江蘇省徐州市2024-2025學(xué)年高二物理上學(xué)期期中試題含解析

Page18（滿分：100分時(shí)長：75分鐘）一、單選題（每題4分，共40分）1.“雨打芭蕉”是文學(xué)中常見的抒情意向。當(dāng)雨滴豎直下落的速度為時(shí)，將一圓柱形量杯置于雨中，測得時(shí)間t內(nèi)杯中水面上升的高度為h。為估算雨打芭蕉產(chǎn)生的壓強(qiáng)p，建立以下模型，芭蕉葉呈水平狀；全部落到芭蕉葉上的雨滴，都有一半向四周濺散開，濺起時(shí)豎直向上的速度大小為，另一半則留在葉面上；忽視芭蕉葉上的積水以及雨滴落在葉面上時(shí)重力的影響；忽視風(fēng)力以及濺起的水珠對下落雨滴的影響。已知水的密度為，則p為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】依題意，單位時(shí)間單位面積上的降水量為設(shè)芭蕉葉的面積為S，時(shí)間內(nèi)落到芭蕉葉上面雨滴的質(zhì)量依據(jù)題意有一半的雨滴向四周散開，設(shè)豎直向上為正方向，依據(jù)動(dòng)量定理可知另一半則留在葉面上，依據(jù)動(dòng)量定理則雨滴受到的撞擊力為由牛頓第三定律可知，芭蕉葉上受到的沖擊力大小為依據(jù)壓強(qiáng)定義式聯(lián)立解得故選A。2.在某次國防教化活動(dòng)中，小明同學(xué)爬上陡峭的山頭，進(jìn)行模擬投彈演習(xí)，他在同一位置在山下“敵方工事”先后水平投出甲，乙兩顆相同的仿制手榴彈，手榴彈落地點(diǎn)在同一水平面上，手榴彈可視為質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)，在空中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，對甲、乙兩顆手榴彈運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.動(dòng)能的變更量相同B.動(dòng)量的變更量相同C.落地時(shí)的機(jī)械能相同D.落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率相同【答案】C【解析】【詳解】A．依據(jù)動(dòng)能定理可得動(dòng)能的變更量為故A正確；B．物體做平拋運(yùn)動(dòng)，有所以動(dòng)量的變更量為故B正確；C．由圖可知，甲的水平位移大于乙的水平位移，而甲乙下落的時(shí)間相等，說明甲平拋的初速度大于乙的初速度，即甲的初動(dòng)能大于乙的初動(dòng)能，甲乙初始重力勢能相等，所以甲在初位置的機(jī)械能大于乙初位置的機(jī)械能，下落過程機(jī)械能守恒，所以落地時(shí)甲的機(jī)械能大于乙的機(jī)械能，故C錯(cuò)誤；D．落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率為故D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選C。3.“獨(dú)竹漂”是一項(xiàng)獨(dú)特的黔北民間絕技。獨(dú)竹漂高手們腳踩一根楠竹，漂行水上如履平地。如圖甲所示，在安靜的湖面上，一位女子腳踩竹竿抵達(dá)岸邊，此時(shí)女子靜立于竹竿A點(diǎn)，一位攝影愛好者運(yùn)用連拍模式拍下了該女子在竹竿上行走過程的系列照片，并從中選取了兩張進(jìn)行對比，其簡化圖如下。經(jīng)過測量發(fā)覺，甲、乙兩張照片中A、B兩點(diǎn)的水平間距約為1cm，乙圖中竹竿右端距離河岸約為1.8cm。照片的比例尺為1:40。已知竹竿的質(zhì)量約為25kg，若不計(jì)水的阻力，則該女子的質(zhì)量約為（）A.41.5kg B.45kg C.47.5kg D.50kg【答案】B【解析】【詳解】對人和竹竿組成的系統(tǒng)，可看成人船模型，所以代入數(shù)據(jù)可得人的質(zhì)量為故選B。4.如圖所示為聲懸浮儀，當(dāng)上、下兩超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的振幅相同、頻率相同的超聲波在二者之間相遇形成穩(wěn)定干涉，就可以使輕質(zhì)泡沫顆粒在振幅幾乎為零的點(diǎn)旁邊保持懸浮狀態(tài)。若相鄰兩個(gè)輕質(zhì)泡沫顆粒間的距離為（為半個(gè)波長），兩列超聲波的傳播速度均為。則超聲波的頻率為（）A.17000Hz B.34000Hz C.68000Hz D.85000Hz【答案】B【解析】【詳解】兩波的波長為依據(jù)得波的頻率為故選B。5.舞蹈演員在排練現(xiàn)場通過蹲起模擬從左向右傳播的波（視為簡諧波），某時(shí)刻的波形如圖所示。相鄰演員間隔，16個(gè)間隔構(gòu)成一個(gè)完整的波形，演員從蹲下的最低位置到站直閱歷的時(shí)間為8個(gè)音樂節(jié)拍，每個(gè)節(jié)拍時(shí)長固定。下列說法正確的是（）A.演員模擬的“波”波長為4mB.演員模擬的“波”周期為8個(gè)音樂節(jié)拍C.該時(shí)刻第5個(gè)演員正在下蹲，第13個(gè)演員正在起立D.該時(shí)刻后，第9個(gè)演員的蹲起方向與第33個(gè)始終相反【答案】D【解析】【詳解】A．相鄰演員間隔，16個(gè)間隔構(gòu)成一個(gè)完整的波形，演員模擬的“波”波長為8m，故A錯(cuò)誤；B．演員從蹲下的最低位置到站直閱歷的時(shí)間為8個(gè)音樂節(jié)拍，演員模擬的“波”周期為16個(gè)音樂節(jié)拍，故B錯(cuò)誤；C．波從左向右傳播，該時(shí)刻第5個(gè)演員正在起立，第13個(gè)演員正在下蹲，故C錯(cuò)誤；D．第9個(gè)演員與第33個(gè)演員相差個(gè)波長，該時(shí)刻后，第9個(gè)演員的蹲起方向與第33個(gè)始終相反，故D正確。故選D。6.關(guān)于五幅圖像，下列說法正確的是（）A.甲是光的衍射圖樣，乙是光的干涉圖樣B.丙是利用薄膜干涉來檢測工件的平整度，通過條紋可推斷處有凸起C.圖丁為光照耀到不透亮圓盤后得到的衍射圖樣，中間的亮斑稱為泊松亮斑D.圖戊為多譜勒效應(yīng)，但視察者接收到的聲音頻率與救援車發(fā)出的聲音頻率是一樣的【答案】C【解析】【詳解】A．甲是光的干涉圖樣，乙是光的衍射圖樣，故A錯(cuò)誤；B．丙為薄膜干涉檢驗(yàn)工件平整度，通過條紋可推斷出為凹坑，故B錯(cuò)誤C．泊松亮斑是光照耀到不透亮圓盤后發(fā)生衍射現(xiàn)象，故C正確；D．視察者與聲源之間相互遠(yuǎn)離，接收到的聲音頻率大于救援車發(fā)出的聲音頻率，故D錯(cuò)誤。故選C。7.如圖所示，直徑為的圓碗，中心的深度為。將碗注滿水后，在碗底中心放置一顆黃豆，眼睛在距離水面的水平面上的位置1、2、3、4、5、6，視察碗中的黃豆。位置1在碗中心的正上方，相鄰位置相隔。已知水的折射率為，可以看到黃豆的位置是（）A.僅有位置1、2、3 B.僅有位置1、2、3、4C.僅有位置1、2、3、4、5 D.6個(gè)位置均可【答案】B【解析】【詳解】光由水射向空氣，臨界角為C，滿意而光由黃豆射向碗的邊沿明顯光沒有發(fā)生全反射，由折射定律解得即由幾何關(guān)系，在水面上方，與位置2右側(cè)距離的范圍內(nèi)，均可視察到黃豆。故選B。8.某智能手機(jī)中有多種傳感器，其中包括磁傳感器，安裝合適的軟件后，利用手機(jī)中的磁傳感器可以測量磁感應(yīng)強(qiáng)度。地磁場的磁感線分布如圖（a）所示。小明為了測量當(dāng)?shù)氐牡卮艌?，如圖（b），在手機(jī)上建立直角坐標(biāo)系，手機(jī)顯示屏所在平面為xOy平面。某次測量手機(jī)水平放置，z軸正方向豎直向上，測出以下數(shù)據(jù)、、。依據(jù)測量結(jié)果可以推斷（）A.測量地點(diǎn)位于南半球B.x軸正方向指向西方C.y軸正方向指向南方D.當(dāng)?shù)氐卮艌龃笮〖s為50μT【答案】D【解析】【詳解】A．如圖所示地球可視為一個(gè)磁偶極，磁南極大致指向地理北極旁邊，磁北極大致指向地理南極旁邊。通過這兩個(gè)磁極的假想直線（磁軸）與地球的自轉(zhuǎn)軸大約成11.3度的傾斜。由表中z軸數(shù)據(jù)可看出z軸的磁場豎直向下，則測量地點(diǎn)應(yīng)位于北半球，故A錯(cuò)誤；BC．由選項(xiàng)A可知測量地在北半球，而北半球地磁場指向北方斜向下，則測量，故y軸正向指向北方，x軸正向指向東方，故BC錯(cuò)誤；D．磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，故由表格可看出此處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大致為計(jì)算得故D正確。故選D。9.如圖所示，絕緣水平面上P點(diǎn)右側(cè)光滑，左側(cè)粗糙且上方存在垂直紙面對外的勻強(qiáng)磁場，在P點(diǎn)右側(cè)有一與水平面垂直的固定絕緣彈性擋板。不帶電的絕緣物塊B緊挨P點(diǎn)靜止在P點(diǎn)右側(cè)，另一帶電絕緣物塊A以某一初速度從P點(diǎn)左側(cè)向右運(yùn)動(dòng)，與物塊B發(fā)生彈性碰撞。已知A、B之間只發(fā)生一次碰撞，物塊B與彈性擋板碰撞后，在到達(dá)P點(diǎn)之前，A、B兩物塊之間的距離始終保持不變。下列有關(guān)說法正確的是（）A.物塊A、B質(zhì)量滿意：，且物塊A帶正電B.物塊A、B的質(zhì)量滿意：，且物塊A帶正電C.物塊A、B的質(zhì)量滿意：，且物塊A帶正電D.物塊A、B質(zhì)量滿意：，且物塊A帶負(fù)電【答案】A【解析】【詳解】要保證兩者距不變，應(yīng)同時(shí)滿意兩個(gè)條件：碰后A反向且A、B速度大小相同；進(jìn)入粗糙區(qū)域后，A受到洛倫茲力等于重力，依據(jù)彈性碰撞動(dòng)量、機(jī)械能守恒有令解得為保證A物塊進(jìn)入粗糙水平面后，速度不變，則洛倫茲力豎直向上與重力平衡，故依據(jù)左手定則可知，物塊A帶正電。故選A。10.霍爾元件在許多自動(dòng)限制裝置中有著廣泛的應(yīng)用，例如可以利用霍爾元件測量物體的轉(zhuǎn)速，其簡化原理圖如圖甲所示，其中霍爾元件上下兩個(gè)側(cè)面連接直流電源，左右側(cè)面連接電壓傳感器，最終在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出電壓隨時(shí)間變更的圖像。圖甲中由三個(gè)形態(tài)相同、分布勻整的葉片制作的葉輪放置在霍爾元件與磁鐵縫隙之間，葉片由特別材料制成，磁感線不能穿過葉片，葉片大小能夠完全遮攔住霍爾元件。當(dāng)葉片勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，計(jì)算機(jī)顯示如圖乙所示的圖像。圖乙中所標(biāo)各量已知，則下列有關(guān)說法正確的是（）A.葉輪的轉(zhuǎn)速為B.葉輪的轉(zhuǎn)速為C.若轉(zhuǎn)速增加，則圖乙中電壓值將增加D.若磁鐵磁性減弱，則會(huì)對轉(zhuǎn)速的測量產(chǎn)生影響【答案】A【解析】【詳解】AB．由題意及乙圖可知，葉輪轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間為故轉(zhuǎn)速為故A正確，B錯(cuò)誤；C．設(shè)霍爾元件前、后表面間的距離為h，有又因?yàn)槠渲蠳為霍爾元件單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，解得可見電壓U與轉(zhuǎn)速大小沒有關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D．若磁鐵磁性減弱，會(huì)影響電壓大小，但與轉(zhuǎn)速無關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選A。二、試驗(yàn)題（每空3分，共24分）11.小明學(xué)習(xí)“用單擺測量重力加速度”試驗(yàn)后，利用甲圖裝置做了該試驗(yàn)。（1）測量擺長時(shí)，先用毫米刻度尺測得擺球懸掛后的擺線長（從懸點(diǎn)到擺球的最上端）為L，再用游標(biāo)卡尺測得擺球的直徑，讀數(shù)如乙圖所示，則d=___________cm，若再測得單擺周期為T，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=___________（用L、d、T表示）。（2）在安裝裝置時(shí)，擺線上端有三種系掛方式，下列方式哪種是正確的___________（填對應(yīng)序號(hào)）。（3）在測量周期時(shí)，若從擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)起先計(jì)時(shí)且記數(shù)為1，到第n次經(jīng)過最低點(diǎn)所用的時(shí)間為t，則單擺周期為T=___________（用n、t表示）。（4）假如把該裝置搬到月球上進(jìn)行試驗(yàn)，變更單擺的擺長l，多次測量單擺在不同擺長下所對應(yīng)的周期T，并描繪出T2-l圖像如丙圖所示，則可得知月球重力加速度大小為___________m/s2?！敬鸢浮竣?2.150②.③.③④.⑤.1.6【解析】【詳解】（1）[1]游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為主尺的讀數(shù)與游標(biāo)尺讀數(shù)之和，所以[2]依據(jù)周期公式可得（2）[3]為防止擺球搖擺及試驗(yàn)過程擺長變更，應(yīng)當(dāng)用夾子固定擺線懸點(diǎn)。故選③。（3）[4]從擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)起先計(jì)時(shí)且記數(shù)為1，到第n次經(jīng)過最低點(diǎn)所用的時(shí)間為t，則單擺全振動(dòng)的次數(shù)為則單擺的周期為（4）[5]依據(jù)單擺周期公式由圖像可知可得12.阿特伍德機(jī)的示意圖如圖所示，物塊A（左側(cè)固定有擋光片）與物塊B用輕繩連接后，跨放在定滑輪上，萬同學(xué)經(jīng)過思索確定利用該裝置來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。（1）他先用游標(biāo)卡尺測得擋光片的寬度d，然后用托盤天平測量物塊A（含擋光片）與物塊B的質(zhì)量，利用黏性極好的橡皮泥（作為配重）使物塊A（含擋光片）與物塊B的質(zhì)量相等。（2）接著該同學(xué)讓物塊A在桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，將物塊B從靜止位置沿豎直方向提升h后由靜止釋放，一段時(shí)間后與光電門傳感器相連的數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄下?lián)豕馄瑩豕獾臅r(shí)間。（3）已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間，則輕繩繃緊前瞬間物塊B的速度大小為________。試驗(yàn)中使物塊A（含擋光片）與物塊B的質(zhì)量相等的目的是輕繩繃緊后，物塊A（含擋光片）與物塊B一起做________（填“勻加速”、“勻速”或“勻減速”）運(yùn)動(dòng)。驗(yàn)證輕繩繃緊過程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為________（用題中所給物理量符號(hào)表示）?！敬鸢浮竣?②.勻速③.【解析】【詳解】（3）[1]由自由落體運(yùn)動(dòng)有可得輕繩繃緊前瞬間物塊B的速度大小為[2]物塊A（含擋光片）與物塊B的質(zhì)量相等時(shí)，輕繩繃緊后，物塊A（含擋光片）與物塊B整體的合力為零，所以一起做勻速運(yùn)動(dòng)；[3]輕繩繃緊后，A過光電門的速度為由動(dòng)量守恒可得即三、計(jì)算題（6分+8分+10分+12分，共36分）13.水平方向的彈簧振子在B-O-C之間做簡諧運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示，其中BC長為0.1m，振子質(zhì)量，運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的彈性勢能隨時(shí)間如圖乙所示變更，結(jié)合圖像數(shù)據(jù)，試求：（1）振子的振幅和周期；（2）振子運(yùn)動(dòng)到平衡位置O時(shí)的動(dòng)量大小?！敬鸢浮浚?）0.05m，2s；（2）【解析】【詳解】（1）依題意，依據(jù)簡諧振動(dòng)的特點(diǎn)可知，該彈簧振子的振幅為依據(jù)彈簧振子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，可知彈簧振子從最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的彈性勢能從最大漸漸減小，到達(dá)平衡位置時(shí)，減小為零，故由圖乙可得該彈簧振子的周期為（2）振子運(yùn)動(dòng)到平衡位置O時(shí)，彈簧把彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為振子的動(dòng)能，即結(jié)合可求得此時(shí)振子的動(dòng)量大小為14.“哈爾濱冰燈冰雕景觀”是中華民族文化旅游的知名品牌，在國際舞臺(tái)上享有盛名。大師們把現(xiàn)代光雕藝術(shù)與傳統(tǒng)燈藝相結(jié)合，打造出絢爛夢幻的現(xiàn)場效果。如圖所示，在半徑為R圓柱體冰塊的底面有一個(gè)半徑為r的圓形面狀光源，其圓心與冰塊底面圓心重合，面狀光源發(fā)出藍(lán)光，冰對藍(lán)光的折射率為n。已知真空中的光速為c，不計(jì)面狀光源的厚度，求：（1）設(shè)圓柱高為H0，藍(lán)光從光源發(fā)出到從圓柱體上表面射出所需的最短時(shí)間t。（2）要使從光源發(fā)出且干脆照耀到上表面的全部光線都能干脆折射出去，圓柱的高度H應(yīng)滿意什么條件？【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）藍(lán)光在冰塊中傳播的速度大小為由幾何關(guān)系可知，面狀光源各點(diǎn)到圓柱上表面的最小距離均為H0，則解得最短時(shí)間為（2）在面狀光源上任取一點(diǎn)A，A發(fā)出的光干脆照耀到圓柱上表面任一點(diǎn)B，設(shè)光從A射到B時(shí)的入射角為α，則圓柱的高確定，且α小于90°，所以，AB越大，cosα越小，則α越大，由此，如圖所示從面狀光源發(fā)出且干脆照耀到圓柱上表面的全部光線入射角的最大值為β，依據(jù)幾何關(guān)系有要使從面狀光源發(fā)出且干脆照耀到圓柱上表面的全部光線都能干脆折射出去，應(yīng)有解得15.如圖所示，AC為3m長的水平桌面，其中AB段粗糙，BC段光滑且長為2m。質(zhì)量長度為1m的勻質(zhì)長方體物塊，靜置于桌面上的AB部分，另有一個(gè)質(zhì)量的小球，靜置于桌面上靠近C的位置?，F(xiàn)有一水平向左的恒力F作用于物塊上，當(dāng)物塊完全經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)立即撤去恒力F，隨后物塊與小球發(fā)生彈性正碰，碰撞后小球從D點(diǎn)進(jìn)入光滑的圓弧形軌道，再從H點(diǎn)進(jìn)入光滑半圓形凹槽，凹槽右側(cè)有一固定擋板，擋板左側(cè)的水平地面光滑。已知小球在D處對軌道的壓力為小球重力的3倍，物塊與桌面AB部分的動(dòng)摩擦因數(shù)，圓弧形軌道的半徑，半圓形凹槽的半徑，CD間距和EH間距均略大于小球直徑，小球直徑遠(yuǎn)小于，重力加速度。（1）求小球在D點(diǎn)的速度；（2）求恒力F的大??；（3）若使小球不從凹槽左側(cè)沖出去，求半圓形凹槽的質(zhì)量M需滿意的條件?！敬鸢浮浚?），方向向左；（2）10N；（3）小于或等于【解析】【詳解】（1）小球在D處對軌道的壓力為小球重力的3倍，此時(shí)小球的向心力又得小球在D點(diǎn)的速度方向向左；（2）依據(jù)動(dòng)量守恒定律依據(jù)能量守恒得依據(jù)動(dòng)能定理解得恒力F=10N（3）對于小球恰好不從凹槽左側(cè)沖出去的狀況分析。小球進(jìn)入半圓形凹槽后，到達(dá)最低點(diǎn)速度設(shè)為v0，之后沿凹槽向上運(yùn)動(dòng)，凹槽離開擋板向左運(yùn)動(dòng)。要使小球恰好不能從凹槽沖出，即小球和凹槽共速，設(shè)為v，小球運(yùn)動(dòng)到凹槽最低點(diǎn)過程中，由能量守恒小球從凹槽最低點(diǎn)到和凹槽共速過程中，水平方向上動(dòng)量守恒，取水平向左正，則m2v0=(m2+M)v依據(jù)能量守恒聯(lián)立解得即半圓形凹槽的質(zhì)量M需滿意的條件是小于或等于。16.在如圖所示的