江苏省宿迁市泗阳县2023-2024学年高二上学期期中物理试题（Word版附解析）

2023~2024学年第一学期期中调研试卷高二物理（满分100分，考试时间75分钟）一、单项选择题：共11小题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项符合题意。1.下列有关电磁波的特性和应用，说法正确的是（　　）A.红外线和射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体B.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C.电磁波中频率最大的为射线，最容易发生衍射现象D.紫外线和射线都可以使感光底片感光【答案】D【解析】【详解】A．射线都有很高的穿透本领，常用来在医学上做透视人体，故A错误；B．过强的紫外线照射不利于人的皮肤健康，故B错误；C．电磁波中频率最大是射线，最不容易用来观察衍射现象，故C错误；D．紫外线和射线都可以使感光底片感光，故D正确。故选D。2.将电池组、滑动变阻器、线圈A、线圈B、电流表及开关按图示连接。线圈A放在线圈B中，开关闭合。下列操作中电流表指针不发生偏转的是（　　）A.向A中插入铁芯B.将A向上拔出C.A、B保持相对静止一起移动D.断开开关瞬间【答案】C【解析】【详解】不管什么方法，只要使穿过B圈磁通量发生变化，B圈就有感应电流产生，电流表指针就偏转。向A中插入铁芯使得A圈产生的磁感线能更多穿过B圈，B圈磁通量增大，电流表指针偏转。将A向上拔出、断开开关瞬间都会使穿过B圈的磁通量变小，电流表指针偏转。A、B保持相对静止一起移动，穿过B圈的磁通量不变，所以电流表指针不偏转。故ABD错误，C正确。故选C。 3.篮球运动深受同学们喜爱。打篮球时，某同学伸出双手接传来的篮球，双手随篮球迅速收缩至胸前，如图所示。他这样做的效果是（）A.减小篮球对手的冲击力B.减小篮球的动量变化量C.减小篮球的动能变化量D.减小篮球对手的冲量【答案】A【解析】【详解】ABD．先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球引至胸前，这样可以增加球与手接触时间，根据动量定理得解得:当时间增大时，球动量的变化率减小，作用力就减小，而冲量和动量的变化量都不变，所以A正确，BD错误。C．速度由v减小到0，动能的变化量是不变的，故C错误。故选A。4.把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做C简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是（　　）A.小球从A到O的过程中，做速度增加得越来越慢的加速运动B.小球在A位置时的加速度与在B位置时加速度相同C.小球在O位置时，动能最小，加速度最小D.小球从A到O的时间小于从O到B的时间【答案】A 【解析】【详解】A．小球从A到O的过程中，加速度方向与速度方向相同，速度增加，弹簧形变量减小，加速度减小，则速度增加得越来越慢，故A正确；B．小球在A位置时的加速度与在B位置时加速度大小相等，方向相反，故B错误；C．小球在O位置时，速度最大，动能最大，加速度为零，故C错误；D．由对称性可知，小球从A到O的时间等于从O到B的时间，故D错误。故选A。5.如图所示，一束平行复色光被玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的红、黄、蓝三色光，分别照射到相同的三块金属板上，则可知（）A.照射到板a上的光一定是蓝色光B.照射到板c上的光在棱镜中传播速度最小C.照射到板a上的光波长最长D.照射到板c上的光折射率最大【答案】A【解析】【详解】A．由图知，三种色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最小。则a的频率最大，c的频率最小。所以c光应是红光，a光是蓝光。故A正确；B．c的折射率最小，根据分析可知，c光在棱镜中传播速度最大。故B错误；C．照射到板a上的光频率最大，，波长最短，故C错误；D．照射到板c上的光折射率最小，故D错误。故选A。6.某同学利用单摆测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是（）A.开始摆动时振幅较小B.开始计时时，过早按下停表C.测量周期时，误将摆球（）次全振动的时间记为n次全振动的时间D.测量摆长时从悬点到小球上端边缘的距离为摆长 【答案】C【解析】【详解】根据可知A．开始摆动时振幅较小，振幅不影响周期，故A错误；B．开始计时时，过早按下停表，导致周期测量偏大，则重力加速度偏小，故B错误；C．测量周期时，误将摆球（）次全振动的时间记为n次全振动的时间，周期测量值偏小，重力加速度偏大，故C正确；D．测量摆长时从悬点到小球上端边缘的距离为摆长，摆长偏小，重力加速度偏小，故D错误。故选C。7.如图所示，一列简谐横波以v=10m/s沿x轴传播，实线a是t=0时刻的波形图，虚线b是t=0.7s时刻的波形图。下列说法正确的是（　　）A.该波沿x轴正方向传播B.t=1s时，x=2m处的质点速度最大C.t=1.7s时，x=4m处的质点离开平衡位置位移为4cmD.0~2s时间内，x=4m处的质点运动的路程为80cm【答案】D【解析】【详解】A．由图像可知，该波的波长为若该波沿x轴正方向传播，波速大小为（n=0，1，2，3…）若传播方向沿x轴负方向，波速大小为 （n=0，1，2，3…）由题意可知，波速大小为10m/s，所以该波一定沿x轴负方向传播，故A错误；B．由波速公式可知t=1s时，即经过两个整周期加半个周期，2m处的质点处于波峰，其速度为零，故B错误；C．由于所以t=1.7s时，x=4m处的质点恰好回到平衡位置，故C错误；D．由于质点在一个周期内所运动的路程为4A，所以0~2s时间内，x=4m处的质点运动的路程为故D正确。故选D。8.有一个质量为4m的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为3m，速度大小为v，方向水平向东，则另一块的速度是（　　）A.3v0−vB.4v0−3vC.3v0−2vD.3v−4v0【答案】B【解析】【详解】爆竹在最高点速度大小为v0、方向水平向东，爆炸前动量为4mv0，其中一块质量为3m，速度大小为v，方向水平向东，设爆炸后另一块瞬时速度大小为，取爆竹到最高点未爆炸前的速度方向为正方向，爆炸过程动量守恒，则有解得 故选B。9.如图所示为一则安全警示广告，非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。某同学用下面的实例来检验广告词的科学性。设一个50g的鸡蛋从16楼的窗户自由落下，相邻楼层的高度差为3m，与地面撞击时间约为3ms，不计空气阻力，从16楼下落的鸡蛋对地面的平均冲击力约为（　　）A.5000NB.900NC.500ND.250N【答案】C【解析】【详解】鸡蛋下落高度在鸡蛋与地面撞击时间内，规定竖直向下为正方向，由动量定理，得鸡蛋自由下落过程，由动能定理F方向竖直向上，由牛顿第三定律知，鸡蛋对地面平均冲击力方向竖直向下。故选C。10.如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，已知公仔头部质量为m，弹簧劲度系数为k，底座质量也为m。轻压公仔头部至弹簧弹力为2mg时，由静止释放公仔头部，此后公仔头部在竖直方向上做简谐运动。重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。下列说法中正确的是（　　） A.释放公仔头部瞬间的加速度大小为2gB.公仔头部运动至最高点时底座对桌面的压力为mgC.弹簧恢复原长时，公仔头部的速度最大D.公仔头部做简谐运动振幅为【答案】B【解析】【详解】A．释放公仔头部瞬间，根据牛顿第二定律有解得故A错误；B．根据简谐运动的对称性，可知，最高点与最低点的加速度大小相等，在最高点时，令最高点时弹簧弹力大小为F，则有结合上述解得即此时弹簧恰好处于原长，对底座分析可知，地面对底座的支持力等于mg，根据牛顿第三定律可知，公仔头部运动至最高点时底座对桌面的压力为mg，故B正确；C．根据上述可知，公仔头部运动至最高点时，弹簧恰好恢复原长，此时公仔头部的速度为0，故C错误；D．轻压公仔头部至弹簧弹力为2mg时，根据胡克定律有根据简谐运动的对称性，结合上述有 解得故D错误。故选B。11.如图所示，固定斜面上半部分AB粗糙，下半部分BC光滑，一滑块从斜面顶端A由静止释放，滑块沿斜面向下滑动到底端的过程中，滑块的动量大小、动能、机械能E及重力的瞬时功率与下滑时间t的关系图像中可能正确的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】A．滑块在AB、BC两段均做匀加速直线运动，在AB段的加速度大小为在BC段的加速度大小动量大小为根据 可知图像为两段斜率不同的直线，故A错误；B．根据动能表达式可知图像为曲线，故B错误；C．经过B点后，滑块的机械能守恒，即经过B点后，图像为平行于横轴的直线，故C错误；D．根据重力的功率表达式可知图像为两段斜率不同的直线，AB段图线的斜率小于BC段图线的斜率，故D正确。故选D。二、非选择题：共5题，共56分。13~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分：有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。12.如图所示是验证动量守恒定、动定理的实验装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。（1）安装好气垫导轨和光电门，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道左端向右运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。为使导轨水平，可调节P使轨道左端___________（填“升高”或“降低”）一些。（2）用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图所示，并将两块宽度均为d的遮光条安装到两滑块上，可知遮光条的宽度d=___________mm。 （3）测出滑块A和遮光条的总质量为mA，滑块B和遮光条的总质量为mB，遮光条的宽度用d表示。将滑块A静置于两光电门之间，将滑块B静置于光电门2右侧，推动B，使其获得水平向左的速度，经过光电门2并与A发生碰撞且被弹回，再次经过光电门2.光电门2先后记录的挡光时间为、，光电门1记录的挡光时间为，则实验中两滑块的质量应满足mA___________mB（选填“>”、“<”或“=”）。若两滑块碰撞过程动量守恒，则必须满足的关系式为___________。（4）若滑块A、B之间的碰撞为弹性碰撞，则关系式成立___________。A．B．C．D．【答案】①.升高②.6.790③.>④.（或）⑤.A【解析】【详解】（1）[1]滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，说明光电门1到光电门2为减速运动，则右端较高，因此可节P使轨道左端升高一些。（2）[2]遮光条的宽度d=6.5mm+29.00.01mm=6.790mm。（3）[3]滑块B与A碰撞后被弹回，根据碰撞规律可知滑块B的质量较小，则有[4]若碰撞过程中动量守恒，取水平向左为正方向，根据公式有故上式整理得验证式中跟遮光条得宽度无关，实验中遮光条宽度的测量值有误差，对验证碰撞过程动量守恒无影响；（4）[5]若为弹性碰撞，即机械能守恒，结合动量守恒有 解得可得可得化简由上可知，、、应满足的关系式是故选A。13.如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中摄入玻璃体内（入射面即纸面），入射角为45°，出射光线射在桌面上B点处。测得AB之间的距离为。真空中光速为c，求：（1）玻璃体的折射率：（2）光线通过半球形玻璃体所用时间t。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）作出光路图如图设玻璃的折射率为n，由折射定律有式中，入射角i=45°，r为折射角，OAB为直角三角形，因此代入数据得由折射定律（2）设光在玻璃中的速度为v，光在玻璃中的速度为可得光线通过半球形玻璃体所用时间为14.如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为的小球，小球静止时弹簧伸长量为10cm。现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最低点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。（1）求出弹簧的劲度系数；（2）求出小球在0-12.2s内运动的总路程。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）小球静止时弹簧伸长量为10cm根据胡克定律推得（2）由振动图象可知振子的振幅周期则则小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式为因将代入位移随时间的变化关系式得出故小球在0-12.2s内运动的总路程15.如图所示，在均匀绳介质中，A、B是两个波源，A简谐运动表达式为，B简谐运 动表达式为，均匀绳介质中M点与A、B两波源间的距离分别为6m和10m，两波源形成的简谐横波分别沿AM、BM方向传播，波速都是40m/s。求：（1）简谐横波的周期和波长：（2）判断M点是否为振动加强点，若是求出其振幅，若不是请说明理由；（3）A、B之间有几个振动加强点？（A、B点除外）【答案】（1），；（2）M点为加强点，5m；（3）有15个加强点。【解析】【详解】（1）根据题意，波的周期为则波速为则波长（2）因为所以M点为加强点，M点振幅为（3）设O为A、B连线的中点，在A、O之间的各点到两波源距离只差满足由于两波振源情况相同，所以振动加强点的条件是解得因此在A、O之间有7个加强点，根据对称性O、B之间也有7个加强点在O点也是加强点。所以A、B之间共有15个加强点。16.如图所示，在光滑水平面上通过锁定装置固定一辆质量M=2kg的小车，小车左边部分为半径R=1.2m的四分之一光滑圆弧轨道，轨道末端平滑连接一长度L=2.85m的水平粗糙面，粗糙面右端是一挡板。有一个质量为m=1kg的小物块（可视为质点）从小车左侧圆弧轨道顶端A点静止释放，小物块和小车在粗糙 区域的滑动摩擦因数μ=0.08，小物块与挡板的碰撞无机械能损失，重力加速度g=10m/s2，（1）求小物块滑到圆弧轨道末端时速度大小；（2）若解除小车锁定，让小物块由A点静止释放，求小物块运动到圆弧末端时速度大小和此时轨道对小物块的支持力大小；（3）在（2）问的初始条件下，小物块将与小车右端发生多次碰撞，求：①小物块最终停止时到右侧挡板的距离：②求整个运动过程中小车发生的位移。【答案】（1）；（2），；（3）①，②，方向水平向左【解析】【详解】（1）小车被固定，小物块下滑到最低点过程机械能守恒在最低点，有（2）解除固定后，小车可以在光滑水平面上自由运动，小物块和小车组成的系统水平方向动量守恒，设小物块刚滑上右侧粗糙区域时候速度大小为v1，小车速度大小为v2，代入数据解得又有得 （3）从小物块滑下到最终相对小车静止，物块在小车粗糙面上滑动的路程为解得又因为当时即物块将停在离开右侧挡板0.75m处。物块相对小车停下时，小车也停止运动。物体相对于小车A点距离选取m和M为系统，由于水平方向动量守恒，设m水平向右发生位移大小为x1，M水平向左发生位移大小为x2，可推得又求得