河北省保定市定州市第二中学2023-2024学年高二上学期2月期末物理试题

这是一份河北省保定市定州市第二中学2023-2024学年高二上学期2月期末物理试题，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

本试卷满分100分，考试用时75分钟。
一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28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．下列说法中正确的是（ ）
A．冲量的方向就是物体运动的方向
B．作用在静止的物体上的力的冲量一定为零
C．动量越大的物体受到的冲量越大
D．物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化
2．弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，B、C相距20 cm。某时刻振子处于B点，经过0.5 s，振子首次到达C点，下列说法中正确的是（ ）
A．该弹簧振子的振幅为20 cm
B．该弹簧振子的周期为1 s
C．该弹簧振子的频率为2 Hz
D．该弹簧振子从O点出发到再次回到O点的过程就是一次全振动
3．关于下列四幅图片所对应的物理规律，下列说法正确的是（ ）
A．图1：弹簧振子的周期与振幅有关
B．图2：若把单摆从北京移到赤道上，则单摆的振动频率会增加
C．图3：如图甲为汽车消音器，图乙为其结构简化图，声音从入口进入，经a、b传播后从出口排出，消音原理主要是波的干涉
D．图4：观察者不动，波源S向右运动，相等的时间内，左边观察者接收到波的个数比右边的多
4．下列说法正确的是（ ）
A．戴上特制眼镜看 3D 电影有立体感是利用了光的偏振原理
B．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象
C．对于同一障碍物，波长越小的光波越容易绕过去
D．激光照到 VCD 机、CD 机或计算机的光盘上，可以读取盘上的信息是利用激光亮度高的特性
5．下列选项中正确标明了通电导线所受安培力方向的是（ ）
A．B．
C．D．
6．如图所示，在磁感强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒在竖直面内垂直磁场方向放置，细棒与水平面夹角为α。一质量为m、带电荷为-q的圆环A套在棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为μ，且，现让圆环A由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中圆环A的最大速率为（ ）
A．B．
C．D．
7．如图所示，铝管竖直立于水平桌面上，小磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的过程中，磁体不与管壁接触且无翻转，下列说法正确的是（ ）

A．铝管中产生水平方向的感应电流
B．铝管中产生竖直方向的感应电流
C．铝管对桌面的压力等于它的重力
D．铝管对桌面的压力小于它的重力
二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．质量为m1和m2的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移－时间图像如图所示。则（ ）
A．若m1＝1 kg，则m2＝3 kg
B．若m1＝1 kg，则m2＝1 kg
C．若m2＞3m1则两个物体的碰撞是非弹性碰撞
D．若m2＝3m1则两个物体的碰撞是弹性碰撞
9．如图所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点正下方的点钉一个光滑钉子，使，将单摆拉至A处释放，小球将在A、B、C间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于5°，则以下说法正确的是（ ）
A．由于机械能守恒，可得摆角大小不变
B．A和C两点在同一水平面上
C．周期
D．周期
10．直角棱镜的折射率为，其横截面如图所示，其中为，为。截面内一细束与边夹角为的光线，从棱镜边上的中点射入，经折射后射到边上，已知边的长度为，光在真空中的传播速度为。下列说法正确的是（ ）
A．该光线在边上的折射角为
B．该光线在边上的折射角为
C．不考虑多次反射，该光线在玻璃中的传播时间为
D．不考虑多次反射，该光线在玻璃中的传播时间为
三、实验题：共15分。
11．（6分）某实验小组利用如图所示的装置研究双缝干涉现象并测量光的波长。
（1）图中①所示的装置名称为 ，（1分）它在实验中的作用是 ；（1分）
（2）调整好装置进行实验，若将滤光片由紫色换为红色，则干涉条纹间距将 (2分)（填“增大”“减小”或“不变”）；
（3）某次实验中，若测得双缝之间的距离为，双缝到光屏之间的距离为，相邻两明纹之间的距离为，则这种光的波长为 。（2分）（结果保留两位有效数字）
12．（9分）在“探究碰撞中的不变量”实验中，通过碰撞后做平抛运动测量速度的方法来进行实验，实验装置如图所示

（1）在不放小球m2时，小球m1从斜槽某处由静止开始滚下，m1的落点在图中的 点（2分），把小球m2放在斜槽末端边缘处，小球m1从斜槽相同位置处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球m1的落点在图中的 点。（2分）
（2）关于本实验，下列说法正确的是 （填字母代号）；（2分）
A．斜槽必须足够光滑且安装时末端必须保持水平
B．小球每次都必须从斜槽上的同一位置静止释放
C．必须测量出斜槽末端到水平地面的高度
D．实验中需要用到秒表测量小球空中飞行的时间
E.实验中两个小球的质量大小关系是m1大于m2
（3）用刻度尺测量OM长度为x1、MP长度为x2、PN长度为x3，通过验证等式 是否成立，从而验证动量守恒定律。（用m1、m2、x1、x2、x3表示）。（3分）
四、解答题:共39分。
13．（10分）均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和xB=16cm。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v=20cm/s，波长大于20cm，振幅为A=1cm，且传播时无衰减。t=0时刻A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔△t=0.6s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在t1时刻（t1>0），质点A位于波峰。求
（1）从t1时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；（5分）
（2）t1时刻质点B偏离平衡位置的位移。（5分）
14．（12分）如图所示，宽为L=0.2m的光滑导轨与水平面成a=37°角，处于磁感应强度大小为B=0.6T、方向垂直于导轨面向上的匀强磁场中，导轨上端与电源和电阻箱连接，电源电动势E=3V，内阻。在导轨上水平放置一根金属棒ab，金属棒与导轨接触良好，当电阻箱的电阻调到时，金属棒恰好能静止。忽略金属棒和导轨的电阻，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）回路中电流的大小；（4分）
（2）金属棒受到的安培力；（4分）
（3）金属杆ab的质量。（4分）
15．（17分）如图所示，整个空间存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），粒子源S能够在纸面内不断地向各个方向均匀发射质量为m、电荷量为q、速率为v0的带正电的粒子，粒子源S正下方的A点位于粒子收集板MN（足够长）上，不计粒子受到的重力及各个粒子之间的相互作用。
（1）若粒子源到收集板的间距，求能打在收集板上的粒子在磁场中运动的最短时间tmin；（8分）
（2）若粒子源到收集板的间距，求收集板上能接收到粒子区域的长度L。（9分）

参考答案：
1．D
【详解】A．冲量的方向与力的方向相同，与运动的方向不一定相同，故A错误；
B．作用在静止的物体上的力作用的时间不为零时，冲量不为零，故B错误；
C．冲量是力与作用时间的乘积，与动量大小无关，故C错误；
D．根据动量定理可知，物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】A．设振幅为A，由题意知BC＝2A＝20cm，所以A＝10cm，A错误；
BC．振子从B到C所用时间
t＝0.5s＝
所以
T＝1s
频率
f＝＝1Hz
B正确，C错误；
D．振子从O点出发到再次回到O点的过程是半次全振动，D错误。
故选B。
3．C
【详解】A．图1：弹簧振子的周期，与振子的质量和弹簧的劲度系数有关，与振幅无关，选项A错误；
B．图2：若把单摆从北京移到赤道上，重力加速度减小，根据
可知单摆的周期变大，则单摆的振动频率会减小，选项B错误；
C．图3：如图甲为汽车消音器，图乙为其结构简化图，声音从入口进入，经a、b传播后从出口排出，因两个路径的路程差等于半波长的奇数倍，使得振动减弱，即消音原理主要是波的干涉，选项C正确；
D．图4：观察者不动，波源S向右运动，相等的时间内，左边观察者接收到波的个数比右边的少，选项D错误。
故选C。
4．A
【详解】A．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理，故A正确；
B．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的薄膜干涉现象，故B错误；
C．根据衍射条件知对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去，故C错误；
D．激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，可以读取盘上的信息是利用激光平行度好的特性，故D错误。
故选A。
5．C
【详解】A．由左手定则得：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向外穿过手心，则手心朝里．四指指向电流方向，拇指指向为通电导线所受安培力方向应该为竖直向下，故A错误；
B．由左手定则得：电流方向与磁场方向平行，此时通电导线不受安培力，B错误；
C．由左手定则得：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向右穿过手心，则手心朝左．四指指向电流方向：向外，拇指指向安培力方向：向上，故C正确；
D．由左手定则得：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向上穿过手心，则手心朝下．四指指向电流方向：向里，拇指指向安培力方向：水平向右，D错误。
故选C。
6．B
【详解】由于，所以环将由静止开始沿棒下滑，当环A的速度达到最大值vm时，环受杆的弹力为N，合力为零，摩擦力为
根据平衡条件
解得
故选B。
7．A
【详解】磁铁下落过程中，铝管的磁通量发生变化，根据右手定则可以判断，产生水平方向的感应电流；磁铁下落过程中，“来拒去留”，铝管受向下的作用力，故铝管对桌面的压力大于其重力。
故选A。
8．AD
【详解】两个物体在光滑的水平面上正碰，由图像可知，m2初始静止，系统动量守恒
由x-t图像可知，斜率表示速度，，若m1＝1 kg，解得
m2＝3 kg
若m2＝3m1，两个物体在光滑的水平面上正碰，系统动量守恒，此时碰撞前的动能
碰撞后动能
碰撞前的动能等于碰撞后的动能，因此为弹性碰撞，故选AD。
9．BD
【详解】AB．小球在运动过程中，摆线的拉力不做功，只有重力做功，机械能守恒，故A、C两点在同一水平面上，但是小球经过B点时，单摆的摆长发生变化，摆角发生变化，，故A错误，B正确；
CD．设小球从A到B的时间为
小球从B到C的时间为
则周期为
故C错误，D正确。
故选BD。
10．AD
【详解】AB．由几何关系可知，该光线在边上的入射角，由折射定律有
，
解得，选项A正确、B错误；
CD．经分析可知，该光线将垂直边射出棱镜，它在玻璃中传播的路程，该光线在玻璃中的传播速度大小
，
又，解得
，
选项C错误、D正确。
故选AD。
11． 单缝 获得线光源 增大
【详解】(1)[1][2]题图中①所示的装置名称为单缝，在实验中的作用是获得线光源。
(2)[3]根据
可知，将滤光片由紫色换为红色，光的波长增大，干涉条纹间距将增大。
(3)[4]根据
可得
代入数据解得
12． P M BE
【详解】（1）[1]小球m1从斜槽某处由静止开始滚下，m1的落点在图中的P点；
[2]小球m1和小球m2相碰后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，都做平抛运动，所以相碰后小球m2的落点在N点，小球m1的落点在M点；
（2）[3]AB．斜槽末端必须水平，以保证小球做平抛运动，并且只要入射小球每次都从斜槽上的同一位置由静止释放，就能使碰撞前的速度相同，与斜槽是否光滑无关，故A项错误，B项正确；
CD．由于两小球每次都是从同一位置开始做平抛运动，小球在空中飞行时间相同，小球的水平位移能够反映小球初速度的大小，所以实验中不用测量出斜槽末端到水平地面的高度，也不用测量小球空中飞行的时间，故C、D项均错误；
E．为了保证入射小球碰撞后不反弹，入射小球m1的质量要大于被碰小球m2的质量，故E正确；
故选BE。
（3）[4]若动量守恒，取向右为正方向，则应满足
根据平抛运动规律得
整理可得
因此可得
整理得
13．（1）；（2）
【详解】（1）时刻质点A位于波峰，波长
则
则从t1时刻开始，质点B第一次到达波峰时，波传播的距离为
则质点B到达波峰的最少时间为
（2）由题意可知，波的周期是
则波长
时刻的波形图如图所示
质点B位于
处，则质点B偏离平衡位置的位移
带入数据解得
14．（1）；（2），方向沿斜面向上；（3）
【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律可得
（2）金属棒受到的安培力为
由左手定则可知，安培力方向沿斜面向上；
（3）由于金属棒刚好静止，则有
解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，根据洛伦兹力提供向心力有
当粒子打在收集板上的A点时，粒子在磁场中运动的时间最短，设粒子在此种情况下速度方向改变的角度为2θ，根据几何关系有
粒子在磁场中运动的时间
解得
（2）设粒子打在收集板上最左端的点为B点，则
根据几何关系有
设粒子打在收集板上最右端的点为C点，则C点是轨迹与收集板的切点。根据几何关系有
收集板上能接收到粒子区域的长度
解得