[物理][期末]江西省鹰潭市2023-2024学年高二下学期期末质量检测试题(解析版)

这是一份[物理][期末]江西省鹰潭市2023-2024学年高二下学期期末质量检测试题(解析版)，共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 下列对于光现象的描述正确的是（ ）
A. 早上阳光斜射穿过玻璃窗户出现彩色条纹是由于光的衍射现象
B. 泊松亮斑属于衍射现象
C. 光导纤维利用了光的全反射原理
D. 光的偏振现象说明光是一种纵波
【答案】BC
【解析】A．早上阳光斜射穿过玻璃窗户出现彩色条纹是由于光的折射发生的色散现象，选项A错误；
B．泊松亮斑属于衍射现象，选项B正确；
C．光导纤维利用了光的全反射原理，选项C正确；
D．光的偏振现象说明光是一种横波，选项D错误。
故选BC。
2. 以下说法正确是（ ）
A. 简谐运动的质点是做匀变速直线运动
B. 简谐运动的回复力一定是物体受到的合外力
C. 当存在摩擦和空气阻力时，物体在振动过程中机械能将减小，振幅减小，周期也减小
D. 简谐运动质点每次通过同一位置时，运动方向可能不同，但加速度一定相同
【答案】D
【解析】A．简谐运动的质点的加速度不是恒定不变的，是做非匀变速直线运动，故A错误；
B．简谐运动的回复力一定是物体受到的指向平衡位置的合力，故B错误；
C．当存在摩擦和空气阻力时，物体在振动过程中机械能将减小，振幅减小，但简谐运动的周期与振幅无关，故周期不变，故C错误；
D．简谐运动质点每次通过同一位置时，运动方向可能不同，但位移一定相同，恢复力一定相同，加速度一定相同，故D正确。
故选D。
3. 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
【答案】B
【解析】A．物体的动量变化可能是动量的方向变化，而物体的速度大小不变，故动能不一定变化，故A错误；
B．由可知，速度变化时动量一定发生变化，故B正确；
C．物体所受合外力冲量越大，可知在这个过程中物体的动量变化量越大，但无法得知物体的初始动量情况，故无法判断最终的动量大小，故C错误；
D．根据动量定理可知跳高时，在落地处垫海绵是为了延长作用时间，减小冲力，不是减小冲量，故D错误。
故选B。
4. 如图所示，三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列，静止在光滑水平面上。c车上有一小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上。小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同。他跳到a车上相对a车保持静止，此后（ ）
A. a、b两车运动速率相等
B. a、c两车运动速率相等
C. a、c两车运动方向相同
D. 三辆车的速率关系vc>va>vb
【答案】D
【解析】若人跳离b、c车时速度v，由动量守恒定律有
所以
即
并且vc与va方向相反。所以选项ABC错误，选项D正确。
故选D。
5. 如图，海面上两个浮标A、B相距，一列横波由A向B传播，小米观察到当浮标A处在波谷时，浮标B正在平衡位置向上振动，测得一分钟内浮标A能完成30次全振动，则该横波的波速可能是（ ）
A. 4m/sB. 6m/sC. 8m/sD. 10m/s
【答案】D
【解析】一分钟内浮标A能完成30次全振动，可知周期
当浮标A处波谷时，浮标B正在平衡位置向上振动，可知
（n=0、1、2、3……）
则波速
当n=1时v=10m/s。
6. 今年的春季鹰潭地区多雨，某次大雨回家途中小明明显感觉到雨对伞的冲击力，为研究雨水冲击力度，到家后小明立即将一圆柱形量筒置于雨中，测得时间t内筒中水面上升的高度为h，设雨滴竖直下落的速度为，雨滴落到伞面后以速率v竖直反弹，雨水的密度为，不计雨滴重力．则雨水打在伞上产生的压强p为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】单位时间内落到单位面积上的雨水的质量为
雨滴落到伞面上由动量定理（向上为正方向）
解得
故选C。
7. 如图所示，一质量为M=3.0kg的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量为m=1.0 kg的小木块A。给A和B以大小均为4.0 m/s、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B。在A做加速运动的时间内，B的速度大小可能是（ ）
A. 1.8 m/sB. 2.4 m/s
C. 2.8 m/sD. 3.0 m/s
【答案】B
【解析】以A、B组成的系统为研究对象，系统动量守恒，取水平向右方向为正方向，A减速到速度为零的过程中，由动量守恒定律得
代入数据解得
当从开始到AB速度相同的过程中，取水平向右方向为正方向，由动量守恒定律得
代入数据解得
则在木块A正在做加速运动的时间内，B的速度范围为
故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 下列说法中错误的是（ ）
A. 从单一热源吸热并全部转化为功是可能的
B. 不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用功而不引起其它变化
C. 一定质量的理想气体，温度升高，气体内能一定增大
D. 物体内能增加，温度一定升高
【答案】D
【解析】A．从单一热源吸热并全部转化为功是可能的，但是要引起其它的变化，选项A正确，不符合题意；
B．根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用功而不引起其它变化，选项B正确，不符合题意；
C．理想气体的内能只与温度有关，则一定质量的理想气体，温度升高，气体内能一定增大，选项C正确，不符合题意；
D．物体内能包括分子动能和分子势能总和，若物体的内能增加，则温度不一定升高，例如零度的冰融化为零度的水，选项D错误，符合题意。
故选D。
9. 一列简谐横波在时刻的波形图如图所示，此时振动形式刚好传到P点。已知该波沿x轴负方向传播，在，质点P刚好出现第二次波峰，则（ ）
A. 这列简谐横波的波源的起振方向朝负y向
B. 波的周期为1.6s
C. 前8s里，质点Q通过的路程为60m
D. 在时刻，质点Q第二次出现在波谷
【答案】ABD
【解析】AB．该波沿x轴负方向传播，根据波形图可知质点P在0时刻向下振动，且根据上下坡规律可知，这列简谐横波的波源的起振方向朝负y向，由题意得
解得
故AB正确；
C．由波形图可知该波的波长为4m，所以波速为
解得
波传播到Q点的时间为
质点Q振动的时间为
质点Q共振动n个周期，有
由图知振幅为5cm，路程为
故C错误；
D．由波形图与传播方向可知，质点的起振方向为向下，所以质点Q第二次出现波谷时，是其开始振动后的时，所以有
故D正确。
故选ABD。
10. 如图质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为（不计空气阻力，小球可视为质点），下列说法正确的是（ ）
A. 小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球离开小车后做竖直上抛运动
C. 小车向左运动的最大距离为2R
D. 小球第二次在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度一定大于
【答案】BD
【解析】A．小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，水平方向系统动量守恒，竖直方向小球有加速度，系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，A错误；
B．小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，在A点时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度为零，小球运动到B点时小球与小车水平方向共速，而系统水平方向动量为零，即此时小球与小车水平方向的速度均为零，所以小球离开小车后只具有竖直方向的速度，做竖直上抛运动，B正确；
C．设小车向左运动最大距离为x，规定向右为正方向，系统水平方向动量守恒，在水平方向，由动量守恒定律
即

解得
C错误；
D．小球第一次从距A点h0下落运动到点所在水平线的最大高度为处过程中，由动能定理得

解得

小球第二次在小车中运动时，对应位置处速度变小，小车对小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于，机械能损失小于，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于，而小于，D正确。
故选BD。
三、非选择题，本题共5小题，共54分。
11. 科技文化节中，某兴趣小组做了如下实验。利用单摆测量重力加速度，实验操作如下：
（1）使用游标卡尺测量实心钢球的直径，钢球直径为d；
（2）将器材按甲图方式连接，用刻度尺测量出悬点与钢球最上端间细线长度为l；使钢球按照乙图方式运动，摆角小于，钢球第1次经过最低点处开始计时，第n次经过最低点时的总时间为t，则重力加速度____；（用测得的物理量表示）
（3）若钢球实际按图丙方式在水平面内做圆周运动，但仍然视作单摆，则测量出的重力加速度值____（填“偏大”或“偏小”）。
（4）另一位同学直接用米尺和三角板测量了单摆的摆长，如图，则单摆摆长是____m；
【答案】（2） （3）偏大 （4）0.9000
【解析】（2）[1]据题意可知单摆的摆长为
钢球第1次经过最低点处开始计时，第n次经过最低点时的总时间为t，则
由单摆的周期公式
联立，解得
（3）[2]设绳与中心线的夹角为，由牛顿第二定律有
解得圆锥摆的周期为
故小球做圆锥摆运动比单摆的周期短，在时间t内完成周期性的次数n变多，由此测算出的重力加速度偏大。
（4）[3]米尺的最小分度为0.1cm，读数时需要估读到下一位，则单摆摆长是
90.00cm=0.9000m
12. 如图甲所示，在验证动量守恒定律”实验中，P为入射球A未与被碰球B碰撞时的落点。
（1）已知小球A的质量m1和小球B的质量m2，用甲图中标出的符号列出验证动量守恒的表达式为___________。
（2）若A球质量为m1=50g，两小球发生正碰前后的位移-时间（s-t）图像如图乙所示，则小球B的质量为m2=___________g。
（3）实验时调节A球下落高度，让A球以一定速度v与静止的B球发生正碰，碰后测得两球动量正好相等，则A、B两球的质量之比应满足___________。
【答案】（1） （2）20 （3）
【解析】[1]（1）小球离开槽以后均做平抛运动，由于竖直方向自由落体运动且高度一样，所以小球落地的时间相等均设为t，水平方向做匀速直线运动，则入射球A未与被碰球B碰撞时的速度
入射球A与被碰球B碰撞时落地点分别为OM和ON，则速度分别为
入射球A与被碰球B碰撞时动量守恒
解得
[2]（2）两小球发生正碰前后的位移-时间（s-t）图像如图乙所示，可知
入射球A与被碰球B碰撞时动量守恒
解得
[3]（3）设碰撞后两者的动量都为P，由题意可知，碰撞前后总动量为2P，根据动量和动能的关系
碰撞过程中动能不增加，有
解得
因本实验入射球要大于被碰球，因此应有
故需满足
13. 如图所示，AOB是截面为四分之一圆的玻璃砖，圆的半径为R，一束单色光从OA的中点G垂直OA射入，在圆弧面上的D点发生反射和折射，反射光线和折射光线分别照射到OB所在平面上的E点和F点，已知△EDF为直角三角形。
（1）求玻璃砖对光的折射率；
（2）若将入射光从G点向上平移，则向上平移多大距离，光照射到圆弧面上刚好发生全反射？
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设光在D点的入射角为i
根据几何关系
由几何关系可知
由于，设折射角为r，根据几何关系可知
折射角
则折射率
（2）设光线向上平移的高度h，光线照射到圆弧面上时刚好发生全反射
这时光线在圆弧面上的入射角等于临界角C
根据几何关系
解得
14. 如图，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积、质量、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离，在活塞的右侧距离其处有一对与汽缸固定连接的卡环，两卡环的横截面积和为。气体的温度，外界大气压强。现将汽缸开口向下竖直放置（g取）。
（1）求此时活塞与汽缸底部之间的距离h；
（2）如果将缸内气体加热到，求两卡环受到的压力大小（假定活塞与卡环能紧密接触）。
【答案】（1）0.45m；（2）60N
【解析】（1）汽缸竖直放置时，封闭气体的压强
由玻意耳定律
得
解得
（2）温度升高，活塞刚达到卡环，气体做等压变化，此时
汽缸内气体温度继续升高，气体做等容变化
代入数据得
活塞受力平衡，有
代入数据得
由牛顿第三定律可知，两卡环受到活塞的压力为。
15. 如图所示，竖直平面内有一光滑轨道ABC，AB是半径为四分之一圆弧轨道，水平轨道BC两端分别放置质量均为的两小球乙、丙，右端小球丙用不可伸长的细线系在边长为a（未知）截面为正方形的固定光滑木柱顶角D处，绳长4a能承受最大拉力，细线竖直紧贴木柱刚好伸直；将质量为的小球甲从顶端A静止释放。小球均看成质点，不计一切摩擦和空气阻力，碰撞均无机械能损失，g取。求：
（1）甲滑到底端B与乙碰前瞬间对轨道的压力
（2）甲与乙碰后两球的速度大小
（3）为使绳绕在木桩上且击中D点，求a的取值范围。
【答案】（1）90N；（2）2m/s、6m/s；（3）
【解析】（1）甲球，A到B过程有
甲球到达B点有

两式联立得
由牛顿第三定律可得甲球对轨道压力为90N；
（2）甲乙在B点弹性碰撞有
解得
方向均向右
（3）乙丙两球弹性碰撞由（2）可得丙球碰后，乙球静止
当丙球在最低点绳子拉力刚好为最大60N，则
解得
最低点到水平位置（半径3a）过程绳子拉力减小
在水平位置半径突变为2a此时有
当时
综上
刚好能通过最好点时
最低点到最高点
上两式联立得
综上