河南省安阳市部分名校2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（含答案解析）

2023—2024学年（上）高二年级期末考试物理考生注意：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.如图所示，一束由黄光和蓝光组成的复色光，垂直等边三棱镜的AC边射向BC边O点后，分成a、b两束光。光在BC面的反射不可忽略，下列说法正确的是（）A.黄光的临界角一定小于60°B.a光一定为单色光，b光一定为复色光C.a光一定为黄光，b一定为蓝光D.a光一定为蓝光，b一定为黄光【答案】B【解析】【详解】A．复合光在O点入射角为，蓝光频率大，在同一介质中折射率大，临界角小，只有一种光发生全反射，黄光临界角大于，蓝光临界角小于或等于。故A错误；BCD．光发生折射时，一定伴随着反射现象，故b光既有全反射的蓝光，也有部分反射的黄光，是复色光。故B正确；CD错误。故选B。2.下列说法错误的是（）A.利用完全相同的装置做双缝干涉实验，折射率大的光对应的条纹间距大B.在同一种介质中，频率小的光传播速度大C.在真空中，红光和紫光的传播速度一样大D.利用完全相同的装置做双缝干涉实验，红光对应的中央亮条纹比紫光对应的中央宽度大【答案】A【解析】【详解】A．折射率大的光，频率也大，由和知，利用同一个装置做双缝干涉实验，折射率大的光对应的条纹间距小，故A错误；B．在同一种介质中，频率小的光折射率小，由折射定律知，在同一种介质中，频率小的光传播速度大，故B正确；C．在真空中，红光和紫光的传播速度一样大，故C正确；D．利用同一个装置做双缝干涉实验，红光对应的中央亮条纹比紫光对应的中央亮条纹宽度大，故D正确。本题选错误的，故选A。3.北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，当环中电子以光速的沿环运动而形成I的等效电流时，环中运行的电子数目为（已知光速为c，电子电荷量为e）（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】电子在圆形轨道运动周期为根据电流定义式可得联立可得环中运行的电子数目为故选D。4.在一正点电荷形成的电场中，A、B两点的电势分别为、，电场强度的大小分别为EA、EB。若以无穷远处的电势为0，到场源电荷（电荷量为Q）距离为r的点的电势为，则（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据电势公式知代入得根据场强公式知代入得则可知故选C。5.一列简谐横波沿x轴传播，该波在时刻的波形图如图1所示，质点M的平衡位置坐标为，质点M的振动图像如图2所示，则下列说法正确的是（）A.该波沿x轴正方向传播，且时质点M位于波谷B.在内质点M通过的路程24cmC.在内该波传播的距离为8mD.质点M的振动方程为【答案】A【解析】【详解】A．由图2可知，周期为，则质点在时刻的振动情况与的振动情况相同，质点在平衡位置，沿轴负方向振动，根据同侧法由图1可知，该波沿x轴正方向传播，则时，质点振动位于波谷，故A正确；B．在内，质点振动的时间为通过的路程为故B错误；C．由图1可知，波长为，则该波的波速为则在内该波传播的距离为故C错误；D．由于且质点开始振动沿轴负方向振动，则质点M的振动方程为故D错误。故选A。6.如图所示，和为两个频率相同，振动情况完全相反的振源，O是线段的中点，A是线段上的一点，，和产生机械波的波长为，的振幅为9cm，的振幅为5cm，则A点振动后，A点的振幅为（）A.18cm B.4cm C.14cm D.10cm【答案】B【解析】【详解】根据题意可知，O是线段的中点，则有由于和为两个频率相同，振动情况完全相反的振源，则A点为振动减弱点，A点振动后，A点的振幅为故选B。7.如图1所示，一列简谐横波沿水平方向向左传播，两质点A、B的平衡位置相距6m，其振动图像如图2所示，实线为质点A的振动图像，虚线为质点B的振动图像，则波的传播速度可能为（）A. B. C.5m/s D.60m/s【答案】D【解析】【详解】设简谐横波的波长为λ，传播的速度为v，由图像可知B点的相位比A点超前，可知A、B两质点平衡位置之间的距离为解得解得当n=0时，v=60m/s。故选D二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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.如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，已知公仔头部质量为m，弹簧劲度系数为k，底座质量为0.5m。压缩公仔头部，然后由静止释放公仔头部，此后公仔头部在竖直方向上做简谐运动，重力加速度为g。当公仔头部运动至最高点时，底座对桌面的压力刚好为零，弹簧始终在弹性限度内。则下列说法正确的是（）A.公仔头部做简谐运动的振幅为B.公仔头部有最大速度时，弹簧处于原长C.公仔头部有最大速度时，弹簧处于伸长状态D.公仔头部运动至最低点时，桌面对底座支持力的大小为3mg【答案】AD【解析】【详解】A．公仔头部在最高点时，底座对桌面的压力刚好为零，故此时弹簧处于伸长状态弹力大小为，对公仔头部又解得选项A正确；D．根据简谐运动的对称性，当公仔头部运动到最低点时得此时对底座受力分析公仔头部运动至最低点时，桌面对底座支持力的大小为，选项D正确；BC．公仔头部有最大速度时，弹簧的弹力和公仔头部的重力等大反向，弹簧处于压缩状态，选项BC错误。故选AD。9.质量为1kg的物块静止在水平地面上，t=0时刻施加一水平力F，t=3s时撤掉作用力F，F随时间t变化的图线如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s²。则（）A.t=1s时物块的速度为0B.1s~4.5s时间内F的冲量为3N·sC.t=4.5s时物块的速度为0D.t=5s时物块的速度为1m/s【答案】AC【解析】【详解】A．因为时间内，物块处于静止状态，时物块的速度为零，选项A正确；BC．时间内F的冲量等于内的冲量方向为正，时间内摩擦力的冲量大小为方向为负，根据动量定理则选项B错误，选项C正确；D．时物块的速度为0，选项D错误。故选AC。10.在均匀介质中，从（）时刻，位于O点的波源开始振动，产生的简谐横波沿x轴开始传播，波长为4m。已知x轴上质点B的振动图像如图所示，则下列说法正确的是（）A.O点刚开始的振动方向沿y轴正方向B.该简谐横波的波速为5m/sC.质点B到O点的距离为1.5mD.t=0到的过程中，质点B振动通过的路程为【答案】AD【解析】【详解】A．质点B刚开始的振动方向沿y轴正方向，则O点刚开始的振动方向沿y轴正方向。故A正确；BC．波长，周期，波源运动形式传递到B点用时为，设波速为v，则又解得质点B距O点的距离故BC错误；D．由图像可知波的振幅，到的过程中所以质点B振动通过的路程为故D正确。故选AD。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.实验室中有一量程为100mA的灵敏电流计G，为较精确地测量该灵敏电流计的内阻，小明同学采用两种方案，利用定值电阻R1=100Ω将灵敏电流计改装后接入如图所示的电路中，部分实验器材的参数如下：A．蓄电池（电动势约9V）B．标准电流表A（量程0~0.3A）C．电阻箱（0~999.9Ω）方案一：（1）首先，调节滑动变阻器阻值至最大，将开关S1闭合，然后将开关S2拨向1，调节滑动变阻器，使电流表A示数为I；然后将开关S2拨向2，保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱，使得电流表示数仍为I；（2）记下此时电阻箱的示数R0，则灵敏电流计的内阻Rg=________（用题中所给物理量的字母表示）；（3）此方案灵敏电流计内阻的测量值_________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。方案二：（4）开始实验，调节滑动变阻器阻值至最大，将开关S1闭合，然后将开关S2拨向1，调节滑动变阻器，使电流表A的示数为I，灵敏电流计G的示数为I1；然后调节滑动变阻器，得到多组I和I1的数值，并画出I-I1图像，图像的斜率大小为k，则灵敏电流计的内阻Rg=_________（用题中所给字母表示）。【答案】①.②.等于③.【解析】【详解】（2）[1]由题意解得灵敏电流计的内阻（3）[2]实验中，开关S2拨向1与开关S2拨向2，两次电路中总电流相同，滑动变阻器和标准电流表电阻没有发生改变，所以灵敏电流计内阻的测量值等于真实值。（4）[3]由题意得可知由以上各式可得12.如图所示为俯视图，该装置可验证动量守恒定律。光滑的水平桌面上用两根长度分别为L₁和L₂的细线拴接大小相同、质量分别为m₁和m₂的小钢球，细线与固定钉子的拴接处安装拉力传感器，可实时显示细线中的拉力大小。初始时，两小球靠在一起，两细线刚好平行，小球的直径远小于细线的长度。（1）将小球1沿圆弧拉到某点A处，并在A处给小球1一个切线方向的初速度，记录拉力传感器1的示数；（2）小球1运动到O点处与小球2发生碰撞，碰后小球1弹回，记录碰后两小球运动过程中传感器1和2的示数分别为F₂和F₃；（3）两小球质量关系应满足m1___________m2（填“大于”“小于”或“等于”）；（4）对实验数据进行分析：小球1与小球2碰前，1的速度大小可表示为___________，若物理量满足关系式______________________时，即可验证碰撞瞬间，两小球组成的系统动量守恒【答案】①.小于②.；③.【解析】【详解】（3）[1]小球1运动到O点处与小球2发生碰撞，碰后小球1弹回，两小球质量关系满足小于；（4）[2]小球1运动到O点时，根据向心力公式有解得两小球碰撞后有，解得，[3]以水平向为正方向，由动量守恒得即由能量守恒可得可得13.如图所示，水平边界PQ，MN间存在方向竖直向下的匀强电场，电场的宽度为L。一长度也为L的绝缘轻杆两端分别固定质量均为m的带电小球A、B，A、B两小球所带的电荷量分别为-4q、+q。现将该装置移动到边界PQ上方且使轻杆保持竖直，此时球B刚好位于边界PQ上，然后由静止释放装置。已知电场强度的大小为，忽略两带电小球对电场的影响，两小球可视为质点，重力加速度大小为g。求：（1）B球刚到MN边界时的速度大小；（2）B球运动的最低点到MN边界的距离。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）从B球开始运动到B球刚到MN边界时，根据动能定理有又联立解得（2）设B球运动的最低点到MN边界的距离为x，从B球开始运动到B球运动的最低点，根据动能定理有解得14.如图所示，放置在真空环境中的均匀透明介质截面为正方形，边长为L，一束光从AD边上距A点处斜射入介质，折射到AB边上的点距A点且恰好发生全反射，光在真空中的传播速度为c，求：（1）该光从BC边射出时的折射角的正弦值；（2）该光在透明介质中的传播时间（不考虑BC边的反射）。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）作出光路如图所示，由几何关系可知又解得由几何关系及对称性可知又解得（2）因为该光在透明介质中的传播路程为该光在透明介质中的传播时间15.如图所示，质量为m的长木板静止在光滑水平面上，质量为2m、可视为质点的木块静止在长木板的最左端，木块与木板之间的动摩擦因数为μ。右侧质量为3m的光滑四分之一圆弧槽AB静止在光滑水平面上，圆弧槽的下端与木板的上表面相平。现给木块水平向右的初速度，当木块运动到木板最右端时，木板恰好以的速度与圆弧槽发生弹性碰