江苏省无锡市第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末 物理试题

这是一份江苏省无锡市第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末 物理试题，共12页。试卷主要包含了单选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题：本题共10题，每题4分，共40分.每题只有一个选项最符合题意.
1.下列关于动量、冲量说法正确的是( )
A. 物体动量变化，动能一定变化
B. 物体速度变化，动量一定变化
C. 物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大
D. 跳高时，在落地处垫海绵是为了减小运动员的冲量
2.对如图所示的图样、示意图或实验装置图，下列判断正确的是( )
A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B. 乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，它是光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结果
C. 丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹
D. 图丁中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动，绕水平轴在竖直面内顺时针缓慢转动N，从图示位置开始转动90∘的过程中，P上的光亮度保持不变
3.光滑的水平面上叠放有质量分别为m和m2的两木块，下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示，已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统像一个整体一样地振动，系统的最大振幅为( )
A. 2f3k B. 3f2k C. 3fk D. 2fk
4.如图，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，分别通有大小相等方向相反的电流，纸面内两导线连线的中点a处的磁感应强度恰好为零，下列说法正确的是( )
A. P中的电流在a点处产生的磁感应强度大小为B
B. Q中的电流在a点处产生的磁感应强度大小为2B
C. 仅让Q中的电流反向，则a点处的磁感应强度大小为2B
D. 仅让P中的电流反向，则a点处的磁感应强度大小为B
5.光滑水平地面上静止放置着由轻弹簧连接的物块A和B，开始时弹簧处于原长，一颗质量为m的子弹以水平初速度v射入物块A并留在其中(子弹与物块相互作用时间极短，可忽略不计)，已知物块A和B的质量均为m，则在以后的运动过程中，弹簧弹性势能的最大值为（ ）
A. 112mv2 B. 13mv2 C. 16mv2 D. 14mv2
6.甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，波源位于x=0处的甲波沿x轴正方向传播，波源位于x=12m处的乙波沿x轴负方向传播，t=0时刻两列波的波形图如图所示.已知甲、乙波速都为v=4m/s，下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两列波不能发生稳定的干涉
B. 两列波叠加后，x=3m处为振动减弱点
C. t=1.75s时刻，x=6m处的质点位移为1cm
D. 在0∼2s时间内，x=5m处的质点经过的路程为53cm
7.如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后作出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率.关于此实验，下列说法中正确的是( )
A. 入射角i1尽量小一些，可以减小误差
B. 若入射角太大，光会在玻璃砖的下表面发生全反射
C. 仅用毫米刻度尺也能获得计算折射率所需要的全部数据
D. 如果误将玻璃砖的边PQ画到P'Q'，折射率的测量值将偏大
8.笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭.图乙为一块利用自由电子导电，长、宽、高分别为a、b、c的霍尔元件，电流方向向右.当合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭.则元件的( )
A. 合屏过程中，前表面的电势比后表面的低
B. 开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大
C. 若磁体的磁性增强，可能出现闭合屏幕时无法熄屏
D. 开、合屏过程中，前、后表面间的电压U与b无关
9.在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究.如图质量为m的弹性薄片沿倾斜方向落到足够大水平弹性面上，碰前瞬间速度大小为，方向与水平方向夹角=30°.薄片与弹性面间的动摩擦因数μ=0.5.不计空气阻力，碰撞过程中忽略薄片重力.薄片每次碰撞前后竖直方向的速度大小保持不变，并且在运动过程中始终没有旋转.已知薄片与弹性面第一次碰撞过程所用时间为t，下列说法正确的是（ ）
A．第一次碰撞过程中，薄片竖直方向的动量变化量大小为2mv0
B．第一次碰撞过程中，弹性面对薄片竖直方向的平均作用力大小为mv0t
C．第一次碰后离开弹性面瞬间，薄片水平方向的分速度大小为3v02
D．若仅增大碰前瞬间速度大小，则薄片与水平面碰撞两次后，它的水平位移还有可能增加
10.如图所示，在x轴上方（含x轴）存在垂直xOy平面向外的匀强磁场，在x轴上距离原点x0处垂直于x轴放置一个长度也为x0、厚度不计的薄板PQ，粒子打在板上即被吸收.坐标原点O处有一粒子源，可垂直于磁场向磁场内各个方向均匀发射速率相同的同种粒子，粒子速度大小为v、质量为m、带电量为＋q.现观察到沿y轴正方向射入磁场的粒子垂直打在薄板的上端Q，不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力，不考虑薄板吸收粒子后产生的电场，则下列说法正确的有（ ）
A．磁场的磁感应强度大小为mv2qx0
B．打在薄板左侧的粒子数占发射总粒子数的16
C．打在薄板右侧的粒子数占发射总粒子数的12
D．打在薄板上的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间的比值为5∶1
二、非选择题：本题共5题，共分60分.其中第12～15题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
11.（12分）某同学利用如图所示装置测量某种单色光波长.实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹.回答下列问题：
(1)关于本实验下列说法正确的是 ；
A.图甲中A处为双缝，B处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间
B.若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致
C.若屏中图像如乙图所示，仅转动测量头可以使中心刻线与条纹平行
D.若想增加从目镜中观察到的条纹个数应将屏向远离双缝方向移动
(2)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为，测得第1条亮条纹中心到第条亮条纹中心之间的距离为，则单色光的波长的表达式 .
(3)在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600mm，双缝之间的距离是0.20mm，单缝到双缝之间的距离是100mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数如图丙所示.然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第6条亮纹中心，这时手轮上的示数如图丁所示，图丁中示数 mm.由此可以计算出这次实验中所测得的单色光波长为 m.（计算波长结果保留二位有效数字）
12.（8分）一足够深的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为ℎ，在水池的底部中央放一点光源S，其中一条光线以45°入射角射到液体与空气的界面上，反射光线与折射光线的夹角为75°，如图，求：
(1)这种液体的折射率；
(2)液体表面亮斑的面积.
13.（10分）如图所示，质量为m=0.8kg的铜棒长为a=0.5m，棒的两端与长为L=0.5m的细软铜线相连，吊在磁感应强度B=1T、方向竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I后，铜棒向纸面内摆动，最大偏角θ=60∘，g取10m/s2，求：
(1)铜棒中电流I的大小；
(2)铜棒达到最大偏角处时每根细铜线上的拉力.
14.（14分）如图所示，在矩形区域abcd内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，矩形区域的宽ab=L，长ad=3L.一粒子源处于ad边中点O，在t=0时刻粒子源垂直于磁场发射出大量的同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与Od的夹角分布在0～180°范围内.已知最早到达bc边的粒子的运动时间为t=t0，粒子在磁场中做圆周运动的半径R=L，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求:
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T；
(2)粒子的比荷；
(3)粒子在磁场中运动的最长时间.
15.（16分）如图甲所示，上表面光滑的固定平台上有A、B两物体，A与一轻弹簧相连，以初速度v0向B运动.从弹簧接触B到与B分离过程A、B的v−t图像如图乙所示.已知从t=0到t=t0时间内，A运动的距离为0.73v0t0.完全分离后B滑上静止在光滑地面上与平台等高的木板C，C由水平粗糙轨道和1/4光滑圆弧轨道组成、两者相切，圆弧轨道半径R=v0232g，水平轨道长度L=v028g.已知B、C质量均为m，A、B可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g.求：
(1)A物体质量mA；
(2)为使B物体能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离C，则B与C的水平轨道间的动摩擦因数μ满足的条件；
(3)A、B碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值Δxm.
参考答案：
11.(1)BC
(2) 10.300
12.解：(1)如图所示
由几何关系可知，射出空气的折射角为
r=180∘−45∘−75∘=60∘
根据折射定律可得这种液体的折射率为
n=sin60∘sin45∘= 62
(2)光线从液体射出空气刚好发生全反射时，如图所示
根据全反射临界角公式可得
sinC=1n= 63
根据图中几何关系可得液体表面亮斑的半径为
R=ℎtanC= 2ℎ
则液体表面亮斑的面积为
S=πR2=2πℎ2
13.解：(1)根据动能定理：BIaLsin60−mgL(1−cs60)=0
解得I=1633A
(2)最大偏角时，从右侧看到的截面图如图所示，对棒进行受力分析可知
2T=mgcs60+BIasin60 （注意，在此位置的切向方向不平衡）
可得每根细铜线的拉力T=4N
另解：
根据棒在摆动时受力的对称性，细铜线在“最大偏角时”与“O点正下方”两个位置，拉力大小是相等的，瞬时速度为0，向心加速度为0，棒在半径方向是平衡的，有：
2T=mg 拉力T=4N
14.解：(1)最早到达bc边的粒子在磁场中运动的轨迹如图甲，其圆心角为θ，
由几何关系有sinθ2=12，所以θ=60° ，t0T=θ360∘ ，
解得T=6t0；
(2)粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，根据牛顿第二定律得qvB=mv2R，
又有v=2πRT 所以T=2πmqB，
解得qm=π3Bt0；
(3)如图乙所示，在磁场中运动时间最长的粒子的轨迹与bc边相切于N点，与ab边的交点为M点，圆轨迹的半径为O2O=O2M=L，O2a=L2，由几何关系知轨迹对应的圆心角为120°，
粒子在磁场中运动的最长时间tmax=T3=2t0。
15.解： (1)A、B碰撞，系统动量守恒，由图乙有 mAv0=(mA+m)v04
解得： mA=m3
(2)从弹簧接触B到与B分离，设分离时A物体速度vA，B物体速度vB，有
mAv0=mAvA+mvB
12mAv02=12mAvA2+12mvB2
解得：vB=0.5v0
若B物块恰好运动到圆弧轨道的最低点，此时两者共速，则对B与C整体由水平方向动量守恒 mvB=2mv1
由能量守恒定律 12mvB2=12×2mv12+μ1mgL
解得：μ1=0.5
若B物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置，此时两者共速，则对B与C整体由水平方向动量守恒 mvB=2mv2
由能量守恒定律 12mvB2=12×2mv22+μ2mgL+mgR
解得：μ2=0.25
综上所述B与C的水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围为0.25≤μ