福建省三明第一中学2023-2024学年高二下学期期末质量检测（一）物理试卷

这是一份福建省三明第一中学2023-2024学年高二下学期期末质量检测（一）物理试卷，共13页。试卷主要包含了 下列关于光现象的解释正确的是，5m处的质点在t＝0等内容，欢迎下载使用。
单选选择题：（本题共7小题，每小题3分，共21分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1. 下列关于光现象的解释正确的是（ ）
A. 全息照相利用了光的衍射原理
B. 荷叶上的露珠显得特别明亮是光的全反射现象
C. 通过手指间的缝隙观察日光灯，可看到彩色条纹是光的偏振现象
D. 观看立体电影时所戴的眼镜利用了光线衍射的原理
2. 2022年6月5日，中央电视台对神舟十四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法正确的是（ ）
A. 电磁波是横波，声波是纵波
B. 电磁波跟声波一样，只能在介质中传播
C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在
D. 航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
3.下图为发射电磁波的LC振荡电路，某时刻电路中电流方向如图所示，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则下列说法正确的是（ ）
A.电容器正在放电
B.电流正在减小
C.线圈中的磁场能正在增大
D.电容器中的电场能正在减小
4. 消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。消声器可以用来削弱内燃机、通风机等排放高速气流过程中发出的噪声。某消声器的结构及气流运行如图所示，波长为的声波沿水平管道自左向右传播，当声波到达a处时，分成两束波，它们分别通过和的路程，再在b处相遇，从而达到削弱噪声的目的。下列说法正确的是（ ）
A. 该消声器是根据波的衍射原理设计的
B. 两束波到达b点的路程差，则等于的奇数倍
C. 若声波的频率发生改变，则声波的传播速度也发生改变
D. 若b、c在同一条直线上，b、c之间的距离为，则c为声波的加强点
5. “自热米饭”加热时既不用火也不插电，利用加热层中的发热包遇水反应释放热量为米饭加热，其结构如图所示。加热过程中（ ）
A. 食材层内气体分子的速率均增大
B. 食材层内气体分子热运动的平均动能保持不变
C. 若不慎堵住透气孔，则食材层内气体压强增大
D. 能闻到米饭的香味是因为气体分子的布朗运动
6.如图所示，一个质量为的小物体，在细线拉力作用下，在光滑水平面上以角速度做匀速圆周运动，半径为。经过个周期的时间，下列判断正确的是（ ）
A. 小物体平均动量变化率大小为
B. 小物体平均动量变化率大小为
C. 细线拉力的冲量为0
D. 细线拉力的冲量大小为
7.如图所示，某同学将一粗细均匀、下端绕有铁丝总质量为的木棒竖直浮于水杯中，静止时木棒底端距液面的高度为；把木棒保持竖直，下按距离后释放，木棒在水中做简谐振动。已知水的密度为，木棒的横截面积为，铁丝的体积忽略不计，重力加速度为，做简谐运动的物体所受回复力与位移的关系是，周期与物体质量的关系是，两式中为同一常数。下列选项正确的是（ ）
A. 若增大x，则木棒的周期增大
B. 若换用密度更大的盐水，则木棒的周期变小
C. 若增加铁丝的匝数，则木棒的周期变小
D. 若增加铁丝的匝数，则木棒的周期不变
双项选择题：（本题共5小题，每题4分，共20分。每小题只有两项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
8.钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ（单位为kg/m3），摩尔质量为M（单位为g/ml），阿伏加德罗常数为NA。已知1克拉＝0.2克，则以下选项正确的是（ ）
A．a克拉钻石的质量为 B．a克拉钻石所含有的分子数为
C．a克拉钻石所含有的分子数为
D．每个钻石分子直径的表达式为（单位为m）
9．一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是t＝0时刻的波形图；P是介质中位于x＝2m处的质点，其振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
图（a）图（b）
A．波速为2m/s B．波向x轴正方向传播
C．x＝0.5m处的质点在t＝0.75s时加速度为零 D．x＝3m处的质点在t＝7s时位于平衡位置
10. 一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
11.如图所示，竖直轻弹簧下端固定在质量为5m的物体上，上端放一个质量为的小物体（未拴接），使在竖直方向做简谐运动，振幅为。已知重力加速度为，在运动过程中对地面的最大压力为，弹簧始终在弹性限度内，下列判断正确的是（ ）
A.对地面的最小压力为
B.做简谐运动的最大振幅为
C.若把固定在弹簧上端，使做简谐运动，当到达最高点时，对地面的压力恰好为0，则的振幅为10A
D.若把从弹簧正上方某高度处无初速度释放，向下运动到最低点时的加速度一定大于重力加速度
12 .如图所示，和为某介质中水平线上相距的两个振动频率相同的波源，振幅均为A，为介质中连线上的中垂线，长为。某时刻和同时开始做简谐运动，经过后处质点开始起振，经过一段时间位移大小为；和连线上共有7个振动加强点，其中距离最近振幅为的质点在处（图中未画出），与相距。下列说法正确的是（ ）
A.某时刻连线上的所有质点位移可能均为2A
B.和在介质中的波速为
C.与的距离为
D.和的波长均为
三、填空题（本题共2小题，每空2分，共10分。）
13. 如图所示，光滑水平面上用轻绳连接质量分别为2m和m的两个物体A和B，物体A静止，物体B以初速度水平向右运动，绳子被拉紧时突然断裂，物体B的速度变为，则物体A的速度变为 。此过程中系统损失的机械能为 。

14. 一列简谐横波在时的波形图如下图所示，A为介质中平衡位置在处的质点。在时A第一次达到波峰位置。若该波沿x轴负方向传播，则该波的速度大小为________m/s，周期为________s。若该波沿x轴正方向传播，则A沿y轴方向做简谐运动的位移—时间关系为y=________m。

四、实验题（本题共3小题，每空2分，共20分。）
15. 某实验小组的同学用直角三棱镜做“测定玻璃折射率”的实验。
他们先在白纸上画出三棱镜的轮廓（用实线△ABC表示），然后放好三棱镜，在垂直于AB的方向上插上两枚大头针P1和P2，在棱镜的左侧观察，当的像恰好被P2的像挡住时，插上大头针P3，使P3挡住P1、P2像，再插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像。移去三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示。
（1）将图中的光路图补充完整___________；
（2）根据图中所给数据，可得该玻璃的折射率n=___________；
（3）根据前面的结论，在BC一侧___________（填“能”或“不能”）看到大头针P1和P2的像；
（4）若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，而测量时仍将△ABC作为实验中棱镜所处位置，由此得出该玻璃折射率的测量值___________真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
16.用如图所示装置研究光的干涉现象，单色红光从单缝S射出，一部分直接照射到光屏上，一部分入射到水平放置的平面镜MN上，通过平面镜后的反射光照射到光屏上，两部分光束的交叠区域里将出现干涉条纹。S到镜面的竖直距离为h，S到光屏的距离为d。
（1）测得光屏上第1条和第6条亮纹中心之间的距离为L，则红光的波长__________（用L、h和d表示）。
（2）若把单色红光改为单色绿光，相邻亮纹中心的间距将__________（填“变大”“不变”或“变小”）。
17.某实验小组利用单摆测量重力加速度，由于使用一根线拴接小球时，摆动过程中利不够稳定，因此可采用双摆线的测量装置进行实验，如图1所示，两等长悬线一端拴接小球，另一端固定在水平杆上。
图1 图2
（1）实验中使用的小球最好选用__________（单选，填选项序号）。
A.质量较小，体积较大的塑料球
B.质量较大，体积较小的钢球
C.质量较小，体积较小的木球
（2）将小球拴接好后，开始实验，测量单摆全振动的周期T之后，还需要测量__________（单选，填选项序号），改变L的长度并测量对应的周期T，最终绘制出如图2所示的图像。
A.拴接点到水平杆的间距L
B.一侧悬线的长度L
C.两悬线在水平杆上的间距L
（3）图2中所标注的数据已知，则测得的重力加速度__________。
（4）下列操作能一定减小实验误差的是__________（单选，填选项序号）。
A.多次测量周期T求平均值
B.多次测量小球的直径求平均值
C.尽量增大摆角使小球摆动更明显
四、计算题（本题共3小题，共29分。）解题要求：（1）写出必要的文字说明、依据的主要公式或变形公式；（2）代入数据；（3）凡有数字运算的题目，运算结果要写明单位。
18. （8分）如图所示，处于水平状态的轻质弹簧一端固定于竖直墙面上，另一端与置于光滑平台上的物块C栓接。物块B通过轻绳跨过光滑的定滑轮与C相连，B、C静止时B距离地面的高度为h。现将轻绳剪断，当B落地时C恰好第一次将弹簧压缩至最短，整个过程弹簧均在弹性限度内。已知物块B质量为m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，空气阻力不计。
（1）求剪断轻绳瞬间物块C所受的回复力大小；
（2）规定水平向右为正方向，从剪断轻绳开始计时，写出物块C的简谐运动方程。
19. （10分）如图所示，倾角为、足够长的斜面固定在水平面上，两物块A、B的质量分别为、，物块A光滑、物块B与斜面间的动摩擦因数。物块B静置于斜面上，物块A从与物块B相距处由静止释放。设物块A与B的碰撞时间极短且无机械能损失，重力加速度。求：
（1）物块A与B第一次碰撞后瞬间两物块的速度大小；
（2）物块A与B第二次碰撞前物块A的速度大小；
（3）物块A与B第三次碰撞前摩擦力对物块B做的总功。

20. （11分）如图，足够长的两平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨间的正方形区域abcd有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0. 5T，该区域边长为L＝1m。导轨的水平部分和倾斜部分由光滑圆弧连接。质量为的金属棒P从离水平面高度h＝0. 8m处静止释放，穿过磁场区域后，与另一根静置在导轨上质量为的金属棒Q发生完全弹性碰撞。两棒的电阻值均为R＝0. 5Ω，g取，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计，两棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求：
（1）P棒刚进入磁场时产生的感应电动势大小E；
（2）P棒第一次从cd边穿出磁场时的速度大小；
（3）若P棒与Q棒只发生一次碰撞，则Q棒质量的取值范围。

三明一中2023-2024学年第二学期高二物理期末综合卷（一）答案
一、选择题
6.答案B
思路点拨 经过个周期的时间，小物体的速度方向变化了，初、速度垂直，动量变化为，运动时间为，则平均动量变化率大小为，A项错误，B项正确；根据动量定理可知，细线拉力的冲量等于动量增量，C、D项错误。
7.答案B
思路点拨 木棒静止时，分析木棒受力，设木棒离开平衡位置的距离为时，取向下为正，则木棒所受合力，则木棒做简谐运动，且周期，故B正确，A、C、D错误。
12.答案CD
命题透析 本题考查机械波的干涉，考查分析综合能力和科学思维。
思路点拨 根据题意可知处质点为振动加强点，和同时起振，因此和的振动步调一致，波源到上质点的波程差均为0，因此连线上质点均为振动加强点，振幅均为，位移周期性变化，A错误；波传播至点用时，波速，B错误；如图所示，为和连线上距离最近的加强点，，，可知，C正确；若设为和连线上左侧的某个加强点，则，当时即为处的质点，时为处质点，，解得，D正确。
13. 【答案】
[1]根据动量守恒可得
解得物体A的速度为
[2]此过程中系统损失的机械能为
解得
14、 ①. 20 ②. 0.4 ③.
15. ①. 如下图 ②. ③. 不能 ④. 小于
（2）[2]根据几何关系可知光线在AC面的入射角为30°，根据折射定律可得
（3）[3] 根据几何关系可知光线在BC面的入射角为60°，因为
则光线在BC面发生全反射，在BC一侧不能看到大头针P1和P2的像。
（4）[4]若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，如图所示，可知出射光线相对于玻璃砖不动时的出射光线向下平移，所以对折射角的测量无影响，但测量时仍将△ABC作为实验中棱镜所处位置，所以作出的BC面的反射光线（图中红线）会比实际的反射光线（图中蓝线）向逆时针方向偏，由此造成所测光线在AC面的入射角比实际值偏大，所以该玻璃折射率的测量值小于真实值。
16.答案（1）（3分）
（2）变小（2分）
命题透析 本题以用一束红光照射平面镜研究光的干涉为背景，考查研究光的干涉实验，考查学生的科学探究。
思路点拨（1）通过红光直射和照射平面镜反射，在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹。和关于平面镜的像相当于双缝，双缝间距为2h，d为双缝到光屏的距离，则相邻亮纹中心的间距，解得。
（2）绿光的波长比红光小，根据双缝干涉条纹间距可知，相邻亮纹中心的间距变小。
17.答案（1）B（2分）（2）A（2分）
（3）（3分）（4）A（3分）
思路点拨（1）实验中采用质量较大，体积较小的钢球，能够有效减小空气阻力对实验的影响，B正确，AC错误；
（2）当时，周期不为0，利用图像分析数据时可以不用测量小球球心到悬点的距离，只需要测量拴接点到水平杆的间距即可，设小球的半径为，根据单摆周期公式可知，A正确，BC错误；（3）结合图像斜率可知，解得；
（4）多次测量周期求平均值能够减小偶然误差，A正确；实验中不需要测量小球的直径，B错误；增大摆角后该装置可能不再单摆，会增加测量误差，C错误。
18、【答案】（1）；（2）
【详解】（1）轻绳剪断后，弹簧弹力提供物块C简谐运动的回复力。剪断前对B由平衡条件得
剪断前对C由水平方向受力平衡可得 剪断后对物块C有 解得
（2）剪断轻绳瞬间，物体C处在简谐运动的最大位移处，弹簧伸长量等于振幅A。根据胡克定律 解得 轻绳剪断后B自由下落，有
设C做简谐运动的周期为T，当B落地时，C恰好第一次将弹簧压缩至最短，则
又因为
规定水平向右为正方向，从剪断轻绳开始计时，则物块C的简谐运动方程为
解得
19. 【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】（1）物体A沿斜面下滑的加速度为，根据牛顿第二定律可得
物块A第一次与物块B碰撞前的速度为
物块A与B第一次碰撞后的速度分别为、，根据动量守恒和机械能守恒可得
解得，
则物块A与B第一次碰撞后瞬间两物块的速度大小分别为，。
（2）由于
可知碰撞后物块B匀速下滑，设第一次碰撞后经时间再次碰撞，根据运动关系，有
解得 第二次碰撞前物块A的速度为
（3）物块A与B第二次碰撞后的速度分别为、，根据动量守恒和机械能守恒可得
解得
，
设第二次碰撞后经时间再次碰撞，根据运动关系，有 解得
第一次碰撞到第三次碰撞，摩擦力对物块B做的总功为
20、【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设P刚进入磁场时的速度为，由机械能守恒可得
P刚进入磁场时产生的感应电动势大小 解得
（2）P穿过磁场时的平均感应电动势和平均感应电流为
以向右为正方向，设P穿过磁场时的速度为，由动量定理可得得
（3）设P与Q发生一次碰撞后的速度分别为为、，由动量守恒和能量守恒可得

P棒每次穿越整个磁场区域，速度变化的大小为，有
设P棒再次从cd边穿出磁场速度大小为，有
若P与Q只发生一次碰撞，则临界条件为 得
则Q质量的取值范围为1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
A
B
B
C
B
B
CD
AC
AC
AD
CD