河南省中州联盟2023-2024学年高二上学期期末物理试卷

这是一份河南省中州联盟2023-2024学年高二上学期期末物理试卷，共11页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分．满分100分，考试时间75分钟．
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚．
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．
4．本卷命题范围：必修第三册，选择性必修第一册．
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．人类最先进的“詹姆斯·韦伯”太空望远镜已为人类拍摄了许多早期古老宇宙的照片，其主要利用多普勒原理．多普勒效应在科学研究、工程技术和医疗诊断等各方面有着十分广泛的应用，关于多普勒效应，波的干涉和衍射，下列说法错误的是（ ）
A．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声就能判断飞行的炮弹是接近还是远离，这是利用了多普勒效应
B．某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要变短
C．两列波发生干涉时，振动加强点的振幅一定增大
D．水波遇到障碍物能绕过障碍物继续传播是衍射现象
2．对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A．图甲表明a光在玻璃球中的传播速度比b光在玻璃球中的传播速度小
B．图乙若只减小屏到挡板的距离L,则相邻亮条纹中心间距离将增大
C．图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面不平整
D．图丁中若只旋转M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化
3．某区域的电场线分布如图中实线所示，M、N、P是电场中的三个点，三点场强大小分别为,电势分别为,则下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．将一电子从M点沿直线移动到N点，其电势能增大
D．将一电子从M点移到P点电势能变化量的绝对值大于从P点移到N点电势能变化量的绝对值
4．如图所示，电路中有三个电阻，已知,则电路工作时，的功率之比为（ ）
A． B． C． D．
5．某透明材料制成的管道的横截面如图所示，a、b为同心圆．用一束单色光P沿与直径平行的方向射向管道，光束P进入材料的折射光线恰好与圆a相切，并与直径交于A点．已知b的半径是a的两倍，则该材料对单色光P的折射率为（ ）
A．1.25 B．1.5 C． D．
6．如图所示，面积为S、匝数为N的闭合线圈水平放置，与匀强磁场B的夹角（磁场方向与边在纸面内）．现将线圈以边为轴顺时针转动，则下列说法正确的是（ ）
A．该过程线圈的磁通量变化量为零
B．该过程线圈的磁通量变化量大小为
C．该过程线圈的磁通量变化量大小为
D．该过程线圈中没有感应电流产生
7．弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动．取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图所示（后图像未画出），下列说法正确的是（ ）
A．时，振子的速度为零 B．时振子正在做加速度增大的减速运动
C．内振子运动的路程为 D．时，振子的位移为
8．水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q,电容为C,板间距离为d,上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地．在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，所带电荷量绝对值为q，静电力常量为k，重力加速度大小为g,下列说法正确的是（ ）
A．油滴带负电
B．带电油滴的质量为
C．若仅将上极板向下平移到图中虚线位置，则静电计指针张角不变
D．若仅将上极板向下平移到图中虚线位置，则油滴将加速向上运动
9．交警使用的某型号酒精测试仪工作原理如图所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E,内阻为r,定值电阻,电路中的电表均为理想电表．当饮酒驾驶后对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数变大，电流表的示数变小
B．饮酒量越多，电源的效率越小
C．饮酒量越多，电源的输出功率一定越大
D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
10．如图甲所示，质量分别为的滑块A、B放在光滑的水平面上，之间用质量可忽略不计的弹簧连接，滑块B紧靠在竖直的墙壁上．现有一质量为的滑块C以的速度沿水平面向右运动，从0时刻开始计时，末与滑块A碰撞且粘在一起，内，滑块C的速度一时间图像如图乙所示．则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．滑块C的质量 B．全过程整个系统损失的机械能为
C．内，墙壁对滑块B的冲量大小为 D．整个过程中滑块B的最大动能为
二、实验题（本题共2小题，共17分）
11．（8分）某研究性学习小组利用图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r．由于该电池的内阻r较小，因此在电路中接入了一阻值为的定值电阻．
甲 乙
（1）按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接成实验电路．
（2）闭合开关S,调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，并计算出通过电阻箱的电流数值如下表所示，在图丙所示的坐标纸中作出图线．
丙
（3）根据图线得到___________V,___________（均保留两位有效数字）．
（4）该实验所测的电动势的测量值___________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值．
12．（9分）某学习小组“利用单摆测定重力加速度”的实验装置如图1所示，请在横线上完成相应内容．
图1 图2
（1）若同学们测得的重力加速度值偏大，其原因可能是___________．
A．把50次摆动的时间误记为51次摆动的时间 B．开始计时，秒表过早按下
C．使用的摆线具有弹性，摆动时会变长 D．在加速上升的电梯中做此实验
（2）若实验过程中没有游标卡尺，无法测小球的直径d,实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长，测得多组周期T和l的数据，作出图像，如图2所示．
①实验得到的图像是___________（选填“a”“b”或“c”）；
②π取3.14，a、b、c三条直线的斜率均为4，则实验测得当地重力加速度大小是___________,小球的直径为___________（取3位有效数字）．
三、计算题（本题共3小题，共计43分．解答时应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能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（10分）图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点．图乙为质点Q的振动图像．求：
甲 乙
（1）该波的传播方向和波速；
（2）时，质点P的位置及内质点Q通过的路程s．
14．（15分）如图所示，水平放置的两平行金属板，板长,两板间距离．两极板左侧有加速电场，一连续电子束在加速电场中加速后（电子初速不计）以的速度从两板中央水平射入板间，然后从板间飞出射到距板右端距离的足够大的荧光屏上，（不计电子重力及电子间的相互作用，荧光屏中点在两板间的中线上，电子质量,电荷量）．求：
（1）加速电场的电压大小;
（2）当所加偏转电压在间连续均匀变化时，荧光屏上的亮线长度D．
15．（18分）足够长的光滑水平地面上静止放置一个可以自由移动的光滑圆弧轨道M,其质量,轨道高度,弧面底端水平，右侧地面上有两个滑块A、B,质量分别为,两滑块间有一压缩的轻弹簧（滑块与弹簧不拴接）．现由静止释放弹簧，滑块A向左冲上圆弧轨道M,滑块B向右运动，恰好能到达右侧光滑固定半圆轨道的最高点D,右侧半圆轨道半径为,重力加速度g取,滑块均可视为质点，求：
（1）滑块B到达右侧半圆轨道最低点C点时对轨道的压力大小；
（2）弹簧释放前储存的弹性势能；
（2）若滑块B到达半圆轨道最高点后被移走，则滑块A与圆弧轨道M分离时的速度大小为多少？
中州联盟2023~2024学年上学期期末考试·高二物理
参考答案、提示及评分细则
1．B 根据炮弹的声音频率判断接近还是远离，是多普勒效应，A正确；星球远离地球，根据多普勒效应，地球接收到的光的频率会变小，则波长变长，B错误；两列波发生干涉时，振动加强点振幅一定增大，C正确水波绕过障碍物继续传播是衍射现象，D正确．
2．C 根据图像可知，b光偏折角度大，故b光的折射率大，b光在玻璃球中传播速度小，A错误；由于条纹间距，可知只减小屏到挡板的距离L,相邻亮条纹中心间距离将减小，B错误；被检测件的上表面和样板件的下表面间的空气膜，形成一个空气劈，从空气劈上下表面反射的光线发生薄膜干涉，若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整，否则工件不平整，C正确；自然光通过M后变成偏振光，若N的偏振方向与M的偏振方向相同，光屏上光斑最亮，若N的偏振方向与M的偏振方向垂直，光屏上几乎没有亮斑，因此当M和N发生相对转动时，光屏上的光斑亮度会发生变化，D错误．
3．C 电场线越密集，场强越大，故,A错误；沿电场线方向电势降低，故,B错误；将电子从M点沿直线移动到N点，电场力做负功，电势能增大，C正确；由图可知,故从M到P电势能变化量绝对值小于从P到N电势能变化量绝对值，D错误．
4．C 设和阻值分别为r、和的并联电阻可知功率比为,C正确．
5．D 连线如图所示，已知b的半径是a的两倍，且根据几何关系可知，光线入射点与O点、B点组成正三角形，所以P光线入射角为，折射角为，折射率为，D正确．
6．B 初、末状态的磁通量分别从两个面穿过，且磁通量与匝数无关，故磁通量变化量大小为,A、C错误，B正确；该过程磁通量发生变化，故有感应电流产生，D错误．
7．B 从振子的位移一时间图像可以看出，时，振子经过平衡位置向负方向运动，取向右为正方向，所以振子速度方向向左，且最大，A错误；时，振子处在从平衡位置向右侧最大位移处运动的过程中，离平衡位置越远，加速度越大，振子做的是加速度增大的减速运动，B正确；振子的运动周期内的路程,C错误；时，振子位移为,D错误．
8．AB 由题意可知油滴带负电，A正确；,解得,B正确；上极板下移，d减小，C变大，Q不变，U变小，故静电计张角变小，C错误；，故E不变，油滴不动，D错误．
9．BCD 由于传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，而酒驾驾驶员吹气时，酒精气体浓度变大，R变小，由闭合电路的欧姆定律可知,知电流表示数变大，电压表示数变小，A错误；，饮酒量越多，越小，效率越小，B正确；电源的输出功率与外电阻的关系图像如图所示，由图可知，当时电源的输出功率最大，而酒精气体浓度增大导致减小，又,输出功率一定增大，C正确；把等效为电源内阻的一部分，则,故无论R怎么变，电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变，D正确．
10．BD 由题图乙知，滑块C与滑块A碰前瞬间速度为,碰后瞬间整体速度为,滑块C与滑块A碰撞过程动量守恒，以滑块C的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得,解得,A错误；全过程系统中只有C与A碰撞时有机械能损失,B正确；时A和C的速度为内墙给B的冲量为的动量变化量，故,C错误；当和B向左运动且弹簧再次恢复原长时滑块B的速度最大，由弹性碰撞,解得,故滑块B的最大动能为,D正确．
11．（1）实物图见解析（1分） （2）图线见解析（1分） （3）2.0（2分） 0.83（2分）（均得分）
（4）小于（2分）
解析：（1）根据电路图连接实物电路图如图乙所示．
乙 丙
（2）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图像如图丙所示．
（3）由图示电源图像可知，图像与电压轴的交点坐标值为,则电源电动势;图像斜率的绝对值等于电源内阻与保护电阴阻值之和，则,电源的内阻．
（4）由于电压表的分流导致电动势的测量值偏小．
12．（1）AD（2分） （2）①c（2分） ②9.86（3分） 1.00（2分）
解析：（1）根据可得．把50次摆动的时间误记为51次摆动的时间，测得的周期会稀小，重力加速度测量值偏大，A正确；开始计时，秒表过早按下，则测得的周期偏大，重力加速度测量值偏小，B错误；摆线具有弹性，摆动时会伸长，则导致周期偏大，测得重力加速度偏小，C错误；超重时会导致重力加速度测量值偏大，D正确．
（2）由于无法测小球的直径d,则实际摆长为，因此,解得,故实验得到的图像是c；,得．
13．解：（1）由图像可知波长（1分）
周期（1分）
波速（2分）
传播方向沿x轴正方向（1分）
（2）时，质点P的位移是（1分）
故时，质点P的位移在处（2分）
为2.5个周期，故质点Q的路程为（2分）
14．解：（1）由（2分）
得（2分）
（2）如图所示，设电子飞出偏转电场时速度为，与水平方向的夹角为，偏转电压为U,偏转位移为y,则
（2分）
（2分）
由此看出，电子从偏转电场射出时，不论偏转电压多大，电子都像是从偏转电场的两极板间中线的中点沿直线射出一样，射出电场后电子做匀速直线运动恰好打在荧光屏上，结合图可得
（2分）
解得（3分）
代入数据，得（2分）
15．解：（1）在D点有（1分）
从C到D有（1分）
联立解得（1分）
在C点（1分）
根据牛顿第三定律，对圆弧轨道压力为（1分）
（2）滑块B脱离弹簧后速度（1分）
由A、B动量守恒得（1分）
（1分）
弹性势能（1分）
（3）假设A不会从M左侧飞出，则A和M在水平方向动量守恒且到达最高点时共速
（1分）
由能量守恒得（2分）
（1分）
故假设成立，滑块将在圆弧轨道上下滑，由动量守恒和能量守恒得
（2分）
（2分）
（1分）
故再次分离时滑块A的速度为零 1.90
1.66
1.55
1.42
0.048
0.148
0.196
0.249