福建省南平市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PAGEPAGE1南平市2023-2024学年第二学期高二期末质量检测物理试题注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用2B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。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.北京时间2024年5月21日，中国首颗商业红外气象卫星“星环号・南信大星”发射升空，地面卫星控制中心利用电磁波向卫星发送指令，未来实现星座组网后可提供全球范围内任意地区红外监测数据。下列说法正确的是（）A.红外线有显著的热效应B.红外线属于可见光C.电磁波不能真空中传播D.电磁波经过大气层时频率发生变化〖答案〗A〖解析〗AB．红外线有显著的热效应，红外线属于不可见光，故A正确，B错误；C．电磁波能在真空中传播，故C错误；D．电磁波经过大气层时频率不发生变化，波速和波长发生变化，故D错误。2.如图，ab、cd两块平直玻璃板固定放置，ab、cd间有一楔形空气薄膜。一束平行单色光垂直cd入射，则观测到的干涉条纹图像可能正确的是（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为，、处为两相邻亮条纹，如图所示则此两处的光程分别为，因为当光程差为波长整数倍时表现为亮条纹，则有即设此两相邻亮纹中心的距离为，则由几何关系得即可知夹角不变，条纹间距等大。故选B。3.电影《热辣滚烫》中贾玲爆减100斤引发热议，影片中贾玲通过多种运动来减重塑形，举杠铃是其中一种方式。在举杠铃过程中，会备有缓冲垫以减震消音降噪，如图所示。在某次训练中，贾玲将质量为的杠铃举到某高度时，不慎脱手，杠铃自由下落，与缓冲垫接触瞬间速度为，经时间后静止。不考虑杠铃反弹且不计空气阻力，重力加速度为。则杠铃受到缓冲垫的平均作用力大小为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗规定向下为正，由动量定理得解得故选C。4.在一均匀介质中，由波源S发出的波同时沿轴正、负两个方向传播。时波源S开始振动，振动图像如图所示。则波源S振动半个周期时，轴上形成的波形图为（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗由波源的振动图像可知，波源的起振方向沿y轴正方向，即波前的起振方向也是沿y轴正方向，波源振动半个周期，向左和向右分别形成半个波长的波形。故选A。二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有2项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，不选或选错的得0分。5.图（a）和图（b）是教材中关于布朗运动的两幅图，下列叙述正确的是（）A.图（a）中的折线是记录微粒布朗运动的轨迹B.图（a）中的折线是按等间隔时间依次记录的运动微粒位置的连线C.图（b）说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的D.图（b）说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显〖答案〗BC〖解析〗AB．图（a）中的折线是按等间隔时间依次记录的运动微粒位置的连线。故A错误；B正确；CD．图（b）说明布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子撞击引起的。故C正确；D错误。故选BC。6.如图，在一次特警训练中，质量为140kg的小车静止在光滑的水平面上，A、B为小车的两端。质量为70kg的特警站在A端，起跳后恰好落到B端，相对地面的位移为2m。该过程不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小车后退了1m B.小车后退了C.小车AB长为3m D.小车AB长为〖答案〗AC〖解析〗设小车质量为M，人的质量为m，对系统，在水平方向上由动能定理得两边同时乘以得即设小车长度为L，则联立解得，故选AC。7.如图，平静的水面上漂浮一块保持静止且厚度不计的圆形木板，AB是直径。一条小鱼正好静止在A点正下方的C处。鱼沿着CB方向看向水面，恰好看不到水面上方的任何东西，水的折射率为，忽略小鱼的大小。则（）A.木板直径为B.木板直径为C.若小鱼上浮到A点正下方处，随后以的水平速度匀速游过木板直径正下方，则在水面上任意位置看不到小鱼的时间为D.若小鱼上浮到A点正下方处，随后以的水平速度匀速游过木板直径正下方，则在水面上任意位值看不到小鱼的时间为〖答案〗BC〖解析〗AB．依题意，做出小鱼恰好看不到水面上方的任何东西的光路图，如图所示根据几何关系，可得又联立，解得故A错误；B正确；CD．若小鱼上浮到A点正下方处，随后以的水平速度匀速游过木板直径正下方，则在水面上任意位置看不到小鱼的时间为根据题意可知，当小鱼反射的光在木板边缘水面上发生全反射时，则在水面上看不到小鱼，光路图如图所示根据可得则在水面之上看不到小鱼运动的位移可表示为又联立，解得故C正确；D错误。8.如图，一轻质弹簧左端与墙固定，右端与铁块连接，铁块在光滑水平面上的B、C两点间做简谐运动，点为平衡位置。现有一橡皮泥从点正上方某处竖直下落，恰好以速率击中速率也为的铁块，并与之粘连。橡皮泥与铁块质量相同且均可视为质点。弹簧振子简谐振动的振动周期（其中为弹簧的劲度系数，为振子的质量）。则（）A.橡皮泥与铁块粘连时，橡皮泥和铁块组成的系统动量守恒B.橡皮泥与铁块粘连的过程中，橡皮泥和铁块组成的系统机械能损失了C.橡皮泥击中铁块后，系统的振幅变大D.橡皮泥击中铁块后，系统周期变大〖答案〗BD〖解析〗A．橡皮泥与铁块粘连过程中，竖直方向上系统所受合外力不为零，即小球和小车在竖直方向上动量不守恒，水平方向上动量守恒。故A错误；B．橡皮泥与铁块粘连的过程中，水平方向动量守恒，可得橡皮泥和铁块组成的系统机械能损失了联立，解得故B正确；C．橡皮泥击中铁块前，在光滑水平面做简谐运动时，设其振幅为A，由系统机械能守恒定律得橡皮泥击中铁块后，二者一起在光滑水平面做简谐运动时，设其振幅为，由系统机械能守恒定律得联立，解得即橡皮泥击中铁块后，系统的振幅变小。故C错误；D．橡皮泥击中铁块后，根据弹簧振子的周期公式可知弹簧振子的质量增加，弹簧劲度系数未变，所以整个弹簧振子的周期变大。故D正确。故选BD。三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14、15、16题为计算题。考生根据要求作答。9.如图，手机连接有线耳机。某时刻来电，手机开始振动，耳机线做______（选填“受迫振动”或“自由振动”），手机振动的频率为，耳机线上点的振动频率为，则______（选填“>”“=”或“<”）。〖答案〗受迫振动=〖解析〗[1][2]闹钟响起手机振动，充电线也跟着振动，可知充电线做受迫振动，则有10.一定质量理想气体状态经历的循环过程，其图像如图所示。气体在状态A的温度______（选填“大于”“小于”或“等于”）在状态B的温度。完成一个循环过程中，气体对外界做功为______（用、表示）。〖答案〗小于〖解析〗[1]由图可知，为等压变化，则有气体在状态A的体积小于在状态B的体积，所以气体在状态A的温度小于在状态B的温度。[2]根据p-V图像中图线与横轴所围面积表示气体做功可知，完成一个循环过程中，气体对外界做功为气体对外界做功为。11.用如图所示装置可测量储液罐中不导电液体的液面高度。将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器置于储液罐中（金属板已做绝缘处理）电容器可通过开关与线圈或电源相连。当开关与接触时，电容器的左极板带______（选填“正电”“负电”或“不带电”）；再将开关从拨到，线圈与电容器构成的回路中将产生振荡电流，振荡电流的频率（其中为线圈的自感系数，为电容器的电容）。当储液罐内的液面高度升高时，电容______（选填“增大”“减小”或“不变”），振荡电流的频率将______（选填“增大”“减小”或“不变”），通过测量振荡频率可知储液罐内不导电液面的高度变化。〖答案〗正电增大减小〖解析〗[1]当开关与接触时，电容器的左极板与电源正极相连，带正电。[2]根据可知，当储液罐内的液面高度升高时，极板间的有液体部分的正对面积增大，电容增大。[3]根据可知，振荡电流频率将减小。12.小明同学用插针法测量某种介质制成的直角三棱镜的折射率，主要实验步骤如下：②将三棱镜的一个光学面与AB重合，在纸上确定三棱镜的另外两个光学面BC、AC，俯视图如图（a）；③在直线DO上依次插上、两枚大头针，图中用“·”表示大头针的位置；④在BC侧透过三棱镜观察，并依次插上大头针和；⑤移去三棱镜和大头针，做出光路图，测出相关数据，算出三棱镜的折射率。（1）下列操作正确的是______。A.在白纸上放好三棱镜后，用铅笔贴着光学面画出界面BC、ACB.插针时，大头针应与木板垂直C.插针时，应使挡住的同时，还要挡住和的像（2）经正确操作后，四枚大头针的位置如图（a）所示，请在图（a）上将实验光路图补充完整_____；（3）依据光路图，可得该三棱镜的折射率为______（计算结果保留3位有效数字）；（4）若实验操作过程中不慎使三棱镜的位置由图（b）中的实线移至虚线处，由此得出该三棱镜折射率的测量值______真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。〖答案〗（1）BC（2）（3）1.32##1.33##1.34##1.35（4）等于〖解析〗（1）A．为了保护光学面，不能用铅笔贴着光学面画出界面BC、AC，选项A错误；B．插针时，大头针应与木板垂直，选项B正确；C．插针时，应使挡住的同时，还要挡住和的像，选项C正确。故选BC。（2）实验光路图如图（3）设每格长度为a，则由图可知该三棱镜的折射率为（4）若实验操作过程中不慎使三棱镜的位置由图（b）中的实线移至虚线处，则光线在BC面上的入射角和折射角都不变，由此得出该三棱镜折射率的测量值等于真实值。13.某实验小组利用单摆测量当地的重力加速度，设计了如图（a）所示的装置：①在点安装力传感器并与细线的一个端点固定，细线另一端系一个小球A；②在点悬挂体积与相同的小球B，调节连接B球的细线长度，使两摆线的长度均为L，两细线保持自然下垂且平行，A、B两球恰好接触；③将小球A小角度拉至同一竖直面内的C点由静止释放，运动到最低点与B球发生对心正碰（A、B每次碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间极短可忽略不计），不计空气阻力。（1）用10分度的游标卡尺测量小球的直径d，游标卡尺的示数如图（b）所示，读出______；（2）、球质量分布均匀，碰撞时，要发生速度交换，则______（选填“>”“=”或“<”）；（3）在满足（2）的条件下，得到的图（c）是与拉力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像，根据图像可知摆球的运动周期______，测得重力加速度______（用、d、表示）。〖答案〗（1）17.6（2）=（3）〖解析〗（1）游标卡尺的示数为（2）根据两球碰撞过程动量守恒、动能守恒，可得，解得，当=时，碰撞时，要发生速度交换。（3）[1]由图（c）可知F变化周期为4t0，则摆球的运动周期也是。[2]根据解得14.如图（a）平静的水面有两个波源和，一浮标静止在水面上的点，与两波源的水平距离分别为和。和均在时刻开始振动，它们做简谐运动的图像均如图（b）所示，两列波在水面传播速度大小相等，当时浮标开始振动。求：（1）波速和波长；（2）通过计算分析点是振动加强点还是减弱点。〖答案〗（1）1m/s，0.4m；（2）振动减弱点〖解析〗（1）由两列波波速相同可知先传播到P点，则两列波的波速代入数据得由两列波的简谐运动图像可知，两列波的周期都是根据联立，解得（2）波程差由于波程差为半波长的奇数倍，因此P点为振动减弱点。15.如图，将粗细均匀的“L”形、导热性能良好的特制细玻璃管固定在竖直面内，BC水平放置，AB与BC相互垂直，A端开口、C端封闭。水银柱封闭着一段理想气体，某次实验中，初始时，实验温度为，封闭气柱长为，水银柱总长为。大气压强始终保持不变且数值上等于（为水银密度，为重力加速度），为热力学温度。（1）求初始时气柱的压强；（2）若温度升高，BC管内水银柱往右移动且未完全进入竖直管，该过程封闭气体对外做功为，吸收热量为，求封闭气体的内能改变量；（3）若实验温度缓慢升高到时，水银柱全部进入竖直管并上升一段距离，求水银柱上表面升高的高度。〖答案〗（1）；（2）；（3）4h〖解析〗（1）初始时，封闭气体压强又解得（2）根据热力学第一定律，封闭气体的内能改变量（3）水银柱全部进入竖直管并上升一段距离后，封闭气体压强设细管横截面积为S，封闭气体膨胀后长度为x，则初始状态，，温度升高后，，根据理想气体状态方程联立，解得则水银柱上表面升高的高度16.如图，水平传送带BC匀速转动、传送带左右两侧分别与光滑水平轨道AB、CD平滑连接，D处连接一光滑竖直半圆弧轨道DE。滑块1以速度向右水平运动，与静止在B处的滑块2发生碰撞，碰后滑块2恰好能到达最高点E。已知传送带长，圆弧半径，滑块1的速度，滑块2质量，两滑块与传送带间的动摩擦因数均为，两滑块均可视为质点，重力加速度g取。求：（1）滑块2到达E点时的速度vE；（2）若传送带以5m/s的速度匀速转动，为保证滑块2被撞击后都