安徽省淮南市2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期4月期中考試物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGE2024學(xué)年高二第二學(xué)期期中檢測物理考生注意：1.答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號填寫在試卷和答題卡上，并將考生號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.下列關(guān)于電磁場和電磁波的理解正確的是（）A.均勻變化的磁場產(chǎn)生均勻變化的電場B.均勻變化的電場產(chǎn)生均勻變化的磁場C.周期性變化的電場和周期性變化的磁場互相激發(fā)，形成電磁波D.電磁波是縱波，不能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象【答案】C【解析】AB．均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，故AB錯(cuò)誤；C．周期性變化的電場和周期性變化的磁場互相激發(fā)，形成電磁波，故C正確；D．電磁波是橫波，能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選C。2.如圖所示，某同學(xué)用一黃色光源和平面鏡在光屏上得到了干涉條紋。光源S發(fā)出的光直接照在光屏上，同時(shí)還通過平面鏡反射在光屏上。已知光源S到平面鏡所在平面的距離為a，到光屏的距離為l，光的波長為，若要增大相鄰兩條亮紋間距離，則應(yīng)（）A.增大a B.減小lC.換用藍(lán)光 D.換用紅光【答案】D【解析】光源S與其在平面鏡中像的距離為2a，由雙縫干涉條紋間距公式可知，相鄰兩條亮紋間距離A．增大a，則相鄰兩條亮紋間距離減小，故A錯(cuò)誤；B．減小l，則相鄰兩條亮紋間距離減小，故B錯(cuò)誤；C．換用藍(lán)光，波長減小，則相鄰兩條亮紋間距離減小，故C錯(cuò)誤；D．換用紅光，波長增大，則相鄰兩條亮紋間距離增大，故D正確。故選D。3.某點(diǎn)光源發(fā)光功率為P，以點(diǎn)光源為中心，向外均勻輻射波長為的單色光。已知人眼瞳孔每秒至少接收到n個(gè)光子才能引起視覺，瞳孔接收光子的截面積為S，普朗克常量為h，光速為c，則人能看到該光源的最遠(yuǎn)距離為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】設(shè)人能看到該光源的最遠(yuǎn)距離為l，該光的頻率為，有每秒光源發(fā)出光子數(shù)為N，有所以每秒的光子數(shù)為由題意有整理有故選A。4.如圖所示，某同學(xué)將一粗細(xì)均勻、下端繞有鐵絲總質(zhì)量為m的木棒豎直浮于水杯中，靜止時(shí)木棒底端距液面的高度為h；把木棒保持豎直，下按距離x后釋放，木棒在水中做簡諧振動。已知水的密度為，木棒的橫截面積為S，鐵絲的體積忽略不計(jì)，重力加速度為g，做簡諧運(yùn)動的物體所受回復(fù)力與位移的關(guān)系是F=-kx，周期與物體質(zhì)量的關(guān)系是，兩式中k為同一常數(shù)。下列選項(xiàng)正確的是（）A.若增大x，則木棒的周期增大B.若換用密度更大的鹽水，則木棒的周期變小C.若增加鐵絲的匝數(shù)，則木棒的周期變小D.若增加鐵絲的匝數(shù)，則木棒的周期不變【答案】B【解析】A．木棒靜止時(shí)，受力為設(shè)木棒離開平衡位置的離為x時(shí)，取向下為正，則木棒所受合力可得則木棒做簡諧運(yùn)動，且周期增大x，T不變。故A錯(cuò)誤；B．由A分析可知，當(dāng)鹽水密度增大，周期變小。故B正確；CD．若增加鐵絲匝數(shù)，總質(zhì)量m增大，故T增大。故CD錯(cuò)誤。故選B正確。5.如圖所示，某同學(xué)將一排球豎直向上墊起，一段時(shí)間后，排球又回到拋出點(diǎn)；整個(gè)過程中，排球所受空氣阻力大小與速率成正比，下列選項(xiàng)正確的是（）A.上升過程與下降過程合外力對排球的沖量大小相等B.上升過程與下降過程空氣阻力對排球做的功大小相等C.排球的加速度先減小后增大D.排球加速度一直減小【答案】D【解析】A．上升過程中，根據(jù)動量定理可得下降過程中由于整個(gè)過程中空氣阻力做負(fù)功，故則故A錯(cuò)誤；B．上升過程根據(jù)動能定理可得下降過程中故故B錯(cuò)誤；CD．對排球進(jìn)行受力分析，在上升過程中的重力和阻力方向相同，速度逐漸減小，則阻力逐漸減小，根據(jù)牛頓第二定律有可知加速度逐漸減小；下降過程中重力和阻力方向相反，根據(jù)牛頓第二定律可知，排球做加速運(yùn)動，速度會逐漸增大，所受的空氣阻力也會逐漸增大，根據(jù)牛頓第二定律有可知加速度逐漸減小，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。6.電動自行車是我國城市居民、外賣小哥等短途交通的重要工具。駕駛員通過旋轉(zhuǎn)車把手控制車速。如圖1為一車把手的拆解圖，圖2為其原理示意圖，車把內(nèi)部有一環(huán)形磁鐵；磁鐵邊緣有一霍爾元件，其單位體積內(nèi)自由電子的個(gè)數(shù)為n，電子電荷量為e；霍爾元件的上下兩表面間距離為h，前后兩表面距離為d，左右兩表面間距離為l；左右兩表面間所加電壓為，其間電阻為R；垂直穿過霍爾元件前后表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與車把轉(zhuǎn)過的弧度的關(guān)系為，k為常數(shù)。當(dāng)磁場垂直穿過霍爾元件前后表面時(shí)，控制器檢測到其上下表面間電壓為。則與的關(guān)系正確的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】通過左右兩表面間的電流為根據(jù)電流的微觀式上下表面間，電子受到的電場力為洛倫茲力為穩(wěn)定時(shí)，電子受到的電場力等于洛倫茲力解得故選B。7.如圖1所示，圓形線圈a、正方形線圈b是由相同導(dǎo)線制成的單匝線圈，a的直徑與b的邊長相等。圖示區(qū)域內(nèi)有磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t均按圖2所示規(guī)律變化。線圈a中感應(yīng)電動勢大小為，感應(yīng)電流為；線圈b中感應(yīng)電動勢大小為，感應(yīng)電流為。下列選項(xiàng)正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】AB．a(chǎn)的直徑與b的邊長相等，設(shè)為；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得則有故AB錯(cuò)誤；CD．設(shè)導(dǎo)線電阻率為，導(dǎo)線橫截面積為，根據(jù)電阻定律可得則有根據(jù)可得故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。8.如圖所示，圓形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻不計(jì)，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞以角速度勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變電流，外電路總電阻為R，則線圈由圖示位置開始，轉(zhuǎn)動一個(gè)周期（）A.電流的有效值B.電阻R上產(chǎn)生的熱量C.電阻R上產(chǎn)生的熱量D.通過電阻R的電荷量【答案】C【解析】A．線圈在轉(zhuǎn)動過程產(chǎn)生的電動勢的最大值為電動勢的有效值為電流的有效值為故A錯(cuò)誤；BC．線圈轉(zhuǎn)動的周期為電阻R上產(chǎn)生的熱量為故B錯(cuò)誤，C正確；D．通過電阻R的電荷量為故D錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題：本題共2小題，每小題5分，共10分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。9.一列簡諧波在均勻介質(zhì)中沿x軸傳播，如圖所示為t=0時(shí)刻的波形圖，M、N是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。M的振動方程為，下列選項(xiàng)正確的是（）A.波的振幅為2cmB.波的傳播速度為8m/sC.波沿x軸正向傳播D.t=0.5s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)N向y軸正方向運(yùn)動【答案】ABD【解析】A．由波形圖可知，波的振幅為2cm，故A正確；B．根據(jù)（cm）當(dāng)時(shí)根據(jù)得周期故波速故B正確；C．當(dāng)t取極小值時(shí)，由可知y>0故波沿x軸負(fù)向傳播，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)t=0.5s時(shí)，波向左平移半個(gè)波長，此時(shí)N點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動，故D正確。10.如圖所示的交流電路中，電源電壓的有效值為，內(nèi)阻不計(jì)。變壓器為理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)之比為k；電流表、和電壓表、均為理想電表，其讀數(shù)分別是、、、，讀數(shù)的變化量分別為、、、。下列說法正確的是（）A.若保持不變，增大，則增大B.若保持不變，增大，則不變C.若保持不變，增大，則不變D.若保持不變，增大，則減小減小【答案】BC【解析】本題等效電路為則有負(fù)載端的等效電阻為令則AB．若保持不變，增大，則增大，由又因?yàn)椋瑒t有即則圖像為一次函數(shù)，其斜率的大小保持不變，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．若保持不變，增大，則不變，由可知保持不變，故C正確，D錯(cuò)誤。三、非選擇題：本題共5小題，共58分。11.某同學(xué)用如圖裝置驗(yàn)證動量守恒定律。氣墊導(dǎo)軌上固定有光電門1、2，其間有A、B兩個(gè)滑塊，滑塊上方裝有完全相同的遮光條。請回答下列問題：（1）為完成實(shí)驗(yàn)，必須要測量的物理量有__________（填選項(xiàng)序號）。A.滑塊A、B連同遮光條的總質(zhì)量、B.光電門1、2間的距離lC.遮光條寬度d（2）接通氣源，將其中一個(gè)滑塊放置在光電門1的左側(cè)，向右輕推一下，若其遮光條經(jīng)過光電門1的時(shí)間比經(jīng)過光電門2的時(shí)間長，則應(yīng)適當(dāng)__________（填“調(diào)高”或“調(diào)低”）氣墊導(dǎo)軌的左端。（3）在兩個(gè)滑塊間放置輕質(zhì)彈簧，擠壓滑塊使彈簧壓縮，并用一細(xì)線將兩個(gè)滑塊固定。燒斷細(xì)線，滑塊A經(jīng)過光電門1的遮光時(shí)間為，滑塊B經(jīng)過光電門2的遮光時(shí)間為，若__________（用題中物理量的符號表示），則系統(tǒng)的動量守恒（已知彈簧恢復(fù)原長前，遮光條未經(jīng)過光電門）?！敬鸢浮浚?）A（2）調(diào)低（3）【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中燒斷細(xì)線滑塊A、B的速度分別為和，若動量守恒，取向右為正方向，則有彈開后滑塊做勻速運(yùn)動，則有，可得則需要測量滑塊A、B連同遮光條的總質(zhì)量、。故選A。（2）該實(shí)驗(yàn)中滑塊彈開后，滑塊做勻速運(yùn)動，若遮光條經(jīng)過光電門1時(shí)間比經(jīng)過光電門2的時(shí)間長，說明滑塊做加速運(yùn)動，則應(yīng)適當(dāng)調(diào)低氣墊導(dǎo)軌的左端。（3）根據(jù)（1）中結(jié)論有說明系統(tǒng)的動量守恒。12.某同學(xué)分別用圖1和圖2所示實(shí)物圖測量同一干電池組（2節(jié)相同干電池串聯(lián)）的電動勢和內(nèi)阻。已知圖1中接線柱間電壓表的內(nèi)阻約。圖2中接線柱間電流表的內(nèi)阻約。（1）請?jiān)谙旅娴姆娇蛑挟嫵鰣D1的電路圖。（2）使用圖1電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以電壓表示數(shù)U為縱軸，以電壓表示數(shù)U與電阻箱讀數(shù)R的比值為橫軸，繪制的圖像如3所示，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知，一節(jié)干電池的電動勢為__________V，一節(jié)干電池的內(nèi)阻為__________（結(jié)果均保留2位小數(shù)）。（3）使用圖2電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以電流表示數(shù)I與電阻箱讀數(shù)R的乘積IR為縱軸，以電流表示數(shù)I為橫軸，繪制的圖像如圖4所示，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知，一節(jié)干電池的電動勢為__________V，一節(jié)干電池的內(nèi)阻為__________（結(jié)果均保留2位小數(shù)）。（4）比較圖1、2兩種方案，使用圖__________（填“1”或“2”）做實(shí)驗(yàn)，電動勢的測量值更接近真實(shí)值；使用圖__________（填“1”或“2”）做實(shí)驗(yàn)，內(nèi)阻的測量值更接近真實(shí)值。【答案】（1）（2）1.450.89（3）1.471.20（4）21【解析】（1）電路圖如圖（2）[1]由閉合電路歐姆定律可得故縱截距為電動勢故一節(jié)干電池的電動勢為1.45V。[2]斜率為內(nèi)阻故一節(jié)干電池的內(nèi)阻為。（3）[1]使用圖二進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則由閉合電路歐姆定律整理可得故縱截距為電動勢故一節(jié)干電池的電動勢為1.47V。[2]斜率為內(nèi)阻故一節(jié)干電池的內(nèi)阻為。（4）[1]使用圖2做實(shí)驗(yàn)，電動勢測量值沒有系統(tǒng)誤差，更接近真實(shí)值，內(nèi)阻的測量值為電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻之和，內(nèi)阻測量值偏大，故若使電動勢的測量值更接近真實(shí)值選圖2。[2]使用圖1做實(shí)驗(yàn)，電動勢和內(nèi)阻的測量誤差來源于電壓表分流，會導(dǎo)致測量值都偏小，實(shí)際測量的電源內(nèi)阻可以等效看成電壓表與電源內(nèi)阻并聯(lián)之后的阻值，因?yàn)殡妷罕韮?nèi)阻比電源內(nèi)阻大很多，故并聯(lián)之后的測量值約等于電源內(nèi)阻，故選圖1內(nèi)阻的測量值更接近真實(shí)值。13.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系xOy第一象限內(nèi)有一半徑為R的圓形有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外；磁場區(qū)域與x、y軸分別相切于點(diǎn)M、N。第二象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小未知。M處有一粒子源，可向紙面內(nèi)各個(gè)方向發(fā)射大量速度大小均為的電子，其中k為電子的比荷。已知從N點(diǎn)射出的電子經(jīng)電場作用后，打在x軸上的P點(diǎn)，P點(diǎn)坐標(biāo)為（,0），不計(jì)電子間的相互作用，求：（1）勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小；（2）經(jīng)電場加速后電子速度大小的取值范圍?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，有整理有所以電子從N點(diǎn)射出，其速度方向?yàn)槠叫杏趚軸，所以電子進(jìn)入電場的方向水平向左，電子在電場中受到豎直向下的電場力，所以電子在電場中做類平拋運(yùn)動，水平方向有豎直方向有牛頓第二定律有解得（2）由上述分析可知，所有粒子在圓形磁場中的運(yùn)動半徑均為R與圓形磁場半徑相同，均從M點(diǎn)向各個(gè)方向射入圓形磁場。所以將發(fā)生磁發(fā)散現(xiàn)象，即所有粒子出圓形磁場的速度方向均為水平向左，互相之間平行，則其兩個(gè)臨界分別是沿x軸水平左和從圓形磁場頂點(diǎn)水平向左射出。其從M點(diǎn)射出，沿x軸水平向左的粒子從O點(diǎn)進(jìn)入電場直接射出，所以其速度不變，其為靜電場后的最小速度，仍為kBR，從圓形磁場頂點(diǎn)水平向左的粒子在電場中運(yùn)動時(shí)間最長，電場力做功最大，所以出電場后速度最大，則有解得所以其速度范圍為14.如圖所示，兩相同且質(zhì)量均為的四分之一光滑圓弧軌道A、B靜止于光滑水平面上，質(zhì)量為m=0.1kg的小球C靜止在軌道B的最低處?，F(xiàn)給A一水平向右的初速度，A與B碰撞后粘在一起形成一半圓“U”形軌道，一段時(shí)間后，小球C恰能到達(dá)“U”形軌道左側(cè)的最高點(diǎn)，重力加速度g取，求：（1）“U”形軌道的半徑R；（2）“U”形軌道速度的最小值。【答案】（1）；（2）3m/s【解析】（1）AB碰撞后，設(shè)“U”形軌道的速度大小為v，根據(jù)動量守恒解得小球C恰能到達(dá)“U”形軌道左側(cè)的最高點(diǎn)時(shí)，“U”形軌道和小球共速，設(shè)此時(shí)速度大小為，根據(jù)水平方向動量守恒解得根據(jù)機(jī)械能守恒解得（2）小球C和“U”形軌道在水平方向上動量守恒，即系統(tǒng)的合動量水平向右，則當(dāng)小球在最低點(diǎn)水平向右運(yùn)動時(shí)，“U”形軌道的速度最小，設(shè)此時(shí)小球的速度大小為，則根據(jù)動量守恒根據(jù)機(jī)械能守恒解得，（舍去）或所以，“U”形軌道速度的最小值為3m/s。15.如圖所示，兩無限長平行光滑金屬導(dǎo)軌PQ、MN水平放置，導(dǎo)軌間距，其電阻不計(jì)。導(dǎo)軌間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里。ab、cd是兩根