精品解析：山东省济南市山东省实验中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题

2024—2025学年度第一学期高二教学质量检测 物 理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号等填写在答题卡上。 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，再选涂其他答案标号。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3分，共24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. 关于电流，下列说法正确的是（ ） A. 根据可知，I与q成正比 B. 电流的强弱和方向都不变的电流是恒定电流 C. 电流有方向，因此电流是矢量 D. 只有正电荷的移动，才能形成电流 【答案】B 【解析】 【详解】A．电流等于电路中通过某一横截面积的电量与所用时间的比值，运用比值定义法定义，I与q、t无关，A错误； B．恒定电流是指电流的大小和方向始终保持不变的电流，B正确； C．电流有方向，但电流的运算满足代数法则，而矢量运算满足平行四边形定则，故电流是标量，C错误； D．正电荷、负电荷定向移动都可以形成电流，D错误； 故选B。 2. 激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理，利用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，已知“散斑对”的间距d与待测物体的速度v、二次曝光的时间间隔Δt之间满足关系式d=KvΔt，其中K为常数。实验中可以测得二次曝光的时间间隔Δt和“散斑对”到屏的距离L及相邻两条亮纹的间距Δx。若所用激光的波长为λ，则利用该实验确定物体速度的表达式是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】依题意可得，双缝间距为 d=KvΔt 双缝干涉条纹间距公式 联立解得 故选C。 3. 某学习小组为了将电压表改装成可测量电阻的仪器-欧姆表，设计电路如图所示，电压表的量程为3V，其内阻RV=3kΩ，电源的电动势E=6V，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，下列关于该表的说法正确的（　　） A. 该欧姆表B表笔为红表笔，表盘刻度是均匀的 B. 电压表指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为“0” C. 电压表指针指在“2.0V”处对应的电阻刻度为 D. 若该欧姆表使用一段时间后，电源内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将偏大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．表笔电流遵循“红进黑出”，该欧姆表B表笔对应电源的正极，为黑表笔，当两表笔断开时，调节电阻箱，当其阻值为R时，使电压变刚好满偏，即示数为3V，此时相当于待测电阻为，当两表笔短接时，电压表示数为零，此时相当于待测电阻为0，故电压表指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为“”，由此可知，表盘刻度是不均匀的，AB错误； C．忽略电源内阻，由B解析可得 解得电阻箱的阻值为 当电压表指针指在2.0V处时，可得 其中 联立解得 故对应的电阻刻度为，C正确； D．若该欧姆表使用一段时间后，电源内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，故总电阻可保持不变，这样按正确使用方法再进行测量，其测量结果不会偏大或偏小，D错误。 故选C。 4. 抖绳运动正走进大众的生活。一健身爱好者手握绳子左端，上下抖动，形成沿x轴正方向传播的机械波，某一时刻该波的波形图如图所示，由图像可知（　　） A. 该时刻b质点的速度大于a质点的速度 B. 从该时刻开始，a质点在四分之一周期内的加速度先增大后减小 C. 从该时刻开始，a质点在四分之一周期内运动的路程大于1.2m D. 该时刻，x=0处的质点的位移为0.6m 【答案】C 【解析】 【详解】A．与b质点相比，α质点更靠近平衡位置，其速度更大，故A错误； B．机械波沿x轴正方向传播，a质点位于下坡处，应向上振动，四分之一周期内，其位移先减小，后增大，故其加速度先减小后增大，故B错误； C．a质点向上振动，要经过平衡位置，此处有最大的速度，故从该时刻开始在四分之一周期内，a质点的平均速度要大于从最低点运动到平衡位置处的平均速度，可知a质点在时间内运动的路程必大于振幅，故C正确； D．由图可知，该时刻x=0.5m处的质点处于平衡位置，且向上振动，x=0处的质点比x=0.5m处的质点超前时间，故该时刻，x=0处的质点的位移为 故D错误。 故选C。 5. 如图所示为一个边长为a的实心透明正立方体，在正立方体底面正方形中心O点放置一个单色点光源，该点光源发出的部分光通过透明正立方体折射出来。已知该单色光在透明正立方体材料中的折射率为n=，真空中的光速为c。下列说法中正确的是（　　） A. 从O点发出的光传播到正立方体侧面ABB′A′各点所需时间相等 B. 从O点发出的光传播到正立方体上表面需要的最短时间为 C. 观察者从左向右观察，在ABB′A′面上看到的亮斑面积为 D. 观察者从上向下观察，在ABCD面上看到的亮斑面积为 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．从O点发出的光传播到正立方体侧面ABB′A′各点的距离不相等，所以时间不相等，A错误； B．单色光在透明介质中传播的速度为 光到达上表面需要的最短时间为 B错误； C．由题意可知，观察者从左向右观察，在ABB′A′面上看到的亮斑形状为一个半圆，设半圆的半径为，全反射的临界角为，有 则 亮斑面积为 C正确； D．观察者从上向下观察，在ABCD面上看到的亮斑面积为一个圆，半径为 面积为 D错误。 故选C。 6. 如图所示，AB是固定在竖直平面内的光滑绝缘细杆，A、B两点恰好位于圆周上，杆上套有质量为m、电荷量为+q的小球(可看成点电荷)，第一次在圆心O处放一点电荷+Q，让小球从A点沿杆由静止开始下落，通过B点时的速度为，加速度为a1；第二次去掉点电荷，在圆周平面加上磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，让小球仍从A点沿杆由静止开始下落，经过B点时速度为，加速度为a2，则（ ） A. ＜ B. ＞ C. a1＜ a2 D. a1＞ a2 【答案】D 【解析】 【详解】AB．A点和B点在同一个等势面上，第一次小球从A点由静止运动到B点的过程中，库仑力对小球做功的代数和为零，根据动能定理，得 第二次小球从A点由静止运动到B点的过程中，洛伦兹力不做功，根据动能定理，得 所以 ，故AB错误； CD．小球第一次经过B点时，库仑力有竖直向下的分量，小球受的竖直方向的合力F1>mg ，由牛顿第二定律可知，小球经过B点时的加速度a1>g，小球第二次经过B点时，由左手定则可知，洛伦兹力始终与杆垂直向右，同时杆对小球产生水平向左的弹力，水平方向受力平衡。竖直方向只受重力作用，由牛顿第二定律可知，小球经过B点时的加速度a2=g ，所以a1>a2 ，故C错误，D正确。 故选D。 7. 空间中存在方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场，一个不计重力的带电粒子以某一初速度在该空间中做匀速直线运动。某时刻，粒子运动至P点处，此时撤掉空间中的电场，经过一段时间后，粒子的速度第一次与P点相反，此时恢复原来的电场，又经过相同的时间后，粒子到达Q点处。则线段PQ与粒子的初速度方向夹角的正切值为（　　） A. B. 1 C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】粒子受到电场力与洛伦兹力做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，则速度方向与电场力方向垂直，令速度方向水平向右，某时刻，粒子运动至P点处，此时撤掉空间中的电场，粒子的速度第一次与P点相反，此时粒子做匀速圆周运动轨迹恰好为半个圆周，则有 ， 解得 ， 粒子运动时间 此时恢复原来的电场，粒子速度与初速度相反，此时，洛伦兹力方向与电场力方向相同，将该速度v分解为向右的v和向左的2v，则向右的分速度v对应的洛伦兹力与电场力平衡，该分运动为向右的匀速直线运动，向左的分速度2v对应匀速圆周运动，则有 ， 解得 ， 可知，又经过相同的时间后，上述过程，粒子向右的分运动的分位移为 粒子另一个分运动做匀速圆周运动，其恰好经历半个圆周， 令线段PQ与粒子的初速度方向夹角为，则有 解得 故选D。 8. 某离子实验装置的基本原理如图所示，Ⅰ区宽度为d1，左边界与x轴垂直交于坐标原点O，其内充满沿y轴正方向的匀强电场，电场强度E；Ⅱ区宽度为d2，左边界与x轴垂直交于O1点，右边界与x轴垂直交于O2点，其内充满沿x轴负方向的匀强磁场，磁感应强度。足够大的测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界，其中心与O2点重合，以O2为原点建立zO2y坐标系，从离子源不断飘出电荷量q、质量m的正离子，其以某初速度沿x轴正方向过O点，依次经Ⅰ区、Ⅱ区到达测试板。离子从Ⅰ区飞出时的位置到O1点的距离l。忽略离子间的相互作用，不计离子的重力。则下列判断正确的是（　　） A. 离子进入Ⅰ区的初速度v0= B. 离子在Ⅱ区运动的路程 C. 离子打在测试板上的位置与O2点沿y轴距离 D. 离子打在测试板上的位置与O2点沿z轴距离 【答案】D 【解析】 【详解】A．设离子加速后到达O点的速度为v0，在Ⅰ区内做类平抛运动的时间为t1，则，x方向 y方向 由牛顿第二定律得 解得 故A错误； B．离子刚飞出Ⅰ区时沿y轴方向的速度大小 合速度的大小为 在Ⅱ区内x方向做匀速直线运动，设离子在Ⅱ区运动的时间为t2，x方向 解得 离子在Ⅱ区运动轨迹的长度 故B错误； CD．设离子在Ⅱ区yoz平面方向做匀速圆周运动的半径为r，则 联立解得 则离子y方向转动的圈数 周 由几何关系可知：离子打在测试板上的位置与O2点沿y轴距离 离子打在测试板上的位置与O2点沿z轴距离 故C错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 为了理解绳波的传播特点，某同学拿着绳子左侧上下做简谐运动，某时刻绳波的图像如图所示，a、b为绳波中的两质点。关于该绳波，下列说法正确的是（　　） A. 该绳波为纵波 B. a质点的加速度正在增大 C. b质点振动速度正在增大 D. 若波源振动加快，则波长将减小 【答案】CD 【解析】 【详解】A．该绳波振源的振动方向与波的传播方向垂直，可知绳波为横波，选项A错误； B．根据“同侧法”可知，a质点正在向平衡位置振动，可知加速度正在减小，选项B错误； C．根据“同侧法”可知，b质点正在向平衡位置振动，则振动速度正在增大，选项C正确； D．若波源振动加快，则频率变大，周期减小，而波速不变，根据 则波长将减小，选项D正确。 故选CD。 10. 如图所示，质量为mB的足够长木板B静置在光滑水平面上，质量为mC的小物块C静止放在光滑的四分之一圆弧形凹槽D的最低点，圆弧形凹槽质量为mD且未被固定。现有一质量为mA的滑块A以12m/s 的水平初速度从木板左端冲上木板，滑块A在木板B上运动一小段时间，二者达到共速后，木板B与小物块C发生弹性正碰，碰撞后木板B立即被锁定。小滑块A继续运动一段时间后从薄木板B上滑下，落在水平面上时，水平方向速度不变，竖直方向速度变为0，之后小滑块A在水平面上运动足够长时间，始终未能追上C或D。已知小物块C可看作质点，mA=mB=mD=1kg，mC=2kg，滑块A与木板B之间的动摩擦因数为μ=0.4，g=10m/s2，碰撞时间不计，下列说法正确的是（　　） A. 木板B与小物块C碰撞后瞬间小物块C的速度大小为4m/s B. 相对于水平面，小物块C在圆弧形凹槽能上升的最大高度m C. 小物块C最终将以m/s的速度做匀速直线运动 D. 若调整木板B的长度为12m，小滑块A将能够与小物块C发生碰撞 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据题意设，，以A、B为研究对象，设向右为正方向，由动量守恒定律有 解得木板B与滑块A达到共速时速度的大小 以B、C为研究对象，B与C发生弹性碰撞过程，由动量守恒定律可有 由机械能守恒定律可知 联立解得小物块C碰后速度 v2=4m/s 故A正确； B．从碰后到小物块C运动到最高点，C、D两者水平共速，设此时C水平速度为，则 解得 故B错误； C．从B、C碰后到C、D分离，设分离时C的速度为，D的速度为，则 解得 故C错误； D．小滑块A与B开始到共速过程 ， 解得 若调整木板B的长度为12m，小滑块A滑下B时的速度为，则 解得 小滑块A在水平面上运动足够长时间，能追上C，故D正确。 故选AD。 11. 如图，光源S从水下向空气中射出一束由红光、黄光和蓝光组成的复色光，在水面上的P点分裂成a、b、c三束单色光，下列说法正确的是（　　） A. c光为红色光 B. 在水中传播时a光速度最大，c光波长最小 C. 逐渐增大入射角，c光最先发生全反射 D. b光比a光更容易发生明显的衍射现象 【答案】BC 【解析】 【详解】A．红光频率最小，则折射率最小，从水中射向空气时偏折程度最小，则a光为红色光，选项A错误； B．根据 可知，在水中传播时a光速度最大，c光为蓝光，频率最大，则波长最小，选项B正确； C．根据 可知，c光折射率最大，临界角最小，则逐渐增大入射角，c光最先发生全反射，选项C正确； D．因a光波长最长，则a光比b光更容易发生明显的衍射现象，选项D错误。 故选BC。 12. 如图，两平行光滑金属长导轨固定在水平面上，间距为L。导轨间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，相同材质的金属棒a、b相隔一段距离垂直于导轨平行放置，质量分别为m、，长度均为L，a棒的电阻为R，导轨电阻可忽略。最初a棒可自由滑动，b棒被固定在导轨上。现给a棒一个水平向右的初速度，a棒向右减速滑动。当a棒速度减为0时，解除b棒的固定并同时给b棒一个向右的初速度，又经足够长时间后，a、b间距离不变且与最初相等，且上述过程中a、b没有相碰。下列说法正确的是（　　）。 A. B. 整个过程中b棒中产生的电热为 C. 整个过程中b棒中产生的电热为 D. 整个过程中通过b棒横截面的电荷量为0 【答案】ACD 【解析】 【详解】材料相同的a和b质量分别为m、2m，长度均为L，a棒的电阻为R，根据可知，b的横截面积为a的2倍，根据电阻定律可知，b的电阻为0.5R。 A．b棒被固定在导轨上，对a分析，取向右为正方向，根据动量定理可得： b棒一个向右的初速度vb后，设二者达到的共同速度为v，取向右为正方向，对a根据动量定理可得 最后a、b间距离不变且与最初相等，则有 联立解得 取向右为正方向，对b根据动量定理可得 解得 故A正确； BC．第一个过程中b棒产生的电热为 第二个过程中b棒产生的电热为 解得 整个过程中b棒中产生的电热为 解得 故B错误，C正确； D．最后a、b间距离不变且与最初相等，磁通量变化为零，根据电荷量的计算公式可得 故D正确。 故选ACD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和，O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。 （1）该同学接下来要完成的必要步骤有________。 A．插上大头针，使挡住和的像 B．插上大头针，使仅挡住的像 C．插上大头针，使挡住和、的像 D．插上大头针，使仅挡住 （2）过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接，测量图甲中角和的大小。则玻璃砖的折射率________。 （3）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过窄。若其他操作正确，则折射率的测量值________（选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。 【答案】 ①. AC##CA ②. ③. 大于 【解析】 【详解】（1）[1]该同学接下来要完成的必要步骤有：插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像。 故选AC。 （2）[2]玻璃的折射率 （3）[3]将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过窄但仍平行，而其他操作正确，导致α角偏小，根据 可知折射率的测量值将偏大。 14. 某同学制作了一个简单的多用电表，图甲为多用电表的内部电路图。已知选用的电流表的内阻Rg=5Ω、满偏电流Ig=25mA，当选择开关接3时为量程为0~100V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于该同学粗心，上排刻度线对应数据没有标出。 （1）若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为________；选择开关接3时其读数为________。 （2）为了测该多用电表欧姆挡的内阻和表内电源的电动势，这位同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验： ①将选择开关接2，红、黑表笔短接，调节滑动变阻器R1使电表指针满偏； ②将电表红、黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指在C处，此时电阻箱的示数如图丙所示，则C处刻度应为________Ω。 ③计算得到多用电表内电源的电动势为________V。（保留两位有效数字） （3）调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，若指针在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为________Ω。（保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. 16.8 ②. 67 （2） ①. 150 ②. 3.8 （3）76 【解析】 【小问1详解】 [1]选择开关接1时测电流，多用电表为量程是0~25mA的电流表，其分度值为0.5mA，示数为16.8mA； [2]选择开关接3时测电压，多用电表为量程是0~100V的电压表，其分度值为2V，其示数为67V。 【小问2详解】 [1]由图丙所示的电阻箱可知，电阻箱示数为 [2]指针指在C处时，电流表示数为12.5mA，C处电阻为中值电阻，则电表内阻为150Ω，电源电动势 【小问3详解】 根据第（1）问可知，调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，此时电路中的电流值为16.8mA，而表内电源的电动势为3.8V，表内总电阻等于中值电阻，为150Ω，所以待测电阻的阻值约为 15. 如图所示，xOy为竖直面内的直角坐标系，在y轴两侧存在电场强度大小相等的匀强电场，y轴右侧电场方向竖直向下，y轴左侧电场方向竖直向上。y轴左侧还存在一个方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场（图中未画出），磁场边界与y轴相切于O点。现有一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，用长为l、不可伸长的绝缘细线悬挂在P点的钉子上，P点与坐标原点O的距离亦为l。将小球拉至细线绷直且与y轴负方向成60°角无初速释放，小球摆至O点即将进入磁场时细线恰好断裂。最终小球刚好击中P点的钉子，此时速度方向与y轴正方向成30°角。已知细线能承受的最大张力Fm=4mg，小球可视为质点，重力加速度为g，不计阻力。求： （1）电场强度的大小； （2）磁感应强度的大小和磁场区域的面积； （3）小球在x＜0区域运动的时间。（结果用m、q、l、g表示） 【答案】(1) ；(2) ，；(3) 【解析】 【详解】（1）设小球从静止释放运动到O点时的速率为v0，由动能定理得 在O处细线恰好断裂，由牛顿第二定律得 而 Fm=4mg 联立解得 ， （2）由前面分析可知小球在O处进入磁场后，重力与电场力恰好平衡，粒子做匀速圆周运动。出磁场后做匀速直线运动到达P处。粒子运动轨迹如图所示 O1、O2分别为轨迹圆心、磁场圆心，设r、R分别为轨迹圆、磁场圆的半径，根据几何关系有 解得 由牛顿第二定律得 解得 方向垂直于纸面向外；由几何关系可知 ， 解得 （3）小球在磁场中运动轨迹所对的圆心角为，所用的时间 出磁场后匀速直线运动，所用时间 故小球在x<0区域运动的时间 16. 如图所示，一光滑水平桌面AB与一半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点，且两者固定不动。一长L为0.8m的细绳，一端固定于O点，另一端系一个质量m1为0.2kg的小球。当小球在竖直方向静止时，球对水平桌面的作用力刚好为零，现将球提起使细绳处于水平位置时无初速释放。当小球m1摆至最低点时，细绳恰好被拉断，此时小球m1恰好与放在桌面上的质量m2为0.8kg的小球正碰，碰后m1以2m/s的速度弹回，m2将沿半圆形轨道运动。两小球均可视为质点，取g=10m/s2，求： （1）细绳所能承受的最大拉力为多大？ （2）m2在半圆形轨道最低点C点的速度为多大？ （3）为了保证m2在半圆形轨道中运动时不脱离轨道，试讨论半圆形轨道的半径R应该满足的条件． 【答案】（1）6N；（2）1.5m/s；（3）R≤0.045m或R≥0.1125m 【解析】 【分析】 【详解】（1）设小球摆至最低点时速度为v0，由机械能守恒定律，得 解得 小球在最低点时，由牛顿第二定律，得 解得 =6N （2）与碰撞，动量守恒，设、碰后的速度分别为v1、v2，选向右的方向为正方向，则 解得 v2=1.5m/s （3）①若小球恰好通过最高点D点，由牛顿第二定律，得： 在CD轨道上运动时，由机械能守恒定律，得 解得 R1=0.045m ②若小球恰好到达圆轨道与圆心等高处速度减为0，则有： 解得 R2=0.1125m 综上R应该满足 R≤0.045m或R≥0.1125m 17. 如图所示，在直角坐标系xOy平面内，第一象限中存在沿x轴负方向、电场强度大小为E的匀强电场，第二象限中存在垂直坐标平面向里的匀强磁场，第三象限中存在匀强电场，电场强度大小也为E，方向与xOy平面平行，且与x轴正方向成α角。一质量为m、电荷量为q（q > 0）的粒子，从x轴上距离O点为L的M点以一定的初速度沿y轴正方向进入电场，经y轴上距离O点为2L的N点离开电场，经过磁场后从x轴上的P点垂直x轴进入第三象限的电场，不计粒子重力。求： （1）粒子到达N点时的速度大小； （2）粒子在磁场中运动的时间及OP的距离LOP； （3）粒子刚离开第三象限的电场时距坐标原点的距离。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子运动的轨迹如图所示 设粒子从M点射入时的初速度为v0，粒子到达N点时的速度为v，方向与y轴正方向的夹角为θ，粒子在第一象限的电场中做类平抛运动，沿y轴方向做匀速直线运动，故有 沿x轴方向做匀加速直线运动，故有 联立可得 粒子到达N点时速度的大小 【小问2详解】 根据几何关系可得 求得 可知，粒子在第二象限的磁场中做匀速圆周运动时，转过的圆心角为135°，由牛顿第二定律可得 又有 解得 粒子在磁场中运动的时间 OP的距离LOP为 【小问3详解】 粒子在第三象限的电场中做曲线运动，其x轴方向的分运动为初速度为零的匀加速直线运动，故有 解得 y轴方向的分运动为匀加速直线运动，故有 粒子刚离开第三象限的电场时距坐标原点的距离为 18. 图为某个有奖挑战项目的示意图，挑战者压缩弹簧将质量m0=0.3kg的弹丸从筒口A斜向上弹出后，弹丸水平击中平台边缘B处质量m1=0.3kg的滑块或质量m2=0.2kg的“L形”薄板，只要薄板能撞上P处的玩具小熊就算挑战成功。已知弹丸抛射角θ=53°，B与A的高度差，B与P处的小熊相距s=2.2m，薄板长度L=0.9m，最初滑块在薄板的最左端；滑块与薄板间的动摩擦因数为μ1=0.5，薄板与平台间的动摩擦因数μ2=0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；薄板厚度不计，弹丸和滑块都视为质点，所有碰撞过程的时间和外力影响均不计，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8。 （1）求A、B间的水平距离x； （2）若弹丸与薄板发生完全非弹性碰撞，试通过计算判定挑战会不会成功； （3）若弹丸与滑块发生完全弹性碰撞，且之后可能的碰撞也为完全弹性碰撞，试通过计算判定挑战会不会成功。 【答案】（1）；（2）见解析；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）设弹丸在筒口A的速率为，弹丸从A到B可视为平抛运动的逆过程，由运动学规律有 ， 又 将代入，解得 ，， （2）弹丸与薄板发生完全非弹性碰撞，设碰后的共同速率为v，对弹丸与薄板组成的系统，由动量守恒定律有 代入数据得 碰撞结束时，滑块速度仍然为零，将在B处脱离薄板，弹丸与薄板整体向右做匀减速直线运动，设发生的最大位移为。由动能定理有 代入数据解得 因为，所以薄板能撞上小熊，挑战成功 （3）弹丸与滑块发生完全碰撞，系统动量和机械能均守恒．设碰后两者速率分别为。因，故两者速度互换，即 （弹丸此后掉落）， 薄板所受滑块的滑动摩擦力为 薄板所受平台的最大静摩擦力为 因，故薄板静止不动。设滑块滑至薄板右侧与薄板右端相碰时，滑块速率为，由动能定理有 代入数据得 滑块与薄板发生弹性碰撞，系统动量和机械能均守恒．设碰后两者速度分别为 有 ， 代入数据得 此后，滑块和薄板分别向右做匀加速直线运动和匀减速直线运动，假设两者能够共速，速率为，对滑块和薄板，分别由动量定理有 代入数据得 此过程中，设滑块与薄板发生的位移分别为和 由运动学规律有 因：，滑块与薄板的相对位移 故两者共速假设成立。共速后，因，故假设两者相对静止做匀减速直线运动直至停止，再发生位移，动能定理有 代入数据得 因 所以薄板不能撞上小熊，挑战失败。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度第一学期高二教学质量检测 物 理 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号等填写在答题卡上。 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，再选涂其他答案标号。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3分，共24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. 关于电流，下列说法正确的是（ ） A. 根据可知，I与q成正比 B. 电流的强弱和方向都不变的电流是恒定电流 C. 电流有方向，因此电流是矢量 D. 只有正电荷的移动，才能形成电流 2. 激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理，利用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，已知“散斑对”的间距d与待测物体的速度v、二次曝光的时间间隔Δt之间满足关系式d=KvΔt，其中K为常数。实验中可以测得二次曝光的时间间隔Δt和“散斑对”到屏的距离L及相邻两条亮纹的间距Δx。若所用激光的波长为λ，则利用该实验确定物体速度的表达式是（　　） A. B. C. D. 3. 某学习小组为了将电压表改装成可测量电阻的仪器-欧姆表，设计电路如图所示，电压表的量程为3V，其内阻RV=3kΩ，电源的电动势E=6V，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，下列关于该表的说法正确的（　　） A. 该欧姆表B表笔为红表笔，表盘刻度是均匀的 B. 电压表指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为“0” C. 电压表指针指在“2.0V”处对应的电阻刻度为 D. 若该欧姆表使用一段时间后，电源内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将偏大 4. 抖绳运动正走进大众的生活。一健身爱好者手握绳子左端，上下抖动，形成沿x轴正方向传播的机械波，某一时刻该波的波形图如图所示，由图像可知（　　） A. 该时刻b质点的速度大于a质点的速度 B. 从该时刻开始，a质点在四分之一周期内的加速度先增大后减小 C. 从该时刻开始，a质点在四分之一周期内运动的路程大于1.2m D. 该时刻，x=0处的质点的位移为0.6m 5. 如图所示为一个边长为a的实心透明正立方体，在正立方体底面正方形中心O点放置一个单色点光源，该点光源发出的部分光通过透明正立方体折射出来。已知该单色光在透明正立方体材料中的折射率为n=，真空中的光速为c。下列说法中正确的是（　　） A. 从O点发出的光传播到正立方体侧面ABB′A′各点所需时间相等 B. 从O点发出的光传播到正立方体上表面需要的最短时间为 C. 观察者从左向右观察，在ABB′A′面上看到的亮斑面积为 D. 观察者从上向下观察，在ABCD面上看到的亮斑面积为 6. 如图所示，AB是固定在竖直平面内的光滑绝缘细杆，A、B两点恰好位于圆周上，杆上套有质量为m、电荷量为+q的小球(可看成点电荷)，第一次在圆心O处放一点电荷+Q，让小球从A点沿杆由静止开始下落，通过B点时的速度为，加速度为a1；第二次去掉点电荷，在圆周平面加上磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，让小球仍从A点沿杆由静止开始下落，经过B点时速度为，加速度为a2，则（ ） A. ＜ B. ＞ C. a1＜ a2 D. a1＞ a2 7. 空间中存在方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场，一个不计重力的带电粒子以某一初速度在该空间中做匀速直线运动。某时刻，粒子运动至P点处，此时撤掉空间中的电场，经过一段时间后，粒子的速度第一次与P点相反，此时恢复原来的电场，又经过相同的时间后，粒子到达Q点处。则线段PQ与粒子的初速度方向夹角的正切值为（　　） A. B. 1 C. D. 8. 某离子实验装置的基本原理如图所示，Ⅰ区宽度为d1，左边界与x轴垂直交于坐标原点O，其内充满沿y轴正方向的匀强电场，电场强度E；Ⅱ区宽度为d2，左边界与x轴垂直交于O1点，右边界与x轴垂直交于O2点，其内充满沿x轴负方向的匀强磁场，磁感应强度。足够大的测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界，其中心与O2点重合，以O2为原点建立zO2y坐标系，从离子源不断飘出电荷量q、质量m的正离子，其以某初速度沿x轴正方向过O点，依次经Ⅰ区、Ⅱ区到达测试板。离子从Ⅰ区飞出时的位置到O1点的距离l。忽略离子间的相互作用，不计离子的重力。则下列判断正确的是（　　） A. 离子进入Ⅰ区的初速度v0= B. 离子在Ⅱ区运动的路程 C. 离子打在测试板上的位置与O2点沿y轴距离 D. 离子打在测试板上的位置与O2点沿z轴距离 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 为了理解绳波的传播特点，某同学拿着绳子左侧上下做简谐运动，某时刻绳波的图像如图所示，a、b为绳波中的两质点。关于该绳波，下列说法正确的是（　　） A. 该绳波为纵波 B. a质点的加速度正在增大 C. b质点振动速度正在增大 D. 若波源振动加快，则波长将减小 10. 如图所示，质量为mB的足够长木板B静置在光滑水平面上，质量为mC的小物块C静止放在光滑的四分之一圆弧形凹槽D的最低点，圆弧形凹槽质量为mD且未被固定。现有一质量为mA的滑块A以12m/s 的水平初速度从木板左端冲上木板，滑块A在木板B上运动一小段时间，二者达到共速后，木板B与小物块C发生弹性正碰，碰撞后木板B立即被锁定。小滑块A继续运动一段时间后从薄木板B上滑下，落在水平面上时，水平方向速度不变，竖直方向速度变为0，之后小滑块A在水平面上运动足够长时间，始终未能追上C或D。已知小物块C可看作质点，mA=mB=mD=1kg，mC=2kg，滑块A与木板B之间的动摩擦因数为μ=0.4，g=10m/s2，碰撞时间不计，下列说法正确的是（　　） A. 木板B与小物块C碰撞后瞬间小物块C的速度大小为4m/s B. 相对于水平面，小物块C在圆弧形凹槽能上升的最大高度m C. 小物块C最终将以m/s的速度做匀速直线运动 D. 若调整木板B的长度为12m，小滑块A将能够与小物块C发生碰撞 11. 如图，光源S从水下向空气中射出一束由红光、黄光和蓝光组成的复色光，在水面上的P点分裂成a、b、c三束单色光，下列说法正确的是（　　） A. c光为红色光 B. 在水中传播时a光速度最大，c光波长最小 C. 逐渐增大入射角，c光最先发生全反射 D. b光比a光更容易发生明显的衍射现象 12. 如图，两平行光滑金属长导轨固定在水平面上，间距为L。导轨间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，相同材质的金属棒a、b相隔一段距离垂直于导轨平行放置，质量分别为m、，长度均为L，a棒的电阻为R，导轨电阻可忽略。最初a棒可自由滑动，b棒被固定在导轨上。现给a棒一个水平向右的初速度，a棒向右减速滑动。当a棒速度减为0时，解除b棒的固定并同时给b棒一个向右的初速度，又经足够长时间后，a、b间距离不变且与最初相等，且上述过程中a、b没有相碰。下列说法正确的是（　　）。 A. B. 整个过程中b棒中产生的电热为 C. 整个过程中b棒中产生的电热为 D. 整个过程中通过b棒横截面的电荷量为0 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和，O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。 （1）该同学接下来要完成的必要步骤有________。 A．插上大头针，使挡住和的像 B．插上大头针，使仅挡住的像 C．插上大头针，使挡住和、的像 D．插上大头针，使仅挡住 （2）过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接，测量图甲中角和的大小。则玻璃砖的折射率________。 （3）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过窄。若其他操作正确，则折射率的测量值________（选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。 14. 某同学制作了一个简单的多用电表，图甲为多用电表的内部电路图。已知选用的电流表的内阻Rg=5Ω、满偏电流Ig=25mA，当选择开关接3时为量程为0~100V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度，由于该同学粗心，上排刻度线对应数据没有标出。 （1）若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时其读数为________；选择开关接3时其读数为________。 （2）为了测该多用电表欧姆挡的内阻和表内电源的电动势，这位同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验： ①将选择开关接2，红、黑表笔短接，调节滑动变阻器R1使电表指针满偏； ②将电表红、黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指在C处，此时电阻箱的示数如图丙所示，则C处刻度应为________Ω。 ③计算得到多用电表内电源的电动势为________V。（保留两位有效数字） （3）调零后将电表红、黑表笔与某一待测电阻相连，若指针在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为________Ω。（保留两位有效数字） 15. 如图所示，xOy为竖直面内的直角坐标系，在y轴两侧存在电场强度大小相等的匀强电场，y轴右侧电场方向竖直向下，y轴左侧电场方向竖直向上。y轴左侧还存在一个方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场（图中未画出），磁场边界与y轴相切于O点。现有一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，用长为l、不可伸长的绝缘细线悬挂在P点的钉子上，P点与坐标原点O的距离亦为l。将小球拉至细线绷直且与y轴负方向成60°角无初速释放，小球摆至O点即将进入磁场时细线恰好断裂。最终小球刚好击中P点的钉子，此时速度方向与y轴正方向成30°角。已知细线能承受的最大张力Fm=4mg，小球可视为质点，重力加速度为g，不计阻力。求： （1）电场强度的大小； （2）磁感应强度的大小和磁场区域的面积； （3）小球在x＜0区域运动的时间。（结果用m、q、l、g表示） 16. 如图所示，一光滑水平桌面AB与一半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点，且两者固定不动。一长L为0.8m的细绳，一端固定于O点，另一端系一个质量m1为0.2kg的小球。当小球在竖直方向静止时，球对水平桌面的作用力刚好为零，现将球提起使细绳处于水平位置时无初速释放。当小球m1摆至最低点时，细绳恰好被拉断，此时小球m1恰好与放在桌面上的质量m2为0.8kg的小球正碰，碰后m1以2m/s的速度弹回，m2将沿半圆形轨道运动。两小球均可视为质点，取g=10m/s2，求： （1）细绳所能承受的最大拉力为多大？ （2）m2在半圆形轨道最低点C点的速度为多大？ （3）为了保证m2在半圆形轨道中运动时不脱离轨道，试讨论半圆形轨道的半径R应该满足的条件． 17. 如图所示，在直角坐标系xOy平面内，第一象限中存在沿x轴负方向、电场强度大小为E的匀强电场，第二象限中存在垂直坐标平面向里的匀强磁场，第三象限中存在匀强电场，电场强度大小也为E，方向与xOy平面平行，且与x轴正方向成α角。一质量为m、电荷量为q（q > 0）的粒子，从x轴上距离O点为L的M点以一定的初速度沿y轴正方向进入电场，经y轴上距离O点为2L的N点离开电场，经过磁场后从x轴上的P点垂直x轴进入第三象限的电场，不计粒子重力。求： （1）粒子到达N点时的速度大小； （2）粒子在磁场中运动的时间及OP的距离LOP； （3）粒子刚离开第三象限的电场时距坐标原点的距离。 18. 图为某个有奖挑战项目的示意图，挑战者压缩弹簧将质量m0=0.3kg的弹丸从筒口A斜向上弹出后，弹丸水平击中平台边缘B处质量m1=0.3kg的滑块或质量m2=0.2kg的“L形”薄板，只要薄板能撞上P处的玩具小熊就算挑战成功。已知弹丸抛射角θ=53°，B与A的高度差，B与P处的小熊相距s=2.2m，薄板长度L=0.9m，最初滑块在薄板的最左端；滑块与薄板间的动摩擦因数为μ1=0.5，薄板与平台间的动摩擦因数μ2=0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；薄板厚度不计，弹丸和滑块都视为质点，所有碰撞过程的时间和外力影响均不计，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8。 （1）求A、B间的水平距离x； （2）若弹丸与薄板发生完全非弹性碰撞，试通过计算判定挑战会不会成功； （3）若弹丸与滑块发生完全弹性碰撞，且之后可能的碰撞也为完全弹性碰撞，试通过计算判定挑战会不会成功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $