河南省新高中创新联盟TOP二十名校2023-2024学年高二下学期2月调研考试物理试卷（Word版附解析）

这是一份河南省新高中创新联盟TOP二十名校2023-2024学年高二下学期2月调研考试物理试卷（Word版附解析），共14页。

物 理
全卷满分100分，考试时间75分钟
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回。
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每个小题只有一个选项符合题目要求。
1．关于简谐运动，以下说法正确的是（ ）
A．简谐运动的平衡位置就是物体振动速度为零的位置
B．简谐运动的位移是以平衡位置为起点的位移大。
C．简谐运动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大小
D．简谐运动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移
2．某实验小组的同学利用伏安法测量电源的电动势和内阻的实验时，记录了多组实验数据，并利用实验数据描绘了如图所示的图像（为路端电压，为电路中的干路电流）．下列说法正确的是（ ）
A．电源的电动势为
B．电源的内阻为
C．导线直接接在电源正负极，电流为
D．图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即为
3．如图所示，矩形线框的边长为边竖直，边水平，磁感应强度大小为时刻线框平面与磁场垂直，且规定该时刻穿过线框的磁通量为正，分别为边、边的中点，现让线框绕轴转动．则下列说法正确的是（ ）
A．线框转过时，磁通量的变化量为
B．线框转过时，磁通量的变化量为
C．线框转过时，磁通量的变化量为
D．线框转过时，磁通量的变化量为
4．如图所示为某透明材料制成的截面为正三角形的棱镜，边长为，一细光束由边的中点以与边界成角的方向射入，其折射入棱镜时光束与平行，光束第一次射到边时由棱镜射出，光在真空中的速度为．则下列说法正确的是（ ）
A．材料的折射率为
B．光束在边的反射光线与出射光线的夹角为
C．边的出射光线相对边的入射光线偏转
D．光束从射入棱镜到第一次射出的时间为
5．如图所示，两沿水平方向放置的平行板正对放置，已知平行板的长为、宽度为，两极板之间的距离为点是两板正中央的点，现使两极板带上等量异种电荷，上板带正电、下板带负电，且下极板接地，下极板不动，将上极板缓慢地向右移动．则平行板电容器的电容、两极板间的电压、两极板间的电场强度点的电势关于移动距离的关系，下列图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
6．两物体放在光滑的水平面上，现给两物体沿水平方向的初速度，使两物体在同一条直线上运动，经过一段时间发生碰撞．如图所示为两物体碰撞前后的位移随时间的变化规律．已知物体的质量为．则下列说法正确的是（ ）
A．图线1为碰后物体的图像
B．物体的质量为
C．碰撞过程物体所受的冲量大小为
D．碰撞过程损失的机械能为
7．如图所示，两异种电荷置于真空中，将一带正电的试探电荷放在点时刚好静止，点是两电荷的中点，是同一圆上的四点，为圆心，且与两电荷的连线垂直，已知．则下列说法正确的是（ ）
A．电荷所带电荷量的绝对值之比为
B．两点的电场强度之比为
C．两点的电场强度相同
D．若电子在三点的电势能分别为，则
二、多项选择题：本题共3小题，每小4分，共12分。每个小题有多个选项符合要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
8．如图所示为一质点做简谐运动的位移随时间变化规律的图线，则关于质点的运动描述正确的是（ ）
A．质点的振动的周期为
B．该质点的振动方程为
C．时质点沿正方向运动，速度正在减小
D．时质点的加速度沿正方向最大
9．某直流电路如图所示，电源的内阻不能忽略，定值电阻的阻值不随温度变化，电表均为理想电表，开关闭合，当滑动变阻器的滑片向下移动的过程中，三个电表示数变化量大小分别为．则下列说法正确的是（ ）
A．流过滑动变阻器的电流减小B．的示数减小，的示数增大
C．电源的输出功率增大D．
10．如图所示为同一介质中的两列简谐横波甲、乙，分别沿轴正向和轴负向传播，时刻两列波的波形如图所示，已知甲的传播周期为．下列说法正确的是（ ）
A．乙的波速为
B．两列波相遇时能发生干涉
C．时刻，处的质点正在平衡位置上方
D．时，处的质点位移为
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
三、非选择题：共60分。
11．（6分）某实验小组的同学利用如图甲所示的装置完成了碰撞过程中动量守恒的验证．实验时进行如下的操作：
a．将斜槽固定在水平桌面上，并调整斜槽末端水平；
b．在水平地面依次铺有复写纸和白纸；
c．先让入射球多次从斜槽上的某位置由静止释放，然后把被碰小球静置于轨道的末端，再将入射小球从斜槽上同一位置由静止释放，与小球相撞，多次重复此步骤，用最小圆圈法分别找到小球的平均落点点是小球单独抛出时的落点），图中的点为小球的抛出点在水平地面上的投影点．
（1）关于对本实验的理解，下列需测量的物理量有________．
A．测量抛出点到水平面的高度
B．用游标卡尺测量小球的直径
C．用天平测量两球的质量和
（2）如果的长度分别为，若两球碰撞的过程中动量守恒，则关系式________（用表示）成立．
（3）该小组的同学在进行验证时，有的同学提出在斜槽的右侧放置一竖直的挡板，如图乙所示，为抛出点在竖直挡板的投影点，的长度分别为，若碰撞过程中两球的动量守恒，需验证的关系式为________（用表示）．
12．（9分）某实验小组的同学为了描绘“”小灯泡的伏安特性曲线，实验室为其提供了如下的实验器材：
①电流表，量程，内阻约为
②电流表，量程，内阻为
③电阻箱，阻值范围
④滑动变阻器，阻值范围
⑤滑动变阻器，阻值范围
⑥学生电源，电动势为，内阻不计
⑦开关及导线若干
回答下列问题：
（1）为了完成实验需将电流表改装成量程为的电压表，则电流表应与电阻箱________（填“串”或“并”）联，且电阻箱的阻值应调为________；滑动变阻器应选择________（填器材前的序号）．
（2）用笔划线代替导线，将电路图画在虚线框内．
（3）某次测量时电流表的示数分别为，则小灯泡的电阻为________，此时小灯泡消耗的电动率为________（计算结果均保留两位有效数字）．
13．（10分）如图所示为某种透明介质制成的圆柱形棱镜的截面，截面的半径为为圆心，为截面上的一条直径，某种色光由点射入玻璃砖，入射方向平行于点到的距离为，该色光由截面上的点射出，点到的距离为，光在真空中的速度为．求：
（1）透明介质的折射率；
（2）光束由到的时间．
14．（15分）如图所示，倾角为、长为的光滑绝缘斜面体固定放置，斜面体的底端与绝缘水平面平滑地衔接在点，斜面体所在的空间存在水平向左的匀强电场，电场强度大小为，质量为、带电荷量为的可视为质点的物块从斜面体的顶端静止释放，经过一段时间物块与固定在水平面右侧的弹性挡板发生碰撞并被弹回，物块与挡板碰撞过程中电荷量以及速度的大小不变．已知两点的间距为间距为，物块与水平面间的动摩擦因数为，物块经过点时没有机械能损失，重力加速度大小取．求：
（1）物块再次静止时到点的距离；
（2）如果物块与挡板发生碰撞的瞬间，在间施加一个水平向左的匀强电场，欲保证物块能返回斜面体且不从斜面体的顶端离开，电场强度的取值范围．
15．（20分）如图所示，足够长的倾斜光滑轨道与粗䊁的水平轨道用一段光滑的圆弧衔接于点，的右侧有一底边和高度均为的斜面体，斜面体的最高点与点平齐．质量为的滑块乙放在轨道的点，质量为的滑块甲由倾斜轨道上距离水平轨道高度的位置静止释放，经过一段时间两滑块在点发生水平方向的弹性碰撞，两滑块与水平轨道之间的动摩擦因数均为，两滑块均可视为质点，重力加速度为．求：
（1）若水平轨道足够长，则两滑块碰撞后静止时的间距为多少？
（2）若水平轨道，滑块甲的释放点距离水平轨道的高度为多少时，滑块乙落在斜面体上的速度最小（结果保留一位有效数字）？
新高中创新联盟TOP二十名校高二年级2月调研考试·物理
参考答案、提示及评分细则
1．B 平衡位置是回复力为零的位置，A错误，B正确；路程越大，位移不一定越大，C错误；同理，D错误．
2．D 在图像中，在轴的截距表示电路中电流为零时的路端电压，即为电源电动势，则电源的电动势为，A错误；图线的斜率的绝对值为该电源的内阻，即为，B错误，D正确；短路电流是路端电压为零时电路中的电流，则短路电流为，C错误．
3．C 时穿过线框的磁通量为，线框转过时，磁通量为，则该过程磁通量的变化量为，A错误；线框转过时，磁通量为，则该过程磁通量的变化量为，B错误；线框转过时，磁通量为，则该过程磁通量的变化量为，C正确；线框转过时，磁通量为，则该过程磁通量的变化量为，D错误．
4．A 作出该光束的光路图，如图所示，由几何关系可知，入射角，折射角，则材料的折射率为，A正确；由几何关系可知光束在边反射光线与出射光线垂直，B错误；由几何关系可知，光束在点的入射角为，所以从面的出射光线与入射光线的偏向角为，C错误；由光速和折射率的关系可知，光束在该材料中的传播速度为，由几何关系可知光在棱镜中传播的距离为，则从射入棱镜到第一次射出的时间为，D错误．
5．A 由电容器电容的决定式可知，A正确；两极板所带的电荷量不变，则由公式可知关于为非线性关系，B错误；又由公式可知关于为非线性关系，C错误；点到下极板之间的距离为，则点的电势为关于为非线性关系，D错误．
6．C 若规定以碰撞前速度方向为正方向，由题图像可知碰前物体的速度分别为，那么碰撞之后，不再发生碰撞，才满足这种情况，A错误；设物体的的质量为，碰撞过程动量守恒，则由动量守恒定律得，解得，B错误；对物体由动量定理得，代入数据得，C正确；碰撞过程损失的机械能为，代入数据解得，D错误．
7．D 由题意知，由于正电试探电荷在点刚好静止，则点的电场强度为零，即两电荷在点的合场强为零，即两电荷在点形成的电场的电场强度等大反向，则由得，A错误；点的电场强度大小为，由以上联立解得点的电场强度大小为，由以上联立解得，解得，B错误；由对称性可知，电荷在两点产生的电场的电场强度大小相等、方向不同，电荷在两点产生的电场的电场强度大小相等、方向不同，则由叠加原理可知两点的电场强度大小相等，但方向不一致，即两点的电场强度不相同，C错误；电场线的方向由正电荷出发终止于负电荷，又沿电场线的方向电势降低，由图可知，由公式可知电子在低电势点的电势能大，则有，D正确．
8．AD 设质点的振动方程为，由图可知直接读出质点运动的振幅为，将代入解得，将代入解得，则质点的振动周期为，A正确，由以上分析可知质点的振动方程为，B错误；结合图线可知，时质点在平衡位置下方向负的最大位移处运动，即该时刻质点的运动方向沿负方向，且速度正在减小，C错误；时质点位于负的最大位移处，则质点的加速度为正方向，又位移最大，则质点的回复力最大，加速度最大，D正确．
9．BD 由闭合电路欧姆定律可知滑片向下移动时，总电阻减小，干路中电流增大，A表的示数增大，内压增大，路端电压减小，又两端的电压也增大，表的示数增大，所以并联部分的电压减小，表的示数减小，流过的电流减小，总电流增大，则流过的电流增大，A错误，B正确；由电路图可知，与滑动变阻器并联后与串联接在电源两端，当滑片向下移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路中总电阻减小，当外电路的总电阻与电源内阻大小相等时，电源的输出功率最大，由于该关系未知，因此无法确定电源的输出功率的变化，C错误；由得，又由得，所以，D正确．
10．AD 由图可知甲、乙两列波的波长分别为，又，由得，由于两列波在同一介质中传播，则两列波的波速相同，所以乙的波速为，A正确；乙的周期为，发生干涉现象的条件是两列波的频率相同，B错误；时刻，处的质点处在甲的波谷，处在乙平衡位置的下侧且沿轴的负方向运动，故处质点在平衡位置下方，C错误；甲波的波峰传播到的质点经历的时间，乙波的波峰传播到的质点经历的时间，又，联立解得（式中均为正整数），分析知，当，D正确．
11．（1）C （2） （3）（每空2分）
解析：（1）由于每个小球离开斜槽末端后做平抛运动，所以小球在空中运动的时间相同，由平抛运动的规律可知，在求小球的初速度时，小球在空中运动的时间可约掉，因此无需测量抛出点到水平面的高度，A错误；该实验中两球从同一点抛出，水平位移对应小球在抛出点和落地点处的球心之间的水平距离，竖直位移对应小球在抛出点和落地点之间的竖直高度，不需要测量球或球的直径，B错误；实验要验证的关系是，两球碰后均做平抛运动，落地时间相同，则要验证的关系式是，则实验中需要测量球和球的质量和，C正确．
（2）结合（1）分析可知，若两球碰撞前后的动量守恒，则成立．
（3）结合图乙和题意可知，若碰撞过程中两球的动量守恒，需验证的关系式．
12．（1）串 39000 ④ （2）电路图见解析 （3）3.4 0.54
解析：（1）电流表改装成电压表需要串联一个大电阻，根据串联电路规律可以知道：；描绘小灯泡的伏安特性曲线时要求电流从零逐渐调节，因此滑动变阻器用作分压接法，则滑动变阻器应选阻值较小的．
（2）由于改装后电压表的内阻已知，因此测量电路应用作电流表的外接法，电路图如图所示．
（3）由题意可知小灯泡两端的电压为：，则其电阻为：，功率为：．
13．解：（1）过分别作的垂线，交于点，如图所示
由题意可知
则
又由几何关系可知
所以
由几何关系可知
由折射定律得
代入数据得
（2）又由几何关系得
光在棱镜中的传播速度为
又
解得
14．解：（1）物体沿斜面体下滑时，由牛顿第二定律得
解得
物体滑到斜面体底端的速度大小为
解得
假设物体能与挡板发生碰撞，设碰前的速度大小为．物体在水平面上滑行时，由牛顿第二定律
得
由公式得，假设成立
物体反弹后向左减速运动，则由得
物体静止时到点的距离为
（2）假设当间的电场强度为时，物体碰后刚好运动到点，则物体在间运动时，由
物体到点的速度为，则由
物体在间运动时，有
解得
假设当间的电场强度为时，物体碰后刚好运动到点，则物体在间运动时，由
物体到点的速度为，则由
物体在间运动时，有
物体在间运动时，有
解得
由以上可知满足条件的电场强度的取值范围为
15．解：（1）滑块甲释放后，沿光滑轨道下滑，该过程中只有重力做功，则滑块甲的机械能守恒，则有
解得
滑块甲、乙发生弹性碰撞，则两滑块组成的系统动量守恒、机械能守恒，设滑块甲、乙碰后的速度分别为、．则有
解得
碰后滑块甲原路返回，再由点进入粗糙水平轨道，由动能定理得
对滑块乙由动能定理得
解得
两滑块静止时的间距为
（2）设滑块甲的释放点距离水平轨道的高度为时，滑块乙落在斜面体上的速度最小．设滑块乙离开点的速度为，则由平抛运动的规律可知水平方向：
竖直方向：
又有
联立可得
滑块在竖直方向做自由落体运动，落在斜面上时的竖直分速度为
设落在斜面上时滑块的速度为，则
可得
当时最小，此时有，速度的最小值为
代入数据解得
此时
联立解得
设滑块乙碰后在点的速度为，滑块乙从到的过程中，由动能定理得
解得
设碰前滑块甲的速度为，对两滑块碰撞的过程有
解得
滑块甲从释放到底端的过程，由机械能守恒定律得
解得