江苏省南京市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（含答案）

江苏省南京市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单选题：本大题共10小题，共40分。1．根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：①闻其声而不见其人②夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；④观众在看立体电影时要戴上特制的眼睛，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感；这些物理现象分别属于波的（）A．折射、干涉、多普勒效率、偏振B．干涉、衍射、偏振、多普勒效应C．衍射、偏振、折射、多普勒效应D．衍射、干涉、多普勒效应、偏振2．人从高处跳下，为更好地保护身体，双脚触地，膝盖弯曲让身体重心继续下降．着地过程这样做，可以减小（）A．人动量变化的时间 B．人受到的冲量C．人的动量变化量 D．人的动量变化率3．光刻机是生产大规模集成电路的核心设备，光刻机的曝光波长越短，分辨率越高。“浸没式光刻”是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长、提高分辨率的技术。如图所示，若浸没液体的折射率为1.44，当不加浸没液体时光刻胶的曝光波长为193nmA．161nm B．134nm C．93nm4．关于课本中下列图片的解释错误的是（）A．真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属融化B．使用电磁炉加热食物时使用陶瓷锅也可以C．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流D．用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的5．在地震中产生的地震波既有横波也有纵波，假设某次地震中，震源在地面上A点正下方，地面上B点与A点距离为100km，地震波中纵波波速为6.4km/s，横波波速为3.2km/s，地震波频率为10Hz，位于A点的观察者在接收到纵波2s后才接收到横波，则以下说法中错误的是（）A．震源距离A点深度为12.8kmB．位于B点的观察者先感觉到左右晃动，后感觉到上下振动C．纵波的波长大于横波的波长D．位于B点的观察者接收到纵波比接收到横波也要早2s6．如图所示，甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为5cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是1m/s和0.5m，BA．甲图中A、B两点的竖直高度差为10B．从甲图所示时刻开始经0.25s，B点通过的路程为C．乙图所表示的是波的衍射现象D．在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高7．据报道，我国空间站安装了现代最先进的霍尔推进器用以空间站的轨道维持。如图乙，在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场1，其磁感强度大小可近似认为处处相等；垂直圆环平面同时加有匀强磁场2和匀强电场(图中没画出)，磁场1与磁场2的磁感应强度大小相等，已知电子电量为e，质量为m，若电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动。则以下说法不正确的是（）A．电场方向垂直环平面向里B．电子运动周期为2C．垂直环平面的磁感强度大小为2D．电场强度大小为m8．图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（）A．按下按钮过程，螺线管P端电势较高B．松开按钮过程，螺线管Q端电势较高C．按住按钮不动，螺线管没有产生感应电动势D．按下和松开按钮过程，螺线管产生大小相同的感应电动势9．如图所示，粗细均匀的正方形通电导体线框abcd置于匀强磁场中，cd边受到的安培力大小为F，则线框受到的安培力大小为（）A．4F B．3F C．2F10．如图所示，折射率为3的三棱镜，横截面为直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=30°，D为AB边上一点，且xBD=2xDA。一束平行光平行于BC从AB边射入三棱镜，光在真空中传播的速度为c。下列说法正确的是（）A．光在AB边的折射角为30°B．光在三棱镜中的传播速度为3cC．光从BD之间入射，能从BC边射出D．光从AD之间入射，能从AC边射出二、实验题：本大题共1小题，共10分。11．本学期我们在《光》的学习中做过如下的实验探究，请根据实验探究回答下列问题。（1）如图1所示为“用双缝干涉测量光的波长”装置示意图，示意图中有三个光学元件的名称空缺，关于它们的说法正确的是____(填选项前的字母)A．①是双缝，③是滤光片B．②是单缝，③是双缝C．②是双缝，③是单缝（2）已知上述装置中双缝间距d=0.40mm，双缝到光屏的距离l=1.0m，在光屏上得到的干涉图样如图2甲所示，分划板在图中A位置时螺旋测微器如图2乙所示，在B位置时螺旋测微器如图2丙所示，则其示数（3）由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为m；(结果保留3位有效数字)（4）在“测量玻璃的折射率”实验中，某同学在画玻璃砖边界时操作如图3甲所示，请指出其不当之处：(写出一点即可)；（5）实验中，已画好玻璃砖边界ab、cd后，放置玻璃砖时不小心将玻璃砖向上稍平移了一点，如图3乙所示，其他操作正确，则测得玻璃的折射率将(选填“变大“不变”或“变小”)。三、简答题：本大题共3小题，共38分。12．如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波波速大小v=5m/s，介质中质点P的平衡位置坐标xP（1）从图示时刻到质点P第一次到达波峰的时间t；（2）从图示时刻到质点P第二次到达波峰的过程中，质点P通过的路程s。13．如图所示，在光滑冰面上放置一足够高光滑曲面体，箱子与冰车上的工人静止在冰面上。箱子的质量为m，工人和冰车的总质量为10m，曲面体的质量3m，工人把箱子以初速度（1）推出木箱后，工人和冰车的速度大小v；（2）木箱在曲面上上升的最大高度h；14．进入21世纪以来，航空航天技术得到了突飞猛进的发展，实现火箭回收利用，是一项前沿技术和热点技术。火箭对地碰撞力很大，为了减缓回收时碰撞，一种方案是在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd；②火箭主体包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为v，经过时间t火箭着陆，速度恰好为零。线圈abcd的电阻为R，其余电阻忽略不计，ab边长为d，火箭主体质量为M，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计。求：（1）缓冲滑块刚停止运动时，线圈产生的电动势；（2）缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小；（3）火箭主体的速度从v减到零的过程中系统产生的电能。四、计算题：本大题共1小题，共12分。15．一个质量m=1.0×10−11kg，电荷量q=+0.5×10−5C的带电粒子(不计重力)，从静止开始经（1）求粒子进入偏转电场时的速度v0（2）求粒子射出偏转电场时的偏转角θ；（3）若右侧匀强磁场的宽度为D=10cm，为使粒子不会由磁场右边界射出，则该匀强磁场的磁感应强度

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】①“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；

②雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的；

③当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象；

④观众用偏振眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图象，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就会像直接观看那样产生立体感觉．这就是立体电影的原理。

综上各结论可知选D。

【分析】熟悉掌握光的衍射、干涉、多普勒效应、偏振的特点及其在生活中的实际应用。2．【答案】D【解析】【解答】解：人从高处跳下时，动量的变化量是相同的；通过膝盖弯曲时延长了人动量变化的时间；从而减小地面对人体的冲击力；由动量定理可知，可以减小人的动量变化率；但不能减小人动量变化的时间及人的动量变化量；同时也不能减小人受到的冲量；故答案为：D．【分析】明确人下落过程中的速度变化，则可得出动量的变化规律，从而明确可以减小的物理量。3．【答案】B【解析】【解答】加上液体时光刻胶的曝光波长λ=光在液体中的传播速度为v=不加液体时c=联立得λ≈134故B正确，ACD错误。

故答案为：B。

【分析】不加液体时光在空气中传播，其对应的波长为光在空气中的波长。同一种光在不同的介质中，光的频率不变。再根据波速与波长、周期的关系及光的折射定律进行解答。4．【答案】B【解析】【解答】A、真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属融化，故A正确，不符合题意；

B、电磁炉是依靠锅底之间感应磁场产生涡流发热的，接直流电不可以正常工作，故B错误，符合题意；

C、用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流，故C正确，不符合题意；

D、用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的，故D正确，不符合题意。

故答案为：B。

【分析】真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属融化，电磁炉是依靠锅底间感应磁场产生涡流发热的。探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的。5．【答案】D【解析】【解答】设纵波的波速为v1，横波的波速为v2，震源距离A点深度为s，则有Δt=sv2-sv1=2s，解得s=12.8km，A正确，不符合题意；地面上B点与A点距离远大于震源距A点的距离，当纵波到达B点时，观察者左右晃动，横波传来后，再上下振动，B正确，不符合题意；根据公式λ=vf故答案为：D。【分析】利用两波的波速结合到达质点处的时间之差及位移公式可以求出振源距离A点的深度；利用其横波和纵波到达B点的先后可以判别其观察者的晃动情况；利用波的波速及频率可以比较波长的大小；利用质点到达波源的距离可以比较横波和纵波到达时间差的大小变化。6．【答案】C【解析】【解答】A、甲图中A、B都是振动加强点，其中A在波峰，B在平衡位置，则A、B两点的竖直高度差为2A=10cm，故A正确，不符合题意；

B、波的周期为T=从甲图所示时刻开始经0.25s=0.5T，B点通过的路程为2×2A=20cm故B正确，不符合题意；

C、乙图所表示的是波的多普勒效应，故C错误，符合题意；

D、在E点单位时间内接收到的波面比F点多，则在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高，故D正确，不符合题意。

故答案为：C。

【分析】波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇则振动加强，振动加强点的振幅相互叠加。熟悉掌握波的多普勒效应图像及波的衍射图像的区别。单位时间内接收到的波面多，则观察到的频率高。7．【答案】C【解析】【解答】A、根据左手定则可知电子在圆环内受到沿半径向外的磁场1的洛伦兹力方向垂直环平面向里，电场力需要与该洛伦兹力平衡，电场力方向应垂直环平面向外，由于电子带负电，故电场方向垂直环平面向里，故A正确，不符合题意；

B、电子做半径为R、速率为v的匀速圆周运动，则电子运动周期为T=故B正确，不符合题意；

C、电子在圆环内受到磁场2的洛伦兹力提供电子做圆周运动的向心力，则有evB=解得B=故C错误，符合题意；

D、电子在垂直环平面方向受力平衡，则有eE=evB解得E=故D正确，不符合题意。

故答案为：C。

【分析】电子恰好做匀速圆周运动，则其只受磁场1的洛伦兹力，即电场力与磁场2的洛伦兹力平衡，再根据平衡条件及带电粒子在做匀速圆周运动规律进行解答。8．【答案】C【解析】【解答】A．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出，螺线管充当电源，则Q端电势较高，A不符合题意；B．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入，从P端流出，螺线管充当电源，则P端电势较高，B不符合题意；C．住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，C符合题意；D．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】利用其磁通量的变化可以判别感应电流的方向，进而判别电势的高低；利用其按住按钮不动时磁通量不变则螺线管不会产生感应电动势；由于磁通量变化率不一定相同所以感应电动势不一定相同。9．【答案】A【解析】【解答】设cd边的电流为I，则受到的安培力大小为F=BIL则通过ab边的电流为3I，则总电流为4I，则线框受到的安培力大小为F故答案为：A。

【分析】确定线框所在回路的连接方式，确定各边的电流大小，根据左手定则确定各边所受安培力，再根据矢量求和法则进行解答。10．【答案】A【解析】【解答】A．由题意可得，折射率n=由图可知，入射角为i=60∘，故折射角为B．光在三棱镜中的传播速度v=cB不符合题意；C．光从BD之间入射，折射角为r=30∘，也就是在射入BC边界时，入射角为60∘，又因为发生了全反射，C不符合题意；D．光从AD之间入射，折射角为r=30∘，也就是在射入AC边界时，入射角也为故答案为：A。

【分析】利用折射定律结合入射角的大小可以求出折射角的大小；利用折射率可以求出光在三棱镜传播的速度大小；利用折射率的大小可以判别其光是否发生了全反射。11．【答案】（1）B（2）5.880（3）4.76×（4）用手触摸光学面（5）不变【解析】【解答】（1）在双缝干涉实验中①②③分别为滤光片、单缝、双缝.

故答案为：B。

（2）螺旋测微器读数等于可动刻度读数加固定尺读数，需要估读，图中固定刻度读数为5.5mm，可动刻度读数为0.01×38.0=0.380mm，故读数为x（3）由图乙知，A位置时螺旋测微器的读数为x则相邻亮纹的间距Δx=根据公式Δx=变形得λ=代入数据解得λ=4.76×（4）由甲图可知，不当之处为：用手触摸光学面或拿玻璃砖当尺子；

（5）如图所示

实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律n=可知，测得的折射率将不变。

【分析】熟悉掌握“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置布置要求及布置的物理意义。读数时注意分度值，根据读数确定条纹间距，再根据条纹间距公式进行解答。12．【答案】（1）解：介质中质点振动的周期为：T从图示时刻到质点P开始振动的时间为：t从质点P开始振动到质点P第一次到达波峰的时间为：t故：t（2）解：从质点P开始振动到质点P第二次到达波峰的时间为：t质点P通过的路程为：s【解析】【分析】（1）根据波速与波长、周期公式确定质点的振动周期。再根据波的传播特性确定质点P的起振时间。再根据质点P点起振方向确定P第一次到达波峰的时间，继而得出总时间；

（2）确定质点P的起振方向，判断质点P开始振动到第二次到达波峰所经历的时间与周期的关系，继而确定质点P通过的路程。13．【答案】（1）解：以木箱、工人和冰车组成的系统为研究对象，取水平向左为正方向，由动量守恒定律得0=解得v（2）解：以木箱和曲面体组成的系统为研究对象，取水平向左为正方向，由水平方向动量守恒定律得m解得木箱在曲面上上升的最大高度时与曲面体的共同速度为：v木箱在上升过程中系统机械能守恒：1解得木箱在曲面上上升的最大高度h【解析】【分析】（1）木箱、工人和冰车组成的系统在水平方向动量守恒，确定各物体的初速度，再根据动量守恒定律进行解答；

（2）木箱和曲面体组成的系统在水平方向上动量守恒，木箱到达最高点时，木箱和曲面的速度相等。再根据动量守恒定律及机械能守恒定律进行解答。