江蘇省徐州市2024-2025學年高二物理上學期期中試題含解析

Page18（滿分：100分時長：75分鐘）一、單選題（每題4分，共40分）1.“雨打芭蕉”是文學中常見的抒情意向。當雨滴豎直下落的速度為時，將一圓柱形量杯置于雨中，測得時間t內杯中水面上升的高度為h。為估算雨打芭蕉產生的壓強p，建立以下模型，芭蕉葉呈水平狀；全部落到芭蕉葉上的雨滴，都有一半向四周濺散開，濺起時豎直向上的速度大小為，另一半則留在葉面上；忽視芭蕉葉上的積水以及雨滴落在葉面上時重力的影響；忽視風力以及濺起的水珠對下落雨滴的影響。已知水的密度為，則p為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】依題意，單位時間單位面積上的降水量為設芭蕉葉的面積為S，時間內落到芭蕉葉上面雨滴的質量依據(jù)題意有一半的雨滴向四周散開，設豎直向上為正方向，依據(jù)動量定理可知另一半則留在葉面上，依據(jù)動量定理則雨滴受到的撞擊力為由牛頓第三定律可知，芭蕉葉上受到的沖擊力大小為依據(jù)壓強定義式聯(lián)立解得故選A。2.在某次國防教化活動中，小明同學爬上陡峭的山頭，進行模擬投彈演習，他在同一位置在山下“敵方工事”先后水平投出甲，乙兩顆相同的仿制手榴彈，手榴彈落地點在同一水平面上，手榴彈可視為質點，空氣阻力不計，在空中的運動軌跡如圖所示，對甲、乙兩顆手榴彈運動的整個過程，下列說法錯誤的是（）A.動能的變更量相同B.動量的變更量相同C.落地時的機械能相同D.落地時重力的瞬時功率相同【答案】C【解析】【詳解】A．依據(jù)動能定理可得動能的變更量為故A正確；B．物體做平拋運動，有所以動量的變更量為故B正確；C．由圖可知，甲的水平位移大于乙的水平位移，而甲乙下落的時間相等，說明甲平拋的初速度大于乙的初速度，即甲的初動能大于乙的初動能，甲乙初始重力勢能相等，所以甲在初位置的機械能大于乙初位置的機械能，下落過程機械能守恒，所以落地時甲的機械能大于乙的機械能，故C錯誤；D．落地時重力的瞬時功率為故D正確。本題選錯誤的，故選C。3.“獨竹漂”是一項獨特的黔北民間絕技。獨竹漂高手們腳踩一根楠竹，漂行水上如履平地。如圖甲所示，在安靜的湖面上，一位女子腳踩竹竿抵達岸邊，此時女子靜立于竹竿A點，一位攝影愛好者運用連拍模式拍下了該女子在竹竿上行走過程的系列照片，并從中選取了兩張進行對比，其簡化圖如下。經過測量發(fā)覺，甲、乙兩張照片中A、B兩點的水平間距約為1cm，乙圖中竹竿右端距離河岸約為1.8cm。照片的比例尺為1:40。已知竹竿的質量約為25kg，若不計水的阻力，則該女子的質量約為（）A.41.5kg B.45kg C.47.5kg D.50kg【答案】B【解析】【詳解】對人和竹竿組成的系統(tǒng)，可看成人船模型，所以代入數(shù)據(jù)可得人的質量為故選B。4.如圖所示為聲懸浮儀，當上、下兩超聲波發(fā)生器產生的振幅相同、頻率相同的超聲波在二者之間相遇形成穩(wěn)定干涉，就可以使輕質泡沫顆粒在振幅幾乎為零的點旁邊保持懸浮狀態(tài)。若相鄰兩個輕質泡沫顆粒間的距離為（為半個波長），兩列超聲波的傳播速度均為。則超聲波的頻率為（）A.17000Hz B.34000Hz C.68000Hz D.85000Hz【答案】B【解析】【詳解】兩波的波長為依據(jù)得波的頻率為故選B。5.舞蹈演員在排練現(xiàn)場通過蹲起模擬從左向右傳播的波（視為簡諧波），某時刻的波形如圖所示。相鄰演員間隔，16個間隔構成一個完整的波形，演員從蹲下的最低位置到站直閱歷的時間為8個音樂節(jié)拍，每個節(jié)拍時長固定。下列說法正確的是（）A.演員模擬的“波”波長為4mB.演員模擬的“波”周期為8個音樂節(jié)拍C.該時刻第5個演員正在下蹲，第13個演員正在起立D.該時刻后，第9個演員的蹲起方向與第33個始終相反【答案】D【解析】【詳解】A．相鄰演員間隔，16個間隔構成一個完整的波形，演員模擬的“波”波長為8m，故A錯誤；B．演員從蹲下的最低位置到站直閱歷的時間為8個音樂節(jié)拍，演員模擬的“波”周期為16個音樂節(jié)拍，故B錯誤；C．波從左向右傳播，該時刻第5個演員正在起立，第13個演員正在下蹲，故C錯誤；D．第9個演員與第33個演員相差個波長，該時刻后，第9個演員的蹲起方向與第33個始終相反，故D正確。故選D。6.關于五幅圖像，下列說法正確的是（）A.甲是光的衍射圖樣，乙是光的干涉圖樣B.丙是利用薄膜干涉來檢測工件的平整度，通過條紋可推斷處有凸起C.圖丁為光照耀到不透亮圓盤后得到的衍射圖樣，中間的亮斑稱為泊松亮斑D.圖戊為多譜勒效應，但視察者接收到的聲音頻率與救援車發(fā)出的聲音頻率是一樣的【答案】C【解析】【詳解】A．甲是光的干涉圖樣，乙是光的衍射圖樣，故A錯誤；B．丙為薄膜干涉檢驗工件平整度，通過條紋可推斷出為凹坑，故B錯誤C．泊松亮斑是光照耀到不透亮圓盤后發(fā)生衍射現(xiàn)象，故C正確；D．視察者與聲源之間相互遠離，接收到的聲音頻率大于救援車發(fā)出的聲音頻率，故D錯誤。故選C。7.如圖所示，直徑為的圓碗，中心的深度為。將碗注滿水后，在碗底中心放置一顆黃豆，眼睛在距離水面的水平面上的位置1、2、3、4、5、6，視察碗中的黃豆。位置1在碗中心的正上方，相鄰位置相隔。已知水的折射率為，可以看到黃豆的位置是（）A.僅有位置1、2、3 B.僅有位置1、2、3、4C.僅有位置1、2、3、4、5 D.6個位置均可【答案】B【解析】【詳解】光由水射向空氣，臨界角為C，滿意而光由黃豆射向碗的邊沿明顯光沒有發(fā)生全反射，由折射定律解得即由幾何關系，在水面上方，與位置2右側距離的范圍內，均可視察到黃豆。故選B。8.某智能手機中有多種傳感器，其中包括磁傳感器，安裝合適的軟件后，利用手機中的磁傳感器可以測量磁感應強度。地磁場的磁感線分布如圖（a）所示。小明為了測量當?shù)氐牡卮艌?，如圖（b），在手機上建立直角坐標系，手機顯示屏所在平面為xOy平面。某次測量手機水平放置，z軸正方向豎直向上，測出以下數(shù)據(jù)、、。依據(jù)測量結果可以推斷（）A.測量地點位于南半球B.x軸正方向指向西方C.y軸正方向指向南方D.當?shù)氐卮艌龃笮〖s為50μT【答案】D【解析】【詳解】A．如圖所示地球可視為一個磁偶極，磁南極大致指向地理北極旁邊，磁北極大致指向地理南極旁邊。通過這兩個磁極的假想直線（磁軸）與地球的自轉軸大約成11.3度的傾斜。由表中z軸數(shù)據(jù)可看出z軸的磁場豎直向下，則測量地點應位于北半球，故A錯誤；BC．由選項A可知測量地在北半球，而北半球地磁場指向北方斜向下，則測量，故y軸正向指向北方，x軸正向指向東方，故BC錯誤；D．磁感應強度為矢量，故由表格可看出此處的磁感應強度大致為計算得故D正確。故選D。9.如圖所示，絕緣水平面上P點右側光滑，左側粗糙且上方存在垂直紙面對外的勻強磁場，在P點右側有一與水平面垂直的固定絕緣彈性擋板。不帶電的絕緣物塊B緊挨P點靜止在P點右側，另一帶電絕緣物塊A以某一初速度從P點左側向右運動，與物塊B發(fā)生彈性碰撞。已知A、B之間只發(fā)生一次碰撞，物塊B與彈性擋板碰撞后，在到達P點之前，A、B兩物塊之間的距離始終保持不變。下列有關說法正確的是（）A.物塊A、B質量滿意：，且物塊A帶正電B.物塊A、B的質量滿意：，且物塊A帶正電C.物塊A、B的質量滿意：，且物塊A帶正電D.物塊A、B質量滿意：，且物塊A帶負電【答案】A【解析】【詳解】要保證兩者距不變，應同時滿意兩個條件：碰后A反向且A、B速度大小相同；進入粗糙區(qū)域后，A受到洛倫茲力等于重力，依據(jù)彈性碰撞動量、機械能守恒有令解得為保證A物塊進入粗糙水平面后，速度不變，則洛倫茲力豎直向上與重力平衡，故依據(jù)左手定則可知，物塊A帶正電。故選A。10.霍爾元件在許多自動限制裝置中有著廣泛的應用，例如可以利用霍爾元件測量物體的轉速，其簡化原理圖如圖甲所示，其中霍爾元件上下兩個側面連接直流電源，左右側面連接電壓傳感器，最終在計算機屏幕上顯示出電壓隨時間變更的圖像。圖甲中由三個形態(tài)相同、分布勻整的葉片制作的葉輪放置在霍爾元件與磁鐵縫隙之間，葉片由特別材料制成，磁感線不能穿過葉片，葉片大小能夠完全遮攔住霍爾元件。當葉片勻速轉動時，計算機顯示如圖乙所示的圖像。圖乙中所標各量已知，則下列有關說法正確的是（）A.葉輪的轉速為B.葉輪的轉速為C.若轉速增加，則圖乙中電壓值將增加D.若磁鐵磁性減弱，則會對轉速的測量產生影響【答案】A【解析】【詳解】AB．由題意及乙圖可知，葉輪轉一周所需時間為故轉速為故A正確，B錯誤；C．設霍爾元件前、后表面間的距離為h，有又因為其中N為霍爾元件單位體積內的自由電荷數(shù)，解得可見電壓U與轉速大小沒有關系，故C錯誤；D．若磁鐵磁性減弱，會影響電壓大小，但與轉速無關，故D錯誤。故選A。二、試驗題（每空3分，共24分）11.小明學習“用單擺測量重力加速度”試驗后，利用甲圖裝置做了該試驗。（1）測量擺長時，先用毫米刻度尺測得擺球懸掛后的擺線長（從懸點到擺球的最上端）為L，再用游標卡尺測得擺球的直徑，讀數(shù)如乙圖所示，則d=___________cm，若再測得單擺周期為T，則當?shù)氐闹亓铀俣萭=___________（用L、d、T表示）。（2）在安裝裝置時，擺線上端有三種系掛方式，下列方式哪種是正確的___________（填對應序號）。（3）在測量周期時，若從擺球運動到最低點起先計時且記數(shù)為1，到第n次經過最低點所用的時間為t，則單擺周期為T=___________（用n、t表示）。（4）假如把該裝置搬到月球上進行試驗，變更單擺的擺長l，多次測量單擺在不同擺長下所對應的周期T，并描繪出T2-l圖像如丙圖所示，則可得知月球重力加速度大小為___________m/s2?！敬鸢浮竣?2.150②.③.③④.⑤.1.6【解析】【詳解】（1）[1]游標卡尺的讀數(shù)為主尺的讀數(shù)與游標尺讀數(shù)之和，所以[2]依據(jù)周期公式可得（2）[3]為防止擺球搖擺及試驗過程擺長變更，應當用夾子固定擺線懸點。故選③。（3）[4]從擺球運動到最低點起先計時且記數(shù)為1，到第n次經過最低點所用的時間為t，則單擺全振動的次數(shù)為則單擺的周期為（4）[5]依據(jù)單擺周期公式由圖像可知可得12.阿特伍德機的示意圖如圖所示，物塊A（左側固定有擋光片）與物塊B用輕繩連接后，跨放在定滑輪上，萬同學經過思索確定利用該裝置來驗證動量守恒定律。（1）他先用游標卡尺測得擋光片的寬度d，然后用托盤天平測量物塊A（含擋光片）與物塊B的質量，利用黏性極好的橡皮泥（作為配重）使物塊A（含擋光片）與物塊B的質量相等。（2）接著該同學讓物塊A在桌面上處于靜止狀態(tài)，將物塊B從靜止位置沿豎直方向提升h后由靜止釋放，一段時間后與光電門傳感器相連的數(shù)字計時器記錄下?lián)豕馄瑩豕獾臅r間。（3）已知當?shù)氐闹亓铀俣却笮間，則輕繩繃緊前瞬間物塊B的速度大小為________。試驗中使物塊A（含擋光片）與物塊B的質量相等的目的是輕繩繃緊后，物塊A（含擋光片）與物塊B一起做________（填“勻加速”、“勻速”或“勻減速”）運動。驗證輕繩繃緊過程中動量守恒的表達式為________（用題中所給物理量符號表示）。【答案】①.②.勻速③.【解析】【詳解】（3）[1]由自由落體運動有可得輕繩繃緊前瞬間物塊B的速度大小為[2]物塊A（含擋光片）與物塊B的質量相等時，輕繩繃緊后，物塊A（含擋光片）與物塊B整體的合力為零，所以一起做勻速運動；[3]輕繩繃緊后，A過光電門的速度為由動量守恒可得即三、計算題（6分+8分+10分+12分，共36分）13.水平方向的彈簧振子在B-O-C之間做簡諧運動，如圖甲所示，其中BC長為0.1m，振子質量，運動過程中彈簧的彈性勢能隨時間如圖乙所示變更，結合圖像數(shù)據(jù)，試求：（1）振子的振幅和周期；（2）振子運動到平衡位置O時的動量大小?！敬鸢浮浚?）0.05m，2s；（2）【解析】【詳解】（1）依題意，依據(jù)簡諧振動的特點可知，該彈簧振子的振幅為依據(jù)彈簧振子的運動特點，可知彈簧振子從最大位移處向平衡位置運動時，彈簧的彈性勢能從最大漸漸減小，到達平衡位置時，減小為零，故由圖乙可得該彈簧振子的周期為（2）振子運動到平衡位置O時，彈簧把彈性勢能全部轉化為振子的動能，即結合可求得此時振子的動量大小為14.“哈爾濱冰燈冰雕景觀”是中華民族文化旅游的知名品牌，在國際舞臺上享有盛名。大師們把現(xiàn)代光雕藝術與傳統(tǒng)燈藝相結合，打造出絢爛夢幻的現(xiàn)場效果。如圖所示，在半徑為R圓柱體冰塊的底面有一個半徑為r的圓形面狀光源，其圓心與冰塊底面圓心重合，面狀光源發(fā)出藍光，冰對藍光的折射率為n。已知真空中的光速為c，不計面狀光源的厚度，求：（1）設圓柱高為H0，藍光從光源發(fā)出到從圓柱體上表面射出所需的最短時間t。（2）要使從光源發(fā)出且干脆照耀到上表面的全部光線都能干脆折射出去，圓柱的高度H應滿意什么條件？【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）藍光在冰塊中傳播的速度大小為由幾何關系可知，面狀光源各點到圓柱上表面的最小距離均為H0，則解得最短時間為（2）在面狀光源上任取一點A，A發(fā)出的光干脆照耀到圓柱上表面任一點B，設光從A射到B時的入射角為α，則圓柱的高確定，且α小于90°，所以，AB越大，cosα越小，則α越大，由此，如圖所示從面狀光源發(fā)出且干脆照耀到圓柱上表面的全部光線入射角的最大值為β，依據(jù)幾何關系有要使從面狀光源發(fā)出且干脆照耀到圓柱上表面的全部光線都能干脆折射出去，應有解得15.如圖所示，AC為3m長的水平桌面，其中AB段粗糙，BC段光滑且長為2m。質量長度為1m的勻質長方體物塊，靜置于桌面上的AB部分，另有一個質量的小球，靜置于桌面上靠近C的位置?，F(xiàn)有一水平向左的恒力F作用于物塊上，當物塊完全經過B點時立即撤去恒力F，隨后物塊與小球發(fā)生彈性正碰，碰撞后小球從D點進入光滑的圓弧形軌道，再從H點進入光滑半圓形凹槽，凹槽右側有一固定擋板，擋板左側的水平地面光滑。已知小球在D處對軌道的壓力為小球重力的3倍，物塊與桌面AB部分的動摩擦因數(shù)，圓弧形軌道的半徑，半圓形凹槽的半徑，CD間距和EH間距均略大于小球直徑，小球直徑遠小于，重力加速度。（1）求小球在D點的速度；（2）求恒力F的大??；（3）若使小球不從凹槽左側沖出去，求半圓形凹槽的質量M需滿意的條件?！敬鸢浮浚?），方向向左；（2）10N；（3）小于或等于【解析】【詳解】（1）小球在D處對軌道的壓力為小球重力的3倍，此時小球的向心力又得小球在D點的速度方向向左；（2）依據(jù)動量守恒定律依據(jù)能量守恒得依據(jù)動能定理解得恒力F=10N（3）對于小球恰好不從凹槽左側沖出去的狀況分析。小球進入半圓形凹槽后，到達最低點速度設為v0，之后沿凹槽向上運動，凹槽離開擋板向左運動。要使小球恰好不能從凹槽沖出，即小球和凹槽共速，設為v，小球運動到凹槽最低點過程中，由能量守恒小球從凹槽最低點到和凹槽共速過程中，水平方向上動量守恒，取水平向左正，則m2v0=(m2+M)v依據(jù)能量守恒聯(lián)立解得即半圓形凹槽的質量M需滿意的條件是小于或等于。16.在如圖所示的