浙江省嘉兴高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

嘉兴高级中学2023 学年第二学期期中考试 高二年级物理试卷 命题人：张典 审卷人：吴志浩 考生须知： 1. 本卷满分为100分，考试时间为90分钟。 2.请将答案正确填写在答题卡上，答案写在试题卷上不给分。 一、单项选择题(本题共13小题，每小题3分，共39分) 1.下列物理量中没有单位的是 ( ) A.折射率 B.磁通量 C. 电容 D. 功率 2.在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是( ) A.奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象 B.麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在 C.库仑发现了点电荷的相互作用规律并通过油滴实验测定了元电荷的数值 D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律 3.如图所示，网球发球机水平放置在距地面某处，正对着竖直墙面发射网球，两次发射网球分别在墙上留下A、B两点印迹。测得 OP为水平线，若忽略网球在空中受到的阻力，则下列说法正确的是 ( ) A.两球碰到墙面时的动量可能相同 B.两球碰到墙面时的动能可能相等 C.两球发射的初速度： D.两球碰到墙面前运动的时间： 4.如图所示，北斗卫星导航系统中，静止轨道卫星和中圆轨道卫星均绕地球做匀速圆周运动。它们的轨道高度分别为36000km和21500km。线速度大小分别为v静和v中，角速度大小分别为ω静和ω中’下列判断正确的是 ( ) 中 5.关于多普勒效应，下列说法中正确的是 ( ) A.当波源与观察者都运动时，才会发生多普勒效应 B.当波源与观察者运动的速度相同时，不会发生多普勒效应 C.只有机械波才能发生多普勒效应 D.只要波源运动，就一定会发生多普勒效应 高二年级物理学科(选考)：第1页，共7 页 6.两束光M、N以相同入射角由空气入射到水中，折射角分别为α和β，已知α>β，则在水中 ( ) A.M光的折射率大于N光 B. M光的频率大于 N光 C.M光的传播速度大于 N光 D. M光的波长小于N光 7.如图甲所示，把小球安装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球和弹簧均穿在光滑的水平杆上。小球振动时，沿垂直于振动方向以速度v匀速拉动纸带，不计小球上的振针与纸带之间的摩擦阻力，纸带上留下如图乙所示的痕迹，a、b是痕迹上的两点。下列说法正确的是 ( ) A.t时间内小球运动的路程为 vt B.小球通过a点的速度大于通过b点的速度 C.小球机械能守恒 D.减小小球振动的振幅，其周期会变大 8.如图所示，水平放置的平行板电容器接在电路中a、b两点，现将滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离后停止滑动，则与滑片P 滑动前比( ) A.电容器中的c点电势将升高 B.电路中a点电势将升高 C.电源内阻消耗的功率增大 D.电源消耗的总功率减小 9.如图所示，光导纤维由内芯和包层两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯，内芯以外的部分为包层，光从一端射入，从另一端射出，下列说法正确的是( ) A.内芯的折射率大于包层的折射率 B.光线通过光导纤维的时间与内芯折射率无关 C.不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同 D.若紫光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射 10.如图所示，某光学元件是一个截面半径为R的圆柱，O点为截面圆心。截面内侧S处有一单色点光源，其发出的一条光线射到截面上的A点，该光线恰好不从元件内射出。已知SA=R，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是 ( ) A.该光学元件的折射率 B.该光线从S点发出到第一次回到S点的时间 C.改变光线的颜色，该光线一定不会从元件内射出 D.将光线改为与水平方向夹角45°方向入射，光线将从元件内射出 高二年级物理学科(选考)：第2页，共7页 11.质量m=1kg的物块静止在水平地面上，t=0时刻物块在水平拉力 F的作用下开始运动，其运动过程中加速度随时间变化的图像如图所示，已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度 则( ) A. 0~1s内拉力F的冲量大小为1N·s B. 物块在2s末和6s末的速度相等 C.物块与地面在1~2s 内因摩擦产生的热量为2J D. 拉力F在1~2s内对物块做功8J 12.如图所示，O点为某弹簧振子的平衡位置，该弹簧振子在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向。A、B两点间的距离为16cm，t =0时振子沿x轴正方向经过C点， 时经过D点。已知振子经过C、D两点时的速度大小均为v，C、D两点之间的距离为8cm，下列说法正确的是 ( ) A.该简谐运动的周期可能为 B.该简谐运动的周期可能为 C. 若t = 0.4s时振子第一次通过D点, t=0s和t = 1.2s时, 振子速度相同 D. 若t = 0.4s时振子第一次通过D点, 从t= 1.4s到t=2s的时间内,振子的位移和系统的弹性势能都在逐渐减小 13.直流电动机在生产和生活中有着广泛的应用，但是电动机启动瞬间，转子还未转动，电动机的启动电流很大。为了减小启动电流，保护用电器，如图所示，将一线圈电阻为rM的电动机与电阻箱串联后接在电源电动势E=8V，内阻r=1Ω的电源两端，电压表可以视为理想表，现利用电动机竖直向上牵引一质量为m =0.1kg的物体，已知重力加速度为g=10m/s²。调节电阻箱至R=17Ω后，闭合开关S，电动机转子稳定转动时，物体以速度v=0.6m/s匀速上升,电压表示数为U = 3.4V。下列说法正确的是( ) A.电动机的线圈电阻 B.电动机转动稳定时，其输入电压为4V C.电动机转动稳定时，其输出功率为6W D.调节电阻箱至R=17Ω后，闭合开关S，电动机的启动电流为0.2A 二、多项选择题(本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 14.某研究小组将两相干波源S₁、S₂置于矩形区域两个顶点上，O为AB边中点，如图所示。两波源开始振动一段时间后，发现A、O、B为三个连续分布的振幅最大的点。则下列说法中正确的是 ( ) A.当波源S₁位于波峰时，波源S₂也位于波峰 B.A、B两点间有两个振幅最小的点 C.将两波源的频率都加倍，A点振幅仍为最大 D.将两波源的频率都减半，A 点振幅仍为最大 高二年级物理学科(选考)：第3页，共7页 15.我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其能减少损耗、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某远距离输电示意图如图所示，发电机输出的正弦交流电压的有效值、输电线的电阻和理想变压器的匝数均不变，且 当用户数量增加后，下列表述正确的是( ) A.用户的总电阻减小 B.输电线的损耗功率减小 C.升压变压器原线圈电压的有效值大于降压变压器副线圈电压的有效值 D.用户端变化的功率等于升压变压器变化的功率 三、实验题 (本题共3题，共11空，每空1分) 16.某同学设计“测量某粗细均匀的导电金属丝的电阻与其拉伸后的长度之间的关系”实验： (1)导电金属丝拉伸装置如图1所示，按图2连接电路，将该导电金属丝的A、B两端分别与电路中的C、D两端连接； (2)在B端悬挂重物，重物静止时，用刻度尺测量出A、B间的距离L； (3)保持开关S₂断开，闭合开关S₁，调节滑动变阻器R至合适位置，记录电压表和电流表的示数U和I₁; (4)闭合开关S₂，调节滑动变阻器R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I₂，则此时该导电金属丝的电阻 (用I₁、I₂和U表示)，电压表内阻对该导电金属丝电阻的测量值 (选填“有”“无”) 影响; (5)断开开关S₁，增加B端悬挂的重物重量，重复步骤 (2)(3)(4)，得到多组Rₓ和L数据并作出函数关系图像。理论上，若拉伸过程中该导电金属丝的电阻率及体积均不变，则以Rx为纵坐标, 以 (选填“L”、“L²”、“√L”)为横坐标，可得到线性关系； (6)若上述理论成立，可将导电金属丝作为传感器中的敏感元件来监测构件间的微小拉伸变化。按图3所示电路将该导电金属丝连接在两构件之间，实验中保持电压表读数不变，两构件电阻及电流表内阻可不计，若将电流表刻度改为构件间的距离，则越向左相邻刻度间的数据差值 (选填“越大”“越小”“不变”)。 高二年级物理学科(选考)：第4页，共7页 17.(1)某同学用“插针法”测定玻璃的折射率，实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针P₁、P₂，在另一侧再竖直插两个大头针 由于没有量角器，在完成了光路图以后，用圆规以O点为圆心，OA为半径画圆，交00'延长线于 C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于 B点和D点，如图所示，若他测得 则可求出玻璃的折射率n= (保留两位有效数字)。 (2)在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面( bb'与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以 为界面画光路图。甲、乙、丙同学测得的折射率和真实值相比：甲 ；乙 ；丙 (填选项前的字母)。 A. 偏大 B. 偏小 C. 不变 D.以上都可能 18.某同学在实验室研究单摆测量重力加速度的实验中， (1)下列四张图片是四次操作中摆角最大的情景，其中操作合理的是 (单选) (2)该同学用游标卡尺测得摆球直径如图丙所示为 cm；然后用停表记录了单摆振动50次所用的时间如图丁所示为 s。 高二年级物理学科(选考)：第5页，共7页 四、解答题(本题共4小题,19题8分,20题10分, 21题12分, 22题14分) 19.如图所示，倾斜滑轨AB与水平面夹角为( 长度 水平滑轨BC 和半圆形滑轨CD均光滑，CD的半径为R，相邻滑轨在 B、C处均平滑连接，质量为 的物块(可视为质点)从A点由静止释放，最后恰好运动到半圆形滑轨的最高点 D，物块与滑轨AB间的动摩擦因数 取 求: (1)物块在滑轨AB上滑行时加速度a的大小； (2) 半圆形滑轨CD的半径 R。 20.一同学物理课上参与了一个趣味游戏，a、b、c、d4个相同木板紧挨放在水平地面上，使小滑块以某一水平初速度从a的左端滑上木板，若滑块分别停在a、b、c、d上，则分别获得四、三、二、一等奖，若滑离木板则不得奖。已知每块木板的长度为L、质量为m，木板下表面与地面间的动摩擦因数均为μ，滑块质量为2m，滑块与木板上表面间的动摩擦因数均为2μ，重力加速度大小为g，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等。 (1)若你获得四等奖，求滑块初速度的最大值； (2)若你获得一等奖，求因摩擦产生的总热量 Q的取值范围。 高二年级物理学科(选考)：第6页，共7页 21.如图所示，左侧圆弧光滑导轨与右侧足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中虚线de右侧存在方向竖直向上、范围足够大的匀强磁场。绝缘棒a垂直于圆弧导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为 之后与静止在虚线de处的金属棒b发生弹性碰撞，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞，已知金属棒b和绝缘棒a的质量均为 金属棒c质量为 重力加速度取 求: (1)绝缘棒 a与金属棒b碰撞后瞬间金属棒b的速度大小； (2)整个过程两金属棒b、c上产生的总焦耳热； (3)若右侧磁场的磁感应强度大小B =2T，导轨间距 则整个过程通过回路横截面的电荷量。 22.如图所示，在xOy平面的第一、二象限内有方向与x轴负方向成( 大小为 (未知)的匀强电场。在第三、四象限内有沿y轴正方向、大小为 的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场。坐标原点O处有一粒子源，可在xOy平面内向x轴下方各个方向连续射出大量质量为M、电荷量为+q的同种粒子，其速率在0~v₀之间。粒子在x轴下方恰好做匀速圆周运动，且到达x轴离原点O最远距离为2L。不考虑粒子间的相互作用，重力加速度为g。求： (1)匀强磁场磁感应强度 B的大小； (2)沿y轴负方向以v₀射出的粒子到达y轴正半轴的时间； (3)若在x轴正半轴水平放置一薄板，且在x=L 处开一小孔，粒子源射出的部分粒子可穿过小孔进入x轴上方电场区域，求这些粒子经过y轴正半轴最远点的坐标。(打到薄板上的粒子均被薄板吸收) 高二年级物理学科(选考)：第7页，共7页 嘉兴高级中学2023 学年第二学期期中考试 高二年级物理试卷参考答案 1. A 2. A 3. B4. A 5 . B (6. C 7. B 8. D 9. A 10. BD11. D 12. A 13. A 14. ABC 15. AC 16. 无 L² 越大 17. (1)1.6(2) B C D 【详解】(2)三种情况下入射光线与折射光线之间的关系如图所示 [1]用图①测定折射率时，做出的折射光线与玻璃中的真实折射光线相比偏折大了，所以测量的折射角偏大了，折射率变小，故选 B； [2]用图②测定折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关，故选 C； [3]用图③测定折射率时，如果出射点为bb'与玻璃砖下表面的交点，则测量值不变，如果出射点在交点的左侧，测量值偏小，出射点在交点的右侧，测量值偏大，所以测得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不变，故选 D。 18. C 1.900/1.902/1.904/1.906111.4 【详解】(1)物块在倾斜滑道运动时，由牛顿第二定律，有mgsinθ-μmgcosθ=ma得 (2)由速度位移关系，物块到达 B 点的速度为 物块恰好运动到圆弧滑轨的最高点D，根据牛顿第二定律有 从B到D的过程，由动能定理，有 得 R =0.32m 20. (1) 2√μgL; (2) 12μmgL≤Q≤18μmgL 【详解】(1)若只获得四等奖，则滑块刚好到达a木板的右侧时，滑块的初速度最大，设为 分析可知，地面对a、b、c、d四块木板的摩擦力大小为 滑块与木板之间的摩擦力大小为 由于 则可知木板静止不动，滑块在木板上的加速度为 根据匀变速直线运动的速度—位移公式可得 解得 (2)若获得一等奖，则木块必须得滑道木板d，若刚滑到木板得最左端，可知整个运动过程中因摩擦产生得热量最少 当滑块滑到d木板上时，木板d受到地面得摩擦力为 则可知木板d会发生滑动，木板d得加速度大小为 当木块刚好到木板d右侧时滑块和木板共速，此时摩擦力产生得热量最多，设这种情况下，滑块滑上木板时得速度为v₂，达到共速时得速度为v，根据匀变速直线运动得速度——时间公式得 代入数据得 根据匀变速直线运动得速度—位移公式得 解得 滑块和木板达到共速后一起做匀减速直线运动，直到静止，根据能量守恒定律可得 答案第1页，共2页 所以获得一等奖，摩擦产生总热量得取值范围为 21. (1) 6m/s; (2) 18J; (3) 3C 【详解】(1)设绝缘棒a滑上水平导轨时，速度为v₀，下滑过程中绝缘棒a机械能守恒，有 绝缘棒a与金属棒b发生弹性碰撞，由动量守恒定律有 由机械能守恒定律有 联立解得金属棒b的速度大小 (2)最终两金属棒b、c以相同速度匀速运动，由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 得两金属棒b、c上最终产生的总焦耳热 Q =18J (3)由动量定理，对b有 即 解得 【详解】(1)粒子在x轴下方恰好做匀速圆周运动，则有 粒子到达x轴离原点最远距离为2L，即以v₀射出的粒子做匀速圆周的半径 由洛仑磁力提供向心力有 解得 (2)沿y轴负向以 v₀射出的粒子在x轴下方运动的时间为t₁，有 粒子在x=2L处以v₀竖直向上进入x轴上方电场区域，对粒子受力分析得，粒子竖直方向受力平衡，x轴负方向加速度大小为 设粒子在电场 E₁区域运动的时间为t₂，由类平抛运动可知 解得 故从坐标原点到y轴正半轴的时间 (3)设方向与x轴正半轴成φ，大小为v的粒子能通过小孔，则有 根据洛伦兹力提供向心力，则有 联立解得 说明能通过小孔进入电场的粒子均具有相同的沿y轴方向、大小为 的分速度。 当粒子以速度 v₀从原点射入，且与x轴正半轴成30°方向的粒子可到达y轴正半轴最远处。 此粒子进入x轴上方的电场时有 根据运动学公式有 联立解得 故最远点坐标为 学科网（北京）股份有限公司 $$