福建省厦门市2023-2024学年高二上学期质量检测（期末）物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1厦门市2023—2024学年第一学期高二年级质量检测物理试题满分：100分考试时间：75分钟一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1.如图所示，冰雪大世界里的冰雕闪烁着各色光芒，小厦同学发现冰面下方装有各色彩灯，冰块中还分布有气泡，则（）A.真空中红光的波长比绿光短B.冰块中红光的传播速度比绿光大C.冰面下方的灯，看起来比实际位置深D.冰块中气泡看起来更亮是由于光从气泡内部入射到冰时发生了全反射〖答案〗B〖解析〗A．根据在真空中，红光和绿光的波速相同，绿光的频率大，波长短，故A错误；B．根据红光比绿光的频率小，折射率小，波速大，故B正确；C．冰面下方的灯发出的光先经过冰，再进入空气，空气中的折射角大于冰中的入射角，光路图如下图，沿空气中光路的反向延长线，看到灯的位置比实际位置偏浅；故C错误；D．冰块中气泡看起来更亮是由于光从气泡外部入射到空气气泡与冰的交界面上发生全反射形成的，光从空气到冰不能发生全反射，故D错误。2.晓萌同学为研究浮漂在水中的振动情况，设计了如图甲所示的实验装置．浮漂下方绕上铁丝后放在静水中，将其向下缓慢按压后放手，浮漂上下振动，其运动近似为竖直方向的简谐振动，在水面形成波纹．已知水面波的传播速度为，以竖直向上为正方向，从某时刻开始计时，浮漂振动图像如图乙所示，则（）A.浮漂的回复力仅由浮力提供B.浮漂的振幅为C.水面波的波长为D.内，浮漂的加速度减小〖答案〗C〖解析〗A．浮漂的回复力由重力和浮力的合力提供，故A错误；B．由图乙可知浮漂的振幅为4cm，故B错误；C．由图乙可知周期为0.4s，水面波的波长为=故C正确；D．由图可知内，浮漂的位移增大，根据可知加速度增大，故D错误；3.智能手机安装适当的软件后，利用手机中的磁传感器可以测量磁感应强度．如图所示，小廈同学在首门市某公园测量地磁场，将手机水平放置后建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为面，屏幕朝上且轴正向指向北方．若忽略其他磁场的干扰，则所测得地磁场的磁感应强度可能为（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗地磁场的方向由地理南极指向地理北极，首门市位于北半球，则屏幕朝上且轴正向指向北方时，=0，>0，<0。故选A。4.如图甲所示，两等量正电荷水平固定，一光滑的绝缘细杆竖直放置在两电荷连线的中垂线上，杆上点与连线中点的距离为．一带正电小球套在杆上从点由静止释放，从运动到的过程中其动能随下降距离变化的图像如图乙所示．若忽略空气阻力，则小球在此过程中（）A.合外力先减小后增大 B.电场力先增大后减小C.机械能先增大后减小 D.电势能先减小后增大〖答案〗B〖解析〗A．Ek-h图像的斜率表示合外力，由图像可知，合外力先减小，再增大，再减小，再增大，故A错误；B．因为小球在运动过程中仅受重力和电场力，且小球带正电，所以从A到O的过程中，小球受到的电场力一直向上。结合其动能变化进行分析：初始时，小球动能增大，说明小球的重力大于电场力，小球向下加速运动，而图像的斜率在减小，说明小球的合外力在减小，因为重力不变，所以小球受到的电场力在增大，当动能达到最大值时，小球的重力等于电场力；之后小球的动能开始减小，说明小球受到的电场力大于了重力，小球在做减速运动，即电场力依旧在增大，直到某一时刻达到最大值，然后开始减小，当电场力再次等于重力时，小球的速度达到最小值，即动能达到最小值；最后小球的动能一直增大，图像的斜率也再越来越大，说明小球在加速运动，合力在越来越大，重力不变时，说明电场力在越来越小；综上所述，小球在从A到O的过程中，电场力先增大后减小，故B正确；CD．小球下落过程中，电场力一直竖直向上，则电场力一直做负功，由能量守恒定律可知，小球的机械能一直在减小，小球的电势能一直在增大，故CD错误；故选B。二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．5.两点电荷M和N周围的电场线如图所示，是电场中的两点，则（）A.M、N电荷量大小相等 B.M为负电荷，N为正电荷C.A点电势小于B点电势 D.A点电场强度大于B点电场强度〖答案〗BD〖解析〗A．据图所示，N电荷附近电场线比M电荷更密集，所以N电荷的电荷量更大，A错误；B．电场线是从N指向M，所以M是负电荷，N是正电荷，B正确；C．沿着电场线的方向电势降低，而过A点的等势线在B点的右侧，所以A点电势大于B点电势，C错误；D．A点处的电场线分布比B点更密集，所以A点电场强度大于B点电场强度，D正确；6.如图所示，晓萌同学自制一种检测水位高度的装置，金属杠杆一端连接水箱中的浮球，另一端触点连接滑动变阻器，金属杆可绕点在竖直面内转动，水位高度表由电流表改装而成，为校准电阻，则水位（）A.上升时，电路中的电流变小 B.上升时，电路中的电流变大C.测量值比真实值低时，应调小 D.测量值比真实值低时，应调大〖答案〗BC〖解析〗AB．上升时，滑动变阻器阻值减小，根据欧姆定律可知电流变大，故A错误，B正确；CD．根据欧姆定律有测量值比真实值低时，应调小，故C正确，D错误；7.电子眼系统通过埋设在停止线下方的压电薄膜传感器来判断汽车的通过，当压电薄膜受到汽车压力时，薄膜两端产生电压，压力越大电压越大．图甲所示为压电薄膜与电容器、电阻组成的回路，取顺时针方向的电流为正值．红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过压电薄膜上方，回路中产生如图乙所示的两脉冲电流，即视为“闯红灯”，电子眼即拍照记录，则（）A.时间内电容器正在充电B.时间内电容器上极板带负电C.车轮停在压电薄膜上时，电容器电压为0D.红灯亮时汽车前轮刚越过停止线后，又退回到线内，仍会被电子眼拍照〖答案〗AD〖解析〗AB.由乙图可知，时间内电流增大，是因为压电膜受到汽车压力，压力增大，电压增大，所以电容器正在充电。因为取顺时针方向的电流为正值，t1∼t2时间内电流为正，所以电容器上极板带正电，故A正确，B错误；C.车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，且不为0，故C错误；D.若汽车前轮越过感应线，又倒回线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍可拍照；故D正确故选AD。8.如图甲所示，光滑水平面上两物块A、B用轻质橡皮绳水平连接，橡皮绳恰好处于原长。时，A以水平向左的初速度开始运动，B初速度为，A、B运动的图像如图乙所示．已知A的质量为，时间内B的位移为，时二者发生碰撞并粘在一起，则（）A.B的质量为 B.橡皮绳的最大弹性势能为C.橡皮绳的原长为 D.橡皮绳的最大形变量为〖答案〗AD〖解析〗A．由于系统不受外力，动量守恒，则时有解得B的质量为故A正确；B．时刻二者速度相同，橡皮绳刚好处于最大形变量，由能量守恒有解得橡皮绳最大弹性势能为故B错误；C．有图分析可知时刻，橡皮绳刚好由拉伸状态变为原长，阶段物块A向左匀速运动，物块B向右匀速运动，直至相碰，由于系统动量和能量守恒有解得二者的速度大小为、则设橡皮绳原长为，由运动关系可知橡皮绳的原长为故C错误；D．由于系统动量守恒，系统质心做匀速直线运动，则设橡皮绳原长为，则初始时刻质心距离B的距离为时刻二者速度相同橡皮绳的最大形变量为，且质心的速度为时刻由运动的位移关系有解得橡皮绳的最大形变量为故D正确。故选AD。三、非选择题：共60分，其中9-11题为填空题，12、13为实验题，14-16题为计算题．考生根据要求作答．9.图甲是降噪耳机的原理简化图，耳机收集环境噪声后，产生一列和噪声频率____________（选填“不同”或“相同”）的声波，与噪声进行叠加合成，抵消噪声以达到降噪的目的。图乙所示为降噪耳机的理想降噪过程，该过程应用了波的_________（选填“干涉”或“衍射”）。〖答案〗相同干涉〖解析〗[1]由图知，降噪声波与环境声波波长相等，两波波速相等，所以频率相等，叠加时产生干涉。[2]由于两列波叠加时振动步调相反，所以叠加后振动减弱，起到降噪的作用，所以降噪的过程应用的是声波的干涉原理。10.如图所示，单色光Ⅰ和Ⅱ从半圆形玻璃砖正对圆心入射，当入射角为时，单色光Ⅰ恰好发生了全反射，则单色光Ⅰ的折射率_____________（选填“大于”“等于”或“小于”）单色光Ⅱ的折射率，单色光Ⅰ的折射率_____________。〖答案〗大于〖解析〗[1][2]根据全反射临界角公式可知由于入射角为时，单色光Ⅰ恰好发生了全反射，可知单色光Ⅰ的折射率大于单色光Ⅱ的折射率。代入数据解得单色光Ⅰ的折射率11.小厦、晓萌两位同学分别探究单摆周期与摆长的关系。在测量周期时，小厦误将29次全振动记为30次，其他操作无误，晓萌操作均无误，两同学绘制的图像如图甲所示，则小廈所测实验结果对应的图像是_____________（选填“A”或“B”）；图乙所示为晓萌绘制的不同摆长单摆的振动图像，则两单摆周期之比_____________。〖答案〗B〖解析〗[1]在测量周期时，小厦误将29次全振动记为30次，可知小厦周期测量值偏小，则绘制的图像斜率偏小，由图像可知，小廈所测实验结果对应的图像是B。[2]由图乙可知两单摆的周期之比为12.小厦同学通过如图所示的实验装置来验证动量守恒定律。（1）以下哪些说法符合实验要求_____________A.轨道一定要光滑B.轨道末端一定要保持水平C.入射小球A的半径大于被碰小球B的半径D.入射小球A的质量大于被碰小球B的质量（2）图中点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影点。实验时，先将小球A多次从斜轨上同一位置由静止释放，确定其落点的平均位置，测量其水平位移；然后将小球B静止放在轨道的末端，再将小球A从斜轨上同一位置由静止释放，与小球B相撞，并多次重复。以上实验步骤中缺少的必要步骤是_____________A.用天平测量A、B两个小球的质量B.测量小球A开始释放高度C.测量抛出点距地面的高度D.确定A、B相碰后落点的平均位置，并测量（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可用（2）中测量的量表示为_____________。〖答案〗（1）BD（2）AD（3）〖解析〗（1）[1]AB．验证两小球碰撞前后的动量是否守恒，小球离开斜槽末端时只需要具有水平初速度，所以斜槽末端切线必须保持水平，但轨道不一定光滑，A错误，B正确；C．为保证两球发生对心碰撞，半径一定要相等，C错误；D．为保证碰撞后入射球不被反弹，入射球的质量要大于被碰球的质量，D正确；故选BD。（2）[2]要验证动量守恒定律的表达式两边同乘以平抛运动的时间t后得即只需要验证故需要测量的物理量有小球甲质量、小球乙质量、O点到M点的距离OM、O点到N点的距离ON，故AD正确，BC错误；（3）[3]根据上一问分析可知，要验证的表达式为13.某兴趣小组为测量一个表头的内阻，进行如下操作：（1）使用多用电表进行粗测，先机械调零，再将多用电表挡位调到“”挡，欧姆调零后，用_____________（选填“红”或“黑”）表笔与表头的“+”接线柱相连，另一支表笔与表头的“-”接线柱相连（待测表头未超量程），测得的读数如图甲所示，可得表头的内阻为_____________。（2）为了精确测量表头的内阻，小组成员设计了如图乙所示的电路。闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，测得多组电压表与表头的示数、，作出图像，求得图像的斜率为。已知定值电阻的阻值为，则表头的内阻为__________（用，表示）。（3）若发现（2）中表头内阻的测量值小于其实际值，可能的原因是_____________A.电压表读数小于电压表两端实际电压B.电压表读数大于电压表两端实际电压C.的实际值小于其标称值D.的实际值大于其标称值〖答案〗（1）黑129或130或131或或或（2）（3）AC或CA〖解析〗（1）[1]两表笔在使用时，电流总是“红进”“黑出”。所以黑表笔与表头的“+”接线柱相连。[2]如图甲所示，由表盘图像知，可得表头的内阻为。（2）[3]由图乙知代入得（3）[4]AB．由关系式知电压表读数小于电压表两端实际电压，则A正确，B错误；CD．由乙图知，和串联，，由关系式知则可知，C正确，D错误；14.如图甲所示，质量的物块静止在水平面上，时，对其施加水平向右的推力，推力的大小随时间变化的规律如图乙所示．已知物块与水平面的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，求：（1）物块开始运动的时刻及末物块加速度的大小；（2）内推力对物块冲量的大小；（3）末物块动量的大小．〖答案〗（1）1s时物块开始运动，；（2）；（3）〖解析〗（1）物块所受最大静摩擦可得由图可知，时，物块开始运动，时，对物块有解得（2）由图像可知解得（3）内摩擦力的冲量为对物块解得15.飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的荷质比．如图所示，某时刻离子源逸出质量为、电荷量为的离子，离子自板小孔进入间的加速电场，从板小孔射出，沿中心线方向进入板间的偏转控制区，到达探测区域．已知板间电压为、间距为，极板间电压为、长度为、间距为，忽略离子重力及进入板时的初速度．（1）求离子从板小孔射出时速度的大小；（2）求离子到达探测区域时的侧移量；（3）离子从板运动到探测区域的时间为，写出荷质比与的关系式．〖答案〗（1）；（2）；（3）（或）〖解析〗（1）在板间加速时解得（2）板间偏转平行于板方向垂直于板方向解得（3）在板间总时间解得16.如图甲所示，一倾角为足够长的绝缘斜面固