精品解析：安徽省合肥市百花中学等四校联考2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题

合肥百花中学等四校2023~2024学年度第二学期高二年级期中考试 物理 本试卷共4页，全卷满分100分，考试时间75分钟。 考生注意： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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，再选涂其它答案标号。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。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列现象可以用多普勒效应解释的是（　　） A. 雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 B. 当车向你疾驰而过时，听到的鸣笛音调会由高变低 C. 把耳朵贴在墙壁上，能够听到隔壁房间的说话声 D. 微风激起的水波遇到芦苇等细小障碍物，会继续传播 【答案】B 【解析】 【详解】A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，是因为光的速度大于声音的传播速度，A错误； B．当车向你疾驰而过时，听到的鸣笛音调会由高变低，是因为波源与观察者之间的距离先逐渐减小后逐渐增大，接收者受到的声音的频率先大于波源的频率后小于波源的频率，这属于多普勒效应，B正确； C．把耳朵贴在墙壁上，能够听到隔壁房间的说话声，这是声音通过墙壁传播，C错误； D．微风激起的水波遇到芦苇等细小障碍物，会继续传播，这是波的衍射现象，D错误； 故选B。 2. 带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹。如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里。该粒子在运动过程中，质量和电量保持不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是（　　） A. 粒子由a点运动到b点，带负电 B. 粒子由a点运动到b点，带正电 C. 粒子由b点运动到a点，带负电 D. 粒子由b点运动到a点，带正电 【答案】D 【解析】 【详解】A．带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 则粒子的轨迹半径 由题意，粒子的动能不断减小，故速率v减小，则粒子轨迹半径不断减小。从粒子运动轨迹可以判断，粒子在a点的曲率半径小于在b点的曲率半径，故粒子由b运动到a点，在b点所受洛伦兹力斜向左上方，由左手定则可以判断粒子带正电。 故选D。 3. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图（a）所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图（b）所示。他改变的实验条件可能是（　　） A. 换用了波长更短的单色光 B. 适当减小了双缝到光屏之间距离 C. 适当增大了双缝之间的距离 D. 换用了频率更低的单色光 【答案】D 【解析】 【详解】因从a图到b图条纹间距变大，根据 可知可能是换用了波长更长的光，或者频率更低的光，也可能适当增加了双缝到光屏之间的距离，也可能是适当减小了双缝之间的距离，故选项ABC错误，D正确。 故选D。 4. 两个滑块和用弹簧相连，置于光滑的水平地面上，滑块紧靠竖直的墙，用一外力推着使弹簧压缩后处于静止状态，如图所示。现突然撤掉推的外力，则在从释放到弹簧恢复到原长过程中，、和弹簧组成的系统（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量不守恒，机械能守恒 C. 动量守恒，机械能不守恒 D. 动量不守恒，机械能不守恒 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由于墙壁对P有弹力作用，系统受合外力不为零，因此系统动量不守恒；而整个系统没有摩擦，除弹簧的弹力之外没有其他力做功，因此机械能守恒。 故选B。 5. 如图，固定着的钢条上端有一小球，在竖直平面内左右振动的周期为0.4s，图中是小球振动到的最左侧位置。在周期为0.1s的频闪光源照射下观察到的图像可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题意，由于频闪光源的照射周期为小球左右振动的周期的四分之一，所以小球在平衡位置及最大振幅处均能被拍摄到，其他位置不能被拍摄到，结合选项图像。 故选D。 6. 如图所示，半圆形导线通以恒定电流，放置在匀强磁场中、已知磁感应强度大小为，导线长为，直径与磁场方向夹角为。该导线受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】该导线受到的安培力 故选C。 7. 如图，在光滑水平面上，一质量为100g的A球，以2m/s的速度向右运动，与质量为200g大小相同的静止B球发生对心碰撞，撞后B球的速度大小为1.2m/s，取A球初速方向为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 该碰撞为弹性碰撞 B. 该碰撞为完全非弹性碰撞 C. 碰撞前后A球的动量变化为 D. 碰撞前后A球的动量变化为 【答案】D 【解析】 【详解】CD．以A球初速方向为正方向，碰撞过程根据动量守恒可得 解得A球碰后的速度为 碰撞前后A球的动量变化为 故C错误，D正确； AB．碰撞前系统的机械能为 碰撞后系统的机械能为 由于，且碰后A、B速度并不相同，则该碰撞不是弹性碰撞，也不是完全非弹性碰撞，故AB错误。 故选D。 8. 如图所示，MON为柱状扇形透明介质的横截面，扇形的半径为R、圆心为O，A点在OM上且O、A两点的距离为0.75R，P为圆弧MN上的点。一细束单色光以入射角从A点射入介质，折射光线恰好通过P点，已知，，，则介质对该光的折射率n为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】在△POA中， 解得 由折射定律得 故选D。 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 一单摆在地球表面做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图所示，则（　　） A. 此单摆的固有频率为0.5Hz B. 此单摆的摆长约为1m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由共振曲线可知，当驱动力频率为0.5Hz时振幅最大，此时产生共振现象，故单摆的固有频率 A正确； B．单摆的周期为 根据单摆的周期公式可知 解得 B正确； CD．根据单摆的周期公式可知 摆长增长时，单摆的周期增大，固有频率减小，产生共振的驱动频率也减小，共振曲线的峰将向左移动，CD错误。 故选AB。 10. 如图所示，质量为m1的木块甲静止在水平面上，质量为m2的木块乙以某一速度与木块甲发生正碰，已知碰后瞬间甲、乙两木块的动量大小之比为1：2，则可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】设甲、乙碰撞后动量的大小分别为p、2p，由图可知，甲乙碰撞后应该还是和乙碰前的方向相同，且碰撞前的总动量为3p，根据动量守恒可得 解得 碰撞的过程中机械能不增加，可得 故满足的条件是 AB错误，CD正确。 故选CD。 三、非选择题：共58分。 11. 小婷同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验。 （1）该同学先用游标卡尺测量小铁球的直径如图甲所示，则小铁球的直径_________cm。 （2）该同学用秒表计时，记录了单摆全振动50次所用的时间如图乙所示，秒表读数为___________s。 （3）若摆线的长度为0.98m，该同学由以上数据求出重力加速度_________（结果保留三位有效数字，）。 （4）若他测得的g值偏小，可能的原因是___________（填正确答案标号）。 A测摆线长时摆线拉得过紧 B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了 C.开始计时时，秒表提前按下 D.实验中误将49次全振动数为50次 【答案】 ①. 1.58 ②. 100 ③. 9.74 ④. BC##CB 【解析】 【详解】（1）[1]由图甲可知小球的直径 （2）[2]由秒表可读出时间为100s。 （3）[3]由单摆周期公式 整理有 其中 解得 （4）[4]A．测摆线长时摆线拉得过紧，会使得摆长测量偏大，由 可知，其导致g测量偏大，故A项错误； B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了，使得测量的摆长偏小，根据 可知，其导致g测量偏小，故B项正确； C．开始计时时，秒表提前按下，使得测量的周期偏大，由 可知，其导致g测量偏小，故C项正确； D．实验中误将49次全振动数为50次，使得测量的周期偏小，由 可知，其导致g测量偏大，故D项错误。 故选BC。 12. 如图所示，用“碰撞实验器材”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道末端碰撞前后动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下： 步骤1：不放小球B，让小球A从斜槽上G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B放在斜槽前端边缘位置，让小球A从G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O点的距离，即线段OM、OP、ON。 （1）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量小球的质量，为了防止碰撞后A球反弹，应保证A球的质量mA______B球质量mB（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 （2）请由图乙读出碰撞前A球的水平射程OP为______cm。 （3）实验中造成误差的可能原因有（　　） A. 用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度值 B. 轨道不光滑 C. 轨道末端不水平 D. 轨道末端到地面的高度未测量 （4）若测得各落点痕迹到O点的距离∶OM=2.68cm，ON=11.50cm，OP使用（2）中数据，并知小球的质量比为，则系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量的百分误差______（结果保留一位有效数字）。 【答案】（1）大于 （2）8.60（8.58~8.62） （3）AC （4）2% 【解析】 【小问1详解】 实验中为了确保速度测量的准确性，防止碰撞后A球反弹，应保证A球的质量大于B球质量。 小问2详解】 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，结合刻度尺的读数规律。该圆心的读数为8.60cm。 【小问3详解】 AD．若碰撞过程动量守恒，则有 小球飞出后做平抛运动，则有 ，，， 则有 可知，实验中需要用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度值，不需要测量轨道末端到地面的高度，故A正确，D错误； B．小球A每次均从斜槽上图乙位置静止释放，小球克服摩擦阻力做功相同，小球飞出斜槽末端速度大小相等，可知，轨道光滑与否对实验不影响，故B错误； C．为了确保小球飞出斜槽末端后做平抛运动，轨道末端必须保持水平，故C正确。 故选AC。 【小问4详解】 碰撞前总动量 碰撞后总动量 则有 13. 人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为m=0.2kg，从离人眼睛h=0.2m的高度无初速度掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为∆t=0.05s，取重力加速度g＝10m/s2，求： （1）手机刚落到眼睛上时速度v的大小； （2）手机对眼睛的作用力。 【答案】（1）2m/s；（2）F＝10N，方向竖直向下 【解析】 【详解】（1）根据自由落体运动规律有 （2）手机与眼睛作用后手机的速度变成0，选取向下为正方向 解得 由牛顿第三定律可得，手机对眼睛作用力大小为10N，方向竖直向下 14. 一列横波沿x轴正方向传播，t1与t2时刻的波形图如图所示，已知t2-t1=0.2s，求： （1）这列波的速度大小； （2）取上一问中波速最小的情况，以t1时刻为计时起点，写出x=4m处的质点的振动方程。 【答案】（1）（n＝0，1，2，3…）；（2） 【解析】 【详解】（1）由图可知波长为，则 （n＝0，1，2，3…） 解得这列波的速度大小为 （n＝0，1，2，3…） （2）当时，波速最小，为 波的周期为 横波沿x轴正方向传播，根据上下坡法可知，t1时刻x=4m处质点向上振动，则以t1时刻为计时起点，x=4m处的质点的振动方程为 15. 如图所示，边界AC上方及半径为R的半圆外侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，半圆的圆心在AC上的O点，PQ为其直径。平行AC放置的平行板MN间加有恒定电压，紧靠N板有一粒子源，由静止释放质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子经电场加速后从AC边上的D点垂直AC并垂直磁场进入匀强磁场中。P、D间距离为R，当MN板间的电压为U时，粒子刚好打在P点，不计粒子的重力，求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小； （2）若M、N间的加速电压为4U，则粒子在进入半圆区域前，在磁场中运动的时间为多少。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设粒子进磁场时的速度大小为，根据动能定理有 解得 由题意知，粒子在磁场中做圆周运动的半径 根据牛顿第二定律有 解得 （2）若间的加速电压为4U，则粒子进入磁场时的速度 则粒子在磁场中做圆周运动的半径 因此粒子在磁场中做圆周运动的圆心在点，粒子在磁场中运动的轨迹如图所示 设粒子从点进入半圆区域，根据几何关系可知为正三角形，因此粒子从点运动到点的轨迹所对的圆心角为120°，因此粒子在磁场中运动的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 合肥百花中学等四校2023~2024学年度第二学期高二年级期中考试 物理 本试卷共4页，全卷满分100分，考试时间75分钟。 考生注意： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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，再选涂其它答案标号。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。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列现象可以用多普勒效应解释的是（　　） A. 雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 B. 当车向你疾驰而过时，听到的鸣笛音调会由高变低 C. 把耳朵贴在墙壁上，能够听到隔壁房间的说话声 D. 微风激起的水波遇到芦苇等细小障碍物，会继续传播 2. 带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹。如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里。该粒子在运动过程中，质量和电量保持不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是（　　） A. 粒子由a点运动到b点，带负电 B. 粒子由a点运动到b点，带正电 C. 粒子由b点运动到a点，带负电 D 粒子由b点运动到a点，带正电 3. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图（a）所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图（b）所示。他改变的实验条件可能是（　　） A. 换用了波长更短的单色光 B. 适当减小了双缝到光屏之间的距离 C. 适当增大了双缝之间的距离 D. 换用了频率更低的单色光 4. 两个滑块和用弹簧相连，置于光滑的水平地面上，滑块紧靠竖直的墙，用一外力推着使弹簧压缩后处于静止状态，如图所示。现突然撤掉推的外力，则在从释放到弹簧恢复到原长过程中，、和弹簧组成的系统（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量不守恒，机械能守恒 C. 动量守恒，机械能不守恒 D. 动量不守恒，机械能不守恒 5. 如图，固定着的钢条上端有一小球，在竖直平面内左右振动的周期为0.4s，图中是小球振动到的最左侧位置。在周期为0.1s的频闪光源照射下观察到的图像可能是（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，半圆形导线通以恒定电流，放置在匀强磁场中、已知磁感应强度大小为，导线长为，直径与磁场方向夹角为。该导线受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 7. 如图，在光滑水平面上，一质量为100g的A球，以2m/s的速度向右运动，与质量为200g大小相同的静止B球发生对心碰撞，撞后B球的速度大小为1.2m/s，取A球初速方向为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 该碰撞为弹性碰撞 B. 该碰撞为完全非弹性碰撞 C. 碰撞前后A球的动量变化为 D. 碰撞前后A球动量变化为 8. 如图所示，MON为柱状扇形透明介质的横截面，扇形的半径为R、圆心为O，A点在OM上且O、A两点的距离为0.75R，P为圆弧MN上的点。一细束单色光以入射角从A点射入介质，折射光线恰好通过P点，已知，，，则介质对该光的折射率n为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 一单摆在地球表面做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图所示，则（　　） A. 此单摆的固有频率为0.5Hz B. 此单摆的摆长约为1m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 10. 如图所示，质量为m1的木块甲静止在水平面上，质量为m2的木块乙以某一速度与木块甲发生正碰，已知碰后瞬间甲、乙两木块的动量大小之比为1：2，则可能为（　　） A. B. C. D. 三、非选择题：共58分。 11. 小婷同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验。 （1）该同学先用游标卡尺测量小铁球直径如图甲所示，则小铁球的直径_________cm。 （2）该同学用秒表计时，记录了单摆全振动50次所用的时间如图乙所示，秒表读数为___________s。 （3）若摆线的长度为0.98m，该同学由以上数据求出重力加速度_________（结果保留三位有效数字，）。 （4）若他测得的g值偏小，可能的原因是___________（填正确答案标号）。 A.测摆线长时摆线拉得过紧 B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了 C.开始计时时，秒表提前按下 D.实验中误将49次全振动数为50次 12. 如图所示，用“碰撞实验器材”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道末端碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下： 步骤1：不放小球B，让小球A从斜槽上G点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小圆，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B放在斜槽前端边缘位置，让小球A从G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O点的距离，即线段OM、OP、ON。 （1）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量小球的质量，为了防止碰撞后A球反弹，应保证A球的质量mA______B球质量mB（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 （2）请由图乙读出碰撞前A球的水平射程OP为______cm。 （3）实验中造成误差的可能原因有（　　） A. 用刻度尺测量线段OM、OP、ON长度值 B. 轨道不光滑 C. 轨道末端不水平 D. 轨道末端到地面的高度未测量 （4）若测得各落点痕迹到O点的距离∶OM=2.68cm，ON=11.50cm，OP使用（2）中数据，并知小球的质量比为，则系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量的百分误差______（结果保留一位有效数字）。 13. 人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为m=0.2kg，从离人眼睛h=0.2m的高度无初速度掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为∆t=0.05s，取重力加速度g＝10m/s2，求： （1）手机刚落到眼睛上时速度v的大小； （2）手机对眼睛的作用力。 14. 一列横波沿x轴正方向传播，t1与t2时刻的波形图如图所示，已知t2-t1=0.2s，求： （1）这列波的速度大小； （2）取上一问中波速最小的情况，以t1时刻为计时起点，写出x=4m处的质点的振动方程。 15. 如图所示，边界AC上方及半径为R的半圆外侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，半圆的圆心在AC上的O点，PQ为其直径。平行AC放置的平行板MN间加有恒定电压，紧靠N板有一粒子源，由静止释放质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子经电场加速后从AC边上的D点垂直AC并垂直磁场进入匀强磁场中。P、D间距离为R，当MN板间的电压为U时，粒子刚好打在P点，不计粒子的重力，求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小； （2）若M、N间的加速电压为4U，则粒子在进入半圆区域前，在磁场中运动的时间为多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$