北京市怀柔区2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题

2023-2024年第二学期高二物理期末考试试题 一、单选题 1．下列说法正确的是（　　） A．当一列声波从空气传到水中时，其波长不变 B．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫纵波 C．当声源靠近时，静止的观察者接收到的声音频率增大 D．孔的尺寸比波的波长小时不会发生衍射现象 2．生活中有很多有趣的光学现象，关于这些现象，下列表述中错误的一项是（    ） A．甲图所示的光导纤维，内芯的折射率比外套的大 B．乙图所示的肥皂膜看起来是彩色的，这是光的折射现象 C．丙图所示的劈尖干涉，任意相邻明条纹所对应的薄膜厚度差恒定 D．如丁图所示，要想减弱玻璃表面反射光的干扰，拍出清晰的车窗内景象，可以在相机镜头前装一片偏振滤光片 3．如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。下列说法中正确的是（　　） A．各摆的振动周期与a摆相同 B．各摆的振幅大小不同，e摆的振幅最大 C．各摆的振动周期不同，c摆的周期最长 D．各摆均做自由振动 4．图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，相邻编号的质点间距离为2cm。已知时，质点1开始向上运动；时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（　　）    A．这列波传播的速度为0.5m/s B．时，振动传到质点8 C．时，质点12加速度方向向下 D．时，质点16正在向下运动 5．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，波沿x轴的负方向传播。下列说法正确的是（　　） A．质点P此时刻的速度沿y轴的正方向 B．再过半个周期时，质点P的位移为负值 C．经过一个周期，质点P通过的路程为2a D．质点P此时刻的加速度沿y轴的正方向 6．如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光。以下说法正确的是（　　） A．玻璃砖对a光的折射率为 B．b光的频率比a光的大 C．b光的波长比a光的大 D．b光在玻璃中的传播速度比a光的大 7. 质量为m的物体以v的初速度竖直向上抛出，经时间t达到最高点。速度变为0，以竖直向上为正方向，在这个过程中，物体的动量变化量和重力的冲量分别是（ ） A. -mv和-mgt B. mv和mgt C. -mv和mgt D.mv和-mgt 8．城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的 社会安全问题。  图为一则安全警示广告，非常形象 地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小明同学用 下面的实例来检验广告词的科学性：设一个50 g鸡 蛋从25楼的窗户自由落下，与地面的碰撞时间约为 ，已知相邻楼层的高度差约为3 m，则该鸡 蛋对地面产生的冲击力约为 A．10 N B．102N C．103N D．104 N 9．如图所示，是一个正弦式交变电流的波形图。则 A．该交变电流的周期为5s B．该交变电流的有效值为10A C．若将该电流通过10Ω的电阻时，10s内产生热 量为5000J D．若将该电流输入匝数比为10:1的降压变压器，副线圈输出电流的最大值为1A 10. 如图甲所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁托起到某一高度（弹簧处于压缩状态）后放开，磁铁能上下振动较长时间停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，如图乙所示，仍将磁铁托起到同一高度后放开，则下列说法正确的是（　　） A. 放线圈后，磁铁会更快地停下来 B. 放线圈后，磁铁振动的时间不改变 C. 因磁铁和线圈没有接触，所以线圈对磁铁没有作用 D. 放线圈后，线圈一直会对磁铁产生向上的作用力 11．在如图所示的电路中，和是两个相同的灯泡。线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法正确的是（ ） A．闭合开关S时，和同时亮 B．闭合开关S时，先亮，逐渐变亮，稳定时亮度相同 C．断开开关S时，闪亮一下再熄灭 D．断开开关S时，流过的电流方向向左。 12. 如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车表面足够长，则(　 　) A. 由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒 B. 车表面越粗糙，木块减少的动量越多 C. 车表面越粗糙，小车增加的动量越少 D. 木块的最终速度为 13. 如图6所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为10:1，其原线圈两端接入正弦式交变电压，副线圈通过电流表与变阻器R相连，若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法正确的是（　　） A．当变阻器电阻R=10Ω时，电流表的示数为3.11A B．滑动变阻器的滑片向下滑动，电压表的示数增大 C．滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表的示数增大图6 D．滑动变阻器的滑片向下滑动，变压器的输入功率减小 14．当一条长度为L、横截面积为S的金属丝在力F作用下伸长∆L时，满足表达式：，E为该金属丝材料的弹性模量，可以得到。弹性模量是描述固体材料抗形变能力的重要物理量，是材料的固有属性，也是机械构件材料选择的重要依据，采用单缝衍射和单丝衍射一起测量金属丝的微小伸长量和直径d，就可测量该金属丝材料的弹性模量。已知单缝衍射中央亮条纹宽度∆x满足表达式：，式中l为单缝到光屏的距离，D为单缝宽度，λ为衍射光波长，如图1所示，当金属丝下面的托盘增加砝码时，金属丝被拉长，下面的缝宽由a1减小为a2，引起光屏处的衍射中央亮条纹宽度变化，据此可以求金属丝伸长量∆L。图2为单缝衍射法测量金属丝在砝码拉伸下的微小伸长量光路示意图，已知单丝衍射中央亮条纹宽度与单缝衍射规律相同，式中D为单丝宽度，根据测量单丝衍射中央亮条纹宽度可以求得金属丝直径d，再根据可计算出金属丝的横截面积，图3为单丝衍射的示意图，将以上衍射法的测量值代入，就可以得到金属丝的弹性模量。据此材料，以下叙述正确的是（　　） A．砝码稍增大一些，∆L会增大，金属丝的弹性模量E将减小 B．增加砝码之后，单缝衍射的中央亮条纹都变宽 C．金属丝的弹性模量与实验用的光波长有关 D．该方法中使用的激光可以用白光代替 二、实验题 15．如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。 (1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列措施可行的是______（填选项前的字母）。 A．将单缝向双缝靠近 B．使用间距更小的双缝 C．把绿色滤光片换成红色滤光片 D．将屏向靠近双缝的方向移动 (2)某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图乙所示。分划板在图中位置时游标卡尺的读数为，在位置时游标卡尺读数为，该单色光的波长表达式为 （用题目中所给物理量符号，，，表示）。 16. 用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下∶ 步骤1∶不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置； 步骤2∶把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置； 步骤3∶用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离0点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。 ①对于上述实验操作，下列说法正确的是__________。 A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下 B.斜槽轨道必须光滑 C.斜槽轨道末端必须水平 D.实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动 E.小球1的质量应大于小球2的质量 ②本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有__________。 A．A、B两点间的高度差h1 B.B点离地面的高度h2 C.小球1和小球2的质量m1、m2 D.小球1和小球2的半径r ③当所测物理量满足表达式__________（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞守动量守恒定律。如果还满足表达式__________（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞时无机械能损失。 17．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。由图像可知重力加速度g = m/s2；（结果保留2位有效数字） （4）实验中，三位同学作出的T2—L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 三、解答题 18．如图所示，一质量为m的带电粒子从容器A下方的小孔S1 飘入S1、 S2之间的加速电场，其初速度可视为 0，加速后以速度v经小孔S3沿与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后垂直打到照相底片上的D点。已知S3到D点的距离L，不计粒子的重力，求： A S1 S2 S3 U D B （1）粒子的比荷； （2）加速电场的电势差U； （3）粒子在磁场所受洛伦兹大小。 19.（9分）如图，轻绳上端固定在O点，下端将质量的小球悬挂在A点。质量的玩具子弹，以的速度射向小球，与小球碰撞后，又以的速度弹回。已知绳长为，g取，。求： （1）碰撞后瞬间小球达到的速度。 （2）碰撞过程中系统发的热。 （3）碰撞后，小球向右摆动到最高点时相对于A点的高度。 20.如图所示，足够长的U形光滑导体框水平放置，宽度为L，一端连接的电阻为R，导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B0。电阻为r的导体棒MN放在导体框上，其长度恰好等于导体框的宽度，且相互接触良好，其余电阻均可忽略不计。导体棒在水平拉力的作用下以速度v向右匀速运动。R M N v B0 （1）求导体棒匀速运动时导体棒两端的电动势； （2）求导体棒匀速运动时导体棒两端的电压U； （3）导体棒MN的质量为m,某时刻撤去拉力，经过一段时间导体棒停在U形框上，求此过程中获得的电热Q； 21．简谐运动是一种常见且重要的运动形式。它是质量为m的物体在受到形如的回复力作用下，物体偏离平衡位置的位移x与时间t遵循变化规律的运动，其中角频率（k为常数，A为振幅，T为周期）。弹簧振子的运动就是其典型代表。如图所示，一竖直光滑的管内有一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧下端固定于地面，上端与一质量为m的小球A相连，小球A静止时所在位置为O。另一质量为m的小球B从距A为H的P点由静止开始下落，与A发生瞬间碰撞后粘在一起开始向下运动。两球均可视为质点，在运动过程中，弹簧的形变在弹性限度内，当其形变量为x时，弹性势能为。已知，重力加速度为g。求： （1）B与A碰撞前B的速度大小及碰撞后瞬间一起向下运动的速度大小； （2）小球A被碰后向下运动离O点的最大距离； （3）小球A从开始向下运动到第一次运动到最低点所用的时间t。 2023—2024学年第二学期高二年级期末考试物理答案 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 C B A C B B A 题号 8 9 10 11 12 13 14 答案 C C A B D C B 二、填空题 15．(1)D (2) 16.（1）ACE （2）C （3）m1OP=m1OM+m2ON m1OP2=m1OM2+m2ON2 17．（1）图16 （2）2.240 （3）9.9 （4）B 三、计算题 18．（9分） 解:（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径R=L/2。 洛伦兹力提供向心力： 2分 1分 （2）粒子在加速电场中，根据动能定理： 2分 1分 （3）粒子在磁场所受洛伦兹力 F= 2分 F= 1分 19（9分）（1）以水平向右为正方向，子弹和小球组成的系统动量守恒 1分 解得 1分 方向水平向右 1分 （2）对碰撞前后，子弹和小球组成的系统能量守恒 2分 解得碰撞过程中系统发的热 1分 （3）碰撞后，小球向右摆动到最高点，由机械能守恒定律 2分 解得最高点相对于A点的高度 1分 20．（10分）（1）MN运动产生电动势: E = B0Lv 3分 （2）根据闭合电路欧姆定律: 2分 由路端电压 U = IR , 1分 得: 1分 （3） 根据能量守恒 Q= 3分 21（1）；（2）；（3） 【详解】（1）小球B自由下落的速度设为，根据机械能守恒有 1分 解得 =g B与A碰撞过程动量守恒，则有 1分 解得 1分 （2）A在位置，弹簧被压缩，根据平衡条件得 1分 A与B共同体继续向下运动离点的最大距离为，根据能量守恒定律有 1分 联立，可得 解得 ，（舍去） 即 1分 （3）两小球一起向下运动的过程中，根据平衡条件有 1分 当两小球偏离平衡位置后，两小球所受回复力为 1分 故两小球一起向下运动的过程，是简谐运动。由题意 又振幅 1分 振动图像如图 由余弦函数知 所求时间 解得 1分 学科网（北京）股份有限公司 $$