江蘇省南通市2023-2024學年高二上學期物理期中考試試卷（含答案）

江蘇省南通市2023-2024學年高二上學期物理期中考試試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三總分評分一、單選題1．下面是四種與光有關的事實，其中利用到光的衍射原理的是（）A．用光導纖維傳播信號B．用白光照射單縫，在屏上看到彩色的條紋C．用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度D．潛水員在水下看到岸上的景物都在一個倒立的圓錐里2．小明同學將一個以電池為電源的蜂鳴器固定在長竹竿的一端，閉合開關后聽到它發(fā)出聲音。現(xiàn)用竹竿把蜂鳴器舉起并在頭頂快速做圓周轉動，蜂鳴器從A轉動到B的過程中的某位置，小明及甲、乙三位同學聽到蜂鳴器發(fā)出聲音的頻率分別為f1A．f3>f1>f2 B．3．公路上的減速帶用于降低車速。一輛汽車懸架的固有頻率為10Hz，駛過某路面上的一排減速帶，相鄰減速帶的間距為2m，則（）A．汽車顛簸的頻率始終為10HzB．汽車速度越大，顛簸得越厲害C．汽車速度越大，汽車懸架的固有頻率越大D．當汽車以20m/s的速度行駛時顛簸得最厲害4．如圖所示，圓形鐵絲圈上附有一層肥皂液膜，燈泡發(fā)出一種單色光。先后把鐵絲圈水平擺放在燈泡上方的a位置和豎直擺放在燈泡附近的b位置，則觀察到的干涉條紋是（）A．a(chǎn)、b位置都是橫條紋B．a(chǎn)、b位置都是環(huán)形條紋C．a(chǎn)位置是橫條紋，b位置是環(huán)形條紋D．a(chǎn)位置是環(huán)形條紋，b位置是橫條紋5．用雙縫干涉實驗測量某單色光的波長，實驗裝置如圖所示，由左至右依次放置相關光學元件，①、②、③三處放置的元件分別為（）A．濾光片、雙縫、單縫 B．濾光片、單縫、雙縫C．單縫、濾光片、雙縫 D．單縫、雙縫、濾光片6．有一種魔術道具稱為“穿墻而過”。其結構是兩片塑料偏振片卷起來，放進空心的透明圓筒內，中間兩偏振片重疊區(qū)域給觀眾感覺為一塊“擋板”，如圖甲所示。當圓筒中的小球從B端滾向A端，居然穿過了“擋板”，如圖乙所示。則（）A．該魔術說明光是橫波B．該魔術對觀眾的觀察角度有要求C．只用一片塑料偏振片也可以完成該魔術D．該魔術中對兩偏振片卷起來的方式無要求7．如圖所示，帶電粒子從O點射入寬度為d的有界勻強磁場，粒子的入射方向與磁場邊界的夾角為θ，從磁場的右邊界P點離開，OP長為d，粒子僅受磁場力作用。則（）A．可以求出粒子在磁場中的運動時間B．可以求出粒子做圓周運動的半徑C．可以求出粒子的速度大小D．可以求出粒子的比荷8．以下裝置中都涉及到磁場的具體應用，關于這些裝置的說法正確的是（）A．甲圖為回旋加速器，增加電壓U可增大粒子的最大動能B．乙圖為磁流體發(fā)電機，可判斷出A極板是發(fā)電機的正極C．丙圖為質譜儀，打到照相底片D同一位置粒子的比荷相同D．丁圖為速度選擇器，特定速率的粒子從左右兩側沿軸線進入后都做直線運動9．2022世乒賽團體錦標賽在成都舉行。如圖所示，運動員水平持拍，乒乓球從某一高度自由下落，以4m/s的速度碰撞球拍，同時球拍水平移動，乒乓球與球拍碰撞后的速度大小為5m/s，且反彈后的高度與下落高度相等。忽略空氣阻力及碰撞過程中乒乓球重力的影響，碰撞時間極短。則（）A．乒乓球反彈至最高點時速度為0B．乒乓球撞擊過程的速度變化為1m/sC．乒乓球拍水平移動的速度可能是2m/sD．乒乓球與球拍之間的動摩擦因數(shù)為0.37510．一列簡諧橫波沿x軸方向傳播，傳播速度為10m/s，振幅為10cm。圖甲為圖乙中質點P的振動圖像，圖乙是t=0.22s時刻波的圖像。則（）A．該波沿x軸負方向傳播B．質點P平衡位置的坐標x=0.2mC．圖乙中質點Q比質點P先回到平衡位置D．從圖乙時刻再過1.26s，質點P通過的路程s=2.1m二、實驗題11．某智能手機中有“手機物理工坊app”軟件，其中的“磁傳感器”功能能實時記錄手機附近磁場的變化，磁極越靠近手機，“磁傳感器”記錄下的磁感應強度越大?，F(xiàn)用手機、磁化的小球、鐵架臺、塑料夾子等實驗器材組裝成如圖甲所示的裝置，來測量重力加速度，實驗步驟如下：①把智能手機正面朝上放在懸點的正下方，接著往側邊拉開小球，并用夾子夾住。②打開夾子釋放小球，小球運動，取下夾子。③運行“手機物理工坊app”軟件，點開“磁傳感器”功能，手機記錄下磁感應強度的變化。④改變擺線長和夾子的位置，測量出各次實驗的擺線長L及相應的周期T。根據(jù)以上實驗過程，回答下列問題：（1）圖乙中的a、b分別記錄了兩次實驗中磁感應強度的變化情況，a圖測得連續(xù)N個磁感應強度最大值之間的總時間為t，則單擺周期T的測量值為。b圖中手機記錄下的磁感應強度幾乎不變，可能的操作原因是。（2）實驗中得到多組擺線長L及相應的周期T后，作出了T2?L圖線，圖線的斜率為k，在縱軸上的截距為c，由此得到當?shù)刂亓铀俣萭=，小球的半徑R=（3）實驗中，若手機放的位置不在懸點正下方，則測量結果（選填“會”或“不會”）影響實驗結果。地磁場對該實驗結果（選填“會”或“不會”）產(chǎn)生影響。三、解答題12．如圖甲所示，水平放置的兩光滑導軌PQ間的距離L=0.5m，垂直于導軌平面有豎直方向的勻強磁場，磁感應強度B=2T，ab棒垂直于導軌放置，系在ab棒中點的水平繩跨過定滑輪與物塊相連，物塊放置在電子秤上，質量為1.0kg。已知電子秤的讀數(shù)FN隨滑動變阻器R阻值變化的規(guī)律如圖乙所示，導軌及ab棒的電阻均不計，g取10（1）磁場方向；（2）電源電動勢E和內阻r。13．如圖所示，玻璃磚的橫截面ABC是直角三角形，∠A=30°，BC邊長為L，BC為鏡面。一束與AC成37°的光束從AC邊上的G點射入玻璃磚，在鏡面BC邊的反射光線EF與AC平行，E是BC的中點。已知真空中光速為c．求：（1）玻璃磚的折射率n；（2）該光束從射入玻璃磚到第一次射出玻璃磚的傳播時間t。14．同一介質中有兩振源P、Q，以其中先振動的振源開始振動作為計時起點，t=3s時P、Q之間的波形如圖所示，兩列波的振幅分別為15cm、30cm。求（1）Q波源的振動頻率；（2）P波源的振動方程；（3）經(jīng)過足夠長時間，計算說明x軸上[?6m，4m]區(qū)間內振動最強點的個數(shù)。15．如圖所示，光滑水平軌道上放置長木板A和滑塊C，滑塊B置于A的左端，C的右側較遠處有一固定擋板，A和B之間的動摩擦因數(shù)μ=0.25，三者質量分別為mA=mC=3kg（1）A、B第一次達到的共同速度的大小v1（2）全過程中擋板對C的沖量大小I；（3）要使B不從木板A上滑下，木板A的長度d至少是多少？

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A．光導纖維是利用光的全反射的原理傳播光信號，與光的衍射無關，A不符合題意；B．用白光照射單縫，在屏上看到彩色的條紋是光的單縫衍射，B符合題意；C．用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用空氣層的前后兩面反射的光線在標準版的下表面疊加發(fā)生薄膜干涉形成干涉條紋，C不符合題意；D．潛水員在水下看到岸上的景物都在一個倒立的圓錐里是利用的光的折射原理，D不符合題意。故答案為：B。

【分析】用光導纖維傳遞信號是利用光的全反射；用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用光的干涉現(xiàn)象；潛水員在水下看到岸上的景物都在一個倒立的圓錐里是利用光的折射原理。2．【答案】A【解析】【解答】多普勒效應是指波源或觀察者發(fā)生移動而使兩者間的位置發(fā)生變化，使觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化，當蜂鳴器靠近觀察者時，聽到的蜂鳴器的音調變高，當蜂鳴器遠離觀察者時，聽到的蜂鳴器的音調變低。所以f故答案為：A。

【分析】利用多普勒效應結合波源和觀察者的距離變化可以判別聽到的頻率大小。3．【答案】D【解析】【解答】A．設汽車速度為v，經(jīng)過間距為2m的減速帶時，時間為t=驅動力的頻率為f=汽車顛簸的頻率還與速度有關，A不符合題意；BD．汽車的固有周期為T=則汽車的速度為v=則當汽車速度為20m/s時，汽車發(fā)生共振現(xiàn)象，顛簸得最厲害，B不符合題意，D符合題意；C．汽車懸架的固有頻率與汽車懸架的剛度和懸架彈簧支承的質量有關，與汽車速度無關，C不符合題意。故答案為：D。

【分析】利用位移公式可以求出驅動力的頻率進而判別驅動力的頻率與速度有關；利用固有頻率可以求出固有周期的大小，結合固有周期可以求出汽車發(fā)生共振時速度的大小；汽車懸架的固有頻率與質量有關，與汽車速度無關。4．【答案】D【解析】【解答】單色光在光程差相同的位置干涉連成的線會形成條紋，在a位置，單色光垂直照射肥皂液膜，在凸面和平面反射形成，可知距離圓心相等的位置的光程差相同，不同位置在前后面的反符合牛頓環(huán)干涉的特點，故為環(huán)形條紋；在b位置，單色光垂直照射肥皂液膜，同一條水平線上的薄膜的厚度大致相同，光程差基本相同，會形成干涉橫條紋。故答案為：D。

【分析】利用距離圓心相等的位置光程差相同，進而判別a形成環(huán)形條紋；由于b在重力作用下同一條水平線上的薄膜厚度相同所以形成干涉橫條紋。5．【答案】B【解析】【解答】由左至右依次放置在①、②、③三處的元件分別為濾光片、單縫、雙縫。故答案為：B。

【分析】利用干涉實驗可以判別三個儀器對應是濾光片、單縫和雙縫。6．【答案】A【解析】【解答】A．光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，A符合題意；B．任何角度的光都會發(fā)生偏振現(xiàn)象，故不同角度的觀眾看到的現(xiàn)象相同，故對觀察角度無要求，B不符合題意；CD．偏振片的特點為當偏振片偏振方向與偏振光的方向平行時，偏振光可以全部通過偏振片，當偏振片偏振方向與偏振光的方向垂直時，偏振光不能通過偏振片，則在中間區(qū)域的放垂直偏振片和水平偏振片，將兩偏振片卷起來，且部分重合，自然光通過兩片偏振方向互相垂直的偏振片時，光強減弱，形成黑影，看起來就像一道墻，一片偏振片無法完成實驗，CD不符合題意。故答案為：A。

【分析】光的偏振說明光是橫波；任何角度光都會發(fā)生偏振所以對觀察角度無關；實驗需要兩個偏振片才可以完成該魔術；兩個偏振放置時需要放置一定角度，再將兩偏振片卷起來。7．【答案】B【解析】【解答】AB．粒子僅受磁場力作用，在磁場中做圓周運動，由圖可知d解得R=粒子在磁場中做圓周運動，則Bqv=m解得R=則周期為T=由幾何知識可知，粒子在磁場中的運動時間為t則t=其中質量、電荷量和磁感應強度未知，則無法求出，A不符合題意，B符合題意；C．由于R=則v=其中，R可以求出，但質量、電荷量和磁感應強度未知，故無法求出，C不符合題意；D．由公式推導可知比荷為q其中，R可以求出，但速度和磁感應強度未知，故無法求出，D不符合題意。故答案為：B。

【分析】利用牛頓第二定律可以求出粒子運動的周期，結合粒子運動的軌跡所對圓心角可以求出對應時間的表達式進而判別運動時間無法求解；利用牛頓第二定律可以判別無法求出運動的速度及比荷；利用幾何關系可以求出軌跡半徑的大小。8．【答案】C【解析】【解答】A．粒子做圓周運動由洛倫茲力提供向心力qvB=得v=對于同一個粒子，增大磁感應強度和加速器半徑可以增大其速度，從而增大其動能。A不符合題意；B．根據(jù)左手定則可以判斷，帶正電的粒子向B極板聚集，B極板為正極。B不符合題意；C．粒子由加速電場加速Uq=粒子做勻速圓周運動由洛倫茲力提供向心力qvB=聯(lián)立解得R=粒子經(jīng)過相同得加速電場和偏轉磁場，所以打到同一位置的粒子的比荷相同。C符合題意；D．丁圖的速度選擇器，粒子只能從左向右運動才符合原理。比如帶正電的粒子進入時，洛倫茲力向上，電場力向下才能受力平衡。D不符合題意。故答案為：C。

【分析】利用牛頓第二定律可以求出粒子速度的表達式，進而判別增大磁感應強度及加速器的半徑可以增大動能的大小；利用左手定則可以判別磁流發(fā)電機的正極；利用牛頓第二定律及動能定理可以判別同一位置粒子比荷相同；利用左手定則結合電場力方向可以判別速度選擇器粒子的速度方向。9．【答案】D【解析】【解答】A．因為球反彈后的高度與下落高度相等，可知反彈的豎直速度為vy=4m/s，而乒乓球與球拍碰撞后的速度大小為5m/s，可知反彈后球的水平為v乒乓球反彈至最高點時還具有3m/s的水平速度，A不符合題意；B．乒乓球撞擊過程的豎直速度變化量為8m/s，水平速度變化量為3m/s，則速度變化量大于1m/s，B不符合題意；C．乒乓球水平速度增加，則受到的球拍的摩擦力沿著水平速度的方向，則球拍水平移動的速度一定大于球的水平速度3m/s，C不符合題意；D．球與拍碰撞過程，由動量定理，豎直方向FΔt=2m水平方向μFΔt=m解得乒乓球與球拍之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.375D符合題意。故答案為：D。

【分析】利用反彈后的速度結合速度的分解可以求出水平方向的速度大?。焕贸跄┧俣鹊拇笮】梢郧蟪鏊俣茸兓康拇笮。焕闷古仪虻乃俣仍龃罂梢耘袆e球拍水平方向的速度大??；利用動量定理可以求出乒乓球與球拍之間動摩擦因數(shù)的大小。10．【答案】B【解析】【解答】A．由圖乙可知，波長為λ=2.4m由v=可知T=則在t=0.22s，由圖甲可知，P在y軸正半軸，且向平衡位置移動，則根據(jù)“上坡下”可知該波沿x軸正方向傳播，A不符合題意；B．P不隨波的傳播改變其在x軸上的橫坐標，則由圖乙可知5=10解得x=0.2mB符合題意；C．根據(jù)“上坡下”可知，P向平衡位置移動，而Q遠離平衡位置，則質點P先回到平衡位置，C不符合題意；D．從圖乙時刻再過1.26s，則t5個完整周期的路程為s在剩下的14T相對于圖像乙向右平移1則質點P通過的路程為s=D不符合題意。故答案為：B。

【分析】利用波長和波速可以求出周期的大小，結合質點的振動方向可以判別波的傳播方向；利用波的表達式及位移可以求出質點的位置；利用波的傳播方向可以判別質點回到平衡位置的順序；利用振動的時間結合振幅的大小可以求出質點P運動的路程大小。11．【答案】（1）2tN?1（2）4π2（3）不會；不會【解析】【解答】（1）a圖測得連續(xù)N個磁感應強度最大值之間的總時間為t，相鄰的磁感應強度最大值之間時間間隔為T2。則得T=b圖中手機記錄下的磁感應強度幾乎不變，可能的操作原因是形成了圓錐擺。小球距離手機不變，磁感應強度幾乎不變。（2）單擺擺長l=L+R由單擺周期公式T=2π得T圖線的斜率為k=縱軸上的截距為c=當?shù)刂亓铀俣萭=小球的半徑R=（3）實驗中，若手機放的位置不在懸點正下方，則測量結果不會影響實驗結果?？拷謾C最近時，測得磁感應強度最大。地磁場對該實驗結果不會產(chǎn)生影響。地磁場不變，實驗的測量的是小球的磁感應強度和地磁場的磁感應強度的合矢量。【分析】（1）利用磁感應強度最大值的時間間隔可以求出單擺的周期，由于小球距離手機的距離不變所以磁感應強度不變；

（2）利用周期公式結合圖像斜率可以求出小車的半徑及重力加速度的大??；

（3）當手機沒有放在懸點的正下方時，不會影響實驗的結果；由于地磁場產(chǎn)生的磁感應強度不變所以對實驗結果沒有影響。12．【答案】（1）解：ab棒電流方向，由b到a，金屬棒水平方向受力平衡可知，繩子拉力與安培力平衡。安培力水平向左。由左手定則得，磁場方向向上。（2）解：回路電流I=ab棒所受安培力F=BIL電子秤的示數(shù)F即F又m=1kg，B=2T，L=0.5m得F由圖像得兩組數(shù)據(jù)R=0.3Ω時FR=0.7Ω時F解得E=4V、r=0.1Ω【解析】【分析】（1）已知電流的方向，結合左手定則及安培力的方向可以判別磁場的方向；

（2）已知導體棒處于平衡，利用金屬棒及物塊的平衡方程可以求出回路中電流的大小，再利用圖像中的坐標可以求出電動勢和內阻的大小。13．【答案】（1）解：AC界面上，由幾何關系可知入射角為i=53°折射角為γ=30°則折射率為n=解得n=1.6（2）解：在F點，入射角為i可知sin即在F點發(fā)生全反射，在F點全反射的光線在AC面的入射角為30°，發(fā)生折射，光束在玻璃中的速度為v=由幾何關系可知，光束在玻璃中的路程為d=解得光束在玻璃中傳播時間為t=【解析】【分析】（1）畫出光折射的路徑，利用幾何關系可以求出入射角和折射角的大小，結合折射定律可以求出折射率的大??；

（2）已知光傳播的路徑，利用幾何關系可以求出光傳播的路程，結合傳播的速度可以求出傳播的時間。14．【答案】（1）解：由圖可知，經(jīng)過t=3s，Q先經(jīng)歷了32T由于頻率為f=解得f=0.5Hz（2）解：對P有振幅A=0.15m角速度為ω=P波源振動方程為y=0.15由圖可知，P波源在Q波源開始振動1s后才開始振動，則