河南省安陽(yáng)市部分名校2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理試題（含答案解析）

2023—2024學(xué)年（上）高二年級(jí)期末考試物理考生注意：1.答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)填寫(xiě)在試卷和答題卡上，并將考生號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫(xiě)在答題卡上，寫(xiě)在本試卷上無(wú)效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。1.如圖所示，一束由黃光和藍(lán)光組成的復(fù)色光，垂直等邊三棱鏡的AC邊射向BC邊O點(diǎn)后，分成a、b兩束光。光在BC面的反射不可忽略，下列說(shuō)法正確的是（）A.黃光的臨界角一定小于60°B.a光一定為單色光，b光一定為復(fù)色光C.a光一定為黃光，b一定為藍(lán)光D.a光一定為藍(lán)光，b一定為黃光【答案】B【解析】【詳解】A．復(fù)合光在O點(diǎn)入射角為，藍(lán)光頻率大，在同一介質(zhì)中折射率大，臨界角小，只有一種光發(fā)生全反射，黃光臨界角大于，藍(lán)光臨界角小于或等于。故A錯(cuò)誤；BCD．光發(fā)生折射時(shí)，一定伴隨著反射現(xiàn)象，故b光既有全反射的藍(lán)光，也有部分反射的黃光，是復(fù)色光。故B正確；CD錯(cuò)誤。故選B。2.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.利用完全相同的裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，折射率大的光對(duì)應(yīng)的條紋間距大B.在同一種介質(zhì)中，頻率小的光傳播速度大C.在真空中，紅光和紫光的傳播速度一樣大D.利用完全相同的裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，紅光對(duì)應(yīng)的中央亮條紋比紫光對(duì)應(yīng)的中央寬度大【答案】A【解析】【詳解】A．折射率大的光，頻率也大，由和知，利用同一個(gè)裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，折射率大的光對(duì)應(yīng)的條紋間距小，故A錯(cuò)誤；B．在同一種介質(zhì)中，頻率小的光折射率小，由折射定律知，在同一種介質(zhì)中，頻率小的光傳播速度大，故B正確；C．在真空中，紅光和紫光的傳播速度一樣大，故C正確；D．利用同一個(gè)裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，紅光對(duì)應(yīng)的中央亮條紋比紫光對(duì)應(yīng)的中央亮條紋寬度大，故D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選A。3.北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是半徑為R的圓形軌道，當(dāng)環(huán)中電子以光速的沿環(huán)運(yùn)動(dòng)而形成I的等效電流時(shí)，環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為（已知光速為c，電子電荷量為e）（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】電子在圓形軌道運(yùn)動(dòng)周期為根據(jù)電流定義式可得聯(lián)立可得環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為故選D。4.在一正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為、，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別為EA、EB。若以無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為0，到場(chǎng)源電荷（電荷量為Q）距離為r的點(diǎn)的電勢(shì)為，則（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)電勢(shì)公式知代入得根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)公式知代入得則可知故選C。5.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，該波在時(shí)刻的波形圖如圖1所示，質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置坐標(biāo)為，質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖像如圖2所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A.該波沿x軸正方向傳播，且時(shí)質(zhì)點(diǎn)M位于波谷B.在內(nèi)質(zhì)點(diǎn)M通過(guò)的路程24cmC.在內(nèi)該波傳播的距離為8mD.質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)方程為【答案】A【解析】【詳解】A．由圖2可知，周期為，則質(zhì)點(diǎn)在時(shí)刻的振動(dòng)情況與的振動(dòng)情況相同，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，沿軸負(fù)方向振動(dòng)，根據(jù)同側(cè)法由圖1可知，該波沿x軸正方向傳播，則時(shí)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位于波谷，故A正確；B．在內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間為通過(guò)的路程為故B錯(cuò)誤；C．由圖1可知，波長(zhǎng)為，則該波的波速為則在內(nèi)該波傳播的距離為故C錯(cuò)誤；D．由于且質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)沿軸負(fù)方向振動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)方程為故D錯(cuò)誤。故選A。6.如圖所示，和為兩個(gè)頻率相同，振動(dòng)情況完全相反的振源，O是線段的中點(diǎn)，A是線段上的一點(diǎn)，，和產(chǎn)生機(jī)械波的波長(zhǎng)為，的振幅為9cm，的振幅為5cm，則A點(diǎn)振動(dòng)后，A點(diǎn)的振幅為（）A.18cm B.4cm C.14cm D.10cm【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，O是線段的中點(diǎn)，則有由于和為兩個(gè)頻率相同，振動(dòng)情況完全相反的振源，則A點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，A點(diǎn)振動(dòng)后，A點(diǎn)的振幅為故選B。7.如圖1所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿水平方向向左傳播，兩質(zhì)點(diǎn)A、B的平衡位置相距6m，其振動(dòng)圖像如圖2所示，實(shí)線為質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像，虛線為質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)圖像，則波的傳播速度可能為（）A. B. C.5m/s D.60m/s【答案】D【解析】【詳解】設(shè)簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)為λ，傳播的速度為v，由圖像可知B點(diǎn)的相位比A點(diǎn)超前，可知A、B兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離為解得解得當(dāng)n=0時(shí)，v=60m/s。故選D二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8.如圖所示為一款玩具“彈簧公仔”，該玩具由頭部、輕彈簧及底座組成，已知公仔頭部質(zhì)量為m，彈簧勁度系數(shù)為k，底座質(zhì)量為0.5m。壓縮公仔頭部，然后由靜止釋放公仔頭部，此后公仔頭部在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。當(dāng)公仔頭部運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)，底座對(duì)桌面的壓力剛好為零，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。則下列說(shuō)法正確的是（）A.公仔頭部做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為B.公仔頭部有最大速度時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)C.公仔頭部有最大速度時(shí)，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)D.公仔頭部運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)，桌面對(duì)底座支持力的大小為3mg【答案】AD【解析】【詳解】A．公仔頭部在最高點(diǎn)時(shí)，底座對(duì)桌面的壓力剛好為零，故此時(shí)彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)彈力大小為，對(duì)公仔頭部又解得選項(xiàng)A正確；D．根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性，當(dāng)公仔頭部運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)得此時(shí)對(duì)底座受力分析公仔頭部運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)，桌面對(duì)底座支持力的大小為，選項(xiàng)D正確；BC．公仔頭部有最大速度時(shí)，彈簧的彈力和公仔頭部的重力等大反向，彈簧處于壓縮狀態(tài)，選項(xiàng)BC錯(cuò)誤。故選AD。9.質(zhì)量為1kg的物塊靜止在水平地面上，t=0時(shí)刻施加一水平力F，t=3s時(shí)撤掉作用力F，F(xiàn)隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g取10m/s2。則（）A.t=1s時(shí)物塊的速度為0B.1s~4.5s時(shí)間內(nèi)F的沖量為3N·sC.t=4.5s時(shí)物塊的速度為0D.t=5s時(shí)物塊的速度為1m/s【答案】AC【解析】【詳解】A．因?yàn)闀r(shí)間內(nèi)，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，時(shí)物塊的速度為零，選項(xiàng)A正確；BC．時(shí)間內(nèi)F的沖量等于內(nèi)的沖量方向?yàn)檎瑫r(shí)間內(nèi)摩擦力的沖量大小為方向?yàn)樨?fù)，根據(jù)動(dòng)量定理則選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；D．時(shí)物塊的速度為0，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AC。10.在均勻介質(zhì)中，從（）時(shí)刻，位于O點(diǎn)的波源開(kāi)始振動(dòng)，產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸開(kāi)始傳播，波長(zhǎng)為4m。已知x軸上質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)圖像如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A.O點(diǎn)剛開(kāi)始的振動(dòng)方向沿y軸正方向B.該簡(jiǎn)諧橫波的波速為5m/sC.質(zhì)點(diǎn)B到O點(diǎn)的距離為1.5mD.t=0到的過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)B振動(dòng)通過(guò)的路程為【答案】AD【解析】【詳解】A．質(zhì)點(diǎn)B剛開(kāi)始的振動(dòng)方向沿y軸正方向，則O點(diǎn)剛開(kāi)始的振動(dòng)方向沿y軸正方向。故A正確；BC．波長(zhǎng)，周期，波源運(yùn)動(dòng)形式傳遞到B點(diǎn)用時(shí)為，設(shè)波速為v，則又解得質(zhì)點(diǎn)B距O點(diǎn)的距離故BC錯(cuò)誤；D．由圖像可知波的振幅，到的過(guò)程中所以質(zhì)點(diǎn)B振動(dòng)通過(guò)的路程為故D正確。故選AD。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.實(shí)驗(yàn)室中有一量程為100mA的靈敏電流計(jì)G，為較精確地測(cè)量該靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻，小明同學(xué)采用兩種方案，利用定值電阻R1=100Ω將靈敏電流計(jì)改裝后接入如圖所示的電路中，部分實(shí)驗(yàn)器材的參數(shù)如下：A．蓄電池（電動(dòng)勢(shì)約9V）B．標(biāo)準(zhǔn)電流表A（量程0~0.3A）C．電阻箱（0~999.9Ω）方案一：（1）首先，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值至最大，將開(kāi)關(guān)S1閉合，然后將開(kāi)關(guān)S2撥向1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表A示數(shù)為I；然后將開(kāi)關(guān)S2撥向2，保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表示數(shù)仍為I；（2）記下此時(shí)電阻箱的示數(shù)R0，則靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻Rg=________（用題中所給物理量的字母表示）；（3）此方案靈敏電流計(jì)內(nèi)阻的測(cè)量值_________（填“大于”“等于”或“小于”）真實(shí)值。方案二：（4）開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值至最大，將開(kāi)關(guān)S1閉合，然后將開(kāi)關(guān)S2撥向1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表A的示數(shù)為I，靈敏電流計(jì)G的示數(shù)為I1；然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到多組I和I1的數(shù)值，并畫(huà)出I-I1圖像，圖像的斜率大小為k，則靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻Rg=_________（用題中所給字母表示）?！敬鸢浮竣?②.等于③.【解析】【詳解】（2）[1]由題意解得靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻（3）[2]實(shí)驗(yàn)中，開(kāi)關(guān)S2撥向1與開(kāi)關(guān)S2撥向2，兩次電路中總電流相同，滑動(dòng)變阻器和標(biāo)準(zhǔn)電流表電阻沒(méi)有發(fā)生改變，所以靈敏電流計(jì)內(nèi)阻的測(cè)量值等于真實(shí)值。（4）[3]由題意得可知由以上各式可得12.如圖所示為俯視圖，該裝置可驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。光滑的水平桌面上用兩根長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)?和L?的細(xì)線拴接大小相同、質(zhì)量分別為m?和m?的小鋼球，細(xì)線與固定釘子的拴接處安裝拉力傳感器，可實(shí)時(shí)顯示細(xì)線中的拉力大小。初始時(shí)，兩小球靠在一起，兩細(xì)線剛好平行，小球的直徑遠(yuǎn)小于細(xì)線的長(zhǎng)度。（1）將小球1沿圓弧拉到某點(diǎn)A處，并在A處給小球1一個(gè)切線方向的初速度，記錄拉力傳感器1的示數(shù)；（2）小球1運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)處與小球2發(fā)生碰撞，碰后小球1彈回，記錄碰后兩小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中傳感器1和2的示數(shù)分別為F?和F?；（3）兩小球質(zhì)量關(guān)系應(yīng)滿(mǎn)足m1___________m2（填“大于”“小于”或“等于”）；（4）對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：小球1與小球2碰前，1的速度大小可表示為_(kāi)__________，若物理量滿(mǎn)足關(guān)系式______________________時(shí)，即可驗(yàn)證碰撞瞬間，兩小球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒【答案】①.小于②.；③.【解析】【詳解】（3）[1]小球1運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)處與小球2發(fā)生碰撞，碰后小球1彈回，兩小球質(zhì)量關(guān)系滿(mǎn)足小于；（4）[2]小球1運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)，根據(jù)向心力公式有解得兩小球碰撞后有，解得，[3]以水平向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒得即由能量守恒可得可得13.如圖所示，水平邊界PQ，MN間存在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)的寬度為L(zhǎng)。一長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的絕緣輕桿兩端分別固定質(zhì)量均為m的帶電小球A、B，A、B兩小球所帶的電荷量分別為-4q、+q?，F(xiàn)將該裝置移動(dòng)到邊界PQ上方且使輕桿保持豎直，此時(shí)球B剛好位于邊界PQ上，然后由靜止釋放裝置。已知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為，忽略?xún)蓭щ娦∏驅(qū)﹄妶?chǎng)的影響，兩小球可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度大小為g。求：（1）B球剛到MN邊界時(shí)的速度大?。唬?）B球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)到MN邊界的距離?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）從B球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到B球剛到MN邊界時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理有又聯(lián)立解得（2）設(shè)B球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)到MN邊界的距離為x，從B球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到B球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理有解得14.如圖所示，放置在真空環(huán)境中的均勻透明介質(zhì)截面為正方形，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，一束光從AD邊上距A點(diǎn)處斜射入介質(zhì)，折射到AB邊上的點(diǎn)距A點(diǎn)且恰好發(fā)生全反射，光在真空中的傳播速度為c，求：（1）該光從BC邊射出時(shí)的折射角的正弦值；（2）該光在透明介質(zhì)中的傳播時(shí)間（不考慮BC邊的反射）?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）作出光路如圖所示，由幾何關(guān)系可知又解得由幾何關(guān)系及對(duì)稱(chēng)性可知又解得（2）因?yàn)樵摴庠谕该鹘橘|(zhì)中的傳播路程為該光在透明介質(zhì)中的傳播時(shí)間15.如圖所示，質(zhì)量為m的長(zhǎng)木板靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為2m、可視為質(zhì)點(diǎn)的木塊靜止在長(zhǎng)木板的最左端，木塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。右側(cè)質(zhì)量為3m的光滑四分之一圓弧槽AB靜止在光滑水平面上，圓弧槽的下端與木板的上表面相平。現(xiàn)給木塊水平向右的初速度，當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到木板最右端時(shí)，木板恰好以的速度與圓弧槽發(fā)生彈性碰