北京市怀柔区2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGE2024年第二学期高二物理期末考试试题一、单选题1.下列说法正确的是（）A.当一列声波从空气传到水中时，其波长不变B.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫纵波C.当声源靠近时，静止的观察者接收到的声音频率增大D.孔的尺寸比波的波长小时不会发生衍射现象〖答案〗C〖解析〗A．当一列声波从空气传到水中时，其频率不变，波速变大，则波长变大，故A错误；B．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波，故B错误；C．当声源靠近时，根据多普勒效应可知，静止的观察者接收到的声音频率增大，故C正确；D．孔的尺寸比波的波长小时会发生明显衍射现象，故D错误。故选C。2.生活中有很多有趣的光学现象，关于这些现象，下列表述中错误的一项是（）A.甲图所示的光导纤维，内芯的折射率比外套的大B.乙图所示的肥皂膜看起来是彩色的，这是光的折射现象C.丙图所示的劈尖干涉，任意相邻明条纹所对应的薄膜厚度差恒定D.如丁图所示，要想减弱玻璃表面反射光的干扰，拍出清晰的车窗内景象，可以在相机镜头前装一片偏振滤光片〖答案〗B〖解析〗A．光导纤维能够使光在有机玻璃内传播是利用光的全反射原理，要想发生全反射光必须从光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大于外套的折射率，A正确；B．肥皂膜看起来是彩色的，这是薄膜干涉，是光的干涉现象，B错误；C．劈尖干涉中任意相邻明条纹所对应的薄膜厚度差恒定，C正确；D．要想减弱玻璃表面反射光的干扰，拍出清晰的车窗内景象，可以在相机镜头前装一片偏振滤光片，D正确。本题选错误的，故选B。3.如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。下列说法中正确的是（）A.各摆的振动周期与a摆相同B.各摆的振幅大小不同，e摆的振幅最大C.各摆的振动周期不同，c摆的周期最长D.各摆均做自由振动〖答案〗A〖解析〗ACD．让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，a摆做自由振动，其振动周期等于固有周期，b、c、d、e四个单摆在a摆的驱动力作用下做受迫振动，振动周期等于驱动力的周期，即等于a摆的固有周期，故各摆的振动周期与a摆相同，故A正确，CD错误；B．由于a、c摆长相同，c摆所受驱动力的频率与固有频率相等，c摆出现共振现象，故各摆的振幅大小不同，c摆的振幅最大，故B错误。故选A。4.图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，相邻编号的质点间距离为2cm。已知时，质点1开始向上运动；时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（）A.这列波传播的速度为0.5m/sB时，振动传到质点8C.时，质点12加速度方向向下D.时，质点16正在向下运动〖答案〗C相邻编号的质点间距离为2cm，则波长为这列波传播的速度为故A错误；B．时，波的传播距离为振动传到质点9，故B错误；C．时，波的传播距离为振动传到质点13，则质点12正在向上运动，则其加速度方向向下，故C正确；D．时，波的传播距离为振动传到质点17，则质点16正在向上运动，故D错误。故选C。5.一列简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，波沿x轴的负方向传播。下列说法正确的是（）A.质点P此时刻的速度沿y轴的正方向B.再过半个周期时，质点P的位移为负值C.经过一个周期，质点P通过的路程为2aD.质点P此时刻的加速度沿y轴的正方向〖答案〗B〖解析〗A．波沿x轴负方向传播，结合平移法可知，P质点在该时刻的速度方向沿y轴负方向，故A错误；B．质点开始时在x轴的上方，经过半个周期，质点P一定位于开始时的对称位置上，即一定是在x轴的下方，位移为负值，故B正确；C．经过一个周期，质点P通过的路程为4倍的振幅，即4a，故C错误；D．质点的加速度为质点P该时刻位于x轴的上方，所以加速度的方向沿y轴的负方向，故D错误；故选B。6.如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光。以下说法正确的是（）A.玻璃砖对a光的折射率为B.b光的频率比a光的大C.b光的波长比a光的大D.b光在玻璃中的传播速度比a光的大〖答案〗B〖解析〗A．玻璃砖对a光的折射率为故A错误；B．由图知两束光的入射角相等，a的折射角小于b的折射角，根据折射定律可知玻璃砖对b光的折射率比对a光的大，由于折射率越大，光的频率越大，则b光的频率比a光的频率大，故B正确；D．由于玻璃砖对a光的折射率小，根据知在玻璃砖中a光的传播速度比b光的大，故D错误。故选B。7.质量为m的物体以v的初速度竖直向上抛出，经时间t达到最高点。速度变为0，以竖直向上为正方向，在这个过程中，物体的动量变化量和重力的冲量分别是（）A.-mv和-mgt B.mv和mgtC.mv和-mgt D.-mv和mgt〖答案〗A〖解析〗以竖直向上为正方向，物体动量的变化为重力的冲量为I=-mgt故选A8.城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。图为一则安全警示广告，非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小明同学用下面的实例来检验广告词的科学性：设一个50g鸡蛋从25楼的窗户自由落下，与地面的碰撞时间约为，已知相邻楼层的高度差约为3m，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（）A.10N B.102N C.103N D.104N〖答案〗C〖解析〗下落的高度则下落的时间取向下为正方向，根据动量定理得解得故C正确，ABD错误。故选C。9.如图所示，是一个正弦式交变电流的波形图。则（）A.该交变电流的周期为5sB.该交变电流的有效值为C.若将该电流通过10Ω的电阻时，10s内产生热量为5000JD.若将该电流输入匝数比为的理想降压变压器，副线圈输出电流的最大值为1A〖答案〗C〖解析〗A．由题图可知，该交变电流的周期为0.2s，故A项错误；B．该交变电流为正弦式交变电，其有效值为故B项错误；C．若将该电流通过10Ω的电阻时，10s内产生热量为故C项正确；D．由于理想降压变压器，有解得副线圈的最大电流为，有解得故D项错误。故选C。10.如图甲所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁托起到某一高度（弹簧处于压缩状态）后放开，磁铁能上下振动较长时间停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，如图乙所示，仍将磁铁托起到同一高度后放开，则下列说法正确的是（）A.放线圈后，磁铁会更快地停下来B.放线圈后，磁铁振动的时间不改变C.因磁铁和线圈没有接触，所以线圈对磁铁没有作用D.放线圈后，线圈一直会对磁铁产生向上的作用力〖答案〗A〖解析〗由楞次定律可知，将磁铁托起到同一高度后放开，线圈中会产生感应电流，使磁铁始终受到阻碍，时而体现引力、时而体现斥力，磁铁会更快地停下来。故A正确，BCD错误。故选A。11.在如图所示的电路中，和是两个相同的灯泡。线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法正确的是（）A.闭合开关S时，和同时亮B.闭合开关S时，先亮，逐渐变亮，稳定时亮度相同C.断开开关S时，闪亮一下再熄灭D.断开开关S时，流过的电流方向向左〖答案〗B〖解析〗AB.闭合开关S时，立刻亮；由于A1支路的线圈阻碍电流的增加，则逐渐亮起来，由于和是两个相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略不计，则稳定时亮度相同，选项A错误，B正确；CD.断开开关S时，通过原来的电流立刻消失，而在A1支路由于线圈L阻碍电流的减小，产生自感电动势相当于电源，在A1和A2中重新形成回路，可知两灯都会慢慢熄灭，流过的电流方向向右，由于稳定时通过两灯的电流相同，则不会闪亮一下再熄灭，选项CD错误。故选B。12.如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度水平地滑至车的上表面，若车表面足够长，则（）A.由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒B.车表面越粗糙，木块减少的动量越多C.车表面越粗糙，小车增加的动量越少D.木块的最终速度为〖答案〗D〖解析〗以小车和木块组成的系统为研究对象所受合外力为零，因此系统动量守恒，由于摩擦力的作用，m速度减小，M速度增大，m速度减小到最小时，M速度达最大，最后m、M以共同速度运动。以初速度方向为正方向，根据动量守恒有解得木块减少的动量为与车表面粗糙程度无关，小车M获得动量与车面粗糙程度无关。13.如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为，其原线圈两端接入正弦式交变电压，副线圈通过电流表与变阻器R相连，若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法正确的是（）A.当变阻器电阻时，电流表的示数为3.11AB.滑动变阻器的滑片向下滑动，电压表的示数增大C.滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表的示数增大D.滑动变阻器的滑片向下滑动，变压器的输入功率减小〖答案〗C〖解析〗A．交流电的电压有效值为根据可得因此故A错误；B．由于原线圈的电压保持不变，匝数比不变，无论滑动变阻器阻值如何变化，副线圈两端的电压也保持不变，故B错误；C．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，由于副线圈两端的电压不变，因此副线圈电流增大，电流表的示数增大，故C正确；D．根据结合C选项分析可知当滑动变阻器的滑片向下滑动时，滑动变阻器消耗的功率增大，因此变压器的输入功率增大，故D错误。14.当一条长度为L、横截面积为S的金属丝在力F作用下伸长∆L时，满足表达式：，E为该金属丝材料的弹性模量，可以得到。弹性模量是描述固体材料抗形变能力的重要物理量，是材料的固有属性，也是机械构件材料选择的重要依据，采用单缝衍射和单丝衍射一起测量金属丝的微小伸长量和直径d，就可测量该金属丝材料的弹性模量。已知单缝衍射中央亮条纹宽度∆x满足表达式：，式中l为单缝到光屏的距离，D为单缝宽度，λ为衍射光波长，如图1所示，当金属丝下面的托盘增加砝码时，金属丝被拉长，下面的缝宽由a1减小为a2，引起光屏处的衍射中央亮条纹宽度变化，据此可以求金属丝伸长量∆L。图2为单缝衍射法测量金属丝在砝码拉伸下的微小伸长量光路示意图，已知单丝衍射中央亮条纹宽度与单缝衍射规律相同，式中D为单丝宽度，根据测量单丝衍射中央亮条纹宽度可以求得金属丝直径d，再根据可计算出金属丝的横截面积，图3为单丝衍射的示意图，将以上衍射法的测量值代入，就可以得到金属丝的弹性模量。据此材料，以下叙述正确的是（）A.砝码稍增大一些，∆L会增大，金属丝的弹性模量E将减小B.增加砝码之后，单缝衍射的中央亮条纹都变宽C.金属丝的弹性模量与实验用的光波长有关D.该方法中使用的激光可以用白光代替〖答案〗B〖解析〗AC．金属丝的弹性模量E是由材料本身决定的，与∆L无关，与实验用的光波长无关，选项AC错误；B．增加砝码之后，金属丝的伸长量变大，则单缝宽度减小，则单缝衍射的中央亮条纹都变宽，选项B正确；D．白光是多种颜色的光的复合光，则该方法中使用的激光不可以用白光代替，选项D错误。故选B。二、实验题15.如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列措施可行的是______（填选项前的字母）。A.将单缝向双缝靠近B.使用间距更小的双缝C.把绿色滤光片换成红色滤光片D.将屏向靠近双缝的方向移动（2）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图乙所示。分划板在图中位置时游标卡尺的读数为xM，在位置时游标卡尺读数为，该单色光的波长表达式为________（用题目中所给物理量符号xM，，，表示）。〖答案〗（1）D（2）〖解析〗（1）（1）ABD．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应减小相邻两个亮条纹或暗条纹间的距离，由可知需要增大双缝间距d或减小双缝到屏距离L，故AB错误，D正确；C．把绿色滤光片换成红色滤光片，波长变长，条纹间距变宽，故C错误。故选D。（2）（2）依题意，由图乙可得相邻两个亮条纹或暗条纹间距为则该单色光的波长表达式为16.用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。（1）对于上述实验操作，下列说法正确的是__________。A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B.斜槽轨道必须光滑C.斜槽轨道末端必须水平D.实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动E.小球1的质量应大于小球2的质量（2）本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有__________。A.A、B两点间的高度差B.B点离地面的高度C.小球1和小球2的质量、D.小球1和小球2的半径r（3）当所测物理量满足表达式__________（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞守动量守恒定律。如果还满足表达式__________（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞时无机械能损失。〖答案〗（1）ACE（2）C（3）〖解析〗（1）A．为了保证小球做平抛运动每次的初速度相同，所以小球应该使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下，故A项正确；B．该实验中斜槽轨道不是必须光滑的，故B项错误；C．为了保证小球做平抛运动，所以斜槽末端必须水平，故C项正确；D．实验过程中白纸不可以移动，但复写纸可以移动，故D项错误；E．为了避免撞后弹回，所以小球1的质量应该大于小球2的质量，故E项正确。故选ACE（2）本实验需要验证的表达式是由于球做平抛运动，且平抛运动的竖直高度相同，由可知，小球在空中运动时间相同，水平方向有由于运动时间相同，所以可以用水平距离表示速度的大小，即最终验证的表达式为所以除需要测量线段OM、OP、ON的长度以外，还需要测量的物理量有小球1和小球2的质量、。故选C。（3）[1]本实验需要验证的表达式是由于球做平抛运动，且平抛运动的竖直高度相同，由可知，小球在空中运动时间相同，水平方向有由于运动时间相同，所以可以用水平距离表示速度的大小，即最终验证的表达式为[2]若无机械能守恒，则还应该满足由上述分析可知，变形为17.实验课中，同学们用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示。（1）实验过程有两组同学分别用了图2．图3的两种不同方式悬挂小钢球，你认为___________（选填“图2”或“图3”）悬挂方式较好；（2）在实验中，某同学用游标卡尺测量金属球的直径，结果如图4所示，读出小球直径为___________cm；（3）实验中，某同学测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图5所示的坐标系中，图中各坐标点分别对应实验中5种不同摆长的情况。由图像可知重力加速度g=___________m/s2；（结果保留2位有效数字）（4）实验中，三位同学作出T2—L图线分别如图6中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线a和c，下列分析正确的是___________（填选项前的字母）。A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值〖答案〗（1）图3（2）2.240（3）9.9（4）B〖解析〗（1）[1]单摆稳定摆动时，要求摆长不发生变化，用图2方式悬挂时在小球摆动过程摆长会发生变化，图3方式悬挂时，绳子末端固定，避免摆长发生变化，故图3悬挂方式较好。（2）[2]根据游标卡尺读数规则，可读出小球直径为d=22mm+8×0.05mm=22.40mm=2.240cm（3）[3]根据单的周期公式，变形得可知T2—L图像斜率为由图5可求得联立可得g=π2=9.9m/s2（4）[4]A．若误将悬点到小球下端的距离记为摆长L，则应满足图线应与b平行且在b的下方，A错误；B．实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，则图线c的斜率偏小，图线c符合题意，B正确；C．由（3）〖解析〗可得，当地的重力加速度的表达式为三、解答题18.如图所示，一质量为m的带电粒子从容器A下方的小孔飘入、之间的加速电场，其初速度可视为0，加速后以速度v经小孔沿与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后垂直打到照相底片上的D点。已知到D点的距离L，不计粒子的重力，求：（1）粒子的比荷；（2）加速电场的电势差U；（3）粒子在磁场所受洛伦兹大小。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，有几何关系可知，半径为。洛伦兹力提供向心力解得（2）粒子在加速电场中根据动能定理有解得（3）粒子在磁场所受洛伦兹力提供向心力，有解得19.如图，轻绳上端固定在点，下端将质量的小球悬挂在A点。质量的玩具子弹，以的速度射向小球，与小球发生对心正碰后，又以的速度被弹回，碰撞时间极短。已知绳长为，取。求：（1）碰撞后小球得到的速度；（2）碰撞后，小球向右摆动到最高点时相对于A点的高度；（3）碰撞过程中系统产生的热量。〖答案〗（1）0.1m/s；（2）；（3）1.485J〖解析〗（1）碰撞过程，小球与子弹构成的系统根据动量守恒定律有解得（2）碰撞后，小球向右摆动到最高点过程，根据动能定理有解得（3）碰撞过程，根据能量守恒定律有解得Q=1.485J20.如图所示，足够长的U形光滑导体框水平放