贵州省黔西南布依族苗族自治州2024-2025学年高二上学期期末质量检测物理试卷（解析版）

这是一份贵州省黔西南布依族苗族自治州2024-2025学年高二上学期期末质量检测物理试卷（解析版），共13页。试卷主要包含了答题前，考生务必用直径0，5πt+1等内容，欢迎下载使用。
（本试题共6页，共两大部分，满分100分，考试时间为75分钟）
考生注意：
1.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。
2.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。
一、选择题（本题共10小题，共43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，每小题4分，第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 如图所示为用绿光做双缝干涉实验所获得的条纹图样，下列说法正确的是（ ）
A. 若仅改用红光，条纹间距变大
B. 若仅改用红光，条纹间距变小
C. 若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹间距不变
D. 若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹间距变大
【答案】A
【解析】AB．根据条纹间距表达式
红光的波长大于绿光的波长，可知若仅改用红光，条纹宽度变大，故B错误，A正确；
CD．若仅减小双缝到光屏间的距离，条纹宽度减小，故CD错误。
故选A。
2. 光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的．光导纤维由内、外两种材料制成，内芯材料的折射率为，外层材料的折射率为，如图的一束光信号与界面夹角为，由内芯射向外层，要想在此界面发生全反射，必须满足的条件是（ ）
A. n1＞n2，α大于某一值
B. n1＜n2，α大于某一值
C. n1＞n2，α小于某一值
D. n1＜n2，α小于某一值
【答案】C
【解析】光在内芯和外层的界面上发生全反射，则内芯的折射率n1大于外层的折射率n2，由于入射角要大于等于临界角，所以α应小于某一值，故C正确，ABD错误。
故选C。
3. 某质点的振动图像如图所示，下列说法正确的是
A. 1s和3s时刻,质点的速度相同
B. 1s到2s时间内,速度与加速度方向相同
C. 简谐运动的表达式为y＝2sin(0.5πt+1.5π) cm
D. 简谐运动的表达式为y＝2sin(0.5πt+0.5π) cm
【答案】D
【解析】A项：图象上某点的切线的斜率表示速度；1s和3s时刻，质点的速度大小相等，方向相反，故A错误；
B项：1s到2s时间内，质点做减速运动，故加速度与速度反向，故B错误；
C、D项：振幅为2cm，周期为4s，圆频率为，故简谐运动的表达式为，故C错误，D正确．
4. 如图，金属棒ab，金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（ ）
A. ab棒不受安培力作用
B. ab棒所受安培力的方向向右
C. ab棒向右运动速度越大，所受安培力越大
D. 螺线管产生的磁场，A端为N极
【答案】C
【解析】ab棒切割磁感线时，要产生感应电流，而电流在磁场中就一定会有安培力，故A错误；根据楞次定律可知，感应电流总是起到阻碍的作用，故安培力的方向与导体棒一定的方向相反，应当向左，故B错误；ab棒向右运动时，、、，联立解得：，则知速度越大，所受安培力越大，故C正确；根据右手定则，ab中的电流的方向向上，流过螺旋管时，外侧的电流方向向下，根据安培定则得知螺线管产生的磁场，A端为S极，B端为N极，故D错误．故选C.
5. 如图所示，半径为r圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为，、k为常量，则图中半径为R的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知磁场的变化率为
根据法拉第电磁感应定律可知
6. 如图所示，碰碰车是一种机动游戏设施，车四周有橡胶做成的缓冲装置。若两碰碰车发生了正碰后立即停下，已知两车相撞前速度大小约为1m/s，碰撞过程作用时间约为0.1s，车和人总质量约100kg。则两车碰撞过程中的平均作用力大小约为（ ）
A. 100NB. 200NC. 1000ND. 2000N
【答案】C
【解析】以其中一辆小车碰前速度方向为正方向，根据动量定理可得
解得F=1000N
7. 回旋加速器的原理如图所示，由两个半径均为R的D形盒组成，D形盒狭缝间加周期性变化的交变电压，电压的值大小恒为U，D形盒所在平面有垂直于盒面向下的磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器中被加速，则（ ）
A. D形盒上周期性变化的电压U越大，粒子离开D形盒时的速度越大
B. 粒子每次经过D形盒之间的缝隙后速度增大
C. 粒子以速度v在D形盒磁场内运动半个圆周后动能增加
D. 粒子离开D形盒时动能为
【答案】D
【解析】AD．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
粒子离开D形盒时，速度为
动能为
与电压无关，故A错误，D正确；
B．粒子每次经过D形盒之间的缝隙过程，电场力做功，根据动能定理可得
即动能增加qU。由动能表达式可知第n次经过D形盒之间的缝隙后速度变化为
粒子并非每次经过D形盒之间的缝隙后速度增大，故B错误；
C．粒子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，洛伦兹力不做功，粒子动能保持不变，故C错误。
故选D。
8. 渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物，声波在水中传播速度为1500m/s，若探测器发出频率为的声波，下列说法正确的是（ ）
A. 声波由水中传播到空气中，频率会改变
B. 声波由水中传播到空气中，波长会改变
C. 该声波在水中遇到尺寸约为1m的被探测物时会发生明显衍射
D. 探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关
【答案】BD
【解析】AB．声波由水中传播到空气中，由波的公式
频率不会发生改变，波速变小，所以波长变小，故A错误，B正确；
C．由波速的计算公式有
当声波遇到障碍物的尺寸与波长相近或者更小时，会产生明显衍射现象，所以该声波遇到尺寸约为1m的被探测物时不会发生明显衍射，故C错误；
D．根据声波的多普勒效应，探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关，故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源的两极上，使a、b两板间产生匀强电场，电场强度大小为E，右边有一块挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里.从两板左侧中点c处射入一束离子（不计重力），这些离子都沿直线运动到右侧，从孔射出后分成三束，则下列判断正确的是（ ）
A. 这三束离子从d孔射出时速度不相同
B. 这三束离子的比荷一定不相同
C. a板接的是直流电源的负极
D. 若这三束离子比荷变化而其他条件不变，则仍能从d孔射出
【答案】BD
【解析】ABD．三束离子复合场中运动情况相同，即沿水平方向直线通过故有
可得
则这三束离子的比荷变化而其他条件不变，则仍能从d孔射出；
三束正离子的速度一定相同，在磁场中
可得
由于三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，故比荷一定不相同，故BD正确，A错误；
C．粒子出电场和磁场的复合场后均向上偏转，由左手定则可知三束离子均带正电，由于在复合场中洛伦兹力竖直向上，则电场力一定竖直向下，故匀强电场方向一定竖直向下，则a板接的是直流电源的正极，故C错误；
故选BD。
10. 如图甲所示为一列简谐横波在时的波形图，如图乙所示为介质中平衡位置在处的质点的振动图像，P是平衡位置为的质点。下列说法正确的是（ ）
A. 波速为0.5m/s
B. 波的传播方向沿x轴正方向
C. 0～2s时间内，P运动的路程为6cm
D. 时，P恰好回到平衡位置
【答案】AD
【解析】B．由图乙可知，在时，平衡位置在处的质点向下振动，故结合波形图利用“同侧法”可知，波的传播方向沿x轴负方向，故B错误；
A．由图甲知波长
由图乙知周期
则该列波波速为
故A正确；
C．0～2s时间
故0~2s时间内，P运动的路程为s=2A=8cm
故C错误；
D．时，质点P从负向波峰位置向上振动，又时与的时间间隔为
所以时，P振动到平衡位置，故D正确。
故选AD。
二、非选择题（本题共5小题，共57分）
11. 用如图所示的装置验证动量守恒定律，滑块和相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。
（1）实验前需要调节气垫导轨水平：先在光电门的右侧轨道上只放滑块A，向左轻推一下滑块A，其先后通过光电门和光电门的时间分别为、，若，则需将导轨左端_____（选填“调高”或“调低”）。
（2）调节气垫导轨水平后，将滑块置于光电门左侧，滑块静置于两光电门间的某一适当位置。给一个向右的初速度，通过光电门的时间为，与碰撞后再次通过光电门的时间为，滑块通过光电门的时间为。为完成该实验，还必须测量的物理量有______（填选项前的字母）。
A．挡光片的宽度
B.滑块及挡光片的总质量
C.滑块A及挡光片的总质量
D.光电门到光电门的间距
（3）若滑块A和在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为：______________（用已知物理量和测量的物理量的字母表示）。
【答案】（1）调高 （2）BC （3）
【解析】（1）[1]先后通过光电门和光电门的时间分别为、，，说明滑块A在加速，应将左端调高。
（2）[2]如果导轨水平时，滑块在导轨上做匀速直线运动，所以滑块经过两光电门时用时相等。本实验中需要验证动量守恒，所以在实验中必须要测量质量和速度，速度可以根据光电门的时间求解，而质量通过天平测出，同时，遮光板的宽度可以消去，所以不需要测量遮光片的宽度。故B、C正确，A、D错误。
（3）[3]根据速度公式可知，碰前的速度
碰后A的速度
的速度
设原方向为正方向，根据动量守恒定律可知：应验证的表达式为
代入数据并化简可得
12. 如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针、确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针，使挡住、的像，连接，图中M为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。
（1）设AB的长度为，AO的长度为，CD的长度为，DO的长度为，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________；
（2）该同学在插大头针前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）和 （2）偏大
【解析】（1）[1][2]由几何关系，可得
因此玻璃的折射率为
因此只需测量l1和l3即可；
（2）[3]当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为l1是不变的，即入射角不变，而l3减小，所以测量值
将偏大。
13. 如图所示，光滑水平轨道上放置长为L的木板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端（B、C可视为质点），三者质量分别为、、，A与B的动摩擦因数；开始时C静止，A、B一起以的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）并粘在一起，经过一段时间，B刚好滑至A的右端而没有滑离A.（）求：
（1）A与C碰后的速度；
（2）B最终速度；
（3）木板A的长度L。
【答案】（1） （2） （3）0.5m
【解析】（1）A与C碰撞过程中，动量守恒，以向右为正，根据动量守恒定律得
代入数据解得
（2）B在A上滑行，A、B、C组成的系统动量守恒，以向右为正，根据守能量守恒定律得
代入数据解得
（3）根据能量守恒定律得
代入数据解得m
14. 真空区域有宽度为l、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、 PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的带负电粒子（不计重力）沿着与MN夹角θ为30°的方向射入磁场中，刚好没能从PQ边界射出磁场。求粒子：
（1）粒子射入磁场的速度大小v；
（2）在磁场中运动的时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设粒子在磁场中运动半径为r。洛伦兹力提供圆周运动向心力
Bqv=m
几何关系
cs30°=
联立得
v=
（2）圆心角为
运动时间

T=
得
t=
15. 如图所示，两根平行光滑金属导轨MN、PQ间的距离为L，倾角为，上端连接一阻值为R的电阻，在垂直导轨的两条虚线cd、ef之间有垂直导轨平面向上磁感应强度为B的匀强磁场，cd、ef之间的距离为x1，导体棒ab的质量为m，导体棒和导轨电阻不计。将导体棒ab从cd上方且距离为x2的导轨上由静止释放，已知在到达ef之前的一段时间内做匀速运动，导体棒始终与导轨接触良好。求：
（1）导体棒进入磁场时的速度大小；
（2）导体棒匀速运动的速度大小；
（3）导体棒在磁场中运动的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）导体棒进入磁场前运动过程，由机械能守恒定律可得
解得
（2）设匀速运动的速度为v，由平衡条件可得
BIL = mgsinθ
由欧姆定律可得
BLv = IR
联立有
（3）设导体棒在磁场中运动时间为t，由动量定理可得
联立有