湖北省荆门市2023-2024学年高二上学期1月期末物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1荆门市2023—2024学年度上学期期末高二年级学业水平检测物理注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出〖答案〗后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.下列说法正确的是（）A.肥皂膜在阳光下呈现彩色是光的衍射现象B.立体电影画面具有立体感是光的干涉现象C.水面上漂浮物会随着水波的传播向远方移动D.火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率会比声源发出的频率高〖答案〗D〖解析〗A．肥皂膜在阳光下呈现彩色是薄膜干涉现象，故A错误；B．立体电影画面具有立体感是光的偏振现象，故B错误；C．漂浮物不会随水波传播，只能在平衡位置附近机械振动，故C错误；D．火车鸣笛向我们驶来时，根据多普勒效应，声音波长变短，频率增大，听到的笛声频率会比声源发出的频率高，故D正确。2.如图所示为一质点做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（）A.质点振动周期为0.4sB.质点在0.8s内走过的路程为40cmC.0至0.4s时间内，质点加速度始终沿x轴负方向D.在0~0.2s时间内，速度方向与加速度方向相同〖答案〗B〖解析〗A．由图可知质点振动周期为0.8s，故A错误；B．质点在0.8s内走过的路程为故B正确；C．0至0.4s时间内，位移始终为负，质点加速度始终沿x轴正方向，故C错误；D．在0~0.2s时间内，速度沿x轴负方向，加速度沿x轴正方向，速度方向与加速度方向相反，故D错误。故选B。3.如图所示，导体棒PQ放在垂直纸面向外的匀强磁场中，PQ与螺线管和金属导轨组成闭合回路，将条形磁铁的N极迅速插入螺线管内时，关于导体棒PQ中的感应电流方向和PQ受到的安培力方向判断正确的是（）A.电流从P到Q，安培力向左 B.电流从P到Q，安培力向右C.电流从Q到P，安培力向右 D.电流从Q到P，安培力向左〖答案〗C〖解析〗条形磁铁的N极迅速插入螺线管内时，螺线管里面的磁通量增大，根据楞次定律和安培定则可知电流从Q到P，再由左手定则可知安培力向右。故选C。4.如图所示，空间有垂直纸面向内的匀强磁场和水平向右的匀强电场，一个带正电的液滴沿直线ab运动，下列说法正确的是（）A.液滴可能从a向b运动 B.液滴可能做加速运动C.液滴机械能不变 D.电场力对液滴做正功〖答案〗D〖解析〗AB．粒子做直线运动，因为洛伦兹力的大小和速度有关，根据受力分析可知，粒子只能做匀速直线运动，所受洛伦兹力斜向左上方，所以油滴从b向a运动，故AB错误；CD．油滴从b到a，电场力做正功，电势能减小，油滴的机械能增大，故D正确，C错误。故选D。5.如图所示MN为半圆柱体玻璃砖的水平直径，O为圆心，两束平行的a光和b光从真空射到玻璃砖的MN面，都折射到O点正下方的P点，下列说法正确的是（）A.玻璃对a光的折射率比对b光的折射率要小B.在玻璃砖中，b光的传播速度大于a光的传播速度C.b光有可能在P点发生全反射D.将a和b光通过相同的双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较大〖答案〗A〖解析〗光路图如图A．入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，根据玻璃对a光的折射率比对b光的折射率要小，A正确；B．根据在玻璃砖中，b光的传播速度小于a光的传播速度，B错误；C．b光有可能在P点的入射角等于第一次折射时的折射角，根据光路可逆原理，不会发生全反射，C错误；D．a光的折射率较小，则频率较小，根据则a光的波长较大。根据a光的干涉条纹间距较大，D错误。故选A。6.高空抛物危害极大，我国出台了相应的法律法规，严厉处罚高空抛物的行为。一个质量50g鸡蛋，从20m高空自由下落，与地面撞击时作用时间约为，不考虑空气阻力，重力加速度，则鸡蛋对地面的平均撞击力大约为（）A.25N B.100N C.250N D.1000N〖答案〗C〖解析〗鸡蛋落地速度为设竖直向下为正方向，根据动量定理得根据牛顿第三定律，鸡蛋对地面的平均撞击力大约为250N。7.如图所示，两平行极板间存在相互正交的匀强电场和匀强磁场，某带负电粒子（不计重力）恰好能在极板间做匀速直线运动到达O点，O为中点。若仅撤去磁场，粒子恰能从极板边缘离开，则若仅撤去电场下列说法正确的是（）A.粒子将打在上极板 B.粒子将打在下极板C.粒子将在间离开 D.粒子将在间离开〖答案〗B〖解析〗某带负电粒子（不计重力）恰好能在极板间做匀速直线运动到达O点，受向上的电场力和向下的洛伦兹力，两力大小相等；仅撤去磁场，粒子做平抛运动恰能从上极板边缘M离开，若撤去电场，粒子将向下偏转作圆周运动，则粒子在水平方向的位移一定小于做平抛运动时的水平位移，即粒子将打在下极板上。故选B。8.一列简谐横波在时的波形图如图甲所示。介质中处的质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.波沿x轴负方向传播B.波的传播速度的大小为C.时，质点P的速度沿y轴的正方向D.从到，质点P通过的路程为3m〖答案〗AC〖解析〗A．图乙为质点P的振动图像，可知在时质点P沿y轴负方向振动，结合波形图和同侧法可知，波沿x轴负方向传播，故A正确；B．由图甲知波长为4m，图乙知周期为2s，则传播速度为故B错误；C．由图乙知时，质点P的速度沿y轴的正方向，故C正确；D．从到，质点振动了，质点P通过的路程为故D错误。故选AC。9.直角三角形ACD中有垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度，一束带正电的粒子垂直AC边以速度射入磁场，已知粒子质量，电量，边长度为，不计粒子重力和粒子间的相互作用力，则（）A.AD边有粒子射出的区域长度为10cmB.AD边有粒子射出的区域长度为C.从AD边射出的粒子在磁场中运动的最长时间为D.从AD边射出的粒子在磁场中运动的最长时间为〖答案〗BD〖解析〗AB．根据粒子运动半径为如图当粒子运动的圆心角为与AD相交时，出射点与A最远，由几何关系，AD边有粒子射出的区域长度为故A错误，B正确；CD．当粒子与AD边相切时，从AD边射出的粒子在磁场中运动的时间最长，由几何关系可知，圆心角为，时间为故C错误，D正确。故选BD10.足够长的平行光滑金属导轨固定在水平桌面上，导轨间距，在虚线MN左侧有垂直导轨平面向上的匀强磁场，MN右侧有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为，两根长度均为的导体棒ab和cd分别垂直导轨放置在MN的左侧和右侧，并和导轨保持良好接触，已知导体棒ab和cd质量均为，电阻分别为和，现给ab棒一个向左的初速度，则下列说法正确的是（）A.cd最终速度大小为B.ab和cd组成的系统动量守恒C.整个过程流过ab的电荷量为4CD.整个过程ab棒产生的焦耳热为0.4J〖答案〗AC〖解析〗AB．ab向左运动，根据右手定则和左手定则，可知ab和cd均收到向右的安培力，则系统动量不守恒。但由于二者最终速度一定相等，电动势为零。且安培力大小始终相等，即安培力冲量大小相等，根据动量定理，ab动量的减小量等于cd动量的增加量，故二者速度最终均为，故A正确，B错误；C．对ab，根据动量定理得整个过程流过ab的电荷量为故C正确；D．根据能量守恒，整个过程产生的焦耳热为则整个过程ab棒产生的焦耳热为故D错误。二、非选择题：本题共5小题，共60分。11.某同学用半圆柱玻璃砖测定玻璃的折射率，他的操作步骤如下：A．用毫米刻度尺量出半圆柱玻璃砖的直径d，算出半径r=，然后确定圆心的位置，记在玻璃砖上；B．在白纸上画一条直线作为入射光线，并在入射光线上插两枚大头针P1和P2；C．让入射光线与玻璃砖的直径垂直，入射光线经过圆心O；D．以圆心O为轴，缓慢逆时针转动玻璃砖，同时调整视线方向，直到从AB下方恰好看不到P2和P1的像，然后沿半圆柱玻璃砖直径画一条直线AB，并作出光路图，如图所示。（1）看不到P2和P1的像是因为发生了______；（2）只使用毫米刻度尺，还需要测量______（选择“OD”或“CD”）的长度，记作l；（3）玻璃砖的折射率的表达式n=______。〖答案〗（1）全反射（2）CD（3）〖解析〗（1）[1]由于光线在AB面上发生了全反射。（2）（3）[2][3]只要测出“CD”的长度l，就想当于测出了临界角的正弦，即而可得折射率12.某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，装置如图甲所示，两个滑块上固定有宽度相同的挡光片，测得滑块（含挡光片）的质量分别为M、两个光电门、与数字计时器相连，能测出挡光片通过光电门时的挡光时间。（1）实验开始应先调节气垫导轨水平。接通气垫导轨装置的电源，调节导轨下面的螺母，轻推滑块M，使得M通过光电门、的时间______，则导轨水平。（2）用20分度的游标卡尺测量两挡光片的宽度，示数如图乙所示，则挡光片的宽度______cm。（3）将滑块M静置于两光电门之间，将滑行器m置于光电门右侧，用手推动m，使m获得水平向左的速度经过光电门并与M发生碰撞且被弹回，再次经过光电门。光电门先后记录的挡光时间为，光电门记录的挡光时间为。在误差允许的范围内，本次实验中若表达式______（用表示）成立，则动量守恒定律成立；若表达式______（用表示）成立，则碰撞过程机械能守恒。〖答案〗（1）相等（2）0.450（3）〖解析〗（1）[1]实验要求滑块做匀速运动，则使得M通过光电门、的时间相等，则导轨水平。（2）[2]挡光片的宽度为（3）[3][4]若满足又，，即满足说明动量守恒定律成立若满足即满足则碰撞过程机械能守恒。13.如图所示，光滑水平面上固定一个质量的长木板，木板长，一个质量的小滑块以某一速度从左端滑上木板，恰好没有从木板上滑下。已知滑块与木板之间的动摩擦因数，重力加速度，求：（1）滑块滑上木板时的动量p；（2）若长木板不固定，可自由滑动，滑块以相同的初动量滑上木板，则滑块相对木板滑动的距离d为多少。〖答案〗（1）；（2）1m〖解析〗（1）设滑块初速度为，木板固定时根据动能定理有代入数据解得滑块滑上木板时的动量为解得（2）若长木板不固定，滑块与木板共速时速度为由动量守恒定律得解得根据动能定理可得解得14.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨固定在倾角为的斜面上，导轨间距，导轨底端接有阻值的电阻，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。长为的金属杆垂直导轨放置，金属杆质量，电阻为，杆在平行导轨向上的恒力F作用下从静止开始沿导轨向上运动，当运动距离时，达到最大速度．不计其他电阻，重力加速度，求：（1）当杆的速度时杆两端的电压，并指出a、b两端哪点电势高；（2）恒力F；（3）杆达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。〖答案〗（1）4V，端电势高；（2）9N；（3）4J〖解析〗（1）当杆的速度时，感应电动势杆两端电压由右手定则判断可知端电势高；（2）最大速度时，感应电动势回路中电流导体棒受安培力由平衡条件得（3）杆达到最大速度的过程中，由能量守恒得电阻R上产生的焦耳热为解得15.直角坐标系xoy第一象限内有沿y轴负向的匀强电场，第四象限内有垂直纸面向内的匀强磁场B，质量m、带电量的粒子从y轴的P点以速度垂直y轴射入第一象限，进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角，已知P点到坐标原点O的距离为L，不计粒子重力。（1）匀强电场的电场强度的大小E；（2）经多长时间粒子第二