江苏省宿迁市2023-2024学年高二上学期期末物理试卷（含答案解析）

高二年级调研测试物理注意事项：考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求1．本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。3．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满涂黑；作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。4．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。一、单项选择题：本题共10小题，每题4分，共40分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题意。1.“中国天眼”通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙．关于电磁波，下列说法正确的是（）A.电磁波是横波 B.电磁波不能在水中传播C.电磁波看不见，不具有能量 D.不同电磁波在真空中传播速度不同【答案】A【解析】【详解】A．电磁波是横波，故A正确；B．电磁波可以在任何介质或真空中传播，故B错误；C．电磁波看不见，但具有能量。故C错误；D．不同电磁波在真空中传播速度相同，故D错误；故选A。2.两束光线分别照射到同一双缝干涉装置，得到的干涉图样如图所示，则（）A.甲图照射光的频率较低 B.乙图照射光的波长较长C.通过同一单缝，甲图照射光衍射现象更明显 D.在同一玻璃中，甲图照射光传播速度大【答案】B【解析】【详解】AB．根据双缝干涉条纹间距公式可知，用同一双缝干涉装置进行实验，条纹间距越大的波长越长，则乙光比甲光的波长长，乙光比甲光的频率低，故A错误，B正确；C．由于乙光比甲光的波长长，通过同一单缝，乙光衍射现象更明显，故C错误；D．由于乙光频率小，在玻璃中的折射率也小，根据可知，折射率越小，波速越大，所以乙光传播速度大，故D错误。故选B。3.如图所示，水平放置绝缘桌面上有一个金属环，圆心的正上方有一条形磁铁，若条形磁铁水平向右运动，下列说法正确的是（）A.环的磁通量变大B.环有收缩的趋势C.环对桌面压力变小D.环所受的摩擦力方向水平向右【答案】C【解析】【详解】AB．当条形磁铁沿轴线竖直向右移动时，闭合导体环内的磁通量减小，由“增缩减扩”可知，线圈做出的反应是面积有扩大的趋势，故AB错误；CD．根据“来去拒留”可知，磁铁、金属圆环间相互吸引，则圆环对桌面的压力变小，且圆环相对桌面有向右的运动趋势，则金属圆环受到水平向左的摩擦力，故C正确，D错误。故选C。4.在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，图甲中电流计指针向左偏转，则对下图所示的实验过程，说法正确的是（）A.甲图中感应电流产生的磁场方向向下 B.乙图磁铁受到线圈作用力的方向向上C.丙图中磁铁可能静止不动 D.丁图和甲图中电流计指针的偏转方向相反【答案】B【解析】【详解】A．甲图中穿过线圈的磁场方向向下，且磁通量在增加，根据“增反减同”可知道感应电流产生的磁场方向向上，A错误；B．图乙磁铁正向线圈靠近，穿过线圈的磁通量在增大，根据“来拒去留”可知磁铁受到线圈作用力的方向向上，B正确；C．丙图中电流计偏转方向与甲图中相反，说明磁铁在远离线圈，C错误；D．丁图中穿过线圈的磁场方向向上，且磁通量在减小，根据“增反减同”可知道感应电流产生的磁场方向向上，与甲图中感应电流产生的磁场方向相同，所以感应电流方向也相同，电流计指针的偏转方向相同，D错误。故选B。5.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图甲为时的波形图，图乙为处的质点P的振动图像，质点Q的平衡位置在处，下列说法正确的是（）A.波沿x轴负方向传播B.时刻，质点Q位于正向最大位移处C.质点P的振动方程为D.至这段时间内，质点P通过的路程大于【答案】D【解析】【详解】A．由图像乙可知质点P在时的振动方向向上，根据“同侧法”可知波沿x轴正方向传播，故A错误；B．由甲图像可知波长为4m，由乙图像可知周期为4s，则波的传播速度为在时则Q点在时的振动与在Q点之前1.5m处质点P在时的振动相同，图中P点刚好经过平衡位置，故时刻质点Q也经过平衡位置，故B错误；C．由题可知，振幅圆频率为质点P简谐运动的表达式为故C错误；D．在时质点P在平衡位置，在时，代入简谐运动表达式可得则这段时间内，质点P通过的路程为故D正确。故选D。6.在“用单摆测重力加速度大小”的实验中，小王同学作出周期T2与摆线长L的图像如图所示，下列说法正确的是（）A.实验所用摆球半径为b B.实验所用摆球直径为aC.当地的重力加速度大小为 D.当地的重力加速度大小为【答案】D【解析】【详解】设摆球半径为，根据单摆周期公式可得可得根据图像可得，解得当地的重力加速度大小为实验所用摆球半径为则实验所用摆球直径故选D。7.两列完全相同的机械波在某时刻的叠加情况如图所示，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时（）A.P、M连线中点振动减弱 B.P、M连线中点速度为0C.P、M、Q、N四点速度均为0 D.再经过半个周期，Q、N两点振动加强【答案】C【解析】【详解】AB．此时M点波峰与波峰相遇，而P点是波谷与波谷相遇，是振动加强点，则P、M两点是振动加强点，且P、M连线上也是振动加强的，P、M两点连钱中点未达到波峰或波谷，故速度不为0，故AB错误；C．P处于波谷，速度为零；M处于波峰，速度为零；Q、N两点振动减弱，则速度为零，即四点的速度均为0，故C正确；D．Q、N两点处于波谷与波峰相遇处，再经过周期Q、N两点振动仍然减弱，故D错误；故选C。8.踢毽子是我国传统的民间体育运动，如图是一个小孩在踢毽子，毽子近似沿竖直方向运动，空气阻力与速率成正比，毽子在空中运动过程中（）A.动量变化量等于零 B.动量变化率一直减小C.重力的冲量上升过程等于下降过程 D.重力的冲量上升过程大于下降过程【答案】B【解析】【详解】A．毽子上升的初速度为v0，再次下落到原点时的速度为v，设向下为正方向，则动量变化量选项A错误；B．动量变化率等于毽子受到的合外力，上升过程合外力为mg+kv，则随速度减小，合外力变小；下降过程的合外力mg-kv，则随速度增加，合外力减小，则动量变化率一直减小，选项B正确；CD．上升过程中mg+kv=ma1下降过程中mg-kv=ma2则a1>a2根据可知上升的时间小于下降的时间，根据I=mgt可知，重力的冲量上升过程小于下降过程，选项CD错误。故选B。9.如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板A、B与电阻R和电流表相连，现将等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，下列说法正确的是（）A.A板的电势高于B板电势 B.若只增大两板间距离，电流表示数减小C.若只增大磁感应强度，电流表示数减小 D.磁流体发电机非静电力为洛伦兹力【答案】D【解析】【详解】A．等离子体进入磁场，根据左手定则可知正电荷向下偏，打在下极板上；负电荷向上偏，打在上极板上；所以下极板带正电，上极板带负电，则B板的电势高于A板的电势，故A错误；BC．根据稳定时电场力等于磁场力即则有再由欧姆定律可知所以，若只增大磁感应强度，R中电流变大；若只增大两板间距，R中电流增大，故BC错误；D．由上述分析可知，磁流体发电机的非静电力为洛伦兹力，故D正确；故选D。10.如图所示，足够长的光滑平行直导轨竖直放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，已知金属棒MN能紧贴导轨滑动，导轨上端接一定值电阻R，金属棒与导轨电阻不计，金属棒由静止释放，感应电动势E、加速度a随时间t，以及通过电阻R的电荷量q、金属棒动能Ek随下落高度h变化关系图像正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】导体棒受到重力加速，切割磁感线，产生感应电动势产生感应电流为导体棒受到向上的安培力根据牛顿第二定律，有解得随着速度增大，加速度减小，直到安培力等于重力，加速度为0，速度达到最大，后匀速运动。A．根据由于加速度逐渐减小，所以图像斜率逐渐减小，A正确；B．根据由于加速度减小，所以图像斜率逐渐减小，B错误；C．根据可得所以图像斜率不变，C错误；D．根据动能定理有由于导体棒的加速度逐渐减小到0，所以图像的斜率逐渐减小到0，D错误。故选A。二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。11.如图甲，用“碰撞”实验验证动量守恒定律，用天平测得A、B球质量分别为和，O点是轨道末端在白纸上的投影点，M、P、N为三个落点的平均位置．测出M、P、N与O的距离分别为s1、s2、s3，如图乙所示。（1）关于实验器材，下列说法正确的是（）A.A、B球的半径可以不同B.斜槽末端必须水平，斜槽必须光滑C.重锤的作用是标定斜槽末端在白纸上的投影点（2）关于实验操作，下列说法正确的是（）A.实验时白纸和复写纸可以随时调整位置B.A球每次必须从同一位置由静止释放C.实验前应该测出斜槽末端距地面的高度（3）在实验误差允许范围内，若满足关系式________，则可以认为两球碰撞前后在水平方向上动量守恒；（用题中测量量表示）（4）若实验中测得s1=15.50cm、s2=25.50cm、s3=40.00cm，假设碰撞过程中动量守恒，则m1与m2之比为_______；（5）若该碰撞是弹性碰撞，则小球落点距离应满足的定量关系为________用（s1、s2、s3表示）。【答案】（1）C（2）B（3）（4）4（5）【解析】【小问1详解】[1]A．为满足对心碰撞，则A、B球的半径必须相同，故A错误；B．为保证小球做平抛运动，斜槽末端必须水平，斜槽无需光滑，故B错误；C．重锤的作用是标定斜槽末端在白纸上的投影点，故C正确；故选C。【小问2详解】[2]A．实验时白纸和复写纸不能随时调整位置，故A错误；B．为保证A球每次碰撞前的速度相等，A球每次必须从同一位置由静止释放，故B正确；C．根据实验原理可知，斜槽末端距地面的高度相同，则运动时间相同，可用水平位移代替水平初速度，无需测量地面的高度，故C错误；故选B。【小问3详解】[3]根据动量守恒定律有结合平抛运动规律，可知有【小问4详解】[4]将s1=15.50cm、s2=25.50cm、s3=40.00cm代入解得【小问5详解】[5]若这个碰撞弹性碰撞，由能量守恒可得解得12.如图所示，金属杆ab质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面为角斜向下，结果ab静止于水平导轨上，重力加速度为g，求：（1）金属杆所受到的摩擦力；（2）金属杆对导轨的压力。【答案】（1），方向向左；（2），方向竖直向下【解析】【详解】（1）（2）由左手定则可知，导体棒ab受安培力方向斜向右上方，与竖直方向夹角为θ，大小为F=BIL，则由平衡可知水平方向方向向左；竖直方向由牛顿第三定律可知，金属杆对导轨的压力方向竖直向下。13.某兴趣小组选取边长为a的正方体透明材料，如图所示，底面顶点处有一单色点光源O，从材料上表面看到按明亮照射的区域恰好是以a为半径的四分之一圆面（图中阴影所示），已知光速为c，不考虑光的反射，求：（1）此单色光的折射率n；（2）光源发出的光从上表面穿出所需的最长时间t。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据题意可知，光入射至圆弧边缘时恰好发生全反射，入射角为临界角C，根据几何关系有则有根据临界角与折射率的关系有解得（2）根据折射率与光速的关系有光从圆弧边缘射出的时间最长，则有解得14.如图所示，在光滑的水平面上有一长L=1m的木板B，木板与右侧光滑平台等高，平台上有一光滑圆弧槽C，半径R=0.05m，圆弧槽下端与平台表面相切，开始B、C都静止，现有小物块A以初速度v0=4m/s从B左端滑上，木板和平台相碰时物块恰好以速度vA=2m/s滑离木板，之后物块滑上圆弧槽，A、B、C的质量分别为1kg、2kg、0.5kg，重力加速度g=10m/s2，求：（1）木板B刚要与平台碰撞时速度v；（2）物块与木板间的动摩擦因数µ；（3）物块离平台最大高度h。【答案】（1）1m/s；（2）0.5；（3）【解析】【详解】（1）当物块A滑上木板B，二者组成的系统动量守恒，所以代入数据解得（2）A从滑上B到滑离木板，根据能量守恒定律有代入数据解得（3）当物块A滑上圆弧槽C后，圆弧槽向右加速，二者组成的系统水平方向动量守恒，所以联立解得15.如图所示，空间直角坐标系（垂直纸面向外为z轴正方向，未画出），在xOy平面内y轴右侧有I和Ⅱ两个区域，I区域存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，I区域的宽度为d，II区域同时存在范围足够大的匀强电场和匀强磁场，匀强电场沿y轴负方向，场强大小为，匀强磁场沿y轴正方向，磁感应强度大小也为B，坐标原点O有一粒子源，在xOy平面内向各个方向发射质量为m、电量为的相同速率粒子，由于I和Ⅱ区域间存在特殊挡板（厚度不计），只有粒子速度与挡板垂直