精品解析：浙江省杭州高级中学教育集团2024-2025学年高二上学期1月期末考试物理试题

杭高2024学年第一学期期末考试高二 物理 试题卷 1．本试卷分试题卷和答题卷两部分。本卷满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前务必将自己的班级、姓名用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的地方。 3．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范答题，在本试题卷上答题一律无效。 4.考试结束后，只需上交答题纸。 5．可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2。 Ⅰ选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 牛顿曾说：“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩上。”下列关于若干物理科学家及其所做科学贡献的叙述中，正确的是（　　） A. 牛顿提出了万有引力定律并成功算出了地球的质量 B. 库仑引入“电场”的概念来解释电荷间的相互作用 C. 奥斯特发现了磁场对电流的作用力 D. 伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动状态的原因”的观点 2. 英国物理学家焦耳最早发现了焦耳定律，给出了电能向内能转化的定量关系。为了纪念他，国际单位制（SI）中能量的导出单位也以焦耳（J）命名。焦耳用国际单位制中基本单位表示正确的是（　　） A. J B. C. D. 3. 如图，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在竖直方向振动，T形支架下连接小球和弹簧组成的振动系统。当圆盘静止时，小球在水中振动，其阻尼振动频率为，现令圆盘以某个周期转动，发现稳定后小球振幅不同。则使小球振幅最大的周期是（　　） A. B. C. D. 4. 动圈式扬声器的结构如图所示，线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够在空隙中左右运动，纸盆与线圈连接，随着线圈振动而发声。当线圈中通入图示从B到A的电流时，下列描述错误的是（　　） A. 纸盆将向左运动 B. 扬声器正常工作时，AB间可以是恒定电流 C. 将AB端接入接收器，对着纸盆说话，扬声器便可以作为话筒使用 D. 若扬声器老化播放的音量变小，可以更换磁性更强的磁体解决 5. 如图所示为洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪发出的电子经电场加速后形成电子束，玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹，励磁线圈能够产生垂直纸面向里的匀强磁场。下列说法正确的是（　　） A. 仅增大励磁线圈中的电流，运动径迹的半径变小 B. 仅增大励磁线圈中的电流，电子运动的周期将变大 C. 仅升高电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变小 D. 仅升高电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将变大 6. 下列关于多普勒效应和激光的特性描述，正确的是（　　） A. 医院检查身体的“彩超”仪利用了超声波的多普勒效应 B. 主动降噪技术应用的是声波的多普勒效应 C. 激光的相干性好，所以医学上用激光“刀”做切除肿瘤等外科手术 D. 激光可以用来精确的测距，这是利用了激光的亮度高这个特点 7. 火箭发射领域“世界航天第一人”是明朝的士大夫万户，他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及其所携设备（火箭、燃料、椅子、风筝等）的总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以的速度竖直向下喷出，忽略空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 火箭的推力来源于空气的浮力 B. 在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为 C. 喷出燃气后，万户及其所携设备能上升的最大高度为 D. 在火箭喷气过程中，万户及其所携设备的机械能守恒 8. 如图所示，图甲为磁流体发电机、图乙为质谱仪、图丙为速度选择器（电场强度为E、磁感应强度为B）、图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势高 B. 图乙中，、从静止经电场加速后射入磁场，打在胶片上的位置靠近P的粒子是 C. 图丙中，粒子能够沿直线匀速向右通过速度选择器的速度 D. 图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大 9. 下列四幅图中涉及的光学现象和对应的描述中，正确的是（　　） A. 图（a）是内窥镜，可以把光传输到人体内部照明，利用了光的衍射 B. 图（b）是阳光下观察肥皂泡看到彩色条纹，这是光的干涉现象，条纹分布是上密下疏 C. 图（c）是单色光通过狭缝得到的干涉图样 D. 图（d）是利用偏振片观看立体眼镜，要求屏幕上的光必须是偏振光 10. 一只蜜蜂在平静湖面上双翅同时同向同频振动，在水面激起的波纹（部分）如图所示。蜜蜂翅膀与水面接触点为A、B，y轴与中垂线重合，与AB两点距离差为的C点附近区域水面较为平静。已知蜜蜂每秒钟振动翅膀100次，水波在深水区的传播速度大于在浅水区的传播速度。则（　　） A. y轴上某处飘着的一片树叶将随着水波传播到湖边 B. 在蜜蜂附近水域，水波波长的最大值为 C. 这些水波经过直径大于的石头时不会发生衍射 D. 在深水区传播时，这些水波的波长会变小 11. 如图为某药品自动传送系统的示意图。该系统由水平传送带、竖直螺旋滑槽和与滑槽平滑连接的水平平台组成，竖直螺旋滑槽高，长，质量为的药品A离开传送带进入螺旋滑槽速度为，到螺旋滑槽出口速度为，该过程用时，在出口处与静止的相同质量的药品B碰撞，碰后A静止，B向前滑动，下列说法正确的是（　　） A. 药品A、B碰撞后B的速度为 B. 药品A对药品B的冲量和药品B对药品A的冲量相同 C. 药品A在螺旋滑槽运动过程重力的冲量为 D. 药品A在螺旋滑槽运动过程合力的冲量为 12. 如图所示，CD为透明圆柱体的水平直径，a、b两束单色光分别从A、B两点平行于CD射入圆柱体，A、B两点到CD的距离相等。两束光线经圆柱体折射后相交于E点，E点在CD上方。下列说法正确的是（　　） A. 在圆柱体中，a光的传播速度大于b光的传播速度 B. 圆柱体对a光的折射率大于圆柱体对b光的折射率 C. b光在圆柱体中发生全反射的临界角大于a光在圆柱体中发生全反射的临界角 D. 进入圆柱体中，a光和b光的频率均将变小 13. “双线摆”如图甲所示，双线长均为L，两线夹角为，摆球质量为m，给摆球一个垂直于两线平面方向的较小速度，使得摆球以较小摆角（小于5°）摆动。“杆线摆”结构如图乙所示，长为L的轻杆一端通过活动绞链与立柱垂直连接，另一端安装质量为m的摆球，细线一端拉住摆球，另一端系在立柱上的A点，给摆球一垂直于纸面的较小速度，使轻杆垂直于立柱来回摆动，摆动角度小于5°，摆球的运动轨迹被约束在一个倾斜的平面内。已知，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中摆球的周期为 B. 图乙中摆球的摆动周期为 C. 图乙中摆球在摆动过程中细线上的拉力大小 D. 若增大细线长度使A点上移，则摆球运动周期增大 二、选择题Ⅱ（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，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 14. 如图所示，质量为m长度为L的金属棒两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上磁感强度为B的匀强磁场中，原来处于静止状态。第一次棒中由恒流源通以由M向N的恒定电流，M最高上摆到角，第二次棒中通以大小变化的电流使缓慢上移到相同的角。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 第一次棒中的恒定电流 B. 两次上摆过程安培力对金属棒做功相同 C. 两次上摆过程中细绳的弹力均一直变大 D. 第二次最大电流值等于第一次的电流值 15. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为L的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨BC段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于磁感应强度大小为B方向竖直向下的匀强磁场中，、、均与导轨垂直，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C. 金属杆经过的速度小于 D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于 Ⅱ非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 16. 如图甲，在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调节光具座上的白炽灯、滤光片、单缝、双缝和遮光筒，使他们的中心在同一水平线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行。已知单缝与双缝间的距离，双缝与屏的距离，双缝间距d。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图乙所示，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。问： （1）下列说法正确的是（多选）：______ A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C. 换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D. 去掉滤光片后，干涉现象消失 （2）分划板的中心刻线分别对准第1条（丙图左）和第7条（丙图右）亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数：______mm；对准第7条时读数为。 （3）写出计算波长的表达式：______。（用题中出现的字母表示） 17. 为验证碰撞中的动量是否守恒，某实验小组选取两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤进行实验。 ①用天平测出两小球的质量（分别为和，且）； ②按图安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使斜槽末端切线水平，先不放小球，让竖直挡板紧贴斜槽末端，再让小球从斜槽顶端P处由静止释放，记下小球在竖直挡板上的撞击位置O； ③将竖直挡板向右平移距斜槽末端一定距离，确保小球在碰撞前后均能撞击固定竖直挡板； ④先不放小球，让小球从斜槽顶端P处由静止释放，记下小球撞击竖直挡板的位置； ⑤将小球放在斜槽末端，再让小球从斜槽顶端P处由静止释放，与发生碰撞，分别记下小球和撞击竖直挡板的位置； ⑥图中A、B、C点是该实验小组记下的小球与竖直挡板撞击的位置，用毫米刻度尺量出各个撞击点到O的距离，分别为、、。 根据该实验小组的测量，回答下列问题： （1）小球与发生碰撞后，撞击的是图中的______点，撞击的是图中的________点（填字时A、B、C）。 （2）只要满足关系式______（用、、、、表示），则说明碰撞中的动量是守恒的。若测得，则______。 18. 如图甲所示为一列简谐横波在时刻的波形图，此时P、Q两质点的位移均为，波上A质点的振动图像如图乙所示，求： （1）该简谐波的波速大小； （2）质点P的横坐标； （3）质点Q的振动方程。 19. 如图所示，表面光滑的水平轨道左端与长的水平传送带平滑相接，传送带以的恒定速率逆时针匀速运动。水平轨道右侧的竖直墙上固定一轻弹簧，现用质量的小物块（可视为质点）将弹簧向右压缩到某一位置（弹簧处于弹性限度范围内），由静止开始释放小物块，小物块到达水平传送带左端B点后，立即沿切线进入固定的竖直光滑半圆轨道最高点，并恰好沿半径的半圆轨道做圆周运动，最后经圆周最低点C，滑上质量为的长木板上，若物块与传送带间动摩擦因数，物块与木板间动摩擦因数。求： （1）小物块到达B点时速度的大小； （2）小物块刚滑上水平传送带A点时的动能； （3）要使小物块恰好不会从长木板上掉下，则木板长度s与木板和地面之间动摩擦因数应满足什么关系（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。 20. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动。磁场内的细金属杆N处于静止状态，且到的距离为。两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M质量为，金属杆N质量为m，两杆在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 （1）求M刚进入磁场时M两端的电压； （2）N在磁场内运动过程中N上产生的热量； （3）N刚离开磁场时M在磁场中运动的距离； （4）N在磁场内运动的时间t。 21. 如图所示，在平面直角坐标系xOy中，有沿x轴正向的匀强电场和垂直坐标平面向外的匀强磁场，电场强度大小为，磁感应强度大小为B。从O点发射一比荷为的带正电微粒，该微粒恰能在xOy坐标平面内做直线运动。已知y轴正方向竖直向上，重力加速度为g。 （1）求微粒发射时的速度大小和方向； （2）若仅撤去磁场，微粒以（1）中的速度从O点射出后，求微粒通过y轴时到O点的距离； （3）若仅撤去电场，微粒改为从O点由静止释放，求微粒运动的轨迹离x轴的最大距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 杭高2024学年第一学期期末考试高二 物理 试题卷 1．本试卷分试题卷和答题卷两部分。本卷满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前务必将自己的班级、姓名用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的地方。 3．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范答题，在本试题卷上答题一律无效。 4.考试结束后，只需上交答题纸。 5．可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2。 Ⅰ选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 牛顿曾说：“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩上。”下列关于若干物理科学家及其所做科学贡献的叙述中，正确的是（　　） A. 牛顿提出了万有引力定律并成功算出了地球的质量 B. 库仑引入“电场”的概念来解释电荷间的相互作用 C. 奥斯特发现了磁场对电流的作用力 D. 伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动状态的原因”的观点 【答案】D 【解析】 【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验并成功算出了地球的质量，故A错误； B．法拉第引入“电场”的概念来解释电荷间的相互作用，故B错误； C．奥斯特发现电流的磁效应，安培发现了磁场对电流的作用力，故C错误； D．伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动状态的原因”的观点，故D正确。 故选D。 2. 英国物理学家焦耳最早发现了焦耳定律，给出了电能向内能转化的定量关系。为了纪念他，国际单位制（SI）中能量的导出单位也以焦耳（J）命名。焦耳用国际单位制中基本单位表示正确的是（　　） A. J B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据功的计算公式可知，焦耳用国际单位制中基本单位表示为 故选C。 3. 如图，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动T形支架在竖直方向振动，T形支架下连接小球和弹簧组成的振动系统。当圆盘静止时，小球在水中振动，其阻尼振动频率为，现令圆盘以某个周期转动，发现稳定后小球振幅不同。则使小球振幅最大的周期是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据共振条件可知，使小球振幅最大时，圆盘转动的周期等于小球和弹簧组成的振动系统的固有周期，则有 故选C。 4. 动圈式扬声器的结构如图所示，线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够在空隙中左右运动，纸盆与线圈连接，随着线圈振动而发声。当线圈中通入图示从B到A的电流时，下列描述错误的是（　　） A. 纸盆将向左运动 B. 扬声器正常工作时，AB间可以是恒定电流 C. 将AB端接入接收器，对着纸盆说话，扬声器便可以作为话筒使用 D. 若扬声器老化播放的音量变小，可以更换磁性更强的磁体解决 【答案】B 【解析】 【详解】A．图中当线圈中通入图示从B到A的电流时，线圈左端为N极，与磁体的S极吸引，所以纸盆将向左运动，故A正确； B．作为扬声器使用，纸盆随着线圈振动而发声，说明安培力是变化的，即电流是变化的，故B错误； C．作为话筒使用，人对纸盆讲话时，纸盆带动线圈切割磁感线，产生变化的电流，扬声器便可以作为话筒使用，故C正确； D．若扬声器老化播放的音量变小，可以更换磁性更强的磁体解决，因为磁性强，安培力变大，故D正确。 本题选错误的，故选B。 5. 如图所示为洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪发出的电子经电场加速后形成电子束，玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹，励磁线圈能够产生垂直纸面向里的匀强磁场。下列说法正确的是（　　） A. 仅增大励磁线圈中的电流，运动径迹的半径变小 B. 仅增大励磁线圈中的电流，电子运动的周期将变大 C. 仅升高电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变小 D. 仅升高电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将变大 【答案】A 【解析】 【详解】AC．有题意可得 可得 仅增大励磁线圈中的电流，磁感应强度B变大，则运动径迹的半径变小；仅升高电子枪加速电场的电压U，运动径迹的半径变大，故A正确，C错误； BD．由 可得电子的周期为 电子周期与电子枪加速电场的电压无关，且仅增大励磁线圈中的电流，电子运动的周期将变小，故BD错误。 故选A。 6. 下列关于多普勒效应和激光的特性描述，正确的是（　　） A. 医院检查身体的“彩超”仪利用了超声波的多普勒效应 B. 主动降噪技术应用的是声波的多普勒效应 C. 激光的相干性好，所以医学上用激光“刀”做切除肿瘤等外科手术 D. 激光可以用来精确的测距，这是利用了激光的亮度高这个特点 【答案】A 【解析】 【详解】A．“彩超” 仪通过向人体发射超声波，当超声波遇到运动的脏器或血流时，会产生多普勒频移，仪器根据接收到的反射波频率变化来检测血流速度等信息，从而实现对身体状况的检查，确实利用了超声波的多普勒效应，故A正确； B．主动降噪技术是通过产生与外界噪声幅值相等、相位相反的声波，相互抵消来实现降噪，应用的是声波的干涉原理，并非多普勒效应，故B错误； C．医学上用激光 “刀” 做切除肿瘤等外科手术，是因为激光的能量高度集中，即亮度高，而不是相干性好，故C错误； D．激光可以用来精确的测距，是利用了激光的方向性好，能准确地传播到目标并反射回来，通过测量时间来计算距离，而不是利用亮度高的特点，故D错误。 故选A。 7. 火箭发射领域“世界航天第一人”是明朝的士大夫万户，他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及其所携设备（火箭、燃料、椅子、风筝等）的总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以的速度竖直向下喷出，忽略空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 火箭的推力来源于空气的浮力 B. 在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为 C. 喷出燃气后，万户及其所携设备能上升的最大高度为 D. 在火箭喷气过程中，万户及其所携设备的机械能守恒 【答案】C 【解析】 【详解】A．火箭的推力来源于喷出的高温高压气体（燃料燃烧时产生）对火箭的反作用力，故A错误； B．在燃气喷出后的瞬间，万户及其所携设备组成的系统内力远大于外力，系统动量守恒，设火箭的速度大小为，规定火箭运动方向为正方向，由动量守恒定律得 解得火箭的速度大小为 ，故B错误； C．喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动，上升的最大高度 ，故C正确； D．在火箭喷气过程中，燃料燃烧产生的高温高压气体（向后喷出）对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒，故D错误。 故选C 。 8. 如图所示，图甲为磁流体发电机、图乙为质谱仪、图丙为速度选择器（电场强度为E、磁感应强度为B）、图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势高 B. 图乙中，、从静止经电场加速后射入磁场，打在胶片上的位置靠近P的粒子是 C. 图丙中，粒子能够沿直线匀速向右通过速度选择器的速度 D. 图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，将一束等离子体喷入磁场，根据左手定则可知正离子向下偏转、负离子向上偏转，A、B板间产生电势差，B板电势高，故A错误； B．图乙中，粒子经过电场加速，根据动能定理有 进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有 解得 比荷越小，R越大，打在胶片上的位置靠近P的粒子是，故B正确； C．图丙中，粒子受电场力和洛伦兹力，粒子能够沿直线匀速向右通过速度选择器，则有 解得 故C错误； D．图丁中，回旋加速器正常工作时，交变电流的周期等于做圆周运动的周期，粒子做圆周运动的周期为 周期与速度大小无关，保持不变，交流电的周期不变，频率也不变，故D错误。 故选B。 9. 下列四幅图中涉及的光学现象和对应的描述中，正确的是（　　） A. 图（a）是内窥镜，可以把光传输到人体内部照明，利用了光的衍射 B. 图（b）是阳光下观察肥皂泡看到彩色条纹，这是光的干涉现象，条纹分布是上密下疏 C. 图（c）是单色光通过狭缝得到的干涉图样 D. 图（d）是利用偏振片观看立体眼镜，要求屏幕上的光必须是偏振光 【答案】D 【解析】 【详解】A．图（a）是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射，故A错误； B．图（b）是阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，实验时肥皂膜应竖直放置，受重力影响，下面薄膜较厚，条纹分布是上疏下密，故B错误； C．图（c）是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样，故C错误； D．图（d）是用偏振眼镜观看立体电影，要求屏幕上的光必须是偏振光，故D正确。 故选D。 10. 一只蜜蜂在平静湖面上双翅同时同向同频振动，在水面激起的波纹（部分）如图所示。蜜蜂翅膀与水面接触点为A、B，y轴与中垂线重合，与AB两点距离差为的C点附近区域水面较为平静。已知蜜蜂每秒钟振动翅膀100次，水波在深水区的传播速度大于在浅水区的传播速度。则（　　） A. y轴上某处飘着的一片树叶将随着水波传播到湖边 B. 在蜜蜂附近水域，水波波长的最大值为 C. 这些水波经过直径大于的石头时不会发生衍射 D. 在深水区传播时，这些水波的波长会变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．波传播时，介质中的质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。树叶作为水面上的质点，只会在原位置附近上下振动，不会随着水波传播到湖边，故A错误； B．C点附近区域水面较为平静，说明 C 点是振动减弱点。根据两列波干涉的规律，当某点到两波源的路程差为半波长的奇数倍时，该点为振动减弱点，即（n=0，1，2，3...） 已知，当n=0时，波长λ取得最大值，解得 所以在蜜蜂附近水域，水波波长的最大值为 18mm，选项B正确； C．衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射，只是当障碍物或孔的尺寸与波长差不多或比波长更小时，衍射现象比较明显。当水波经过直径大于 9mm 的石头时，只是衍射现象不明显，但依然会发生衍射，故C错误； D．蜜蜂翅膀振动的频率不变，已知水波在深水区的传播速度大于在浅水区的传播速度，那么在深水区传播时，波速v增大，频率f不变，根据 可知波长会变大，故D错误。 故选B。 11. 如图为某药品自动传送系统的示意图。该系统由水平传送带、竖直螺旋滑槽和与滑槽平滑连接的水平平台组成，竖直螺旋滑槽高，长，质量为的药品A离开传送带进入螺旋滑槽速度为，到螺旋滑槽出口速度为，该过程用时，在出口处与静止的相同质量的药品B碰撞，碰后A静止，B向前滑动，下列说法正确的是（　　） A. 药品A、B碰撞后B的速度为 B. 药品A对药品B的冲量和药品B对药品A的冲量相同 C. 药品A在螺旋滑槽运动过程重力的冲量为 D. 药品A在螺旋滑槽运动过程合力的冲量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．题意知碰前A的速度，AB质量一样，两药品碰撞过程，根据动量守恒有 解得药品A、B碰撞后B的速度 故A错误； B．药品A对药品B的冲量与药品B对药品A的冲量大小相同，但方向相反，故B错误； C．药品A在螺旋滑槽运动过程重力的冲量为 故C错误； D．题意知A离开传送带进入螺旋滑槽速度为，根据动量定理，药品A在螺旋滑槽运动过程合力的冲量等于其动量变化量，即 联立以上解得 故D正确。 故选D。 12. 如图所示，CD为透明圆柱体的水平直径，a、b两束单色光分别从A、B两点平行于CD射入圆柱体，A、B两点到CD的距离相等。两束光线经圆柱体折射后相交于E点，E点在CD上方。下列说法正确的是（　　） A. 在圆柱体中，a光的传播速度大于b光的传播速度 B. 圆柱体对a光的折射率大于圆柱体对b光的折射率 C. b光在圆柱体中发生全反射的临界角大于a光在圆柱体中发生全反射的临界角 D. 进入圆柱体中，a光和b光的频率均将变小 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据 可知，a光在圆柱体中的传播速度大于b光的传播速度，A正确； B．A、B两点到CD的距离相等，所以两束单色光射入透明圆柱体的入射角相等，由图可知，单色光b的折射角小于单色光a的折射角，由折射定律 可知，圆柱体对a光的折射率小于圆柱体对b光的折射率，B错误； C．根据 可知，b光在圆柱体中发生全反射的临界角小于a光在圆柱体中发生全反射的临界角，C错误； D．由真空进入圆柱体中，a光和b光的频率不变，D错误。 故选A。 13. “双线摆”如图甲所示，双线长均为L，两线夹角为，摆球质量为m，给摆球一个垂直于两线平面方向的较小速度，使得摆球以较小摆角（小于5°）摆动。“杆线摆”结构如图乙所示，长为L的轻杆一端通过活动绞链与立柱垂直连接，另一端安装质量为m的摆球，细线一端拉住摆球，另一端系在立柱上的A点，给摆球一垂直于纸面的较小速度，使轻杆垂直于立柱来回摆动，摆动角度小于5°，摆球的运动轨迹被约束在一个倾斜的平面内。已知，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中摆球的周期为 B. 图乙中摆球的摆动周期为 C. 图乙中摆球在摆动过程中细线上的拉力大小 D. 若增大细线长度使A点上移，则摆球运动周期增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由甲中摆球的摆线长度为：，结合单摆的周期公式 代入角度，可得 故A错误； C．图乙中摆球在平衡位置静止时，在垂直于斜面方向上的合力为零， 由图可知：FAsinθ=mgcosθ 即可得细线的拉力为： 故C正确； B．结合该等效单摆的摆长和加速度关系，可知图乙的摆球的周期为 解得： 故B错误； D．由摆球的周期公式 可知细线长度对摆球的运动周期无影响，故D错误。 故选C。 二、选择题Ⅱ（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，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 14. 如图所示，质量为m长度为L的金属棒两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上磁感强度为B的匀强磁场中，原来处于静止状态。第一次棒中由恒流源通以由M向N的恒定电流，M最高上摆到角，第二次棒中通以大小变化的电流使缓慢上移到相同的角。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 第一次棒中的恒定电流 B. 两次上摆过程安培力对金属棒做功相同 C. 两次上摆过程中细绳的弹力均一直变大 D. 第二次最大电流值等于第一次的电流值 【答案】AB 【解析】 【详解】A．对棒由动能定理可得 解得 故A正确； B．两次对棒根据动能定理，可知安培力所做的功等于克服重力所做的功，故B正确； C．缓慢拉棒，由平衡可知 则拉力一直变大，但恒力拉时，重力与恒力的合力等效为“重力场”且在重力场最低点速度最大，拉力最大，则细绳的拉力先变大后变小，中间平衡位置时拉力最大，故C错误； D．第二次由平衡可知 解得 故D错误。 故选AB。 15. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为L的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨BC段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于磁感应强度大小为B方向竖直向下的匀强磁场中，、、均与导轨垂直，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆经过区域过程，其所受安培力的冲量大小为 B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C. 金属杆经过的速度小于 D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于 【答案】BD 【解析】 【详解】AC．设平行金属导轨间距为L，金属杆在区域向右运动的过程中切割磁感线有， 金属杆在区域运动的过程中根据动量定理有 则安培力的冲量 由于，则上面方程左右两边累计求和，可得 则金属杆在区域安培力冲量的大小为 BB1处的速度为 设金属杆在区域运动的时间为，同理可得，则金属杆在区域运动的过程中有 解得 综上有 则金属杆经过的速度大于，故AC错误； B．在整个过程中，根据能量守恒有 则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 故B正确； D．根据A选项可得，金属杆以初速度在磁场中运动有 金属杆的初速度加倍，设此时金属杆在区域运动的时间为，全过程对金属棒分析得 联立整理得 分析可知当金属杆速度加倍后，金属杆通过区域的速度比第一次大，故，可得 故D正确。 故选BD。 Ⅱ非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 16. 如图甲，在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调节光具座上的白炽灯、滤光片、单缝、双缝和遮光筒，使他们的中心在同一水平线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行。已知单缝与双缝间的距离，双缝与屏的距离，双缝间距d。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图乙所示，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。问： （1）下列说法正确的是（多选）：______ A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C. 换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D. 去掉滤光片后，干涉现象消失 （2）分划板的中心刻线分别对准第1条（丙图左）和第7条（丙图右）亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数：______mm；对准第7条时读数为。 （3）写出计算波长的表达式：______。（用题中出现的字母表示） 【答案】（1）ABC （2）0.892##0.893##0.894##0.895##0.896##0.897 （3） 【解析】 【小问1详解】 根据双缝干涉条纹间距公式可知 A．将屏移近双缝，则l减小，所以干涉条纹间距变窄，故A正确； B．将滤光片由蓝色的换成红色的，则波长λ变长，干涉条纹间距变宽，故B正确； C．换一个两缝之间距离较大的双缝，则d增大，干涉条纹间距变窄，故C正确； D．去掉滤光片后，出现白光干涉现象，故D错误。 故选ABC。 【小问2详解】 螺旋测微器的精确度为0.01mm，根据螺旋测微器的读数规则，读数x1=0.5mm+39.4×0.01mm=0.894mm 【小问3详解】 依题意有 解得 17. 为验证碰撞中的动量是否守恒，某实验小组选取两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤进行实验。 ①用天平测出两小球的质量（分别为和，且）； ②按图安装好实验装置，将斜槽固定在桌边，使斜槽末端切线水平，先不放小球，让竖直挡板紧贴斜槽末端，再让小球从斜槽顶端P处由静止释放，记下小球在竖直挡板上的撞击位置O； ③将竖直挡板向右平移距斜槽末端一定距离，确保小球在碰撞前后均能撞击固定竖直挡板； ④先不放小球，让小球从斜槽顶端P处由静止释放，记下小球撞击竖直挡板的位置； ⑤将小球放在斜槽末端，再让小球从斜槽顶端P处由静止释放，与发生碰撞，分别记下小球和撞击竖直挡板的位置； ⑥图中A、B、C点是该实验小组记下的小球与竖直挡板撞击的位置，用毫米刻度尺量出各个撞击点到O的距离，分别为、、。 根据该实验小组的测量，回答下列问题： （1）小球与发生碰撞后，撞击的是图中的______点，撞击的是图中的________点（填字时A、B、C）。 （2）只要满足关系式______（用、、、、表示），则说明碰撞中的动量是守恒的。若测得，则______。 【答案】（1） ①. C ②. A （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]小球离开斜槽后做平抛运动，设斜槽末端到竖直挡板的水平距离为d，小球打到竖直挡板的运动时间为 小球做平抛运动的初速度v越大，小球做平抛运动的时间t越小，小球在竖直方向的位移 越小，由图示可知，A是碰撞后被碰球的落点位置，B是碰撞前入射球的落点位置，C是碰撞后入射球的落点位置； 【小问2详解】 [1]小球做平抛运动的时间为 小球做平抛运动的初速度为 碰撞前后入射球做平抛运动的初速度为， 碰撞后被碰球的初速度为 碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得m1v0=m1v1+m2v2 整理得 [2]若测得 则 18. 如图甲所示为一列简谐横波在时刻的波形图，此时P、Q两质点的位移均为，波上A质点的振动图像如图乙所示，求： （1）该简谐波的波速大小； （2）质点P的横坐标； （3）质点Q的振动方程。 【答案】（1） （2）； （3） 【解析】 【小问1详解】 题图可知波长、周期分别为20m、1.2s，根据波速 【小问2详解】 横坐标处质点滞后于质点P的时间为，即质点P的平衡位置与的平衡位置相距，由此可解得 所以质点P的横坐标 【小问3详解】 由图知质点Q的振动方程为 当时，，代入上面振动方程中可得 因此可得 19. 如图所示，表面光滑的水平轨道左端与长的水平传送带平滑相接，传送带以的恒定速率逆时针匀速运动。水平轨道右侧的竖直墙上固定一轻弹簧，现用质量的小物块（可视为质点）将弹簧向右压缩到某一位置（弹簧处于弹性限度范围内），由静止开始释放小物块，小物块到达水平传送带左端B点后，立即沿切线进入固定的竖直光滑半圆轨道最高点，并恰好沿半径的半圆轨道做圆周运动，最后经圆周最低点C，滑上质量为的长木板上，若物块与传送带间动摩擦因数，物块与木板间动摩擦因数。求： （1）小物块到达B点时速度的大小； （2）小物块刚滑上水平传送带A点时的动能； （3）要使小物块恰好不会从长木板上掉下，则木板长度s与木板和地面之间动摩擦因数应满足什么关系（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。 【答案】（1） （2）1.2J （3）或 【解析】 【小问1详解】 题意知物体在光滑半圆轨道最高点恰好做圆周运动，在B点，由牛顿第二定律得 解得B点速度 【小问2详解】 设物块到达A点时的速度为，有 因为，故物块一直做匀减速直线运动 由动能定理得 联立解得 【小问3详解】 根据题意，从B到C过程中，由机械能守恒定律有 解得 分类讨论 ①若 即，则木板不动，对物块有 解得 ②，对物块有 对木板有 共速时有 木板的长度为 联立解得 20. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动。磁场内的细金属杆N处于静止状态，且到的距离为。两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M质量为，金属杆N质量为m，两杆在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 （1）求M刚进入磁场时M两端的电压； （2）N在磁场内运动过程中N上产生的热量； （3）N刚离开磁场时M在磁场中运动的距离； （4）N在磁场内运动的时间t。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 M刚进入磁场时产生的感应电动势 则M两端的电压 【小问2详解】 由动量守恒定律可知 系统的总热量 解得， N上产生的热量 【小问3详解】 对M由动量定理可知 解得M在磁场中运动的距离 【小问4详解】 对两棒的系统由动量守恒定律 即 解得 21. 如图所示，在平面直角坐标系xOy中，有沿x轴正向的匀强电场和垂直坐标平面向外的匀强磁场，电场强度大小为，磁感应强度大小为B。从O点发射一比荷为的带正电微粒，该微粒恰能在xOy坐标平面内做直线运动。已知y轴正方向竖直向上，重力加速度为g。 （1）求微粒发射时的速度大小和方向； （2）若仅撤去磁场，微粒以（1）中的速度从O点射出后，求微粒通过y轴时到O点的距离； （3）若仅撤去电场，微粒改为从O点由静止释放，求微粒运动的轨迹离x轴的最大距离。 【答案】（1），轴负方向夹角为；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由题意知，粒子做匀速直线运动，受力分析如图 则 解得 粒子出射的速度方向与轴负方向夹角为 解得 即微粒发射的速度大小为 与轴负方向夹角为； （2）撤去磁场后，粒子做类平抛运动，如图 将速度分解可得 轴方向的加速度大小 经过轴时的时间 。 距点的距离 （3）解法1： 微粒运动的轨迹离轴的距离最大时，速度与轴平行，设最大距离为，在方向上，由动量定理得 即 由动能定理得 解得 解法2： 将静止释放的微粒看成同时有大小相等、方向水平向左和向右的初速度，向左的速度产生的洛伦兹力与重力大小相等（如图） 则 解得 向左的分速度使微粒水平向左匀速直线运动，向右的分速度使微粒在洛伦兹力下做匀速圆周运动，即 解得 微粒运动的轨迹离轴的最大距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $