湖南省益阳博雅高级中学2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（原卷版+解析版）

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一、单选题（6*4=24分）
1. 下列有关光现象的说法中正确的是（ ）
A. 在光的衍射现象中缝的宽度d越小，衍射现象越明显；入射光的波长越短，衍射现象越明显
B. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄
C. 光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
D. 只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，光的偏振现象说明光是一种纵波
2. 某研究小组通过实验测得两滑块碰撞前后运动的实验数据，得到如图所示的位移—时间图像。图中的线段a、b、c分别表示沿光滑水平面上同一条直线运动的滑块Ⅰ、Ⅱ和它们发生正碰后结合体的位移随时间的变化关系。已知相互作用时间极短。由图像给出的信息可知，下列说法错误的是（ ）
A. 碰前滑块Ⅰ与滑块Ⅱ的速度大小之比为7：2
B. 碰前滑块Ⅰ动量比滑块Ⅱ的动量小
C. 碰前滑块Ⅰ的动能比滑块Ⅱ的动能大
D. 滑块Ⅰ的质量是滑块Ⅱ的质量的
3. 如图所示为同一地点两个单摆甲、乙的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 甲单摆的周期大于乙单摆的周期
B. 在时有正向最大加速度的是甲摆
C. 甲单摆的摆长约为2米
D. 甲单摆的机械能大于乙单摆的机械能
4. 如图，①②③④各图中匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，电荷量均为q。以、、、依次表示四图中带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的大小，则（ ）
A. B. C. D.
5. 如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况,以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线);S1的振幅A1=4 cm,S2的振幅A2=3 cm,则下列说法正确的是( )
A. 质点D是振动减弱点
B. 质点A、D在该时刻的高度差为14 cm
C. 再过半个周期,质点B、C是振动加强点
D. 质点C的振幅为7 cm
6. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 要增大带电粒子射出时的动能，需增大电场的加速电压
B. 粒子是从电场中获得能量的
C. 粒子在磁场中的转速越来越大
D. 只要磁感应强度及D形金属盒半径趋于无限大，粒子获得的能量就可以无限大
二、多选题（4*5=20分，选对不全的得3分，选错或不选的得0分）
7. 如图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则（ ）
A. t=0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大
B. t=0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向
C. 从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6m
D. 从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm
8. 如图所示，质量为1kg的滑块静止在光滑的水平面上，滑块的弧面光滑，底部与水平轨道相切，一个质量为2kg的小球以3m/s的初速度滑上滑块，已知小球不能越过滑块，g取10m/s2。则（ ）
A. 小球滑到滑块最高点时，小球的速度大小为零
B. 小球滑到滑块最高点时，滑块速度大小为2m/s
C. 小球滑到滑块最高点时上升的高度为0.15m
D. 滑块所能获得的最大速度为4m/s
9. 如图所示，一束光由空气射到透明介质球上的A点，入射角为i，则（ ）
A. 当i足够大时，在A点将发生全反射
B. 当i足够大时，光从球内向外射出时将发生全反射
C. 无论i多大，在A点都不会发生全反射
D. 无论i多大，光从球内向外射出时，都不会发生全反射
10. 磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用．图甲是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成．模型原理简化如图乙所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.2m、c=0.10m，工作时，在通道内沿z轴正方向加B=6.0T的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压U=200V，海水沿y轴方向流过通道，已知海水的电阻率，则（ ）
A. 船静止时，接通电源瞬间通道内电阻R=20
B. 船静止时，接通电源瞬间通道内电流大小I=1000A
C. 船静止时，接通电源瞬间推进器对海水推力大小F=120N
D. 船匀速前进时，若以船为参考系，通道内海水速率v=5.0m/s，则由于海水相对船体运动而产生感应电动势
三、实验题（每空2分，共22分）
11. 某实验小组利用图装置测量重力加速度。摆线上端固定在点，下端悬挂一小钢球，通过光电门传感器采集摆动周期。
（1）关于本实验，下列说法正确的是_______________。（多选）
A.小钢球摆动平面应与光电门形平面垂直 B.应在小钢球自然下垂时测量摆线长度
C.小钢球可以换成较轻的橡胶球 D.应无初速度、小摆角释放小钢球
（2）组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度，用螺旋测微器测量小钢球直径。螺旋测微器示数如图，小钢球直径_______________，记摆长。

（3）多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长对应小钢球摆动周期，并作出图像，如图。
根据图线斜率可计算重力加速度_______________（保留3位有效数字，取9.87）。
（4）若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，得到的重力加速度值将_______________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
12. 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。

（1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点，下列说法中正确的是________。
A．干涉条纹与双缝垂直
B．单缝和双缝应相互平行放置
C．若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样
D．想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将单缝向双缝靠近
（2）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上螺旋测微器示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为_________mm。

（3）已知双缝间距d为2.0×10﹣4m，测得双缝到屏的距离L为0.600m，求所测量光的波长为____m（结果保留三位有效数字）。
13. 某同学用“插针法”测一玻璃砖的折射率。
（1）在木板上平铺一张白纸，并把玻璃砖放在白纸上，在纸上描出玻璃砖的两条边界。然后在玻璃砖的一侧竖直插上两根大头针P1、P2，透过玻璃砖观察，在玻璃砖另一侧竖直插大头针P3时，应使P3挡住_______，用同样的方法插上大头针P4。
（2）在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作一半径为5.00cm的圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示。测得AC=4.00cm，BD=2.80cm，则玻璃的折射率n=_______（结果保留两位小数）。
（3）如图乙所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a′画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，则所测得的折射率将_______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（4）如上图丙所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射：当入射角θ=60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行，则玻璃砖的折射率为_______。
四、解答题（10+12+12=34分）
14. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，导轨平面与水平面的夹角θ=30°，两导轨间距L=1.0m，底端NQ两点连接R=1.0Ω的电阻，匀强磁场方向垂直于导轨所在平面向上，磁感应强度大小为B=0.6T，质量m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的导体棒垂直于导轨放置，在平行于平面向上的拉力F作用下沿导轨向上做匀速直线运动，速度v=10m/s。撤去拉力F后，导体棒沿导轨继续运动x=2.0m后速度减为零。运动过程中导体棒与导轨始终垂直并接触良好，g=10m/s2，导轨电阻不计。求：
（1）拉力F的大小；
（2）撤去拉力F后导体棒继续沿导轨上滑的过程中电阻R产生的焦耳QR和通过电阻R的电荷量q。
15. 一列简谐横波沿x方向传播，如图所示，其中实线和虚线分别为t=0和t=0.5 s两时刻的波形图，坐标为x=8 m处的质点在t=0时刻运动方向沿y轴负方向．
(1)判断这列波的传播方向；
(2)如果T>0.5 s，求波速；
(3)如果T<0.5 s，求波速的所有可能值．
16. 如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平速度为v0的子弹击中，子弹嵌在其中，已知物体A的质量是B的质量的，子弹的质量是B的质量的。求：
（1）A物体获得的最大速度；
（2）弹簧压缩量最大时B物体的速度；
（3）运动过程中B的最大速度。