江苏省苏州市2023-2024学年高二上学期1月期末物理试卷（解析版）

苏州市2023~2024学年第一学期学业质量阳光指标调研卷高二物理注意事项：1.本调研卷选择题11题，非选择题5题，共16题，满分为100分，调研时间75分钟。2.答卷前，学生务必将自己的姓名、学校、班级、调研序列号填在答题卷的相应位置。3.将每题的答案或解答写在答题卷上，在调研卷上答题无效，调研结束，只交答题卷。一、单项选择题：共11题，每题4分，共计44分，每题只有一个选项最符合题意。1.下列关于电磁波和机械波的说法中，正确的是（）A.都属于横波 B.传播都需要介质C.都能传递信息和能量 D.机械波能产生干涉、衍射现象，电磁波不能【答案】C【解析】【详解】AB．电磁波为横波，电磁波的传播不需要介质，故AB错误；C．电磁波和机械波都能传递信息和能量，故C正确；D．电磁波和机械波都能产生干涉、衍射现象，故D错误。故选C。2.关于下列四个场景的说法中，正确的是（）A.图甲中是光的全反射现象 B.图乙中是光的干涉现象C.图丙中是光的衍射现象 D.图丁中是光的折射现象【答案】B【解析】【详解】A．图甲的原理是光的衍射，故A错误；B．图乙的原理是光的干涉，故B正确；C．图丙的原理是光的折射，故C错误；D．图丁的原理是光的偏振，故D错误。故选B。3.如图，单摆在AB之间做简谐运动，A、B为运动最高点，O为平衡位置。下列关于单摆说法正确的是（）A.经过O点时，向心力和回复力均不为零B.经过A点时，向心力和回复力均为零C.在半个周期内，合外力的冲量一定为零D.在半个周期内，合外力做的功一定为零【答案】D【解析】【详解】A．经过O点时，摆球具有一定速度，由可知向心力不为零。摆球在O点时的位移为零，根据可知回复力为零。故A错误；B．同理可得，经过A点时，摆球速度为零，则向心力为零，摆球位移不为零，则回复力不为零。故B错误；CD．根据单摆的振动对称性可知，在任意半个周期内，速度大小不变，除最大位移处，速度方向一定改变，由动量定理可知合外力的冲量可能为零，也可能不为零。摆球的动能不变，根据可知合外力做的功一定为零。故C错误；D正确。故选D。4.“甩水袖”是京剧常用的表演手法（如图甲），某水袖由厚薄程度不同的重水袖A和轻水袖B连接而成，现将其放置在水平玻璃面上，抖动重水袖端来研究波的传播，若将水袖上的波简化成简谐波，图乙是某时刻该波的示意图，则（）A.波在A、B中传播的速度相等B.波在A、B中传播的周期相同C.波传至轻水袖时，交界点将向右开始运动D.波经过交界点后，形状不会发生变化【答案】B【解析】【详解】A．波在重水袖上传播与在轻水袖上传播时的介质不同，则波在A中传播的波速不等于在B中传播的波速，故A错误；B．两列波由同一个波源产生，则传播周期相同，故B正确；C．在波传播过程中质点不随着波发生迁移，只在平衡位置附近振动；由图知交界点上下振动，不会向右运动，故C错误；D．同一列波在不同介质中传播时，频率相同，波速不同，则波长不同；所以波经过交界点后，波长改变，形状发生了变化，故D错误。故选B。5.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（  ）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向。故选B。【点睛】6.在“测量玻璃折射率”的实验中，通过“插针法”作出的光路图如图所示。关于此实验（）A.插大头针时，只须挡住即可B.相邻两个大头针插得较近可提高测量精度C.若将玻璃砖的下边画到图中位置，测得折射率偏大D.也可使用两侧面不平行的玻璃砖【答案】D【解析】【详解】A．确定大头针的位置的方法是大头针能挡住和、的像，故A错误；B．相邻两个大头针插得较近时，确定光线时误差较大，即会降低测量精度，故B错误；C．如果误将玻璃砖的边PQ画到，则折射角i2，将偏大，折射率的测量值将偏小，故C错误；D．实验中玻璃砖上下表面不一定需要平行，只要确定光线和折射面，即确定入射角和折射角即可，故D正确。故选D。7.如图所示，在磁感应强度大小为，方向水平向右的匀强磁场中，放有一根半圆形金属导线，线中通有如图所示恒定电流。现将该导线绕轴由图示位置向纸面外缓慢转过，在该过程中导线所受的安培力（）A.大小和方向均不变 B.大小和方向均改变C.大小改变，方向不变 D.大小不变，方向改变【答案】A【解析】【详解】设半圆形金属导线长为L，转动过程中，因有效长度不变，安培力大小始终不变，半圆导线的半径为受到的安培力为由左手定则知安培力方向不变。故选A。8.高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。若一个的鸡蛋从居民楼约高处的窗户边自由落下，与地面的碰撞时间约为，不计空气阻力，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据题意，由可得，鸡蛋落地瞬间速度大小为与地面碰撞过程中，取向下为正方向，由动量定理有解得则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为。故选C9.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相连，板间有一强磁场，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.B板的电势低于A板电势 B.R中有从b到a的电流C.若只增大磁感应强度，R中电流不变 D.若只增大两板间距，R中电流减小【答案】B【解析】【详解】AB．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，流过电阻电流方向由b到a；故A错误，B正确；CD．根据稳定时电场力等于磁场力即则有再由欧姆定律所以，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CD错误。故选B。10.空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面（图中平面）向里，电场方向沿y轴正方向向上。某一重力不计、带正电的粒子自坐标原点O沿y轴正方向以初速度射出。在下列四幅图中，能正确描述该粒子运动轨迹的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】在平面内电场的方向沿y轴正方向，故在坐标原点O的带正电的粒子在电场力作用下会向y轴正方向运动；磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可知向y轴正方向运动的带正电的粒子同时受到沿x轴负方向的洛伦兹力，故带电粒子向x轴负方向偏转。由于匀强电场方向沿y轴正方向，故x轴为匀强电场的等势面，从开始到带正电粒子再次运动到x轴时，电场力做功为0，洛伦兹力不做功，故带电粒子再次回到x轴时的速度仍为，由于速度不为零，则随后粒子会进入第三象限做曲线运动。故选D。11.如图所示为一款近期火爆的玩具“弹簧小人”，由头部、轻质弹簧及底部组成，头部质量为m，底部质量为，弹簧劲度系数为k。将“弹簧小人”置于水平桌面上，轻压头部后由静止释放，头部会不停地上下振动，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内。下列判断正确的是（）A.若头部刚释放时的加速度大小为，则振动过程中底部能离开桌面B.若头部刚释放时的加速度大小为，则振动过程中“弹簧小人”对桌面的最大压力为C.若振动过程中底部恰好能离开桌面，头部在最高点时的加速度为D.若振动过程中底部恰好能离开桌面，则释放头部时弹簧压缩量为【答案】C【解析】【详解】A．设头部在初始位置时弹簧的压缩量为x0，对头部列平衡方程施加力F后弹簧再压缩x，头部的平衡方程为若刚释放时头部的加速度大小为g，根据牛顿第二定律得则解得撤去力F的瞬间，头部所受的回复力当头部向上运动到初始位置上方距离也是x时，由对称性知，而，可见头部所受弹簧弹力恰好是零，以底部为研究对象，受力分析知地面对底部的支持力为因此小人在振动过程中底部不能离开桌面，故A错误；B．初始状态时，对桌面的压力最大，此时对“弹簧小人”受力分析解得根据牛顿第三定律，桌面对“弹簧小人”的支持力等于“弹簧小人”对桌面的压力，故B错误；C．若小人在振动过程中底部恰好能离开桌面，即当头部在最高点时，底部受到桌面的弹力为0，受力分析得弹簧此时的弹力等于底部的重力此时对头部受力分析，根据牛顿第二定律有故头部在最高点的加速度为，故C正确；D．若小人在振动过程中底部恰好不能离开桌面，开始施加力后弹簧再压缩，头部的平衡方程为分析得则轻压头部释放时弹簧的压缩量为故D错误。故选C。二、非选择题：共5题，共56分。其中第13~16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。12.“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图甲所示，已知双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝的距离为L。（1）组装仪器时，应将双缝固定______处（填“a”或“b”）。（2）若实验中在毛玻璃屏上得到的干涉图样如图乙所示，分划板刻度线在图乙中A、B位置的读数分别为、（x1<x2），则入射光波长的表达式为______。【答案】①.b②.【解析】【详解】（1）[1]实验中，单缝产生线光源，光通过双缝后在毛玻璃屏上产生干涉条纹，可知，双缝应置于单缝与毛玻璃屏之间，即组装仪器时，应将双缝固定在b处。（2）[2]根据图乙可知，A、B位置间的7条明条纹，则相邻明条纹之间的间距为根据解得13.利用如图所示装置完成“验证动量守恒定律”的实验。在槽轨右下方的水平木板上铺有白纸，白纸上面铺放着复写纸，半径相等的小球1和小球2质量分别为。先不放小球2，将小球1从斜槽上处由静止释放，点为其在水平木板上的落点。再将小球2静置于斜槽轨道末端，重复上述操作，小球1和小球2碰撞后分别落在水平木板上的点，记下轨道末端的铅垂线在木板上所指位置。用刻度尺测量出的距离分别为和。（1）在本实验中，___________。A.斜槽轨道必须是光滑的B.斜槽轨道末端必须是水平的C.两小球的质量必须满足②若两球相碰前后的动量守恒，则有___________（用和表示）。③在上述实验中换用不同材质的小球，其它条件不变，记录下小球的落点位置，下面三幅图中，可能正确的是___________。AB.C.【答案】①B②.③.A【解析】【详解】（1）[1]A．因小球在斜槽末端的速度与平抛的水平位移成正比，所以斜槽是否光滑对该实验影响不大，故A错误；B．斜槽末端保持水平，是为了保证它们在水平碰撞后做平抛运动，故B正确；C．为确保小球1碰后不弹回，要求，故C错误。故选B。[2]小球离开斜槽末端做平抛运动，竖直方向满足下落高度一定，运动时间相同；水平方向满足水平位移与平抛初速度成正比，两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为即[3]两球碰撞，动量守恒，碰撞后小球1的速度必然小于碰前速度，故排除B；碰撞后小球2的速度必然大于小球1，故排除C；故选A。14.用折射率的透明介质做成的四棱柱，其横截面如图所示，其中，。一光线从图示位置垂直入射到棱柱面上，进入介质后在面上发生反射和折射。（1）求折射角；（2）通过计算判断反射光能否从面射出。【答案】（1）；（2）不会【解析】【详解】（1）光线从图示位置垂直入射到棱柱面上时，根据几何关系可知由解得所以所以在面上既有反射光线，又有折射光线，根据折射定律解得即（2）CD面上的反射光线射入BC面后根据几何关系可知因所以光线在BC面上发生全反射，不会从BC面射出。15.图甲中，青蛙在平静的水面上鸣叫时引起水面振动。把水波视作横波，以青蛙所在位置为原点，某时刻波源垂直平面振动所产生波的示意图如图乙所示，实线圆、虚线圆分别表示相邻的波峰和波谷，图丙为某质点的振动图像，求：（1）波在水中的传播速度大小；（2）从图乙所示状态开始，点到达波谷所需时间。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷，由图乙可知由图乙可知周期则波在水中的传播速度大小为（2）根据题意可知处此时处平衡位置，从图乙所示状态开始，点第1次到达波谷所需时间为代入数据解得则P点到达波谷的所有时间为代入数据解得16.如图所示，左端为四分之一圆弧的木板静止置于光滑水平面上，圆弧与木板水平部分相切于点。在木板右端固定一轻弹簧，其自由端位于木板上点正上方，将质量为的小物块（可视为质点）自点上方高度为处的某点静止释放，沿切线进入圆弧，已知长木板质量为，圆弧的半径为段粗糙，与小物块间的动摩擦因数为，其余部分均光滑。重力加速度为。（1）若将木板锁定在水平面上，求小物块到达圆弧最低点时受到木板的支持力大小；（2）若木板未锁定，求小物块到达圆弧最低点时，小物块速度大小与木板速度大小；（3）求在（2）问情况中弹簧弹性势能的最大值。【答案】（1）；（2），；（3）【解析】【详解】（1）当木板固定在水平面上时，，则根据动能定理物块在最低点时，所受支持力和重力的合力提供向心力解得（2）若木板未锁定，则木板在水平方向上动量守恒，物块在圆弧上运动时系统机械能守恒解得，（3）木板和物块动量守恒，当木板和物块共速时，弹簧弹性势能的最大，取向右为正方向根据能量守恒解得17.如图所示，在直角坐标系平面内，有一离子源沿轴正方向发射出大量速率均为的同种正离子，这些离子均匀分布在离轴距离为的范围内，离子的质量为，电荷量为。在离子源右侧有一圆形磁场区域Ⅰ，其圆心的坐标为，半径为，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为（未知）。在无限大区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场II，磁感应强度大小为（未知），已知。为离子收集板，点位置坐标为，且平行于轴。若离子群经过磁场Ⅰ后均从点进入磁场Ⅱ，其中从离子源最上方射出的离子经过磁场Ⅰ偏转后恰好从点沿轴负方向射入磁场Ⅱ，离子打到收集板上即刻被吸收，不考虑离子从磁场Ⅱ出去后的运动，不计收集板