江西省上饶市弋阳县2024-2025学年高二下学期开学物理试题（解析版）

这是一份江西省上饶市弋阳县2024-2025学年高二下学期开学物理试题（解析版），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷（选择题）
一、单选题
1. 鸡蛋落到瓷砖上会摔碎，但是将鸡蛋从同样的高度落到海绵坐垫上，鸡蛋就不会摔碎。下列关于不会摔碎的原因分析正确的是（ ）
A. 减小鸡蛋着地过程中所受冲量
B. 减小鸡蛋着地过程的动量变化量
C. 延长鸡蛋与地面的冲击时间，从而减小相互作用力
D. 增大鸡蛋对地面的压强，压强越大鸡蛋越不容易碎
【答案】C
【解析】鸡蛋从同样的高度落下，到达地面和到达海绵坐垫前瞬间的速度相等，最后末速度均为0，所以着地过程的动量变化量相同，所受冲量相同，根据动量定理
由于鸡蛋落到海绵坐垫上，延长鸡蛋与地面的冲击时间，从而减小相互作用力，使得鸡蛋不会摔碎，压强越小鸡蛋越不容易碎。
故选C。
2. 下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲中，体操运动员着地时做屈膝动作的原因是为了减少动量的变化
B. 图乙中，描述的是多普勒效应，A观察者接收到波的频率大于B观察者接收到波的频率
C. 图丙中，使摆球A先摆动，则三个摆的振动周期不相等
D. 图丁中，光纤的外套的折射率小于内芯的折射率
【答案】D
【解析】A．图甲中，根据动量定理可知体操运动员着地时做屈膝动作的原因是为了增加与地面接触的时间从而减小地面对运动员的作用力，故A错误；
B．图乙中，描述的是多普勒效应，由图可知A观察者接收到波的频率小于B观察者接收到波的频率，故B错误；
C．图丙中，使摆球A先摆动，其余三个摆均做受迫振动，可知三个摆的振动周期与驱动力的周期即摆球A的周期相等，故C错误；
D．图丁中，根据光的全反射条件可知光纤的外套的折射率小于内芯的折射率，故D正确。
故选D。
3. 如图，一棱镜的横截面为等腰三角形，其中边长PM与PN相等，，PM边紧贴墙壁放置，现有一束单色光垂直于MN边入射，从PN边出射后恰好与墙面垂直（不考虑光线在棱镜内的多次反射），则该棱镜的折射率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据题意画出光路图如图所示
根据几何关系可得
，
根据折射定律可得
故选D。
4. 如图所示，面积大小为S的矩形线圈abcd，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈可以绕O1O2转动。下列说法中正确的是（ ）
A. 当线圈从图示位置转过30°时，穿过线圈的磁通量大小
B. 当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小
C. 当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小
D. 当线圈从图示位置转过360°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小
【答案】A
【解析】如图所示位置，穿过线圈磁通量为
A.当线圈从图示位置转过30°时，穿过线圈的磁通量大小
故A正确；
B．当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小为零，故B错误；
C．当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量大小为
穿过线圈的磁通量的变化量大小
故C错误；
D．当线圈从图示位置转过360°的过程中，穿过线圈的磁通量大小为
穿过线圈的磁通量的变化量大小为
故D错误
故选A。
5. 如图所示为电表改装的电路图，其中表头G的内阻为，将1、2接线柱接入电路可作为量程为的电流表使用，将1、3接线柱接入电路可作为量程为3V的电压表使用。已知，则关于表头的满偏电流和电阻的阻值正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据题意结合并联电路的电流关系，有
，
解得
根据题意结合欧姆定律，有
，
解得
故选B。
6. 一个水平弹簧振子的振动图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 小球位移随时间变化的关系式为
B. 该小球在内的位移为0，路程为25cm
C. 在内，小球的动能增加，弹簧的弹性势能减少
D. 在内，小球的动能增加，弹簧的弹性势能减少
【答案】C
【解析】A．由图可知，简谐运动的周期为，则角速度为
故小球位移随时间变化的关系式为
故A错误；
B．由图可知，该小球在内的位移为5cm，路程为25cm，故B错误；
C．由图可知，在内，小球的位移减小，动能增加，弹簧的弹性势能减少，故C正确；
D．由图可知，在内，小球的位移增大，动能减小，弹簧的弹性势能增大，故D错误。
故选C。
7. 两列简谐横波在同一介质中相向传播，时刻的波形如图所示，两波源的平衡位置分别位于M、N两点处，O点为M、N连线的中点，两波源的振动方向平行。已知M、N两点的间距，振动频率均为，M处波源的振幅，N处波源的振幅。时刻O处的质点开始振动。下列说法正确的是（ ）
A. 两列波的波速大小均为
B. 从到，O处质点运动的路程为0.5m
C. 从到，O处质点的动能先增大后减小
D. 经过足够长的时间，MN间（不包括M、N两点）振幅为15cm的点共有14个
【答案】B
【解析】A．两列简谐横波在同一介质中传播，波速相等，由于两列简谐横波振动频率相等，则两列波的波长相等，故
又
联立解得
，
故A错误；
B．两列简谐横波的周期为
两波源振动步调相反，O点为M、N连线的中点，可知O处质点为振动减弱点，时刻O处的质点开始振动，从到，O处质点振动了，即，故从到，O处质点运动的路程为
故B正确；
C．时刻O处的质点开始振动，从到，O处质点振动了，即，可知时刻O处的质点位于平衡位置，从到，O处质点振动了，即，可知时刻O处的质点位于平衡位置，故从到，O处质点的动能先减小后增大，故C错误；
D．振幅为15cm的点为振动加强点，设振动加强点与M点的距离为，两波源振动步调相反，则
（n＝0，1，2，3…）
解得
故经过足够长的时间，MN间（不包括M、N两点）振幅为15cm的点共有16个，故D错误。
故选B。
二、多选题
8. 光的干涉现象在技术中有重要应用，例如：在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，从样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线（如图甲），则（ ）
A. 若要使条纹变疏，可以将薄片向右移动
B. 如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲，表明被测表面对应位置向上凸
C. 将样板平行上移，条纹向着劈尖移动
D. 用黄光照射形成干涉条纹间距比用绿光照射时小
【答案】BC
【解析】A．相邻亮条纹之间空气膜的厚度差等于半个波长，当薄片向右移动少许时，空气膜的劈角变大，空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变小，所以相邻亮条纹间距变小，条纹变密，故A错误；
B．空气薄层干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，弯曲处是凸的，故B正确；
C．根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的，当样板平行上移时，同一厚度的空气膜向劈尖移动，故条纹向着劈尖移动，故C正确；
D．条纹间距与光的波长成正比，由于黄光波长长，故黄光条纹间距大，绿光的条纹间距小，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示电路，电源内阻为r，三只相同灯泡L1、L2和L3电阻均为R，r=0.1R，电表均为理想电表。闭合S、S1，把滑动变阻器R0的滑片P向上滑动的过程中，电压表V1示数变化量绝对值为∆U1，电流表A示数变化量绝对值为∆I，下列说法正确的是（ ）
A. 电源输出功率逐渐增大
B. 灯泡L1、L2变亮，L3变暗
C. 不变，V2表的示数变小
D. 保持滑片P的位置不动，断开S1，电流表A的示数变大
【答案】ABC
【解析】A．由电路图可知，把滑动变阻器滑片P向上滑动，外电阻逐渐减小，根据电源输出功率随外电阻的变化规律可得，电源输出功率逐渐增大，故A正确；
BC．根据闭合电路欧姆定律可得，外电阻逐渐减小，回路总电阻减小，总电流变大，电流表示数变大，内电压变大，外电压变小，电压表V1示数变小，L1中电流变大，L1灯变亮，L2、L3并联电压减小，L3中电流变小，亮度变暗，而L2中电流变大，L2两端电压变大，亮度变亮，R0两端电压变小，V2表示数变小，根据闭合电路欧姆定律可得
可得
故BC正确；
D．保持滑片P的位置不动，断开S1，外电阻增大，则总电流变小，电流表示数变小，故D错误。
故选ABC。
10. 质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时，弹簧的压缩量为，如图所示，一物块从钢板正上方距离为的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连。它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量也为m，弹簧的弹性势能，弹簧振子做简谐运动的周期，M为振子的质量，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 物块与钢板碰撞后一起下落的初速度是
B. 碰后物块与钢板一起做简谐运动，振幅
C. 碰撞刚结束至两者第一次运动到最低点所经历的时间
D. 运动过程中弹簧的最大弹性势能
【答案】AC
【解析】A．对物块，根据动能定理
解得
设v1表示质量为m的物块与钢板碰撞后一起开始向下运动的速度，因碰撞时间极短，动量守恒取v0方向为正
解得
故A正确；
B．碰后根据能量守恒
根据平衡条件可得
解得
当物块与钢板受力平衡时，为平衡位置
解得
所以振幅为
故B错误；
C．碰撞刚结束至两者第一次运动到平衡位置时间为，则
解得
继续运动到最低点所经历的时间，则
所以，碰撞刚结束至两者第一次运动到最低点所经历的时间
故C正确；
D．当物块与钢板运动到最低点时，弹簧的弹性势能最大
故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择）
三、实验题
11. 某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。
（1）第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。
①从图乙可知，摆球的直径为________。
②该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将________。（选填偏大、偏小、不变）
（2）第二组同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式________。处理完数据后，该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径，这样________（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。
（3）在测量时，第三小组由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图丁所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比________（填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
【答案】（1）5.980 偏大 （2） 不影响 （3）偏大
【解析】（1）①[1]从图乙可知，摆球的直径为
②[2]实验中，单摆的周期为
该小组的一位同学认为单摆周期为，则周期的测量值偏小，根据
解得
可知由此计算当地重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将偏大。
（2）[1]根据
解得
结合图像，可得
解得
[2]如果在测量摆长时，忘记了加摆球的半径r，图像的斜率并没有受到影响，则不会影响重力加速度的计算。
（3）以L表示摆线长，表示摆线与竖直方向的夹角，m表示摆球的质量，F表示摆线对摆球的拉力，T表示摆球圆锥摆运动的周期，如图
由牛顿第二定律得
竖直方向，由平衡条件得
解得
单摆的周期公式
单摆运动的等效摆长小于单摆摆长L，则单摆周期的测量值偏小，根据单摆周期公式求出的重力加速度
偏大，即重力加速度的测量值大于真实值。
12. 要测量一电源的电动势E（略小于3V）和内阻r（约），现有下列器材：电压表、电阻箱，定值电阻，开关和导线。某实验小组根据所给器材设计了如图甲所示的实验电路。
（1）实验小组同学计划用作图法处理数据，同学们多次调节电阻箱阻值R，读出电压表对应的数据，建立坐标系并描点连线得出了如图乙所示的图像，图像纵坐标表示，图像的横坐标表示电压表读数的倒数。若所得图像的斜率为k，图像的延长线在纵轴上的截距为，则该电源的电动势_____，内阻______。（用k和b表示）
（2）利用上述方法测出的测量值和真实值相比，_____，_____（填“大于”等于”或“小于”）
（3）从实验中取两组数据，电阻箱阻值为时，对应电压表读数为；电阻箱阻值为时，电压表读数为。由这两组数据可求得电源的内阻r为______，电动势E为______V。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1） （2）小于 小于 （3）
【解析】（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律，可得
整理得
所以结合图像可得
，
所以
，
（2）[1][2]根据题意可知，实验误差来源于电压表内阻分流的影响，根据等效电源的知识可知
故
，
（3）[3][4]根据
将数据代入得
解得
，V
四、解答题
13. 某直流电动起重机装置如图所示。已知电源电动势，电源内阻，电阻，当重物质量很大时，闭合开关S，电动机未能将重物提升，且转轴与绳间不打滑，此时理想电压表的示数为5V；当重物质量时，闭合开关S，电动机最后以稳定速度匀速提升重物，此时电动机消耗功率最大（不计摩擦，g取）求：
（1）电动机的内阻；
（2）重物匀速上升时流过电动机的电流大小；
（3）重物匀速上升的速度大小v。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律，可知
解得
此时电动机不转动，根据欧姆定律
（2）根据能量关系
当
电动机取极大功率
（3）对电动机根据功率关系
解得
14. 如图所示，实线是一列简谐横波在时刻的波形，虚线是这列波在时刻的波形。
（1）这列波的波长；
（2）若这列波的周期T满足，求该波的波速大小；
（3）若该波的波速大小，请通过计算判断该波传播的方向
【答案】（1）8m；（2）或；（3）波沿x轴正方向传播
【解析】（1）由图可知，波长为8m。
（2）由题意得，波的传播距离满足
当波沿x轴正方向传播时，传播距离为
波速为
当波沿x轴负方向传播时，传播距离为
波速为
（3）由题意，在内，波的传播距离为
由于
故波沿x轴正方向传播。
15. 如图所示，质量为3m、半径为R的四分之一光滑圆弧轨道放在光滑水平地面上，下端与水平地面相切，可视为质点的质量为5m的物块B静止在光滑的水平地面上，其左端固定有水平轻弹簧，可视为质点的质量为m的物块A从圆弧轨道的顶端由静止滑下，之后物块A与弹簧发生作用，并冲上圆弧轨道，不计空气阻力，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度大小为g。求：
（1）弹簧被压缩的最大弹性势能。
（2）物块A沿圆弧轨道上升的最大高度h；
（3）圆弧轨道的最大速度。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）以水平向右为正方向，设物块A第一次离开圆弧轨道时，物块A的速度大小为，圆弧轨道的速度大小为，弹簧被压缩至最短时，物块A、B的速度大小为，则有
解得
（2）设物块A与弹簧分离时，物块A的速度大小为，物块B的速度大小为，物块A与圆弧轨道上升到最大高度时，两者的速度大小为，有
解得
（3）设物块A与圆弧轨道再次分离时，物块A的速度为，有
解得