江蘇省泰州市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理試題（含答案）

江蘇省泰州市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三總分評分一、單項選擇題：共11題，每題4分，共44分。1．如圖所示，電路中燈泡均正常發(fā)光，阻值分別為R1=2Ω，R2=3Ω，R3A．R1 B．R2 C．R32．如圖所示電路中，電壓表和電流表均視為理想電表，燈泡L的電阻恒定不變，電源內(nèi)阻不可忽略。閉合電鍵S，將滑動變阻器滑片P緩慢向右移動過程中，電壓表示數(shù)變化量的絕對值為ΔU電流表示數(shù)變化量的絕對值為ΔI，則下列判斷正確的是（）A．燈泡變暗 B．電容器的帶電量變大C．ΔUΔI不變 3．關(guān)于下列四幅圖片所對應(yīng)的物理規(guī)律，下列說法正確的是（）A．圖1：彈簧振子的周期與振幅有關(guān)B．圖2：若把單擺從北京移到赤道上，則單擺的振動頻率會增加C．圖3：如圖甲為汽車消音器，圖乙為其結(jié)構(gòu)簡化圖，聲音從入口進入，經(jīng)a、b傳播后從出口排出，消音原理主要是波的干涉D．圖4：觀察者不動，波源S向右運動，相等的時間內(nèi)，左邊觀察者接收到波的個數(shù)比右邊的多4．直角坐標(biāo)xOy的y軸為兩種均勻介質(zhì)Ⅰ、Ⅱ的分界線。位于x=6m和x=?6m處的波源先后發(fā)出的兩列頻率都為1Hz的機械波相向傳播（不考慮波在界面的反射），某時刻兩列波均第一次傳到x=0處，該時刻波形圖如圖所示。下列說法正確的是（）A．兩列波波源的起振方向相反B．右邊的波傳到x=?3m處時，x=?4m處的質(zhì)點正處于平衡位置C．兩列波波源頻率相同，相遇后會發(fā)生干涉，且x=?3m處為振動減弱點D．兩列波波源頻率相同，但從一種介質(zhì)傳到另一種介質(zhì)過程頻率變化，故不會發(fā)生干涉5．用圖示裝置做“驗證動量守恒定律”實驗。在滑塊1、2上分別裝有相同的擋光片及彈簧圈，測出擋光片寬度d，滑塊1、2的質(zhì)量分別為m1、m2.實驗時打開氣泵，讓滑塊1以一定的初速度向左運動并與靜止的滑塊2碰撞，記下滑塊1經(jīng)過光電門M的擋光時間t1和滑塊1、2分別經(jīng)過光電門N的擋光時間t′1和t2。下列相關(guān)說法正確的是（）A．滑塊1、2的質(zhì)量必須相等B．實驗前調(diào)節(jié)導(dǎo)軌平衡時，不用打開氣泵，只須滑塊能在任意位置平衡即可C．若實驗發(fā)現(xiàn)m1(dt1)略大于m1(dt1'D．若實驗發(fā)現(xiàn)1t1＋1t6．2021年6月17日，我國神舟十二號載人飛船發(fā)射成功，3名航天員進駐“天宮號”空間站的“天和號”核心艙，標(biāo)志著我國空間站建設(shè)進入新階段。如圖所示，“天和號”核心艙垂直于運動方向的橫截面面積約為9m2，以第一宇宙速度v=7.9×103m/s運行，核心艙經(jīng)過某段宇宙塵埃區(qū)時塵埃會附著于艙體外表，已知每個塵埃（初速度可忽略）的質(zhì)量為m=1.5×10-7kg，為維持軌道高度不變，需要開啟艙外發(fā)動機增加了170N的推力，則該區(qū)域每立方米空間內(nèi)的塵埃數(shù)大約為（）A．2×106個 B．16個 C．14×104個 D．2個7．為了使圖像清晰，通常在紅外攝像頭的鏡頭表面鍍一層膜，下列說法中正確的是（）A．鍍膜使圖像清晰是因為利用了光的偏振B．鍍膜的目的是使入射的紅外線反射C．鍍膜的厚度最小是紅外線在空氣中波長的四分之一D．鍍膜的厚度最小是紅外線在薄膜中波長的四分之一8．如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，變?yōu)閍、b兩束單色光．如果光束b是藍(lán)光，則光束a可能是（）A．紅光 B．黃光 C．綠光 D．紫光9．將一節(jié)五號干電池的負(fù)極放在強磁鐵上，強磁鐵產(chǎn)生磁場的磁感線如圖所示。將一矩形金屬框與該電池組成閉合回路，在安培力作用下，線框發(fā)生轉(zhuǎn)動，這樣就構(gòu)成一臺簡易“電動機”，下列說法正確的是（）A．圖中強磁鐵下端為N極B．從上向下看，圖中金屬框?qū)㈨槙r針轉(zhuǎn)動C．調(diào)轉(zhuǎn)磁極，再次接入后金屬框順時針轉(zhuǎn)動D．電池消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為金屬框的動能10．如圖所示，空間中存在正交的勻強磁場和勻強電場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向外，電場場強大小為E，方向豎直向上。一質(zhì)量為m、帶電量為-e的電子在該空間內(nèi)獲得沿水平方向的初速度，速度大小為v0，且v0A．做類平拋運動B．運動過程中最大的速率為vC．在一個周期內(nèi)水平方向運動的距離為πmED．距入射點豎直方向最大位移為2m（v11．如圖甲所示回旋加速器的兩個“D”型盒的半徑為R，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，現(xiàn)在兩“D”型盒間接入峰值為U0的交變電壓，電壓隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，將粒子源置于盒的圓心處，粒子源產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為q的氘核（12A．只要加速器足夠大可以將粒子加速至接近光速B．不需要改變?nèi)魏螚l件，該裝置也可以加速α粒子（24C．氘核離開回旋加速器的最大動能為qD．粒子第一次與第二次在D2磁場中運動的軌道半徑之比為二、實驗題：共5題15分，每題3分。12．在測量某電源電動勢和內(nèi)阻時，因為電壓表和電流表的影響，不論使用何種接法，都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，為了消除電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差，某實驗興趣小組設(shè)計了如圖甲實驗電路進行測量。已知R0（1）按照圖（a）所示的電路圖，將圖（b）中的器材實物連線補充完整。（2）實驗操作步驟如下：①將滑動變阻器滑到最左端位置；②接法1：單刀雙擲開關(guān)S與1接通，閉合開關(guān)S0，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，記錄下若干組數(shù)據(jù)U1?③將滑動變阻器滑到最左端位置；④接法2：單刀雙擲開關(guān)S與2閉合，閉合開關(guān)S0，調(diào)節(jié)滑動變阻器R，記錄下若干組數(shù)據(jù)U2?⑤分別作出兩種情況所對應(yīng)的U1?I（3）單刀雙擲開關(guān)接1時，某次讀取電表數(shù)據(jù)時，電壓表指針如圖（c）所示，此時U1=（4）根據(jù)測得數(shù)據(jù)，作出U1?I1和U2?I2圖像如圖（d）（5）由圖（d）可知（填“接法1”或“接法2”）測得的電源內(nèi)阻更接近真實值。三、計算題：共4題41分。6+8+14+13分13．一列簡諧橫波在t=1（1）波速及波的傳播方向；（2）質(zhì)點Q的平衡位置的x坐標(biāo)。14．如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光線從P點垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當(dāng)入射角θ=60°時，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行.已知真空中的光速為c，求：玻璃磚的折射率n和OP之間的距離x。15．如圖所示，光滑的水平地面上放置一靜止的質(zhì)量為m=1kg的長木板A，一質(zhì)量同為m=1kg的小物塊，以初速度v0=7m/s水平向右沖上長木板A左上端，經(jīng)過t=2s后小物塊運動到長木板A右端，此時長木板A恰好與靜止在水平面上帶有半徑R=0.8m四分之一光滑圓弧軌道的木板B相碰。碰撞后，小物塊沿水平方向沖上木板B的圓弧軌道。已知小物塊與長木板A之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，A、B之間碰撞時間極短，且碰撞屬于完全彈性碰撞，長木板A的高度與木板B左端等高，均為H=5cm，木板B的質(zhì)量為M=3kg，重力加速度g=10m/s2。試求：（1）A、B碰撞前瞬間，小物塊與長木板A的速度大小；（2）A、B碰撞后瞬間，木板B的速度大?。唬?）小物塊能否從木板B右上端a點離開？若能，請求出半徑R為多少時，小物塊將無法從木板B上端的a點離開；若不能，請求出小物塊落到地面時，小物塊與木板B左端的水平距離x。16．如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B．磁場中的水平絕緣薄板與磁場的左、右邊界分別垂直相交于M、N，MN=L，粒子打到板上時會被反彈（碰撞時間極短），反彈前后水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反．質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子速度一定，可以從左邊界的不同位置水平射入磁場，在磁場中做圓周運動的半徑為d，且d<L，粒子重力不計，電荷量保持不變。（1）求粒子運動速度的大小v；（2）欲使粒子從磁場右邊界射出，求入射點到M的最大距離dm；（3）從P點射入的粒子最終從Q點射出磁場，PM=d，QN=d2

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】R3與R4串聯(lián)支路總電阻為6歐，并聯(lián)電路總電阻R并=R2R3+R4R2+R3+R4=6R26+R2=2歐，

故R2．【答案】C【解析】【解答】A.滑片P右移，滑動變阻器阻值變小，電路中總電阻變小，由閉合電路歐姆定律可知I=干路電流變大，通過燈泡的電流變大，燈泡變亮，A不符合題意；

B.由電路結(jié)構(gòu)可知，電容器兩極板間的電壓等于路端電壓，由閉合電路歐姆定律可得，路端電壓U=E-Ir可知路端電壓變小，對電容器有Q=CU可知電容器的帶電量變小，B不符合題意；

C.將燈泡等效給電源內(nèi)阻，則電壓表示數(shù)為等效后的外電壓?U?I?U可知?U?I為定值，C符合題意；

η=路端電壓U變小，故電源效率減小，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】根據(jù)滑動變阻器阻值的變化，由閉合電路歐姆定律分析電路各部分電路中電壓和電流的變化情況，得到燈泡的亮暗變化和電容器兩端電壓的變化，再由電容器的電量Q=CU，求出電容器的帶電量的變化情況；將燈泡等效給電源內(nèi)阻，則?U?I3．【答案】C【解析】【解答】A.圖1：彈簧振子的周期，與振子的質(zhì)量和彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，與振幅無關(guān)，A不符合題意；

B.圖2：若把單擺從北京移到赤道上，重力加速度減小，單擺的周期T=2π可得單擺的頻率f=可知單擺的振動頻率會減小，B不符合題意；

C.圖3：如圖甲為汽車消音器，圖乙為其結(jié)構(gòu)簡化圖，聲音從入口進入，經(jīng)a、b傳播后從出口排出，因兩個路徑的路程差等于半波長的奇數(shù)倍，使得振動減弱，即消音原理主要是波的干涉，C符合題意；

D.圖4：觀察者不動，波源S向右運動，相等的時間內(nèi)，左邊觀察者接收到波的個數(shù)比右邊的少，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】彈簧振子的周期，與振子的質(zhì)量和彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，與振幅無關(guān)；推導(dǎo)單擺頻率的表達(dá)式，根據(jù)重力加速度的變化，判斷頻率的變化；汽車消音器應(yīng)的是干涉原理；根據(jù)多普勒原理分析。4．【答案】C【解析】【解答】A.根據(jù)波形平移法可知，兩列波傳到x=0處時，均使該點沿y軸正方向起振，根據(jù)介質(zhì)中所有質(zhì)點的起振方向均與波源起振方向相同，可知兩波源起振方向均沿y軸正方向，起振方向相同，A不符合題意；

B.兩列頻率都為1Hz，則周期T=左邊介質(zhì)中傳播速度為v右邊介質(zhì)中傳播速度為v機械波的波速由介質(zhì)決定，從圖示時刻起，右邊的波一旦進入左邊介質(zhì)速度也變?yōu)?m/s，傳到-3m處需要t=此時x=-4m的質(zhì)點在波谷處，B不符合題意；

C.右邊的波傳到-3m處時起振方向沿y軸正方向，而經(jīng)過0.75s即34T時，左邊-3m的質(zhì)點向沿軸負(fù)方向振動，兩列波相遇振動減弱，C符合題意；

D.頻率是由波源決定的，與介質(zhì)無關(guān)，所以從一種介質(zhì)傳到另一種介質(zhì)過程頻率不會發(fā)生變化，D不符合題意。

故答案為：C。5．【答案】D【解析】【解答】A．為了滑塊1、2碰撞后都向左運動，應(yīng)滿足mA不符合題意；B．實驗前調(diào)節(jié)導(dǎo)軌平衡時，應(yīng)打開氣泵，滑塊能在任意位置靜止，導(dǎo)軌平衡才調(diào)節(jié)完畢，B不符合題意；C．若實驗發(fā)現(xiàn)m1(dt1)略大于m1(dt1'D．若碰撞過程中滿足動量守恒和機械能守恒，則m1兩式聯(lián)立解得1t1＋1D符合題意。故答案為：D。

【分析】碰撞物體質(zhì)量大于被碰撞物體質(zhì)量，不是相等。打開氣泵，滑塊能在任意位置靜止，物體才平衡。左側(cè)高，重力讓初動量大于末動量。6．【答案】D【解析】【解答】設(shè)該區(qū)域每立方米空間內(nèi)的塵埃數(shù)為n個，則在?t時間內(nèi)有v?tSn個塵埃數(shù)附著于飛船上，對塵埃由動量定理可得F?t=v?t·Snmv代入數(shù)據(jù)解得n=2個ABC不符合題意，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】由動量定理分析塵埃撞擊在艙體外表面的過程，求出該區(qū)域每立方米空間內(nèi)的塵埃數(shù)。7．【答案】D【解析】【解答】A.鍍膜使圖像清晰是利用了薄膜干涉原理，A不符合題意；

B.鍍膜的目的是增強紅外線的透射，減少反射，使紅外線圖像更加清晰，B不符合題意；

CD.根據(jù)薄膜干涉原理可知，為減少紅外線的反射，應(yīng)使紅外線在薄膜前、后表面反射光的光程差為半波長的奇數(shù)倍，可知鍍膜的厚度最小應(yīng)為紅外線在薄膜中波長的四分之一，C不符合題意，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】根據(jù)薄膜干涉原理分析紅外攝像頭的鏡頭表面鍍膜的作用。8．【答案】D【解析】【解答】解：光從空氣斜射到玻璃，因為玻璃上下表面平行，當(dāng)?shù)诙握凵鋾r折射光線與第一次折射入射光線平行．由于折射率不同，a光偏折較大，b光偏折較?。源瞬Ａ光的折射率大于對b光的折射率，所以a的頻率大于b的頻率，給出的各色光中頻率大于藍(lán)光的只有紫光，故D正確，ABC錯誤．故選：D．【分析】根據(jù)兩光對應(yīng)的折射角可確定折射率大小，進而確定頻率關(guān)系確定光束的性質(zhì)．9．【答案】B【解析】【解答】A.根據(jù)磁體外部，磁感線從N極出發(fā)，進入S極，可知強磁鐵上端為N極，A不符合題意；

B.根據(jù)左手定則可知，金屬框左邊受安培力向里，右邊受安培力向外，則從上向下看，圖中金屬框?qū)㈨槙r針轉(zhuǎn)動，B符合題意；

C.調(diào)轉(zhuǎn)磁極，磁感線方向改變，則再次接入后金屬框逆時針轉(zhuǎn)動，C不符合題意；

D.電池消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為金屬框的動能，還有一部分轉(zhuǎn)化為電流生熱產(chǎn)生的內(nèi)能，D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】根據(jù)磁場分布分析磁鐵上、下端的極性；根據(jù)左手定則判斷兩側(cè)導(dǎo)線受到的安培力，確定線框的轉(zhuǎn)動方向；根據(jù)能量守恒定律分析能量的轉(zhuǎn)化情況。10．【答案】D【解析】【解答】A.因為v0B合力向上，故電子要向上偏轉(zhuǎn)，但因為速度變化，使洛倫茲力發(fā)生變化，豎直方向受到的合力不是恒力，所以電子的運動不是類平拋運動，A不符合題意；

BCD.由配速法，將粒子受到的洛倫茲力看成B其中B粒子在以速度v1在水平方向做勻速直線運動的同時，還在豎直方向做速率大小為vv因為粒子周期T=在一個周期內(nèi)水平方向運動的距離為x=圓周運動的半徑R=所以距入射點豎直方向的最大位移為2R，即2mv0-EB11．【答案】B【解析】【解答】A.無論加速器多大，也不可以將粒子加速至接近光速，因為粒子的速度接近光速時，根據(jù)相對論知識可知，粒子的質(zhì)量將明顯發(fā)生變化，粒子在磁場中運動的周期也將隨之發(fā)生變化，根據(jù)回旋加速器原理可知，粒子在磁場中的運動周期與所加交流電的周期相同，所以當(dāng)粒子在磁場中的周期發(fā)生變化后，回旋加速器將不能再對其進行加速，A不符合題意；

B.根據(jù)qvB=mT=可得粒子在磁場中的運動周期為T=因為α粒子（24He）和氘核（12H）比荷相同，所以在相同磁場中的運動周期相同，因此不需要改變?nèi)魏螚l件，該裝置也可以加速q氘核離開回旋加速器的最大動能為EC不符合題意；

D.粒子第一次在D2r粒子第二次在D2r根據(jù)動能定理得qU=3qU=聯(lián)立解得rD不符合題意。

故答案為：B。

【分析】粒子的速度接近光速時，粒子的質(zhì)量將明顯發(fā)生變化，粒子在磁場中運動的周期也將隨之發(fā)生變化，回旋加速器將不能再對其進行加速；推導(dǎo)粒子在磁場中運動的周期公式，分析α粒子（24He）和氘核（12H）在相同磁場中的周期關(guān)系，確定在不改變?nèi)魏螚l件的情況下，該裝置能否對α粒子加速；氘核恰好離開“D”型盒時動能最大，由牛頓第二定律和動能的公式，求出氘核離開回旋加速器的最大動能；根據(jù)動能定理求出粒子第一次和第二次在12．【答案】（1）（2）無（3）1.30（4）1.80；2.50（5）接法2【解析】【解答】（1）按照圖（a）所示的電路圖，連接圖（b）中的器材實物如圖所示：

（3）根據(jù)實物電路可知，電壓表選擇的0-3V量程，所以最小刻度表示0.1V，根據(jù)電壓表讀數(shù)規(guī)則可知，電壓表的讀數(shù)為1.30V。

（4）單刀雙擲開關(guān)S與1接通時，根據(jù)圖（d）可知，當(dāng)電流表的示數(shù)為零時，相當(dāng)于外電路斷路，電壓表的示數(shù)為電源電動勢，即E=1.80V。單刀雙擲開關(guān)S與2閉合時，根據(jù)圖（d）可知，當(dāng)電壓表的示數(shù)為零時，相當(dāng)于外電路短路，電流表的示數(shù)為短路電流，即I根據(jù)閉合電路歐姆定律得R解得r=2.50Ω（5）根據(jù)U-I圖線的斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻，由U1r由U2r可見，接法2測得的電源內(nèi)阻更接近真實值。

【分析】（1）根據(jù)電路圖連接好實物電路；（3）根據(jù)電壓表讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)；（4）根據(jù)單刀雙擲開關(guān)S與1接通時斷路時電壓表的示數(shù)得到電源電動勢，單刀雙擲開關(guān)S與2接通時，外接電路短路時得到電流表的示數(shù)，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電源內(nèi)阻；（5）根據(jù)U-I圖像的斜率的絕對值表示電源內(nèi)電阻，求出兩種情況下得到的電源內(nèi)電阻的值進行分析。13．【答案】（1）解：由圖(a)可以看出，該波的波長為λ＝36cm由圖(b)可以看出，周期為T＝2s波速為v＝λT由圖(b)知，當(dāng)t=1（2）解：設(shè)質(zhì)點P、Q平衡位置的x坐標(biāo)分別為xP、xQ由圖(a)知，x＝0處y＝-A2因此x由圖(b)知，在t＝0時Q點處于平衡位置，經(jīng)Δt＝13s，其振動狀態(tài)向x軸負(fù)方向傳播至P點處，可得P、Q間平衡位置距離為x則質(zhì)點Q的平衡位置的x坐標(biāo)為xQ【解析】【分析】（1）由波速公式求出該波波速；根據(jù)Q點的振動判斷波的傳播方向；（2）由數(shù)學(xué)方法求出P點平衡位置的坐標(biāo)，再根據(jù)波速公式，求出P、Q之間的距離，得到Q點平衡位置的坐標(biāo)。14．【答案】解：作出兩種情況下的光路圖，如圖所示由于在A處發(fā)生全反射，故有sin由于出射光平行可知，在B處射出，故n=由于sin聯(lián)立可得n=3，【解析】【分析】根據(jù)題意做出光路圖，再由折射率公式結(jié)合幾何關(guān)系，求出玻璃磚的折射率和OP之間的距離。15．【答案】（1）解：小物塊受向左的摩擦力大小f=μmg=1N木板受向右的摩擦力大小f小物塊加速度為a木板加速度為aA、B碰撞前瞬間，小物塊的速度大小v長木板A的速度大小v（2）解：以向右為正方向，A、B碰撞后瞬間，由動量守恒、機械能守恒可得m1解得v（3）解：小物塊與B共速時，由動量守恒可得m解得v