2023北京二十中高二上學期期末物理試題及答案

2023北京二十中高二（上）期末物理（選考）一、單項選擇題（共小題。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是正確的）1.圖甲為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=正確的是（）A.該時刻起質點K在的時間內沿x軸移動0.2mB.該時刻起再經0.5sK的加速度為正方向最大C.如果圖乙為質點K的振動圖像，則波沿x軸正向傳播D.如果圖乙為質點L的振動圖像，則波沿x軸正向傳播2.觀察雙縫干涉圖樣的實驗裝置如圖所示，用綠色濾光片時從目鏡中可以看到綠色的干涉條紋，在其他條件不變的情況下，下列操作可以使條紋的間距變大的是（）A.換成紫色濾光片B.換成縫寬更大的單縫C.換成間距更小的雙縫D.換成雙縫到屏的距離更小的遮光筒3.某同學注意到手機攝像頭附近有一個小孔，查閱說明后知道手機內部小孔位置處安裝了降噪麥克風。翻如圖是理想情況下的降噪過程，實線對應環(huán)境噪聲，虛線對應降噪系統產生的等幅反相聲波。則（）A.降噪過程實際上是聲波發(fā)生了衍涉C.降噪聲波與環(huán)境噪聲的傳播速度相等B.降噪過程可以消除通話時所有背景雜音D.P點經過一個周期傳播的距離為一個波長4.2022年9月1日，問天實驗艙的小機械臂首次亮相，小機械臂臂長近6米，通過關節(jié)，小機械臂可以實現類似人類手臂的運動能力。若該機械臂向太空同一方向，用同樣的力，同時拋出一個克重的鋼球和一個克重的銅球，假設力的作用時間相同，預定距離二十米，鋼球和銅球哪個先抵達？那么正確的結論是（A.鋼球先到達）B.銅球先到達C.同時到達D.無法判定5.分析下列所描述的四個物理現象：①聽到迎面而來越來越尖銳的汽笛聲；②夏天里一次閃電過后，有時會雷聲轟鳴不絕；③水塘中的水波能繞過障礙物繼續(xù)傳播；④圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音。這些現象分別是波的（）A.多普勒效應、衍射現象、反射現象、干涉現象B.干涉現象、衍射現象、多普勒效應、折射現象C.多普勒效應、反射現象、衍射現象、干涉現象D.多普勒效應、反射現象、干涉現象、衍射現象6.對如圖所示的圖片、示意圖或實驗裝置，下列判斷準確無誤的是（）A.甲圖是小孔衍射圖樣，也被稱為泊松亮斑”B.乙圖是薄膜干涉的應用，用來檢測平面的平整程度C.丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S、S的路程差是半波長的奇數倍，則P處是亮紋12D.丁圖是薄膜干涉現象的實驗裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現豎直干涉條紋7.如圖所示，我國自行研制的第五代隱形戰(zhàn)機“殲”以速度v0水平向右勻速飛行，到達目標地時，將質量為M的導彈自由釋放，導彈向后噴出質量為m、對地速率為v1的燃氣，則噴氣后導彈的速率為（）0+mvM?m10?0M?mA.C.B.D.?10+1MM8.如圖所示，在光滑的水平面上有一靜止的小車，甲、乙兩人分別站在小車左、右兩端。當他倆同時相向而行時，發(fā)現小車向右運動。下列說法正確的是（）A.乙的速度必定小于甲的速度C.乙的動量必定小于甲的動量B.乙的速度必定大于甲的速度D.乙的動量必定大于甲的動量9.如圖所示為電磁流量計原理示意圖，在非磁性材料做成的圓形管道上加一個磁感應強度為B的勻強磁場，已知管中有導電液體流過時，管壁上ab兩點間的電勢分別為A和，且管道直徑為D，電流方向B向右，液體流量是指單位時間內流過管液體的體積，則（）A.管內自由電荷運動的電荷為正離子則A＞BB.管內自由電荷運動的電荷為負離子則A＜BBDC.液體流量Q=4A?BDA?B4BD.液體流量Q=10.如圖所示，小球A質量為m，系在細線的一端，線的另一端固定在O點，O點到光滑水平面的距離為h。物塊B和C的質量分別是m和m，B與C用輕彈簧拴接，置于光滑的水平面上，且B物塊位于O點正下方?，F拉動小球使細線水平伸直，小球由靜止釋放，運動到最低點時與物塊B發(fā)生正碰（碰撞時間極h為g，下列分析正確的是（）15A.碰后輕彈簧獲得的最大彈性勢能為mgh12815B.碰后輕彈簧獲得的最大彈性勢能為645mC.碰撞過程B物塊受到的沖量大小為D.碰撞過程B物塊受到的沖量大小為2gh2gh25m8二、不定向選擇題（共5如圖是某繩波形成過程的示意圖，0.4m，質點134…t=時刻質點1開始豎直向上運動，經過0.5s質點1第一次到達最高點，質點6開始運動，此時0到右端，質點1發(fā)生的位移為10cm。下列判斷正確的是（）A.這列波的波長為8mB.=1s時質點6的加速度方向向上C.從計時開始到=1.5s時質點6運動的路程為20cmD.=2s時質點正處于平衡位置且運動方向向上12.一束可見光a由3種單色光m、p和q組成，光束a通過三棱鏡后的傳播情況如圖所示。關于3種單色光mp和，下列說法正確的是（）A.在真空中，單色光p的傳播速度最大B.在三棱鏡中，單色光m的傳播速度最大C.從三棱鏡射向空氣時，單色光m發(fā)生全反射的臨界角最大D.三棱鏡對單色光q的折射率最小13.1234為質譜儀。下列說法正確的是（）A.圖1要增大某種粒子的最大動能，可增加磁場的磁感應強度B.圖2是磁流體發(fā)電機，等離子體的速度越大，電源電動勢越大EC.圖3中電子、質子能夠沿直線通過速度選擇器的條件是v=BD.圖4中不同離子經過質譜儀偏轉半徑之比等于粒子的比荷之比14.某一質譜儀原理如圖所示，區(qū)域為粒子加速器，加速電壓為U；區(qū)域Ⅱ為速度選擇器，磁場與電場正1BB交，磁感應強度為，兩板間距離為；區(qū)域Ⅲ為偏轉分離器，磁感應強度為。今有一質量為m、電12荷量為qU加速后，該粒子恰能通過速度選擇器，粒子進入分離1器后做勻速圓周運動。下列說法正確的是（）A.粒子帶負電2qU1mB.粒子離開加速器時的速度大小v=B2qU1mC.速度選擇器兩板間的電壓U2=1d1U1mqD.粒子在分離器中做勻速圓周運動的半徑R=2M=3kg15.m=v=4m/s0g弧下端水平。有一質量的小球以水平初速度）從圓弧下端滑上小車，重力加速度取10m/s。下列說法正確的是（A.在小球滑到最高點過程中，小球與小車組成的系統機械能守恒B.在小球滑到最高點的過程中，小球與小車組成的系統動量守恒C.小球沿圓弧軌道上升的最大高度時的速度大小為1m/sD.小球沿圓弧軌道上升的最大高度為0.6m三、實驗題（共2小題）16.“測定玻璃的折射率的實驗中，如圖所示，某同學，先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，玻璃磚平放在白紙上，然后在白紙上確定玻璃磚的界面所在直線aa和bb′(圖中并未直接畫的出具體位置．0為直P1P兩枚大頭針.2線與aa′的交點，在直線上豎直地插上、(1)該同學接下來要完成的必要步驟有_____________.A．插上大頭針P，使P僅擋住P的像332B．插上大頭針P，使P擋住的像和的像PP3312C．插上大頭針P，使P僅擋住P443D．插上大頭針4，使擋住PP3P1P2和、的像4P3P作直線交′于O′，過O′作垂直于bb的直線NN′，連接OO′.測量圖中角α和β的大?。畡t玻4(2)過、璃磚的折射率=____________.(3)如圖所示，該同學在實驗中將玻璃磚界面′和′的間距畫得過寬．若其他操作正確，則折射率的測量值________準確值（選填大于、“小于”“等于”）.(4)以往，已知材料的折射率都為正值（>0sini=n為負值（<0i與折射角r依然滿足，但sinr=-1，正確反映電磁波穿過該材料的傳播路徑的示意圖是_____A.B.CD.17.某同學利用圖甲所示的裝置進行“驗證動量守恒定律”的實驗。在水平地面上依次鋪上白紙、復寫紙，記下小球拋出點在記錄紙上的垂直投影點O。實驗時，先調節(jié)軌道末端水平，使A球多次從斜軌上位置PEB球靜置于水平軌道的末端，再將A球從斜軌上位置P靜止釋放，與B球相碰后兩球均落在水平地面上，多次重復上述A球與B球相碰的過程，根據小球在白紙上多次落點的痕跡（圖乙為B球多次落點的痕跡）分別找到碰后mA兩球落點的平均位置D和FODOEA球的質量為B球mB的質量為。（1）關于實驗器材，下列說法正確的是______；A．實驗軌道必須光滑B．該實驗不需要秒表計時CA球的質量可以小于B球的質量（2）關于實驗操作，下列說法正確的是______；A．實驗過程中白紙和復寫紙可以隨時調整位置BA球每次必須從同一位置由靜止釋放CB球的落點并不重合，說明該同學的實驗操作出現了錯誤（3）實驗直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，該同學認為可以“通過測量小球做平拋運動的水平射程來代替小球碰撞前后的速度”，這樣做的依據是______。（4）若滿足關系式A=m=（5、B實驗的部分信息，若兩球碰撞為彈性碰撞，請將碰后B球落點的位置標注在丙圖中。______（）完成上述實驗后，某實驗小組對上述裝置進行了改裝，如圖所示，在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面，斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接，使小球A仍從斜槽上S點由靜止?jié)L下，多次實驗，得到NNl1兩球落在斜面上的平均落點M、P、M、P、三點的距離分別為、l2、l。則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為______3518.如圖所示，一束光由空氣射向水，入射角為，折射角為37°31080.6m/s，sin37=，sin53=0.8）求：（1折射率n；（2）光在水中傳播的速度；（3）光從水中射入空氣的臨界角的正弦值。19.利用如圖裝置可以測量勻強磁場的磁感應強度。在傾角=30°的絕緣斜面上固定兩根電阻不計的平行光滑金屬導軌，導軌間距=10.0cm，下端接有電源、開關、理想電流表和滑動變阻器。導體棒ab垂直導軌放置且與導軌接觸良好，勁度系數k=5.0N/m的輕質彈簧上端固定，下端與導體棒的中點相連，彈簧與導軌平面平行且始終與導體棒垂直，整個裝置處于垂直于導軌平面的勻強磁場中、現閉合開關，接通電源，調節(jié)滑動變阻器，當電流=0.20A時導體棒保持靜止且彈簧處于原長狀態(tài)。將電源正負極對調，保持滑動變阻器滑片位置不變，導體棒靜止時彈簧的伸長量=2.0cmg=10m/s2。（1）請推導出勻強磁場磁感應強度B的表達式并求出其大小和方向；（2）求金屬棒的質量。20.單擺是我們研究簡諧振動中常用的模型，已知某單擺的小球質量為m，擺長為，當地重力加速度為g，嘗試回答下述問題：x（1θ角很小時，sin（其中xl單擺可視為簡諧振動。m（2）簡諧運動的周期公式為T=（其中kk公式。（3）依據單擺的周期公式，我們可通過實驗來測定當地的重力加速度，分析以下實際情況，測出的重力加速度是“偏大”、“偏小”還是“準確”，簡述判斷理由。a.測量擺長時，僅考慮擺線長度，未計入小球半徑。b.計時后提前停下秒表，導致測量的周期略小。（4）一位同學測量多組數據后畫出周期平方擺長（2一）的圖像見乙圖，若該直線的斜率為，寫出k0k該同學所測重力加速度的表達式（包含021.m的物塊ABC塊B的左側固定一輕彈簧。給A一個初速度vBB0與C恰好相碰并粘接在一起，然后繼續(xù)運動。假設B和C碰撞時間極短，求：（1A開始運動到彈簧壓縮最短時C受到的沖量大??；（2A開始運動到A與彈簧分離的過程中，整個系統損失的機械能；（3）彈簧第一次壓縮到最短時的彈性勢能。22.如圖甲所示，空間分布著方向平行于紙面、寬度為d的水平勻強電場。在緊靠電場右側半徑為R的圓形區(qū)域內，分布著垂直于紙面向里的勻強磁場。一個質量為m、電荷量為q的粒子從左極板上A點由靜止釋放后，在M點離開加速電場，并以速度v0沿半徑方向射入勻強磁場區(qū)域，然后從N點射出。兩點間的圓心角∠MON=120°，粒子重力可忽略不計。（1）求加速電場場強E0的大?。唬?）求勻強磁場的磁感應強度B的大??；（3）若僅將該圓形區(qū)域的磁場改為平行于紙面的勻強電場，如圖乙所示，帶電粒子垂直射入該電場后仍然從N點射出。求該勻強電場場強E的大小。參考答案一、單項選擇題（共小題。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是正確的）1.【答案】D【解析】【詳解】A．質點K只能在平衡位移附近沿y軸方向振動，不能沿xA錯誤；B．由圖乙可知，該波的周期為T=2s假設波向左傳播，該時刻起再經0.5sK到達負方向最大位移處，此時質點K的加速度為正方向最大；假設波向右傳播，該時刻起再經0.5sK到達正方向最大位移處，此時質點K的加速度為負方向最大；B錯誤；C．如果圖乙為質點K的振動圖像，在t傳播，C錯誤；=時，質點K沿y軸負方向振動，由上下坡法確定波沿x軸負向D．如果圖乙為質點L的振動圖像，在t時，質點L沿y軸負方向振動，由上下坡法確定波沿x軸正向=傳播，D正確。故選D2.【答案】C【解析】lx=分析各選項?！驹斀狻扛鶕絛A．換成紫色濾光片，波長減小，條紋間距將變小，A錯誤；B．換成縫寬更大的單縫，條紋間距不變，B錯誤；C．換成間距更小的雙縫，條紋間距變大，C正確；D．換成雙縫到屏的距離更小的遮光筒，條紋間距變小，D錯誤。故選C。3.【答案】C【解析】A列聲波等幅反相，所以振動減弱，起到降噪作用，故A錯誤；B．降噪過程不能消除通話時的所有背景雜音，只能消除與降噪聲波頻率相同的雜音，故B錯誤；C．機械波傳播的速度由介質決定，則知降噪聲波與環(huán)境噪聲的傳播速度相等，故C正確；D．質點P點并不隨波移動，故D錯誤。故選C。4.【答案】A【解析】【詳解】根據動量定理可得=?0的加速度相同，位移相同，所以速度大的鋼球運動的時間較短。故選A。5.【答案】C【解析】【詳解】①聽到迎面而來的尖銳汽笛聲，即汽車靠近時感覺音調升高，這是多普勒效應造成的；②夏天里一次閃電過后，有時會雷聲轟鳴不絕，是因為聲音在云層之間來回反射造成的；③水塘中的水波能繞過障礙物繼續(xù)傳播，這是水波的衍射現象；④圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音，是音叉發(fā)出兩個頻率相同的聲波相互疊加，出現加強區(qū)和減弱區(qū)，這是干涉現象，故C正確，錯誤。故選C。6.【答案】B【解析】【詳解】A．甲圖是小孔衍射的圖樣，“泊松亮斑”中央是亮點，選項A錯誤；B．乙圖是薄膜干涉的應用，用來檢測平面的平整程度，選項B正確；C．丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S、S的路程差是半波長的奇數倍，則P處是暗紋；若P到S、S2121的路程差是波長的整數倍，則P處是亮紋，選項C錯誤；D．丁圖是薄膜干涉現象的實驗裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，因為是等厚干涉，則將出現水平干涉條紋，選項D錯誤。故選B。7.【答案】A【解析】【詳解】取水平向右為正方向，設噴氣后導彈的速度大小為v得，導彈在噴出燃氣前后瞬間根據動量守恒可x=?+(M?m)v01x解得0+mv1vx=Mm?故選A。8.【答案】D【解析】【詳解】甲乙兩人和小車組成的系統不受外力，所以動量守恒mv+mv+mv=0甲甲乙乙車車小車向右運動說明甲乙兩人總動量向左，說明乙的動量大于甲的動量，但由于不知道兩人質量關系，所以無法確定速度關系。故選D。9.【答案】D【解析】【詳解】AB．管中有導電液體流過時，由左手定則帶正電的導電液受洛侖茲力向上管壁偏轉，上管壁帶正電，則<，帶負電的導電液受洛侖茲力向上管壁偏轉，上管壁帶負電，所以>，所以AB錯BABA誤；CD．由洛侖茲力與電場力平衡有U=q，U=A?BD液體流量1Q==D24由上幾式解得DA?BQ=4B所以C錯誤；D正確；故選D。10.A【解析】【詳解】CD．設小球運動到最低點與物塊B碰撞前的速度大小為v，取小球運動到最低點時的重力勢能為零，根據機械能守恒定律有1mgh=mv212解得1=2gh設碰撞后小球反彈的速度大小為'，同理有h1='21162解得21'=4設碰撞后物塊B的速度大小為v，取水平向右為正方向，由動量守恒定律有1=?1+2'解得2gh2=4由動量定理可得，碰撞過程B物塊受到的沖量為5mI=52=2gh4故錯誤；AB．碰撞后當B物塊與C物塊速度相等時輕彈簧的彈性勢能最大，據動量守恒定律有=(+)3525mmv由機械能守恒定律得11Epm=52?5m+m)v22322解得碰后輕彈簧獲得的最大彈性勢能為15Epm=mgh128故A正確，B錯誤。故選A。二、不定向選擇題（共5【答案】ACD【解析】【詳解】A．t=0時刻質點1開始豎直向上運動，經過1第一次到達最高點，質點6開始運動，說明質點振動的周期T=2s，繩波的波長為=8mA正確；B．介質中的各點起振方向與波源相同，經過0.5s1第一次到達最高點，質點6開始運動，再經過0.5s質點6到達最高點，此時質點6的加速度方向向下，B錯誤；C．由題可知，繩波的振幅A==1.5s時質點6（實際運動了1.0s）運動的路程為，故從計時開始到s=2A=20cmC正確；D．由題可知，繩波的周期T2s=，故t=時，繩波向右傳播一個周期到達質點位置，介質中的各點起振方向與波源相同，故此時質點正處于平衡位置且運動方向向上，D正確。故選ACD。12.【答案】【解析】【詳解】A．光線在真空中的傳播速度都相等，為，故A錯誤；sinicmq折射率最大，根據v=BDn=sinrn可知，單色光m的傳播速度最大，故BD錯誤；1C．根據sinC故選BC。=，光線m在介質的折射率最小，所以單色光m發(fā)生全反射的臨界角最大，故C正確；n13.ABC【解析】【詳解】A1中，設回旋加速器D形盒的半徑為R，當帶電粒子離開回旋加速器動能最大時，做圓周運動的半徑等于D形盒的半徑，則有v2=mR最大動能為聯立解得1E=mv2k2q2B2R2Ek=2m要增大某種粒子的最大動能，可增加磁場的磁感應強度，A正確；B2中，等離子體在兩極板間受電場力和洛倫茲力平衡，則有qEqvB電源電動勢U=Ed=可知等離子體的速度越大，電源電動勢越大，B正確；C3中，質子能夠沿直線通過速度選擇器的條件是質子所受電場力等于洛倫茲力，即qEqvB解得Ev=BC正確；D4中，離子先經加速電場加速，由動能定理可得1qU=22解得2v=m離子入磁場B后，做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，則有v2=mr解得則有12r=Bqm2q2r:r=:1121D錯誤。故選ABC。14.【答案】【解析】【詳解】A．粒子在磁場2中做逆時針的圓周運動，根據左手定則，粒子帶正電，A錯誤；B．根據動能定理1qU=212得粒子離開加速器時的速度大小為2qU1mv=B正確；C．粒子在速度選擇器中做勻速直線運動，則U2dqvB1=q速度選擇器兩板間的電壓為2qU1mU=Bd21C錯誤；D．根據牛頓第二定律v22=mR得1U1mqR=2D正確。故選BD。15.ACD【解析】【詳解】A．在小球滑到最高點的過程中，小球與小車組成的系統機械能守恒，選項A正確；B向動量不守恒，選項B錯誤；CD．小球與小車組成的系統水平方向動量守恒，小球沿圓弧軌道上升的最大高度為h，兩者共同速度大小v為0=(M+m)v解得014M+m3+1v==m/s=1m/s小球與小車組成的系統機械能守恒1102=(M+m)v2+mgh22解得h=0.6m選項正確。故選ACD。三、實驗題（共2小題）sin.（）n=.（3）小于④.16.【答案】①.（）【解析】1）確定P大頭針的位置的方法是插上大頭針PPP、P的像．確定P大頭針的位置333124的方法是插上大頭針PP擋住P和P、P的像．故AC錯誤，44312sinn=（2）如圖，光線在bb′面的折射角為β，折射角為，則根據折射定律得：玻璃磚的折射率（3）作圖時，玻璃磚應與所畫的邊界相齊．該同學的做法中，將玻璃磚界面aa′的間距畫得過寬，導致在′的折射角要大于真實的折射角，導致折射率的測量值偏?。?）本題給定信息“光的折射光線和入射光線位于法線的同側”，無論是從光從空氣射入介質，還是從介質射入空氣，都要符合此規(guī)律，故AD錯誤．折射率為，由光的折射定律可知，同側的折射角等于入射角，故B正確．C17.【答案】①.B②.B③.m=m+m平速度成正比④..AABml2=A1+B3A.【解析】）[1]AA球只需要每次從同一位置由靜止釋放，到達斜槽末端的速度相等，不需要軌道光滑，A錯誤；B．實驗通過位移間接反映速度，不需要秒表計時，B正確；C．為保證AB球撞擊后能繼續(xù)向前做平拋運動，A球質量必須大于B球質量，C錯誤。故選B。（2）[2]A．實驗中復寫紙可以調整，白紙記錄小球位置，不能隨意調整，A錯誤；BA球每次必須從同一位置由靜止釋放，使A球到達斜槽底端時的速度相等，B正確；CB球的落點并不重合，說明該同學的實驗存在誤差，不能說明存在錯誤，C錯誤。故選B。（3）小球豎直方向做自由落體運動，時間相等，所以小球的水平位移與水平速度成正比。所以通過測量小球做平拋運動的水平射程來代替小球碰撞前后的速度。（4）根據動量守恒mv=mv+mvBBAAA則即m=mvt+mvtAAABBm=m+mAAB滿足上式可以認為兩球碰撞前后動量守恒。（5）若兩球碰撞為彈性碰撞，則根據機械能守恒1211mvA2=mv2A+mv2BAB22結合動量守恒表達式得Bv2AA+B12==7則B球落點到O點距離如圖（6）設斜面傾角為，則1y=lsin=gt2x=l=vt0，2同上一實驗可知，動量守恒可表達為mv=mv+mvA2A1B3即gl22sin12sin32sinAcos=Acos+Bcos得Al2=A1+B3543418.）n=2）v=2.2510（3）sinC=83【解析】1）光線從空氣射入水中折射，則sinisin534sinrsin373n===cvn=（2得光在水中傳播速度為cv==2.25108n1（3）光從水中射入空氣，由sinC=可得n34sinC=19.）B==），B20.01kg2【解析】）根據平衡條件和左手定則，可知勻強磁場磁感應強度的方向垂直導軌平面向下設導體棒的質量為m，彈簧處于原長狀態(tài)時有mgsin=BIl彈簧伸長量為時有聯立解得sin+=