精品解析：江苏省镇江中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷

江苏省镇江中学高二年级期末检测（物理） 一、选择题（包括10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。） 1. 关于教材中出现的以下四张图片，下列说法不正确的是（　　） A. 图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于波的叠加引起的 B. 图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的 C. 图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的 D. 图4所示水中气泡看上去特别明亮，是由于光的全反射引起的 2. 如图所示，在一根张紧的绳子上挂几个摆，其中A、B摆长相等。先让A摆振动起来，其它各摆随后也跟着振动起来，稳定后，下列说法正确的是（　　） A. 其它各摆振动频率跟A摆相同 B. 其它各摆振动频率不同，D摆频率最大 C. 其它各摆振动振幅相同 D. 其它各摆振动振幅不同，D摆振幅最大 3. 在空间站可利用质量测量仪粗略测出宇航员的质量，若宇航员受到恒力F从静止开始运动，经时间t获得相对飞船的速度v，则宇航员的质量约为（　　） A. B. C. D. 4. 水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为S，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为，重力加速度大小为g，当墙壁受到的平均作用力为F时，则喷出水流的速度为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，两束单色光a、b自空气射向玻璃，经折射后形成复色光c，下列说法正确的是（　　） A. 该玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率 B. 在该玻璃中，a光的速度小于b光的速度 C. 复色光c自玻璃射向空气时，入射角由0增大，b光先发生全反射 D. 在双缝干涉实验中，相同条件下，a光干涉条纹间距小 6. 一列简谐波沿绳向右传播，P、Q是绳上两点，它们平衡位置间的距离大于一个波长小于两个波长，当质点P的加速度最大且方向向下时，质点Q的速度最大且方向向下，则此时这列波的波形图是（　　） A. B. C. D. 7. 图甲为一列简谐横波在t=0.4s时刻的波形图，P、Q为该横波上的两个质点，它们的平衡位置坐标分别为xP=10m、xQ=15m，图乙为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 波速是25m/s，传播方向沿x轴负方向 B. t=0.6s时质点P传播到x=15m处 C. t=0.6s时质点P的速度最大且沿y轴正方向 D. 质点P的振动方程为m 8. 一根长20m的软绳拉直后放置在光滑水平地板上，以绳中点为坐标原点，以绳上各质点的平衡位置为x轴建立图示坐标系。两人在绳端P、Q沿y轴方向不断有节奏地抖动，形成两列振幅分别为10cm、20cm的相向传播的机械波。已知P的波速为2m/s，t=0时刻的波形如图所示。下列判断正确的有（　　） A. 两波源的起振方向相反，Q的传播速度小于2m/s B. t=4.5s时，坐标原点处质点位移为30cm C. 两列波的频率均为2Hz，叠加区域有稳定干涉图样 D. 两波在t=3.5s时第一次相遇，相遇处质点位移为10cm 9. 如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　） A. O点处的磁感应强度为零 B. a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C. c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D. a、c两点处磁感应强度的方向不同 10. 如图所示，磁控管内局部区域分布有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。电子从M点由静止释放，沿图中轨迹依次经过N、P两点，且N点离虚线最远。M点为零电势点，电子重力不计，则（　　） A. 电子在N点速率为 B. N点离虚线距离为 C. 电子在N点的电势能为 D. M、P两点的距离为 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 本学期我们在《光》的学习中做过如下的实验探究，请根据实验探究回答下列问题。 （1）如图所示为“用双缝干涉测量光的波长”装置示意图，示意图中有三个光学元件的名称空缺，关于它们的说法正确的是________（填选项前的字母）。 A.①是双缝，③是滤光片 B.②是单缝，③是双缝 C.②是双缝，③是单缝 （2）已知上述装置中双缝间距d=0.40mm，双缝到光屏的距离l=1.0m，在光屏上得到的干涉图样如图甲所示，分划板在图中A位置时螺旋测微器如图乙所示，在B位置时螺旋测微器如图丙所示，则其示数xB=________mm； （3）由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m。（结果保留3位有效数字） （4）在“测量玻璃折射率”实验中，某同学在画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处：________（写出一点即可）。 （5）实验中，已画好玻璃砖边界ab、cd后，放置玻璃砖时不小心将玻璃砖向上稍平移了一点，如图乙所示，其他操作正确，则测得玻璃的折射率将________（选填“变大“不变”或“变小”）。 12. 某同学在“利用单摆测定重力加速度”的实验中测出多组单摆摆线长l和运动周期T，作出T2-l图像（如图所示）。 （1）由图像求出的重力加速度g=___________m/s2（取π2=9.87）。 （2）小球的半径r=___________m。 （3）采用公式法测得的g值偏小，可能的原因是___________。 A．测摆长时测量的是摆线长 B．实验时误将49次全振动数为50次 C．开始计时时，停表过迟按下 D．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 三、解答题 13. 用透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长AB足够长，宽，按图示放置在水平地面上，在地面上的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光与CD面夹角为时，反射光与折射光恰好垂直。光在真空中传播速度为c，，。求： （1）这种材料的折射率； （2）这束光线在材料中传播经历的时间。 14. 长为L，质量为m的导体棒PQ通过绝缘挂钩与竖直悬挂的弹簧相连，PQ末通电时静止于矩形匀强磁场区域的上边界AB，通了一定大小的电流后，PQ静止时与磁场上、下边界的距离相等，如图所示，已知磁感应强度大小为B，磁场宽度为L，高度为h，弹簧的劲度系数为k，始终处于弹性限度内，不计其他阻力，以下问题中PQ所通电流始终不变，求： （1）PQ所通电流的方向和大小； （2）若将通电后的PQ下拉到磁场的下边界CD并静止释放，求PQ所能上升的最大高度以及在最大高度时PQ的加速度。 15. 如图所示，在光滑水平面上静止放置A、B两物体，，，两物体分别与不计质量的弹簧两端相连，弹簧初始为原长。一质量为的橡皮泥弹丸以水平速度击中A后与A粘为一体，二者共同运动。求： （1）A开始运动时的速度大小； （2）弹丸撞击A过程所产生的热量； （3）整个运动过程中B物体的最大速度。 16. 如图所示，水平面Oxy平面内在第二象限虚线角范围内没有磁场，其余部分充满垂直纸面向里磁感应强度大小为B匀强磁场。一质量是m，带电量为q的带电粒子，由O点沿y轴正方向以某一初速度射入磁场（不计重力）。 （1）求粒子离开“边界1”时，在磁场中运动的时间； （2）若粒子的初速度是，粒子离开“边界1”的位置是A，粒子第二次经过“边界2”的位置是C，计算AC间的距离s； （3）经过的时间由O点沿y轴正方向以相同的速度射入另一个相同的粒子，发现两个粒子正好能够相遇（不考虑粒子间的相互作用），计算的数值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 江苏省镇江中学高二年级期末检测（物理） 一、选择题（包括10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。） 1. 关于教材中出现的以下四张图片，下列说法不正确的是（　　） A. 图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于波的叠加引起的 B. 图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的 C. 图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的 D. 图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的全反射引起的 【答案】A 【解析】 【详解】A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调发生变化，当急救车靠近时，感觉声调变高，反之急救车远离时，感觉声调变低。这是由于多普勒效应引起的，故A错误； B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的薄膜干涉产生的，故B正确； C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的，故C正确； D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光从水进入气泡时发生了全反射引起的，故D正确。 本题选不正确的，故选A。 2. 如图所示，在一根张紧的绳子上挂几个摆，其中A、B摆长相等。先让A摆振动起来，其它各摆随后也跟着振动起来，稳定后，下列说法正确的是（　　） A. 其它各摆振动频率跟A摆相同 B. 其它各摆振动频率不同，D摆频率最大 C. 其它各摆振动振幅相同 D. 其它各摆振动振幅不同，D摆振幅最大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．摆振动起来，其它各摆也振动起来，它们均做受迫振动，则它们的振动频率均等于摆的振动频率，A正确，B错误； CD．由于其它各摆的摆长不同，则振幅不同，由于、摆长相同，所以这两个摆的固有频率相同，则摆出现共振现象，振幅最大， CD错误。 故选A。 3. 在空间站可利用质量测量仪粗略测出宇航员的质量，若宇航员受到恒力F从静止开始运动，经时间t获得相对飞船的速度v，则宇航员的质量约为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设聂海胜的质量为m，根据动量定理可得 解得宇航员的质量 故选A。 4. 水流射向墙壁，会对墙壁产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为S，水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0。已知水的密度为，重力加速度大小为g，当墙壁受到的平均作用力为F时，则喷出水流的速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】水流垂直射向竖直墙壁后速度变为0，根据动量定理有 解得喷出水流的速度为 故选C。 5. 如图所示，两束单色光a、b自空气射向玻璃，经折射后形成复色光c，下列说法正确的是（　　） A. 该玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率 B. 在该玻璃中，a光的速度小于b光的速度 C. 复色光c自玻璃射向空气时，入射角由0增大，b光先发生全反射 D. 在双缝干涉实验中，相同条件下，a光干涉条纹间距小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，a光的入射角小于b光的入射角，两光的折射角相同，根据折射定律可知，该玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，故A错误； B．根据 由于该玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，则在该玻璃中，a光的速度大于b光的速度，故B错误； C．根据临界角公式 由于该玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，则从该玻璃射向空气，b光的临界角小于a光的临界角，b光先发生全反射，故C正确； D．由于该玻璃对a光折射率小于对b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，则a光的波长大于b光的波长，根据可知相同条件下，a光干涉条纹间距大，故D错误。 故选C。 6. 一列简谐波沿绳向右传播，P、Q是绳上两点，它们平衡位置间的距离大于一个波长小于两个波长，当质点P的加速度最大且方向向下时，质点Q的速度最大且方向向下，则此时这列波的波形图是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】质点P的加速度最大且方向向下时，P点在最高点，质点Q的速度最大且方向向下，则质点Q在平衡位置向下振动，且P、Q两点平衡位置间的距离大于一个波长小于两个波长，（D图中质点Q向上振动），则只有A正确。 故选A。 7. 图甲为一列简谐横波在t=0.4s时刻的波形图，P、Q为该横波上的两个质点，它们的平衡位置坐标分别为xP=10m、xQ=15m，图乙为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 波速是25m/s，传播方向沿x轴负方向 B. t=0.6s时质点P传播到x=15m处 C. t=0.6s时质点P的速度最大且沿y轴正方向 D. 质点P的振动方程为m 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图可知波长为20m，由乙图可知周期为0.8s，根据 解得 由振动图可知，t=0.4s时，质点Q通过平衡位置向下振动，所以波沿x轴正向传播，A错误； B． 质点P只能在平衡位置附近振动不移动，不会传播到15m处，B错误； C．t=0.4s时刻质点P在波谷，当t=0.6 s时，即经过了 质点到达平衡位置，速度最大且沿y轴正方向，C正确； D．t=0.4s时刻质点P在波谷，则在t=0时刻质点P在波峰，振幅为2m，根据 则质点P的振动方程为 D错误。 故选C。 8. 一根长20m的软绳拉直后放置在光滑水平地板上，以绳中点为坐标原点，以绳上各质点的平衡位置为x轴建立图示坐标系。两人在绳端P、Q沿y轴方向不断有节奏地抖动，形成两列振幅分别为10cm、20cm的相向传播的机械波。已知P的波速为2m/s，t=0时刻的波形如图所示。下列判断正确的有（　　） A. 两波源的起振方向相反，Q的传播速度小于2m/s B. t=4.5s时，坐标原点处质点位移为30cm C. 两列波的频率均为2Hz，叠加区域有稳定干涉图样 D. 两波在t=3.5s时第一次相遇，相遇处质点位移为10cm 【答案】B 【解析】 【详解】A．P起振方向沿y轴负方向，而Q起振方向沿y轴正方向，因此起振方向相反，波速由介质决定的，因此两列波的速度相等，则Q的传播速度等于2m/s，选项A错误； B．t=4.5s时，两列波都向前传播了 则P、Q的波峰传播到了坐标原点处，该质点位移为 10cm+20cm=30cm 选项B正确； C．由于波长 两列波的速度相等，根据 可知 ， 因此两列波的频率均为0.5Hz，叠加区域有稳定干涉图样，选项C错误； D．两波第一次相遇时，有 解得 相遇处两列波都在平衡位置，因此质点位移为0，选项D错误。 故选B。 9. 如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（　　） A. O点处的磁感应强度为零 B. a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C. c、d两点处磁感应强度大小相等，方向相同 D. a、c两点处磁感应强度的方向不同 【答案】C 【解析】 【详解】A．由安培定则和磁场叠加原理可判断出O点处的磁感应强度方向向下，一定不为零，A错误； B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，均向下，B错误； C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，均向下，C正确； D．a、c两点处磁感应强度的方向相同，D错误。 故选C。 10. 如图所示，磁控管内局部区域分布有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。电子从M点由静止释放，沿图中轨迹依次经过N、P两点，且N点离虚线最远。M点为零电势点，电子重力不计，则（　　） A. 电子在N点的速率为 B. N点离虚线的距离为 C. 电子在N点的电势能为 D. M、P两点的距离为 【答案】C 【解析】 【详解】电子在M点静止释放，可以看作电子分别以速度向左运动，以速度向右运动。 ， 则电子的运动可以分解为以向左做匀速直线运动和在竖直面上的速度为的匀速圆周运动。 AB．点离虚线最远，则电子圆周运动速度方向与匀速直线运动方向同时水平向左，则电子在点的速率为 故A错误； B．点离虚线的距离 故B错误； C．粒子从M点到N点，在电场方向上运动了d，则电势能为 故C正确。 D．粒子做圆周运动的周期 粒子从M点到P点，运动了两个圆周，则、两点的距离为 故D错误。 故选C。 二、实验题（每空2分，共16分） 11. 本学期我们在《光》的学习中做过如下的实验探究，请根据实验探究回答下列问题。 （1）如图所示为“用双缝干涉测量光的波长”装置示意图，示意图中有三个光学元件的名称空缺，关于它们的说法正确的是________（填选项前的字母）。 A.①是双缝，③是滤光片 B.②是单缝，③是双缝 C.②是双缝，③是单缝 （2）已知上述装置中双缝间距d=0.40mm，双缝到光屏的距离l=1.0m，在光屏上得到的干涉图样如图甲所示，分划板在图中A位置时螺旋测微器如图乙所示，在B位置时螺旋测微器如图丙所示，则其示数xB=________mm； （3）由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m。（结果保留3位有效数字） （4）在“测量玻璃的折射率”实验中，某同学在画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处：________（写出一点即可）。 （5）实验中，已画好玻璃砖边界ab、cd后，放置玻璃砖时不小心将玻璃砖向上稍平移了一点，如图乙所示，其他操作正确，则测得玻璃的折射率将________（选填“变大“不变”或“变小”）。 【答案】 ①. B ②. 5.880##5.881##5.879 ③. 4.75×10-7或4.76×10-7 ④. 用手触摸光学面或拿玻璃砖当尺子 ⑤. 不变 【解析】 【详解】（1）[1]在双缝干涉实验中①②③分别为滤光片、单缝、双缝. 故选B。 （2）[2]螺旋测微器读数等于可动刻度读数加固定尺读数，需要估读，图中固定刻度读数5.5mm，可动刻度读数为0.01×38.0=0.380mm，故读数为 xB=5.5mm+0.380mm=5.880mm （3）[3]由图乙知，A位置时螺旋测微器的读数为 xA=1mm+0.01×12.8mm=1.128mm 则相邻亮纹间距 根据公式 变形得 代入数据解得 （4）[4]由甲图可知，不当之处为：用手触摸光学面或拿玻璃砖当尺子； （5）[5]如图所示 实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律 可知，测得的折射率将不变。 12. 某同学在“利用单摆测定重力加速度”的实验中测出多组单摆摆线长l和运动周期T，作出T2-l图像（如图所示）。 （1）由图像求出的重力加速度g=___________m/s2（取π2=9.87）。 （2）小球的半径r=___________m。 （3）采用公式法测得的g值偏小，可能的原因是___________。 A．测摆长时测量的是摆线长 B．实验时误将49次全振动数为50次 C．开始计时时，停表过迟按下 D．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 【答案】 ①. 9.87 ②. 0.01 ③. AD 【解析】 【详解】（1）（2）[1] [2]单摆周期 得 所以T2-l图像的斜率为，由数学知识得 ， 得 ， （3）[3]根据单摆周期公式得 A．若测摆长时测量的是摆线长，则摆长L偏小，g偏小，A选项符合题意； B．若实验时误将49次全振动数为50次，则周期T偏小，g偏大，B选项不符合题意； C．若开始计时时，停表过迟按下，则周期T偏小，g偏大，C选项不符合题意； D．若摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，摆线长度增加，则计算时代入的摆长L偏小，g偏小，D选项符合题意。 故选AD。 三、解答题 13. 用透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长AB足够长，宽，按图示放置在水平地面上，在地面上的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光与CD面夹角为时，反射光与折射光恰好垂直。光在真空中传播速度为c，，。求： （1）这种材料的折射率； （2）这束光线在材料中传播经历的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）光路图如图所示 由图中几何关系可得 可得 , 根据折射定律可得这种材料的折射率为 （2）这束光线在材料中传播的速度为 这束光线在材料中传播经历的时间为 14. 长为L，质量为m的导体棒PQ通过绝缘挂钩与竖直悬挂的弹簧相连，PQ末通电时静止于矩形匀强磁场区域的上边界AB，通了一定大小的电流后，PQ静止时与磁场上、下边界的距离相等，如图所示，已知磁感应强度大小为B，磁场宽度为L，高度为h，弹簧的劲度系数为k，始终处于弹性限度内，不计其他阻力，以下问题中PQ所通电流始终不变，求： （1）PQ所通电流的方向和大小； （2）若将通电后的PQ下拉到磁场的下边界CD并静止释放，求PQ所能上升的最大高度以及在最大高度时PQ的加速度。 【答案】（1），方向水平向左 （2）， 【解析】 【小问1详解】 通了一定大小的电流后，PQ静止时弹簧增加的弹力等于安培力 解得 由左手定则知电流方向水平向左。 【小问2详解】 根据简谐运动规律，PQ下拉最大位置距平衡位置的距离为，即振幅为，故能上升的最大高度为，最高点的加速度竖直向下，大小为 15. 如图所示，在光滑水平面上静止放置A、B两物体，，，两物体分别与不计质量的弹簧两端相连，弹簧初始为原长。一质量为的橡皮泥弹丸以水平速度击中A后与A粘为一体，二者共同运动。求： （1）A开始运动时的速度大小； （2）弹丸撞击A过程所产生的热量； （3）整个运动过程中B物体的最大速度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 橡皮泥弹丸以水平速度击中A后与A粘为一体，根据动量守恒可得 解得A开始运动时的速度大小为 【小问2详解】 弹丸撞击A过程，根据能量守恒可得 解得产生的热量为 【小问3详解】 A开始运动后，开始压缩弹簧，在弹簧弹力作用下，B开始加速运动，当弹簧再次恢复原长时，B速度最大，根据系统动量守恒和机械能守恒可得 联立解得B物体的最大速度为 16. 如图所示，水平面Oxy平面内在第二象限虚线角范围内没有磁场，其余部分充满垂直纸面向里的磁感应强度大小为B匀强磁场。一质量是m，带电量为q的带电粒子，由O点沿y轴正方向以某一初速度射入磁场（不计重力）。 （1）求粒子离开“边界1”时，在磁场中运动的时间； （2）若粒子的初速度是，粒子离开“边界1”的位置是A，粒子第二次经过“边界2”的位置是C，计算AC间的距离s； （3）经过的时间由O点沿y轴正方向以相同的速度射入另一个相同的粒子，发现两个粒子正好能够相遇（不考虑粒子间的相互作用），计算的数值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子转过的圆心角为，根据 可得 得到 【小问2详解】 做出运动轨迹图 可以得到 可以推导出 得到 【小问3详解】 两粒子在P点相遇，则第一个粒子沿圆周运动的总时间为 图中，在两段直线上运动的时间是 第二个粒子从发出到P处所用的时间为沿圆弧运动的时间是 沿直线运动的时间是 所以 将值代入得到 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$