2023-2024学年广东省深圳市龙岗区高二（上）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年广东省深圳市龙岗区高二（上）期末物理试卷（含答案），共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图(a)，弹簧振子(带笔的小球)在水平方向做简谐运动的过程中，摇动把手使纸带运动就在纸带上画出如图(b)所示的振动图像。下列分析正确的是( )
A. 振动的振幅为8cm
B. 振动的周期为5s
C. 振动的频率为0.2Hz
D. 位移—时间的表达式为x=8sin0.5πt(cm)
2.如图为一个单摆做简谐运动时的受力情况，该装置还可以得出单摆的周期公式为T=2π Lg(g为当地重力加速度，大小取9.86m/s2，L为摆长)。下列分析正确的是( )
A. 单摆摆动时，重力mg为回复力
B. 绳子拉力T和重力mg大小相等
C. 摆长取1m时单摆的周期约为2s
D. 当增大摆球质量时，单摆的周期也会变大
3.三根平行的弹性绳A、B、C，它们的左端处于同一直线MN上，让它们的左端同时开始振动，经过相同的时间后出现如图所示的波形，其中PQ是平行于MN的一条直线，下列判断正确的是( )
A. 三列波的波长相同
B. 三列波的传播速率相同
C. 三列波左端开始振动时都是向下振动的
D. 波源A振动的频率最大，波源B振动的频率最小
4.可视为点电荷的A、B两带电小球固定在真空中，所带电荷量均为+q，若将A球所带电量变为−2q，B球所带电量不变，则B球所受的库仑力( )
A. 大小不变、方向改变B. 大小改变、方向不变
C. 大小和方向均不变D. 大小和方向均改变
5.如图，两个平行金属极板构成的匀强电场的电场强度为E，沿电场线方向有A、B、O三点，A、B的距离为d0，一个电荷量为+q的试探电荷在A点，下极板接地且电势为零，以下说法哪一个不正确( )
A. 试探电荷受到的电场力大小为qE
B. 试探电荷在A点具有的电势能为qEd
C. 试探电荷从A点移到B点减小的电势能为qEd
D. 试探电荷在A点的电势能一定大于在B点的电势能
6.如图，电源电动势E=9V，内阻r=1Ω，电阻R1=3Ω、R2=6Ω，闭合开关S，则从电源流出的电流和流过R1的电流分别为( )
A. 3A，2A
B. 2A，3A
C. 3A，3A
D. 2A，1A
7.如图是滚筒式静电分选器的原理图，导体滚筒C和放电针G分别接于直流电源的正、负板，并令C接地。放电针G与滚筒C间施加高压并电离空气，颗粒a、b经过电离空气后都带上电荷。b颗粒直接掉落在F盘，a颗粒被刮板D刮落到E盘。下列说法正确的是( )
A. a、b两种颗粒都具有良好的导电性
B. a、b两种颗粒都具有良好的绝缘性
C. 在分选过程中，a、b两种颗粒都带正电
D. 对调G、C间的极性，分离器仍能正常工作
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图(a)，子弹以速度v射入放置在光滑水平面上的木块，子弹与木块运动的v−t图像可能如图(b)或如图(c)的情况，下列分析正确的是( )
A. 子弹与木块相对运动的过程系统动量守恒
B. 子弹与木块相对运动的过程系统机械能守恒
C. 图(b)说明子弹最后射出了木块
D. 图(c)说明子弹最后射出了木块
9.如图是通过电压和电流传感器演示电容器充、放电过程的电路。先把开关S打到a，电容器充电，充电结束后再把开关打到b，电容器开始放电，可以获得电压传感器的U−t图像和流过电流传感器的i−t图像，对于这两个图像的认识正确的是( )
A. 甲图是i−t图像，乙图是U−t图像B. 甲图是U−t图像，乙图是i−t图像
C. Ⅰ过程是充电过程，Ⅱ过程是放电过程D. Ⅰ过程是放电过程，Ⅱ过程是充电过程
10.一个均匀带电+Q的圆环，在其轴线上距离圆心x=0处产生的电场强度如图所示。一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子从靠近圆心处静止释放，仅在电场力作用下沿轴线向右运动，下列说法正确的是( )
A. 该粒子带负电
B. 该粒子沿轴线运动过程中电势能逐渐减少
C. 该粒子运动过程中最大加速度约为1.9qE0m
D. 该粒子运动到r位置时速度大小约为 3qE0rm
三、实验题：本大题共2小题，共17分。
11.如图甲为“用双缝干涉实验测定绿光的波长”的装置。

(1)调整手轮使测量头中的目镜的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，读得x1= ______mm；
(2)用该装置测得相邻亮纹间的距离Δx=1.4×10−3m，双缝间距d=2.5×10−4m，双缝到屏的距离L=0.7m，则根据公式Δx=Ldλ，可算出该绿光的波长λ= ______m(结果保留二位有效数字)；
(3)为了增加屏上相邻亮纹(或暗纹)间的距离，可采取：① ______，② ______，③ ______的方法。
12.如图(a)为“测量两节干电池的电动势E和内阻r”的实验电路图。

实验提供的器材有
A.两节旧的干电池
B.电流表A(量程0.6A)
C.电压表V(量程1V，内阻rv=1000Ω)
D.滑动变阻器R(最大阻值10Ω)
E.电阻箱R1(0∼9999Ω)
F.一个开关S，若干导线
(1)考虑两节电池的电动势，必须把电压表V的量程扩大到3V，则电阻箱R1的阻值应调到______Ω，并保持不变；
(2)闭合开关S之前，滑动变阻器R的滑动触片P应置于最______侧(填“左”或“右”)；
(3)多次改变滑动变阻器滑动触片P的位置，得到电压表V和电流表A的6组数据，绘成如图(b)的U−I图线，由此得到电动势E= ______V，内阻r= ______Ω(结果均保留二位有效数字)；
(4)某同学利用电压表V和电流表A记录的数据，分别记为U1、I1，根据I2=I1+U1rV，作出U1−I2图线，依据图线测得电池组的电动势。从系统误差的角度考虑，该同学测得的电动势与真实值相比______(填“相等”“偏大”或“偏小”)。
四、计算题：本大题共3小题，共37分。
13.有的旅游景点固定有一个长方体水池让人抛硬币祈平安。如图，水池高2m，宽1.5m，一个可视为点光源的硬币处于左边角，水池水满时，一个人在距离右侧2m处刚好看到硬币，人的眼睛离地面1.5m。
(1)求水的折射率n；
(2)如果水面下降了，为了再次看到硬币，人应该靠近水池走还是远离水池走？试作图解释。
14.某同学玩鸡蛋碰石头，如图，他将一个质量m1=0.2kg的鸡蛋向一块质量m2=1.0kg的石头丢去，以v1=15m/s的速度水平向右碰撞石头，在极短时间内鸡蛋破了速度为0(液体没有滞粘石头)，石头获得水平速度离开高ℎ=0.8m的水平台，鸡蛋和石头均视为质点，忽略空气阻力，重力加速度取g=10m/s2，求：
(1)石头离开平台时速度的大小；
(2)石头落地时速度的大小；
(3)石头从离开平台到落地的时间内重力的冲量。
15.如图甲为直线加速器的一部分及偏转电场的立体图。a、b接在电压大小为U0、周期为T的交变电源上，交变电压如图乙。在t=0时，位于序号为0的金属圆板中央的一个质子，通过圆板0和圆筒1之间的电场由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1。质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T2，在金属圆筒之间的狭謎被电场加速，加速时间忽略不计，离开第5个圆筒后从M、N两个极板的正中央水平射入偏转电场。已知M、N两个极板的长度为L、距离为ℎ，质子质量为m、电量为e，不考虑质子的重力。

(1)求质子从第5个圆筒射出时的速度大小；
(2)要使质子打不到极板上，求M、N两板间所加电压U的取值范围；
(3)现考虑质子在电场中的加速时间，其他条件不变，假设质子在加速电场中均做匀加速运动，加速电场的宽度均为d，求d的最大值。
参考答案
1.A
2.C
3.D
4.D
5.B
6.A
7.D
8.AD
9.BC
10.BCD
5.0×10−7 增加双缝到屏的距离L 增加入射光的波长λ 减小双缝之间的距离d
12.2000 左 3.0 6.0 相等
13.解：(1)根据几何关系可知入射角sinr=1.5 1.52+22=0.6
折射角sini=2 22+1.52=0.8
则折射率为n=sinisinr=43
(2)水面下降了，光的折射如图

可知人应靠近水池走。
答：(1)水的折射率为43；
(2)如果水面下降了，为了再次看到硬币，人应该靠近水池走，图见解析。
14.解：(1)设石头离开平台时速度的大小为v2。
鸡蛋与石头碰撞过程，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律得
m1v1=m2v2
解得：v2=3m/s
(2)石头离开平台后做平抛运动，竖直方向有
ℎ=12gt2
解得：t=0.4s
石头落地时竖直分速度的大小为
vy=gt=10×0.4m/s=4m/s
石头落地时速度的大小为
v3= v22+vy2= 32+42m/s=5m/s
(3)石头从离开平台到落地的时间内重力的冲量为
I=m2gt=1.0×10×0.4N⋅s=4N⋅s
方向竖直向下。
答：(1)石头离开平台时速度的大小为3m/s；
(2)石头落地时速度的大小为5m/s；
(3)石头从离开平台到落地的时间内重力的冲量为4N⋅s，方向竖直向下。
15.解：(1)质子从第5个圆筒射出，在电场中加速了5次，设射出时的速度为v5，根据动能定理有：5eU0=12mv52，解得：v5= 10eU0m；
(2)粒子在M、N两板间的电场中做类平抛运动，设粒子恰好能从极板间射出偏转电场，则水平方向有：L=v5t，竖直方向有：ℎ2=12at2，
而根据牛顿第二定律可得：a=Ueℎm，显然，电势差U越大，偏转的竖直位移越大，因此当粒子恰好射出极板时两板间的电势差有最大值，
联立以上各式可得：U=10ℎ2U0L2，
则可得M、N两板间所加电压U的取值范围为：U≤10ℎ2U0L2；
(3)根据题意可知，质子每次通过两圆筒间均被加速，而在圆筒中做匀速直线运动，因此可将5次被加速的过程看成一个连贯的匀加速直线运动的过程，
根据题意可得质子在电场中加速时的加速度大小为：a0=U0edm，
设质子加速运动的总时间为t，则有：5d=12a0t2=U0e2dm⋅t2，可得：d= U0e10m⋅t而要想质子在加速电场中始终加速，则圆筒必须要跨越正反电场，因此质子在加速电场中的累积时间最长应为T2，即质子在进入第5个圆筒时电场恰好反向，即有dmax= U0e10mT2。
答：(1)质子从第5个圆筒射出时的速度大小为 10eU0m；
(2)要使质子打不到极板上，M、N两板间所加电压U的取值范围为U≤10ℎ2U0L2；
(3)d的最大值为 U0e10mT2。