，改装后的量程
选项C错误，D错误。
6. 回旋加速器的两个D形金属盒分别和一高频交流电源的两极相接，两盒放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，若粒子源射出粒子的电荷量为、质量为，则要使粒子能持续加速，所加交流电源的频率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】带电粒子来磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有
其周期为
所加交流电的电源频率与粒子的频率相同，即
故选C。
7. 在匀质轻绳上有两个相距的波源S1、S2，两波源上下振动产生两列绳波，可将其看作简谐波。两波源的连线上有两质点A、B，A与波源S1相距，B与波源S2相距，如图甲所示。时波源S1开始向下振动，其振动方程为，而波源S2的振动图像如图乙所示。时质点A开始振动，则下列说法正确的是（ ）
A. 后S1、S2两波源之间有6个振动加强点
B. 波源S1产生的波的波长为
C. 波源S1产生的波的波速为
D. 内质点B通过的路程为
【答案】C
【解析】A．由于两列波的周期相等，频率相等，相遇时能发生干涉，又两波源的振动步调相反，所以1s后两波源之间的振动加强点到两波源之间的距离差满足
其中
由于
解得
则振动加强点有4个，故A错误；
BC．根据题意可知波源S1振动的周期为
根据振动方程得波源S2振动的周期为
两波在同一介质中传播，传播速度相等，则波长也相等，时波源S1的振动形式经0.2s传至距其3m的A点，则
故波长
故B错误，C正确；
D．由于质点B到波源S1、S2的距离相等，所以两列机械波同时传到质点B，而两波源的振动步调相反，所以质点B始终是振动减弱点，其振幅为
则质点B在一个周期内经过的路程为8cm，又在内，质点B的振动时间
则质点B经过的路程为
故D错误。
8. 某实验装置如图所示，在铁芯P上绕两个线圈A和B。如果线圈A中电流i与时间t的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈A接甲图中电流，线圈B中可以观察到感应电流
B. 线圈A接乙图中电流，线圈B中可以观察到感应电流
C. 线圈A接丙图中电流，线圈B中可以观察到感应电流
D. 线圈A接丁图中电流，线圈B中可以观察到感应电流
【答案】BCD
【解析】A．线圈A接甲图中恒定电流，穿过线圈B中的磁通量不发生变化，线圈B中没有感应电流产生，故A错误；
BCD．在乙、丙、丁三种情况下，可以在线圈B中观察到感应电流，因为在这三种情况下，线圈A中的电流发生了变化，它产生的磁场也发生变化，因而穿过线圈B中的磁通量发生变化，线圈B中有感应电流产生，故BCD正确。
9. 特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示，高压输电线上使用“正方形间隔棒”，支撑导线、、、的目的是固定各导线间距，防止导线互相碰撞，图中导线、、、水平且恰好处在正四棱柱的四条棱上，的几何中心为点，点到导线的距离相等且远小于导线的长度。忽略地磁场，当四根导线通有等大、同向的电流时，下列说法正确的是（ ）
A. 点的磁感应强度为零
B. 点的磁感应强度为零
C. 与相互吸引
D. 所受安培力的方向为从指向
【答案】AC
【解析】AB．因四条导线中的电流相等，O点与四条导线的距离均相等，由右手定则和对称性可知，L1在O点的磁感应强度与L3在O点的磁感应强度等大反向，L2在O点的磁感应强度与L4在O点的磁感应强度等大反向，所以四条导线在O点的磁感应强度等于零，a点距L1、L4的距离小于L2、 L3，点的磁感应强度不为零，故A 正确，B错误；
C．同向电流之间相互吸引，则与相互吸引，故C正确；
D．其余三条导线对L3都是吸引力，结合对称性可知，L3所受安培力的方向为从L3指向L1，故D错误。
10. 如图（a）所示，轻弹簧的两端分别与质量为 m1和m2的两物块A、B相连接，静止在光滑的水平面上若使A以3m/s的速度向B运动，A、 B的速度图像如图（b）所示，已知m1=2kg，则（ ）
A. 物块m2质量为4kg
B 时刻弹簧处于压缩状态
C. 从到时刻弹簧由压缩状态恢复到原长
D. 弹簧的最大弹性势能为6J
【答案】AD
【解析】A．两物块组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
由图示图像可知，t1时刻两者的共同速度：v1=1m/s，代入数据解得：m2=4kg，故A正确。
BC．由图示图像可知，两物块的运动过程，开始时m1逐渐减速，m2逐渐加速，弹簧被压缩，t1时刻二者速度相当，系统动能最小，势能最大，弹簧被压缩最厉害，然后弹簧逐渐恢复原长，m2依然加速，m1先减速为零，然后反向加速，t2时刻，弹簧恢复原长状态，由于此时两物块速度相反，因此弹簧的长度将逐渐增大，两木块均减速，当t3时刻，二木块速度相等，系统动能最小，弹簧最长，因此从t3到t4过程中弹簧由伸长状态恢复原长，故B、C错误。
D．弹簧压缩量最大或伸长量最大时弹簧弹性势能最大，当弹簧压缩量最大时两物块速度相等，如t1时刻，对系统，由能量守恒定律得：
代入数据解得：
EP=6J
故D正确。
故选AD。
二、非选择题：本大题共5小题，共54分。第11题6分，第12题10分，第13题10分，第14题12分，第15题16分，其中13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，若只有最后答案而无演算过程不得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. “祖冲之”研究小组使用伏安法测量圆柱体的电阻。
（1）已知圆柱体的电阻约为100Ω，实验所用直流电源的电动势约为4V、内阻可忽略；电流表A的量程为、内阻约为30Ω；电压表V的量程为，内阻约为10kΩ；滑动变阻器阻值的变化范围为，为减小测量误差，实验电路应采用图中的（R代表圆柱体的电阻）（ ）
A. B.
C. D.
（2）若电流表示数为I，电压表的示数为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为______。
（3）如图所示，黑盒子有三个接线柱，用多用电表欧姆挡探究其内部电路。当黑、红表笔分别接触1、2时电表指针发生瞬间偏转后偏转又消失；当黑、红表笔分别接触2、3时电表指针发生稳定的偏转；当红、黑表笔分别接触2、3时电表指针不发生偏转。则黑盒内电路可能是下列选项中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】（1）A （2） （3）A
【解析】（1）依题意，可得
可知圆柱体的电阻较小，采用电流表外接法实验误差较小，同时滑动变阻器的最大阻值较小，采用分压式接法可以多测几组数据，从而减小实验误差。综上所述，实验电路应采用图中的A。
故选A。
（2）根据电阻定律，可得
又
联立，解得
（3）依题意，当黑、红表笔分别接触1、2时电表指针发生瞬间偏转后偏转又消失，可知1、2之间有电容器，当黑、红表笔分别接触2、3时电表指针发生稳定的偏转；当红、黑表笔分别接触2、3时电表指针不发生偏转，可知2、3有二极管，且二极管正极与2相连。综上所述黑盒内电路可能是A。
12. 在用双缝干涉测量光的波长的实验中，实验装置如图甲所示。
（1）甲图从左至右分别是______；
A. 光源，滤光片，单缝，双缝
B. 光源，滤光片，双缝，单缝
（2）测量某亮纹位置时，乙图中手轮上的示数为______mm；
（3）若双缝间距为d，双缝到毛玻璃距离为L，第一条亮纹到第五条亮纹的距离为x，则光的波长为______（用x、d、L表示）。
【答案】（1）A （2）1.470 （3）
【解析】（1）由双缝干涉原理可知，光源发出光后，先用滤光片得到单色光，然用单缝得到细长的光源，最后用双缝得到两束相干光。
故选A。
（2）乙图中手轮上的示数为
（3）第一条亮纹到第五条亮纹间距是x，则相邻亮条纹间距为
根据，
可得光的波长为
13. 夕阳西下，一束阳光以与湖面成角射入湖中，，湖深，折射率，光在真空中的传播速度，，求：
（1）折射角；
（2）光从湖面传播到湖底的时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）如图所示
由几何关系可知，入射角的正弦值等于，由折射定律
代入数据可得
故折射角为
（2）由得，光在湖水中的传播速度为
光在湖水里传播的路程为
所以光从湖面传播到湖底的时间为
14. 某小组拆下一个小电风扇的电动机（电动机线圈电阻），设计了如图所示的实验电路，电源的电动势、内阻，小灯泡的额定电压、额定功率，闭合开关，调节电阻箱的阻值，当时，灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，根据以上信息，求：
（1）电动机正常工作时的输出功率；
（2）电源的效率。
【答案】（1）11W；（2）
【解析】（1）根据题意可得，小灯泡恰好正常发光时回路中的电流为
此时电动机也正常工作，可得其正常工作时的输出功率
而
联立解得
（2）电源的效率
15. 如图所示，在光滑绝缘水平桌面上，有两个直径相同的小球，a小球不带电，质型，b小球所带电荷量，质量，空间存在竖直向下的匀强电场E及垂直纸面向外、磁感应强度大小为1T的匀强磁场B，刚开始b小球固定，a小球以速度向右运动，碰前瞬间释放b小球，取重力加速度大小。
（1）若两球碰后粘在一起，碰撞时间极短，碰撞过程中电荷量不损失，小球在离开桌面后做匀速圆周运动，求碰后瞬间小球的速度大小和匀强电场的电场强度E的大小；
（2）若碰后瞬间电荷量均分，且两小球不粘在一起，b小球竖直方向的加速度恰好为0，电场强度的大小为，分析说明小球a和小球b之间的碰撞是否为弹性碰撞。
【答案】（1），；（2）见解析
【解析】（1） 设碰后瞬间小球的速度为，对a、b球系统，根据动量守恒定律
解得
小球在离开桌面后做匀速圆周运动，竖直方向合力为零
解得
（2）设小球a碰后的速率为，小球b碰后的速率为， a小球与b小球碰撞时，以水平向右为正方向：
b小球竖直方向的加速度恰好为0
解得
，
碰撞前两物体的机械能
碰撞后两物体的机械能
碰撞前后机械能守恒，所以a、b两小球碰撞属于弹性碰撞。