精品解析：山东省菏泽市曹县第一中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题

高二拓展物理月考试题 一、单选题（每题3分） 1. 2023年9月23日杭州亚运会的开幕式惊艳全世界，其中大莲花“复现钱塘江”，地屏上交叉潮、一线潮、回头潮、鱼鳞潮……如图，用两个绳波来模拟潮水相遇，一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，振动的固有频率为2Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅上下振动了一段时间，某时刻两个振源在长绳上形成波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上， 且振动并不显著，而小球第二次的振幅明显较大，则（　　） A. 由Q振源产生的波先到达弹簧振子处 B. 两列绳波可在绳上形成稳定的干涉图样 C. 由Q振源产生的波的波速较接近4m/s D. 钱江潮潮水交叉分开后，其振动周期发生改变 2. 如图某种手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度θ的控制。发光像素单元紧贴防窥膜下表面，位于相邻两屏障正中间。不考虑光的衍射，下列说法正确的是（ ） A. 增大手机屏幕亮度可以提高防窥效果 B. 防窥膜实现防窥效果主要是靠光的全反射 C. 从上往下看，看到的图像比发光像素单元位置低 D. 其他条件不变时，透明介质的折射率越小，可提高防窥效果 3. 已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B的大小与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线M、N分别通以大小相等、方向相反的电流，沿MN和其中垂线建立直角坐标系xOy。规定磁场沿方向为正，则磁感应强度B随x、y变化的图线正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 某同学以5 m/s的速度将篮球斜抛出，球在空中运动0.4 s后垂直撞击到竖直篮板上，然后以2 m/s的水平速度反弹，平抛进入篮筐。球与篮板接触的时间为0.1 s，忽略空气阻力，篮球质量为0.6 kg（g取10 m/s2）。下列说法正确的是（　　） A. 篮球撞击篮板反弹时的动量大小为1.8 N·s B. 篮板对球的平均作用力大小为12 N C. 篮球被抛出后上升过程处于超重状态 D. 该同学投篮处到篮板的水平距离为1.2 m 5. 在如图所示电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，滑动变阻器的取值范围为，所有电表均为理想电表。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中，电压表电压表电流表A示数的变化量分别为。下列说法正确的是（　　） A. 读数变小，读数变大，大于 B. ， C. 的功率先增大后减小，最大值为 D. 电源的输出功率先增大后减小，最大值为 6. 如图甲所示的电路中，定值电阻。白炽灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。电源电动势，内阻不计。当开关S断开时，灯泡消耗的实际电功率为，则开关闭合后，灯泡消耗的实际功率约为（　　） A. B. C. D. 7. “杆线摆”结构如图所示，轻杆一端通过活动铰链与立柱垂直连接，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。已知立柱与竖直方向的夹角及细线与轻杆的夹角均为，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 摆球在摆动过程中细线上的拉力大小为 B. 摆球静止在平衡位置时轻杆对摆球作用力大小为 C. 摆球向平衡位置运动过程中轻杆对球作用力增大 D. 若增大细线长度使A点上移则摆球运动周期增大 8. 如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定的挡板，现将一个质量也为m的物体D从距A为L的位置由静止释放，D和A相碰后立即粘在一起，之后在斜面上做简谐运动。在简谐运动过程中，物体B对C的最小弹力为，则以下说法正确的是（　　） A. 简谐运动的振幅为 B. 简谐运动的振幅为 C. B对C的最大弹力 D. B对C的最大弹力 二、多选题（每题4分，少选得2分，多选不得分） 9. 如图所示，是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S，滑片P向左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法正确的是（ ） A. 通电后电磁铁a端为S极 B. 滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强 C. 条形磁体在滑动过程中受到向右的摩擦力 D. 条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小 10. 在如图所示的直角坐标系中，y轴为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面，机械波在介质Ⅰ和Ⅱ传播的速度比为1：2。振幅为的波源在处，振幅为波源在处，振动频率相同。时刻两波源同时开始沿 y 轴方向振动，在与原点O之间存在点P，点P处质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 波源的起振方向沿y轴正方向 B. 波在介质Ⅱ的传播速度为 C. 点P所在的位置坐标是 D. 从到6s过程中原点O处质点振动的路程为 11. 如图所示，电表均为理想电表，电源内阻的大小为，两灯泡的电阻均为。闭合开关，此时，两灯泡正常发光，滑动变阻器的阻值为。将滑动变阻器滑片向下滑动，电压表、示数变化量的绝对值分别为、，电流表A示数变化量的绝对值为，则（　　） A. 电流表的示数增大，两灯泡都变亮 B. 电压表的示数减小， C. 电源的效率增大，电源的总功率减小 D. 滑动变阻器的功率可能先变大后变小 12. 在“天宫课堂”航天员王亚平老师在水球中注入一个气泡后，水球便成了透明空心水球，如图所示，水球中形成了一个正立一个倒立的两个像。假设透明空心水球内径是R，外径是2R，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与直线AO所成夹角i=60°，经折射后恰好与内球面相切，已知光速为c。下列说法正确的是（　　） A. 单色光在该材料中的传播时间为 B. 单色光在水中的折射率为 C. 只要A点射入的单色光与AO直线的夹角i大于30°，就一定能够在内球面发生全反射 D. 单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从A点射入的光线与AO直线的夹角 三、实验题 13. 某同学利用现有的电流表和电压表测定电源的电动势和内阻（约为）。实验器材有：待测电源（约8V）、电流表A（量程为0~150mA、内阻），、电压表V（量程为0~3V、内阻）、电阻箱、电阻箱、滑动变阻器、开关和若干导线。该同学在设计实验电路时发现电流表和电压表的量程较小。 （1）该同学利用现有的电流表、电压表和电阻箱改装成一量程为0~0.6A的电流表和量程为0~15V的电压表，则电阻箱的阻值应调整到__________（保留一位小数），并在图甲的虚线框内画出改装后的电路图_________（需标出对应的电表）。 （2）该同学正确操作，改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电压表V的示数U和电流表A的示数I（表盘刻度值并未修改），根据实验数据所绘出的U-I图像如图乙所示。根据该图像可得，被测电源的电动势__________V，内阻__________（结果均保留到小数点后两位）。 14. 某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO上插上大头针P1、P2，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上P3和P4大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。 （1）确定P3位置的方法正确的是 ； A. 透过玻璃砖，P3挡住P2的像 B. 先插上P4大头针，在靠近玻璃砖一侧P3挡住P4的位置 C. 透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像 （2）在图甲中作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角；________ （3）经过多次测量作出的图像如图乙，玻璃砖的折射率为_________（计算结果保留三位有效数字）； （4）若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则测出来的折射率_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）； （5）该同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图丙中右边的插针应该是 。 A. P3、P6 B. P3、P8 C. P5、P6 D. P7、P8 四、解答题（共40分） 15. 玻璃堆是一种获得全偏光的光学仪器。可见光是横波，当光从一种折射率为的介质射向另一种折射率为的介质时，反射光是部分偏振光，当入射角满足特定的角度时，反射光可获得线偏振光，这个角叫布儒斯特角，满足条件：反射光与折射光垂直。入射光经过玻璃堆后折射光也接近线偏振光。如图所示是玻璃堆中的一片玻璃。已知光在真空中的速度为，相对折射率为入射角，为折射角。 （1）当光从真空以布儒斯特角入射时，试求该玻璃的折射率。 （2）若该玻璃片的厚度为，试求光在玻璃中传播的时间（不考虑折射光的反射）。 16. 如图所示，沿轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，已知波的周期大于2s，试求： （1）简谐横波的波长和振动质点的振幅； （2）判断波的传播方向，并求波的传播速度大小； （3）写出处质点的振动方程。 17. 如图所示，半径的光滑圆弧轨道AB固定于竖直平面内，一长方形木板M静止在水平光滑地面上，左端紧靠B点，上表面所在平面与圆弧轨道相切于B点、长木板的右端有一固定在木板上的轻质弹性挡板，一可视为质点的质量为的物块从圆弧圆心的等高点A由静止释放，经B点滑上木板，最终物块停在长木板上。已知物块与长木板上表面间的动摩擦因数为，长木板的质量为，重力加速度为，求： （1）物块滑到B点时对圆弧轨道的压力； （2）物块不和挡板碰撞，长木板的最小长度； （3）若长木板长度为，碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短，求碰撞后物块停在木板上时距挡板距离及碰撞后小物块与长木板摩擦生成的热。 18. 某装置的竖直截面如图所示，水平轨道OA的左侧有一个弹簧装置，可将放在弹簧装置前的物体水平弹出，ABC管道半径，滑块a尺寸略小于管道内径，管道C点与小车平面等高，小车左端紧靠管道C点，小车由水平轨道EF与四分之一圆弧轨道FG组成，水平轨道，圆弧轨道FG半径，圆弧AB，BC对应的圆心角均53°，滑块a与EF轨道间的动摩擦系数，滑块a质量，小车质量。其它轨道均光滑，轨道之间均平滑连接，滑块可视为质点，不计空气阻力，弹性势能全部转化为动能，g取（，）求： （1）若小车固定在水平面上，压缩弹簧发射滑块a恰能使其滑到G点，弹簧弹力对滑块冲量I大小； （2）若小车没有固定在水平面上，水平面光滑且足够长，压缩弹簧发射滑块： ①滑块a滑上小车恰能到达F点，求弹簧弹射滑块时的弹性势能多大； ②滑块a滑上小车并且不会滑离小车，求弹簧弹射滑块时的弹性势能范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二拓展物理月考试题 一、单选题（每题3分） 1. 2023年9月23日杭州亚运会的开幕式惊艳全世界，其中大莲花“复现钱塘江”，地屏上交叉潮、一线潮、回头潮、鱼鳞潮……如图，用两个绳波来模拟潮水相遇，一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，振动的固有频率为2Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅上下振动了一段时间，某时刻两个振源在长绳上形成波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上， 且振动并不显著，而小球第二次的振幅明显较大，则（　　） A. 由Q振源产生的波先到达弹簧振子处 B. 两列绳波可在绳上形成稳定的干涉图样 C. 由Q振源产生的波的波速较接近4m/s D. 钱江潮潮水交叉分开后，其振动周期发生改变 【答案】C 【解析】 【详解】A．由P、Q激发的机械波的波形图及传播方向可知，P波源产生的波起振方向向上，Q波源产生的波起振方向向下，所以先到达弹簧振子处的是由P波源产生的波，故A错误； B．同种介质中的波速是相等的，图中两列波的波长不同，由可知两列波频率不同，所以不会形成干涉，故B错误； C．波源Q激发的机械波使小球产生了较强的振动，即共振，说明Q的振动频率接近2Hz，即周期接近0.5s，所以波速接近于 故C正确； D．机械波的叠加其实就是运动的合成，各个分运动是独立的、互不影响的，所以钱江潮潮水交叉分开后，其振动周期不变，故D错误。 故选C。 2. 如图某种手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度θ的控制。发光像素单元紧贴防窥膜下表面，位于相邻两屏障正中间。不考虑光的衍射，下列说法正确的是（ ） A. 增大手机屏幕亮度可以提高防窥效果 B. 防窥膜实现防窥效果主要是靠光的全反射 C. 从上往下看，看到的图像比发光像素单元位置低 D. 其他条件不变时，透明介质的折射率越小，可提高防窥效果 【答案】D 【解析】 【详解】A．增大手机屏幕亮度不改变光的折射率，即不改变光的传播路径，不可以提高防窥效果，故A错误； B．防窥屏实现防窥效果的原理是因为某些角度范围内的光被屏障吸收，能射出到空气中的光其入射角都小于临界角，没有发生全反射，故B错误； C．根据光路可逆，可知从上往下观察手机屏幕，看到的图像比发光像素单元位置高，故C错误； D．透明介质的折射率越小，则在空气中的折射角越小，则由几何关系可知，可视角度θ越小，即可提高防窥效果，故D正确。 故选D。 3. 已知通电长直导线周围某点的磁感应强度，即磁感应强度B的大小与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比。如图所示，两根平行长直导线M、N分别通以大小相等、方向相反的电流，沿MN和其中垂线建立直角坐标系xOy。规定磁场沿方向为正，则磁感应强度B随x、y变化的图线正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由安培定则可知，左侧导线中的电流在该导线右侧产生的磁场的方向沿方向，而右侧导线中的电流在该导线左侧产生的磁场的方向沿方向，由于规定磁场方向沿方向为正，此区间内的磁场等于两条直导线在各处形成的磁感应强度之和，故在MN区间内磁场方向为正，根据通电长直导线周围某点磁感应强度 知距离导线越远磁场越弱，又 可知在两根导线中间位置O点磁场最弱，但不为零；在导线M左侧M导线形成的磁场沿方向， N导线形成的磁场沿方向，因该区域离M导线较近，则合磁场方向沿方向，为负方向，且离M导线越远处磁场越弱；同理，在导线N右侧N导线形成的磁场沿方向，M导线形成的磁场沿方向，因该区域离N导线较近，则合磁场方向沿方向，为负方向，且离N导线越远处磁场越弱，故A错误，B错误； CD． 两通电导线在y轴的磁感应强度如图所示 因此可知合场强竖直向下，大小为 越远离O点越小，因此B越小，C正确D错误。 故选C。 4. 某同学以5 m/s的速度将篮球斜抛出，球在空中运动0.4 s后垂直撞击到竖直篮板上，然后以2 m/s的水平速度反弹，平抛进入篮筐。球与篮板接触的时间为0.1 s，忽略空气阻力，篮球质量为0.6 kg（g取10 m/s2）。下列说法正确的是（　　） A. 篮球撞击篮板反弹时的动量大小为1.8 N·s B. 篮板对球的平均作用力大小为12 N C. 篮球被抛出后上升过程处于超重状态 D. 该同学投篮处到篮板的水平距离为1.2 m 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意，由公式p = mv可得，篮球撞击篮板反弹时的动量大小为 故A错误； BD．对篮球撞击篮板前的运动进行逆向分析，根据运动的对称性可看成平抛运动，则竖直方向的分速度为 水平方向的分速度为 则该同学投篮处到篮板的水平距离为 球与篮板接触时，由动量定理有 解得篮板对球的平均作用力大小为 故B错误，D正确； C．篮球被抛出后上升过程，只受重力作用，处于完全失重状态，故C错误。 故选D。 5. 在如图所示电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，滑动变阻器的取值范围为，所有电表均为理想电表。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中，电压表电压表电流表A示数的变化量分别为。下列说法正确的是（　　） A. 读数变小，读数变大，大于 B. ， C. 的功率先增大后减小，最大值为 D. 电源的输出功率先增大后减小，最大值为 【答案】C 【解析】 【详解】将和等效为电源内阻，则等效电源的电动势 等效内阻 A．当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，变大，总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，读数变小，则读数变大，因 可知小于，故A错误； B．根据欧姆定律 则 根据闭合电路的欧姆定律 可得 故B错误； C．将等效为新电源的内阻，内阻为 当外电路电阻等于电源内阻时输出功率最大，则当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电阻从0增加到30Ω，可知的功率先增大后减小，当时功率最大，最大值为 故C正确； D．当滑动变阻器的滑片在a端时，电源的外电阻为 当滑动变阻器的滑片在b端时，电源E的外电阻为 电源E的内阻，根据电源输出功率和外电阻关系可知，滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电源的输出功率一直减小，故D错误。 故选C。 6. 如图甲所示的电路中，定值电阻。白炽灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。电源电动势，内阻不计。当开关S断开时，灯泡消耗的实际电功率为，则开关闭合后，灯泡消耗的实际功率约为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当开关S断开时，灯泡消耗的实际电功率为，即电压电流的乘积为24W，根据乙图可知，电压为，电流为，根据闭合电路欧姆定律 解得 据题意，定值电阻，故 开关闭合后，电源和、构成一个新电源，此新电源电动势和内阻分别为 此新电源短路电流为 图中画出此新电源的图像，图像与白炽灯泡的伏安特性曲线交点即为灯泡的电压电流，分别为 ， 灯泡消耗的实际功率 故选C。 7. “杆线摆”结构如图所示，轻杆一端通过活动铰链与立柱垂直连接，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。已知立柱与竖直方向的夹角及细线与轻杆的夹角均为，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 摆球在摆动过程中细线上的拉力大小为 B. 摆球静止在平衡位置时轻杆对摆球作用力大小为 C. 摆球向平衡位置运动过程中轻杆对球作用力增大 D. 若增大细线长度使A点上移则摆球运动周期增大 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．摆球在平衡位置静止时，对球受力分析，如图所示 由平衡条件得杆对球为支持力，大小为，细线上的拉力大小 小球摆动过程中，运动轨迹被约束在一个倾角为30°的平面内，垂直该平面小球一直处于平衡状态，故细线拉力大小不变，向平衡位置摆动过程中沿杆方向向心力大小不断增大，杆上支持力逐渐减小，故A正确，BC错误； D．增大细线长度使A点上移，摆球运动平面不变，等效为一个在斜面上的单摆，周期为 摆长为杆的长度不变，摆球运动周期不变，故D错误。 故选A。 【点睛】 8. 如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定的挡板，现将一个质量也为m的物体D从距A为L的位置由静止释放，D和A相碰后立即粘在一起，之后在斜面上做简谐运动。在简谐运动过程中，物体B对C的最小弹力为，则以下说法正确的是（　　） A. 简谐运动的振幅为 B. 简谐运动的振幅为 C. B对C的最大弹力 D. B对C的最大弹力 【答案】A 【解析】 【详解】AB．当弹力等于AD的重力的分力时AD处于平衡位置，由 可知，平衡位置时弹簧的形变量为 处压缩状态；当B对C弹力最小时，对B分析，则有 故弹簧此时形变量 此时弹簧处于压缩状态；故简谐运动的振幅为 故A正确，B错误； CD．当AD运动到最低点时，B对C的弹力最大；由对称性可知，此时弹簧的形变量为 此时弹力为 B对C的弹力为 故CD错误。 故选A。 二、多选题（每题4分，少选得2分，多选不得分） 9. 如图所示，是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S，滑片P向左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法正确的是（ ） A. 通电后电磁铁a端为S极 B. 滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强 C. 条形磁体在滑动过程中受到向右的摩擦力 D. 条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电流从螺线管右端流入，左端流出，根据安培定则可知，此时电磁铁的a端是N极，故A错误； B．滑动变阻器的滑片P向左端移动，电阻变小，电流变大，故电磁铁的磁性变强，故B正确； C．电磁铁的b端为S极，根据异名磁极相互吸引的特点可知，条形磁体受到向左的吸引力，条形磁体向左滑动，条形磁体受到水平桌面的向右的摩擦力，故C正确； D．压力大小和接触面的粗糙程度不变，因此条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力不变，故D错误。 故选BC。 10. 在如图所示的直角坐标系中，y轴为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面，机械波在介质Ⅰ和Ⅱ传播的速度比为1：2。振幅为的波源在处，振幅为波源在处，振动频率相同。时刻两波源同时开始沿 y 轴方向振动，在与原点O之间存在点P，点P处质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 波源的起振方向沿y轴正方向 B. 波在介质Ⅱ的传播速度为 C. 点P所在的位置坐标是 D. 从到6s过程中原点O处质点振动的路程为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知P点在2s末开始振动的振幅是2cm，可知波源S2的振动形式2s末传播到P点，P点的起振方向是y轴正方向，所以波源的起振方向沿y轴正方向，故A正确； B．设机械波在介质I和II传播的速度大小分别为、，由图可知5s末，波源S1的振动形式传播到P点，则 ，， 解得 波在介质Ⅱ的传播速度为 故B错误； C．点P所在的位置坐标是 故C错误； D．波源的振动传播到O点的时间 波源的振动传播到O点的时间 由图可知两波的周期均为 波源的振动传播到O点，开始沿y轴正方向振动，由 可知波源的振动传播到O点时，O点已经振动了，正好通过平衡位置向y轴负方向振动，振动的路程为 由图可知波源的起振方向是y轴负方向，所以波源的振动传播到O点后两列波在O点的振动加强，振幅为 从到6s过程中原点O处质点在波源的振动传播到O点后振动的时间 振动的路程为 从到6s过程中原点O处质点振动的路程为 故D正确。 故选AD。 11. 如图所示，电表均为理想电表，电源内阻的大小为，两灯泡的电阻均为。闭合开关，此时，两灯泡正常发光，滑动变阻器的阻值为。将滑动变阻器滑片向下滑动，电压表、示数变化量的绝对值分别为、，电流表A示数变化量的绝对值为，则（　　） A. 电流表的示数增大，两灯泡都变亮 B. 电压表的示数减小， C. 电源的效率增大，电源的总功率减小 D. 滑动变阻器的功率可能先变大后变小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．将滑片向下滑动，滑动变阻器阻值变大，电路中的总电阻变大，总电流减小，通过两串联灯泡的电流减小，两灯泡逐渐变暗，A错误； B．电压表测量的是路端电压，电压表测量的是灯泡两端的电压，根据欧姆定律可知 因为总电流减小，灯的电阻不变，所以的示数减小，的示数增大，根据闭合电路欧姆定律可知 则有 B正确； C．电源的效率 由于外电阻增大，则电源的效率增大，电源的总功率 由于电流减小，则总功率减小，C正确； D．由于开始时滑动变阻器的阻值等于两灯泡和电源内阻之和，则滑动变阻器阻值变大时，其功率减小，D错误。 故选BC。 12. 在“天宫课堂”航天员王亚平老师在水球中注入一个气泡后，水球便成了透明空心水球，如图所示，水球中形成了一个正立一个倒立的两个像。假设透明空心水球内径是R，外径是2R，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与直线AO所成夹角i=60°，经折射后恰好与内球面相切，已知光速为c。下列说法正确的是（　　） A. 单色光在该材料中的传播时间为 B. 单色光在水中的折射率为 C. 只要A点射入的单色光与AO直线的夹角i大于30°，就一定能够在内球面发生全反射 D. 单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从A点射入的光线与AO直线的夹角 【答案】BD 【解析】 【详解】B．设 由几何关系得 单色光在水中的折射率为 故B正确； A．单色光在该材料中的传播距离 单色光在该材料中的传播速度 单色光在该材料中的传播时间 故A错误； D．当光线与材料内球面恰好发生全发射时，如图所 根据全反射规律有 在中，由正弦定理有 又由于 解得 解得 故D正确； C．光束从A点入射，与AO直线的夹角i大于60°时，折射角大于，折射光线不再打在内球面上，不再在内球面发生全反射，故C错误。 故选BD。 三、实验题 13. 某同学利用现有的电流表和电压表测定电源的电动势和内阻（约为）。实验器材有：待测电源（约8V）、电流表A（量程为0~150mA、内阻），、电压表V（量程为0~3V、内阻）、电阻箱、电阻箱、滑动变阻器、开关和若干导线。该同学在设计实验电路时发现电流表和电压表的量程较小。 （1）该同学利用现有的电流表、电压表和电阻箱改装成一量程为0~0.6A的电流表和量程为0~15V的电压表，则电阻箱的阻值应调整到__________（保留一位小数），并在图甲的虚线框内画出改装后的电路图_________（需标出对应的电表）。 （2）该同学正确操作，改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电压表V的示数U和电流表A的示数I（表盘刻度值并未修改），根据实验数据所绘出的U-I图像如图乙所示。根据该图像可得，被测电源的电动势__________V，内阻__________（结果均保留到小数点后两位）。 【答案】（1） ①. 1.0 ②. （2） ①. 7.90 ②. 0.94 【解析】 【小问1详解】 [1]改装大量程电流表需并联一个小电阻，故选，利用并联分流可知 解得 [2]题中改造好的电流表内阻可计算出，根据闭合电路欧姆定律可知，测量电路如图所示 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律 整理得 考虑到改造后的电压表的量程是原电压表量程的5倍，改造后的电流表量程是原电流表量程的4倍，根据图乙可知 14. 某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO上插上大头针P1、P2，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上P3和P4大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。 （1）确定P3位置的方法正确的是 ； A. 透过玻璃砖，P3挡住P2的像 B. 先插上P4大头针，在靠近玻璃砖一侧P3挡住P4的位置 C. 透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像 （2）在图甲中作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角；________ （3）经过多次测量作出的图像如图乙，玻璃砖的折射率为_________（计算结果保留三位有效数字）； （4）若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则测出来的折射率_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）； （5）该同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图丙中右边的插针应该是 。 A. P3、P6 B. P3、P8 C. P5、P6 D. P7、P8 【答案】（1）C （2） （3）1.50 （4）偏小 （5）C 【解析】 【小问1详解】 确定P3位置的方法正确的是：透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像。 故选C。 【小问2详解】 光路图如图所示 【小问3详解】 根据可知，图像的斜率表示折射率，由题图乙可知玻璃砖的折射率为 n=1.50 【小问4详解】 若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则P4P3的连线与bb'的交点偏右，测得的折射角θ2偏大，则根据 可知，测出来的折射率偏小。 【小问5详解】 光路图如图所示 根据光路图可知，经过P1P2的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏折，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，所以在图中右边的插针应该是P5、P6。 故选C。 四、解答题（共40分） 15. 玻璃堆是一种获得全偏光的光学仪器。可见光是横波，当光从一种折射率为的介质射向另一种折射率为的介质时，反射光是部分偏振光，当入射角满足特定的角度时，反射光可获得线偏振光，这个角叫布儒斯特角，满足条件：反射光与折射光垂直。入射光经过玻璃堆后折射光也接近线偏振光。如图所示是玻璃堆中的一片玻璃。已知光在真空中的速度为，相对折射率为入射角，为折射角。 （1）当光从真空以布儒斯特角入射时，试求该玻璃的折射率。 （2）若该玻璃片的厚度为，试求光在玻璃中传播的时间（不考虑折射光的反射）。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 依题意得，真空的折射率 由于反射光与折射光垂直，入射角 所以折射角 则根据折射定律 解得 【小问2详解】 由（1）得折射角 由几何关系得，光在玻璃中的传播路程 解得 光在玻璃中的速度 光在玻璃中传播的时间 解得 16. 如图所示，沿轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，已知波的周期大于2s，试求： （1）简谐横波的波长和振动质点的振幅； （2）判断波的传播方向，并求波的传播速度大小； （3）写出处质点的振动方程。 【答案】（1）， （2）波向右传播， （3） 【解析】 【小问1详解】 根据图像可知简谐横波的波长为，振幅为。 【小问2详解】 若波向左传播，则传播的距离为 又因为 即 因周期，可知周期无解；故波向右传播，且传播的距离为 又因为 即 因周期，可知 则波速 【小问3详解】 设处质点的振动方程为 其中 当时且向上振动，故代入数据可知 故该质点的振动方程为 17. 如图所示，半径的光滑圆弧轨道AB固定于竖直平面内，一长方形木板M静止在水平光滑地面上，左端紧靠B点，上表面所在平面与圆弧轨道相切于B点、长木板的右端有一固定在木板上的轻质弹性挡板，一可视为质点的质量为的物块从圆弧圆心的等高点A由静止释放，经B点滑上木板，最终物块停在长木板上。已知物块与长木板上表面间的动摩擦因数为，长木板的质量为，重力加速度为，求： （1）物块滑到B点时对圆弧轨道的压力； （2）物块不和挡板碰撞，长木板的最小长度； （3）若长木板长度为，碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短，求碰撞后物块停在木板上时距挡板距离及碰撞后小物块与长木板摩擦生成的热。 【答案】（1）；竖直向下 （2） （3）； 【解析】 【小问1详解】 物块由A到B的运动过程，只有重力做功，机械能守恒，设物块滑到B点的速度大小为，有 根据牛顿第二定律 联立，解得 ， 由牛顿第三定律可知物块对轨道的压力大小为 方向为竖直向下。 【小问2详解】 设长木板的最小长度为L时，物块和挡板碰撞前恰好与长木板共速，其速度大小为，可得 解得 由能量守恒，可得 解得 【小问3详解】 小物块与挡板碰撞后，与长木板达到共同速度后保持相对静止一起匀速直线运动，设距离挡板距离x，则有 ， 解得 碰撞后小物块与长木板摩擦生成的热 18. 某装置的竖直截面如图所示，水平轨道OA的左侧有一个弹簧装置，可将放在弹簧装置前的物体水平弹出，ABC管道半径，滑块a尺寸略小于管道内径，管道C点与小车平面等高，小车左端紧靠管道C点，小车由水平轨道EF与四分之一圆弧轨道FG组成，水平轨道，圆弧轨道FG半径，圆弧AB，BC对应的圆心角均53°，滑块a与EF轨道间的动摩擦系数，滑块a质量，小车质量。其它轨道均光滑，轨道之间均平滑连接，滑块可视为质点，不计空气阻力，弹性势能全部转化为动能，g取（，）求： （1）若小车固定在水平面上，压缩弹簧发射滑块a恰能使其滑到G点，弹簧弹力对滑块冲量I大小； （2）若小车没有固定在水平面上，水平面光滑且足够长，压缩弹簧发射滑块： ①滑块a滑上小车恰能到达F点，求弹簧弹射滑块时的弹性势能多大； ②滑块a滑上小车并且不会滑离小车，求弹簧弹射滑块时的弹性势能范围。 【答案】（1） （2）①0.9J；② 【解析】 【小问1详解】 物体恰能滑到G点，从O到A过程中 可得弹簧弹力对滑块冲量 【小问2详解】 ①物体在小车上滑动到最远点F，两者的速度相同 解得 弹簧弹射滑块时的弹性势能 ②物体能滑上小车 物体恰能到达G，物体与小车在水平方向上速度相同 物体返回EF恰好不从E点滑出，物体与小车的速度相同 解得 则 弹性势能的范围 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $