江苏省南通市2023-2024学年高二上学期物理期中考试试卷（含答案）

江苏省南通市2023-2024学年高二上学期物理期中考试试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、单选题1．下面是四种与光有关的事实，其中利用到光的衍射原理的是（）A．用光导纤维传播信号B．用白光照射单缝，在屏上看到彩色的条纹C．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度D．潜水员在水下看到岸上的景物都在一个倒立的圆锥里2．小明同学将一个以电池为电源的蜂鸣器固定在长竹竿的一端，闭合开关后听到它发出声音。现用竹竿把蜂鸣器举起并在头顶快速做圆周转动，蜂鸣器从A转动到B的过程中的某位置，小明及甲、乙三位同学听到蜂鸣器发出声音的频率分别为f1A．f3>f1>f2 B．3．公路上的减速带用于降低车速。一辆汽车悬架的固有频率为10Hz，驶过某路面上的一排减速带，相邻减速带的间距为2m，则（）A．汽车颠簸的频率始终为10HzB．汽车速度越大，颠簸得越厉害C．汽车速度越大，汽车悬架的固有频率越大D．当汽车以20m/s的速度行驶时颠簸得最厉害4．如图所示，圆形铁丝圈上附有一层肥皂液膜，灯泡发出一种单色光。先后把铁丝圈水平摆放在灯泡上方的a位置和竖直摆放在灯泡附近的b位置，则观察到的干涉条纹是（）A．a、b位置都是横条纹B．a、b位置都是环形条纹C．a位置是横条纹，b位置是环形条纹D．a位置是环形条纹，b位置是横条纹5．用双缝干涉实验测量某单色光的波长，实验装置如图所示，由左至右依次放置相关光学元件，①、②、③三处放置的元件分别为（）A．滤光片、双缝、单缝 B．滤光片、单缝、双缝C．单缝、滤光片、双缝 D．单缝、双缝、滤光片6．有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片卷起来，放进空心的透明圆筒内，中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”，如图甲所示。当圆筒中的小球从B端滚向A端，居然穿过了“挡板”，如图乙所示。则（）A．该魔术说明光是横波B．该魔术对观众的观察角度有要求C．只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术D．该魔术中对两偏振片卷起来的方式无要求7．如图所示，带电粒子从O点射入宽度为d的有界匀强磁场，粒子的入射方向与磁场边界的夹角为θ，从磁场的右边界P点离开，OP长为d，粒子仅受磁场力作用。则（）A．可以求出粒子在磁场中的运动时间B．可以求出粒子做圆周运动的半径C．可以求出粒子的速度大小D．可以求出粒子的比荷8．以下装置中都涉及到磁场的具体应用，关于这些装置的说法正确的是（）A．甲图为回旋加速器，增加电压U可增大粒子的最大动能B．乙图为磁流体发电机，可判断出A极板是发电机的正极C．丙图为质谱仪，打到照相底片D同一位置粒子的比荷相同D．丁图为速度选择器，特定速率的粒子从左右两侧沿轴线进入后都做直线运动9．2022世乒赛团体锦标赛在成都举行。如图所示，运动员水平持拍，乒乓球从某一高度自由下落，以4m/s的速度碰撞球拍，同时球拍水平移动，乒乓球与球拍碰撞后的速度大小为5m/s，且反弹后的高度与下落高度相等。忽略空气阻力及碰撞过程中乒乓球重力的影响，碰撞时间极短。则（）A．乒乓球反弹至最高点时速度为0B．乒乓球撞击过程的速度变化为1m/sC．乒乓球拍水平移动的速度可能是2m/sD．乒乓球与球拍之间的动摩擦因数为0.37510．一列简谐横波沿x轴方向传播，传播速度为10m/s，振幅为10cm。图甲为图乙中质点P的振动图像，图乙是t=0.22s时刻波的图像。则（）A．该波沿x轴负方向传播B．质点P平衡位置的坐标x=0.2mC．图乙中质点Q比质点P先回到平衡位置D．从图乙时刻再过1.26s，质点P通过的路程s=2.1m二、实验题11．某智能手机中有“手机物理工坊app”软件，其中的“磁传感器”功能能实时记录手机附近磁场的变化，磁极越靠近手机，“磁传感器”记录下的磁感应强度越大。现用手机、磁化的小球、铁架台、塑料夹子等实验器材组装成如图甲所示的装置，来测量重力加速度，实验步骤如下：①把智能手机正面朝上放在悬点的正下方，接着往侧边拉开小球，并用夹子夹住。②打开夹子释放小球，小球运动，取下夹子。③运行“手机物理工坊app”软件，点开“磁传感器”功能，手机记录下磁感应强度的变化。④改变摆线长和夹子的位置，测量出各次实验的摆线长L及相应的周期T。根据以上实验过程，回答下列问题：（1）图乙中的a、b分别记录了两次实验中磁感应强度的变化情况，a图测得连续N个磁感应强度最大值之间的总时间为t，则单摆周期T的测量值为。b图中手机记录下的磁感应强度几乎不变，可能的操作原因是。（2）实验中得到多组摆线长L及相应的周期T后，作出了T2−L图线，图线的斜率为k，在纵轴上的截距为c，由此得到当地重力加速度g=，小球的半径R=（3）实验中，若手机放的位置不在悬点正下方，则测量结果（选填“会”或“不会”）影响实验结果。地磁场对该实验结果（选填“会”或“不会”）产生影响。三、解答题12．如图甲所示，水平放置的两光滑导轨PQ间的距离L=0.5m，垂直于导轨平面有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B=2T，ab棒垂直于导轨放置，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与物块相连，物块放置在电子秤上，质量为1.0kg。已知电子秤的读数FN随滑动变阻器R阻值变化的规律如图乙所示，导轨及ab棒的电阻均不计，g取10（1）磁场方向；（2）电源电动势E和内阻r。13．如图所示，玻璃砖的横截面ABC是直角三角形，∠A=30°，BC边长为L，BC为镜面。一束与AC成37°的光束从AC边上的G点射入玻璃砖，在镜面BC边的反射光线EF与AC平行，E是BC的中点。已知真空中光速为c．求：（1）玻璃砖的折射率n；（2）该光束从射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖的传播时间t。14．同一介质中有两振源P、Q，以其中先振动的振源开始振动作为计时起点，t=3s时P、Q之间的波形如图所示，两列波的振幅分别为15cm、30cm。求（1）Q波源的振动频率；（2）P波源的振动方程；（3）经过足够长时间，计算说明x轴上[−6m，4m]区间内振动最强点的个数。15．如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A和滑块C，滑块B置于A的左端，C的右侧较远处有一固定挡板，A和B之间的动摩擦因数μ=0.25，三者质量分别为mA=mC=3kg（1）A、B第一次达到的共同速度的大小v1（2）全过程中挡板对C的冲量大小I；（3）要使B不从木板A上滑下，木板A的长度d至少是多少？

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A．光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号，与光的衍射无关，A不符合题意；B．用白光照射单缝，在屏上看到彩色的条纹是光的单缝衍射，B符合题意；C．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用空气层的前后两面反射的光线在标准版的下表面叠加发生薄膜干涉形成干涉条纹，C不符合题意；D．潜水员在水下看到岸上的景物都在一个倒立的圆锥里是利用的光的折射原理，D不符合题意。故答案为：B。

【分析】用光导纤维传递信号是利用光的全反射；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用光的干涉现象；潜水员在水下看到岸上的景物都在一个倒立的圆锥里是利用光的折射原理。2．【答案】A【解析】【解答】多普勒效应是指波源或观察者发生移动而使两者间的位置发生变化，使观察者接收到的频率发生了变化，当蜂鸣器靠近观察者时，听到的蜂鸣器的音调变高，当蜂鸣器远离观察者时，听到的蜂鸣器的音调变低。所以f故答案为：A。

【分析】利用多普勒效应结合波源和观察者的距离变化可以判别听到的频率大小。3．【答案】D【解析】【解答】A．设汽车速度为v，经过间距为2m的减速带时，时间为t=驱动力的频率为f=汽车颠簸的频率还与速度有关，A不符合题意；BD．汽车的固有周期为T=则汽车的速度为v=则当汽车速度为20m/s时，汽车发生共振现象，颠簸得最厉害，B不符合题意，D符合题意；C．汽车悬架的固有频率与汽车悬架的刚度和悬架弹簧支承的质量有关，与汽车速度无关，C不符合题意。故答案为：D。

【分析】利用位移公式可以求出驱动力的频率进而判别驱动力的频率与速度有关；利用固有频率可以求出固有周期的大小，结合固有周期可以求出汽车发生共振时速度的大小；汽车悬架的固有频率与质量有关，与汽车速度无关。4．【答案】D【解析】【解答】单色光在光程差相同的位置干涉连成的线会形成条纹，在a位置，单色光垂直照射肥皂液膜，在凸面和平面反射形成，可知距离圆心相等的位置的光程差相同，不同位置在前后面的反符合牛顿环干涉的特点，故为环形条纹；在b位置，单色光垂直照射肥皂液膜，同一条水平线上的薄膜的厚度大致相同，光程差基本相同，会形成干涉横条纹。故答案为：D。

【分析】利用距离圆心相等的位置光程差相同，进而判别a形成环形条纹；由于b在重力作用下同一条水平线上的薄膜厚度相同所以形成干涉横条纹。5．【答案】B【解析】【解答】由左至右依次放置在①、②、③三处的元件分别为滤光片、单缝、双缝。故答案为：B。

【分析】利用干涉实验可以判别三个仪器对应是滤光片、单缝和双缝。6．【答案】A【解析】【解答】A．光的偏振现象说明光是横波，A符合题意；B．任何角度的光都会发生偏振现象，故不同角度的观众看到的现象相同，故对观察角度无要求，B不符合题意；CD．偏振片的特点为当偏振片偏振方向与偏振光的方向平行时，偏振光可以全部通过偏振片，当偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直时，偏振光不能通过偏振片，则在中间区域的放垂直偏振片和水平偏振片，将两偏振片卷起来，且部分重合，自然光通过两片偏振方向互相垂直的偏振片时，光强减弱，形成黑影，看起来就像一道墙，一片偏振片无法完成实验，CD不符合题意。故答案为：A。

【分析】光的偏振说明光是横波；任何角度光都会发生偏振所以对观察角度无关；实验需要两个偏振片才可以完成该魔术；两个偏振放置时需要放置一定角度，再将两偏振片卷起来。7．【答案】B【解析】【解答】AB．粒子仅受磁场力作用，在磁场中做圆周运动，由图可知d解得R=粒子在磁场中做圆周运动，则Bqv=m解得R=则周期为T=由几何知识可知，粒子在磁场中的运动时间为t则t=其中质量、电荷量和磁感应强度未知，则无法求出，A不符合题意，B符合题意；C．由于R=则v=其中，R可以求出，但质量、电荷量和磁感应强度未知，故无法求出，C不符合题意；D．由公式推导可知比荷为q其中，R可以求出，但速度和磁感应强度未知，故无法求出，D不符合题意。故答案为：B。

【分析】利用牛顿第二定律可以求出粒子运动的周期，结合粒子运动的轨迹所对圆心角可以求出对应时间的表达式进而判别运动时间无法求解；利用牛顿第二定律可以判别无法求出运动的速度及比荷；利用几何关系可以求出轨迹半径的大小。8．【答案】C【解析】【解答】A．粒子做圆周运动由洛伦兹力提供向心力qvB=得v=对于同一个粒子，增大磁感应强度和加速器半径可以增大其速度，从而增大其动能。A不符合题意；B．根据左手定则可以判断，带正电的粒子向B极板聚集，B极板为正极。B不符合题意；C．粒子由加速电场加速Uq=粒子做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力qvB=联立解得R=粒子经过相同得加速电场和偏转磁场，所以打到同一位置的粒子的比荷相同。C符合题意；D．丁图的速度选择器，粒子只能从左向右运动才符合原理。比如带正电的粒子进入时，洛伦兹力向上，电场力向下才能受力平衡。D不符合题意。故答案为：C。

【分析】利用牛顿第二定律可以求出粒子速度的表达式，进而判别增大磁感应强度及加速器的半径可以增大动能的大小；利用左手定则可以判别磁流发电机的正极；利用牛顿第二定律及动能定理可以判别同一位置粒子比荷相同；利用左手定则结合电场力方向可以判别速度选择器粒子的速度方向。9．【答案】D【解析】【解答】A．因为球反弹后的高度与下落高度相等，可知反弹的竖直速度为vy=4m/s，而乒乓球与球拍碰撞后的速度大小为5m/s，可知反弹后球的水平为v乒乓球反弹至最高点时还具有3m/s的水平速度，A不符合题意；B．乒乓球撞击过程的竖直速度变化量为8m/s，水平速度变化量为3m/s，则速度变化量大于1m/s，B不符合题意；C．乒乓球水平速度增加，则受到的球拍的摩擦力沿着水平速度的方向，则球拍水平移动的速度一定大于球的水平速度3m/s，C不符合题意；D．球与拍碰撞过程，由动量定理，竖直方向FΔt=2m水平方向μFΔt=m解得乒乓球与球拍之间的动摩擦因数为μ=0.375D符合题意。故答案为：D。

【分析】利用反弹后的速度结合速度的分解可以求出水平方向的速度大小；利用初末速度的大小可以求出速度变化量的大小；利用乒乓球的速度增大可以判别球拍水平方向的速度大小；利用动量定理可以求出乒乓球与球拍之间动摩擦因数的大小。10．【答案】B【解析】【解答】A．由图乙可知，波长为λ=2.4m由v=可知T=则在t=0.22s，由图甲可知，P在y轴正半轴，且向平衡位置移动，则根据“上坡下”可知该波沿x轴正方向传播，A不符合题意；B．P不随波的传播改变其在x轴上的横坐标，则由图乙可知5=10解得x=0.2mB符合题意；C．根据“上坡下”可知，P向平衡位置移动，而Q远离平衡位置，则质点P先回到平衡位置，C不符合题意；D．从图乙时刻再过1.26s，则t5个完整周期的路程为s在剩下的14T相对于图像乙向右平移1则质点P通过的路程为s=D不符合题意。故答案为：B。

【分析】利用波长和波速可以求出周期的大小，结合质点的振动方向可以判别波的传播方向；利用波的表达式及位移可以求出质点的位置；利用波的传播方向可以判别质点回到平衡位置的顺序；利用振动的时间结合振幅的大小可以求出质点P运动的路程大小。11．【答案】（1）2tN−1（2）4π2（3）不会；不会【解析】【解答】（1）a图测得连续N个磁感应强度最大值之间的总时间为t，相邻的磁感应强度最大值之间时间间隔为T2。则得T=b图中手机记录下的磁感应强度几乎不变，可能的操作原因是形成了圆锥摆。小球距离手机不变，磁感应强度几乎不变。（2）单摆摆长l=L+R由单摆周期公式T=2π得T图线的斜率为k=纵轴上的截距为c=当地重力加速度g=小球的半径R=（3）实验中，若手机放的位置不在悬点正下方，则测量结果不会影响实验结果。靠近手机最近时，测得磁感应强度最大。地磁场对该实验结果不会产生影响。地磁场不变，实验的测量的是小球的磁感应强度和地磁场的磁感应强度的合矢量。【分析】（1）利用磁感应强度最大值的时间间隔可以求出单摆的周期，由于小球距离手机的距离不变所以磁感应强度不变；

（2）利用周期公式结合图像斜率可以求出小车的半径及重力加速度的大小；

（3）当手机没有放在悬点的正下方时，不会影响实验的结果；由于地磁场产生的磁感应强度不变所以对实验结果没有影响。12．【答案】（1）解：ab棒电流方向，由b到a，金属棒水平方向受力平衡可知，绳子拉力与安培力平衡。安培力水平向左。由左手定则得，磁场方向向上。（2）解：回路电流I=ab棒所受安培力F=BIL电子秤的示数F即F又m=1kg，B=2T，L=0.5m得F由图像得两组数据R=0.3Ω时FR=0.7Ω时F解得E=4V、r=0.1Ω【解析】【分析】（1）已知电流的方向，结合左手定则及安培力的方向可以判别磁场的方向；

（2）已知导体棒处于平衡，利用金属棒及物块的平衡方程可以求出回路中电流的大小，再利用图像中的坐标可以求出电动势和内阻的大小。13．【答案】（1）解：AC界面上，由几何关系可知入射角为i=53°折射角为γ=30°则折射率为n=解得n=1.6（2）解：在F点，入射角为i可知sin即在F点发生全反射，在F点全反射的光线在AC面的入射角为30°，发生折射，光束在玻璃中的速度为v=由几何关系可知，光束在玻璃中的路程为d=解得光束在玻璃中传播时间为t=【解析】【分析】（1）画出光折射的路径，利用几何关系可以求出入射角和折射角的大小，结合折射定律可以求出折射率的大小；

（2）已知光传播的路径，利用几何关系可以求出光传播的路程，结合传播的速度可以求出传播的时间。14．【答案】（1）解：由图可知，经过t=3s，Q先经历了32T由于频率为f=解得f=0.5Hz（2）解：对P有振幅A=0.15m角速度为ω=P波源振动方程为y=0.15由图可知，P波源在Q波源开始振动1s后才开始振动，则