江苏省泰州市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题（含答案）

江苏省泰州市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。1．如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1=2Ω，R2=3Ω，R3A．R1 B．R2 C．R32．如图所示电路中，电压表和电流表均视为理想电表，灯泡L的电阻恒定不变，电源内阻不可忽略。闭合电键S，将滑动变阻器滑片P缓慢向右移动过程中，电压表示数变化量的绝对值为ΔU电流表示数变化量的绝对值为ΔI，则下列判断正确的是（）A．灯泡变暗 B．电容器的带电量变大C．ΔUΔI不变 3．关于下列四幅图片所对应的物理规律，下列说法正确的是（）A．图1：弹簧振子的周期与振幅有关B．图2：若把单摆从北京移到赤道上，则单摆的振动频率会增加C．图3：如图甲为汽车消音器，图乙为其结构简化图，声音从入口进入，经a、b传播后从出口排出，消音原理主要是波的干涉D．图4：观察者不动，波源S向右运动，相等的时间内，左边观察者接收到波的个数比右边的多4．直角坐标xOy的y轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线。位于x=6m和x=−6m处的波源先后发出的两列频率都为1Hz的机械波相向传播（不考虑波在界面的反射），某时刻两列波均第一次传到x=0处，该时刻波形图如图所示。下列说法正确的是（）A．两列波波源的起振方向相反B．右边的波传到x=−3m处时，x=−4m处的质点正处于平衡位置C．两列波波源频率相同，相遇后会发生干涉，且x=−3m处为振动减弱点D．两列波波源频率相同，但从一种介质传到另一种介质过程频率变化，故不会发生干涉5．用图示装置做“验证动量守恒定律”实验。在滑块1、2上分别装有相同的挡光片及弹簧圈，测出挡光片宽度d，滑块1、2的质量分别为m1、m2.实验时打开气泵，让滑块1以一定的初速度向左运动并与静止的滑块2碰撞，记下滑块1经过光电门M的挡光时间t1和滑块1、2分别经过光电门N的挡光时间t′1和t2。下列相关说法正确的是（）A．滑块1、2的质量必须相等B．实验前调节导轨平衡时，不用打开气泵，只须滑块能在任意位置平衡即可C．若实验发现m1(dt1)略大于m1(dt1'D．若实验发现1t1＋1t6．2021年6月17日，我国神舟十二号载人飞船发射成功，3名航天员进驻“天宫号”空间站的“天和号”核心舱，标志着我国空间站建设进入新阶段。如图所示，“天和号”核心舱垂直于运动方向的横截面面积约为9m2，以第一宇宙速度v=7.9×103m/s运行，核心舱经过某段宇宙尘埃区时尘埃会附着于舱体外表，已知每个尘埃（初速度可忽略）的质量为m=1.5×10-7kg，为维持轨道高度不变，需要开启舱外发动机增加了170N的推力，则该区域每立方米空间内的尘埃数大约为（）A．2×106个 B．16个 C．14×104个 D．2个7．为了使图像清晰，通常在红外摄像头的镜头表面镀一层膜，下列说法中正确的是（）A．镀膜使图像清晰是因为利用了光的偏振B．镀膜的目的是使入射的红外线反射C．镀膜的厚度最小是红外线在空气中波长的四分之一D．镀膜的厚度最小是红外线在薄膜中波长的四分之一8．如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光．如果光束b是蓝光，则光束a可能是（）A．红光 B．黄光 C．绿光 D．紫光9．将一节五号干电池的负极放在强磁铁上，强磁铁产生磁场的磁感线如图所示。将一矩形金属框与该电池组成闭合回路，在安培力作用下，线框发生转动，这样就构成一台简易“电动机”，下列说法正确的是（）A．图中强磁铁下端为N极B．从上向下看，图中金属框将顺时针转动C．调转磁极，再次接入后金属框顺时针转动D．电池消耗的电能全部转化为金属框的动能10．如图所示，空间中存在正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，电场场强大小为E，方向竖直向上。一质量为m、带电量为-e的电子在该空间内获得沿水平方向的初速度，速度大小为v0，且v0A．做类平抛运动B．运动过程中最大的速率为vC．在一个周期内水平方向运动的距离为πmED．距入射点竖直方向最大位移为2m（v11．如图甲所示回旋加速器的两个“D”型盒的半径为R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，现在两“D”型盒间接入峰值为U0的交变电压，电压随时间的变化规律如图乙所示，将粒子源置于盒的圆心处，粒子源产生质量为m、电荷量为q的氘核（12A．只要加速器足够大可以将粒子加速至接近光速B．不需要改变任何条件，该装置也可以加速α粒子（24C．氘核离开回旋加速器的最大动能为qD．粒子第一次与第二次在D2磁场中运动的轨道半径之比为二、实验题：共5题15分，每题3分。12．在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表的影响，不论使用何种接法，都会产生系统误差，为了消除电表内阻造成的系统误差，某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。已知R0（1）按照图（a）所示的电路图，将图（b）中的器材实物连线补充完整。（2）实验操作步骤如下：①将滑动变阻器滑到最左端位置；②接法1：单刀双掷开关S与1接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U1−③将滑动变阻器滑到最左端位置；④接法2：单刀双掷开关S与2闭合，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U2−⑤分别作出两种情况所对应的U1−I（3）单刀双掷开关接1时，某次读取电表数据时，电压表指针如图（c）所示，此时U1=（4）根据测得数据，作出U1−I1和U2−I2图像如图（d）（5）由图（d）可知（填“接法1”或“接法2”）测得的电源内阻更接近真实值。三、计算题：共4题41分。6+8+14+13分13．一列简谐横波在t=1（1）波速及波的传播方向；（2）质点Q的平衡位置的x坐标。14．如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ=60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行.已知真空中的光速为c，求：玻璃砖的折射率n和OP之间的距离x。15．如图所示，光滑的水平地面上放置一静止的质量为m=1kg的长木板A，一质量同为m=1kg的小物块，以初速度v0=7m/s水平向右冲上长木板A左上端，经过t=2s后小物块运动到长木板A右端，此时长木板A恰好与静止在水平面上带有半径R=0.8m四分之一光滑圆弧轨道的木板B相碰。碰撞后，小物块沿水平方向冲上木板B的圆弧轨道。已知小物块与长木板A之间的动摩擦因数μ=0.1，A、B之间碰撞时间极短，且碰撞属于完全弹性碰撞，长木板A的高度与木板B左端等高，均为H=5cm，木板B的质量为M=3kg，重力加速度g=10m/s2。试求：（1）A、B碰撞前瞬间，小物块与长木板A的速度大小；（2）A、B碰撞后瞬间，木板B的速度大小；（3）小物块能否从木板B右上端a点离开？若能，请求出半径R为多少时，小物块将无法从木板B上端的a点离开；若不能，请求出小物块落到地面时，小物块与木板B左端的水平距离x。16．如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B．磁场中的水平绝缘薄板与磁场的左、右边界分别垂直相交于M、N，MN=L，粒子打到板上时会被反弹（碰撞时间极短），反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反．质量为m、电荷量为-q的粒子速度一定，可以从左边界的不同位置水平射入磁场，在磁场中做圆周运动的半径为d，且d<L，粒子重力不计，电荷量保持不变。（1）求粒子运动速度的大小v；（2）欲使粒子从磁场右边界射出，求入射点到M的最大距离dm；（3）从P点射入的粒子最终从Q点射出磁场，PM=d，QN=d2

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】R3与R4串联支路总电阻为6欧，并联电路总电阻R并=R2R3+R4R2+R3+R4=6R26+R2=2欧，

故R2．【答案】C【解析】【解答】A.滑片P右移，滑动变阻器阻值变小，电路中总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知I=干路电流变大，通过灯泡的电流变大，灯泡变亮，A不符合题意；

B.由电路结构可知，电容器两极板间的电压等于路端电压，由闭合电路欧姆定律可得，路端电压U=E-Ir可知路端电压变小，对电容器有Q=CU可知电容器的带电量变小，B不符合题意；

C.将灯泡等效给电源内阻，则电压表示数为等效后的外电压∆U∆I∆U可知∆U∆I为定值，C符合题意；

η=路端电压U变小，故电源效率减小，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据滑动变阻器阻值的变化，由闭合电路欧姆定律分析电路各部分电路中电压和电流的变化情况，得到灯泡的亮暗变化和电容器两端电压的变化，再由电容器的电量Q=CU，求出电容器的带电量的变化情况；将灯泡等效给电源内阻，则∆U∆I3．【答案】C【解析】【解答】A.图1：弹簧振子的周期，与振子的质量和弹簧的劲度系数有关，与振幅无关，A不符合题意；

B.图2：若把单摆从北京移到赤道上，重力加速度减小，单摆的周期T=2π可得单摆的频率f=可知单摆的振动频率会减小，B不符合题意；

C.图3：如图甲为汽车消音器，图乙为其结构简化图，声音从入口进入，经a、b传播后从出口排出，因两个路径的路程差等于半波长的奇数倍，使得振动减弱，即消音原理主要是波的干涉，C符合题意；

D.图4：观察者不动，波源S向右运动，相等的时间内，左边观察者接收到波的个数比右边的少，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】弹簧振子的周期，与振子的质量和弹簧的劲度系数有关，与振幅无关；推导单摆频率的表达式，根据重力加速度的变化，判断频率的变化；汽车消音器应的是干涉原理；根据多普勒原理分析。4．【答案】C【解析】【解答】A.根据波形平移法可知，两列波传到x=0处时，均使该点沿y轴正方向起振，根据介质中所有质点的起振方向均与波源起振方向相同，可知两波源起振方向均沿y轴正方向，起振方向相同，A不符合题意；

B.两列频率都为1Hz，则周期T=左边介质中传播速度为v右边介质中传播速度为v机械波的波速由介质决定，从图示时刻起，右边的波一旦进入左边介质速度也变为4m/s，传到-3m处需要t=此时x=-4m的质点在波谷处，B不符合题意；

C.右边的波传到-3m处时起振方向沿y轴正方向，而经过0.75s即34T时，左边-3m的质点向沿轴负方向振动，两列波相遇振动减弱，C符合题意；

D.频率是由波源决定的，与介质无关，所以从一种介质传到另一种介质过程频率不会发生变化，D不符合题意。

故答案为：C。5．【答案】D【解析】【解答】A．为了滑块1、2碰撞后都向左运动，应满足mA不符合题意；B．实验前调节导轨平衡时，应打开气泵，滑块能在任意位置静止，导轨平衡才调节完毕，B不符合题意；C．若实验发现m1(dt1)略大于m1(dt1'D．若碰撞过程中满足动量守恒和机械能守恒，则m1两式联立解得1t1＋1D符合题意。故答案为：D。

【分析】碰撞物体质量大于被碰撞物体质量，不是相等。打开气泵，滑块能在任意位置静止，物体才平衡。左侧高，重力让初动量大于末动量。6．【答案】D【解析】【解答】设该区域每立方米空间内的尘埃数为n个，则在∆t时间内有v∆tSn个尘埃数附着于飞船上，对尘埃由动量定理可得F∆t=v∆t·Snmv代入数据解得n=2个ABC不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】由动量定理分析尘埃撞击在舱体外表面的过程，求出该区域每立方米空间内的尘埃数。7．【答案】D【解析】【解答】A.镀膜使图像清晰是利用了薄膜干涉原理，A不符合题意；

B.镀膜的目的是增强红外线的透射，减少反射，使红外线图像更加清晰，B不符合题意；

CD.根据薄膜干涉原理可知，为减少红外线的反射，应使红外线在薄膜前、后表面反射光的光程差为半波长的奇数倍，可知镀膜的厚度最小应为红外线在薄膜中波长的四分之一，C不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据薄膜干涉原理分析红外摄像头的镜头表面镀膜的作用。8．【答案】D【解析】【解答】解：光从空气斜射到玻璃，因为玻璃上下表面平行，当第二次折射时折射光线与第一次折射入射光线平行．由于折射率不同，a光偏折较大，b光偏折较小．所以此玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，所以a的频率大于b的频率，给出的各色光中频率大于蓝光的只有紫光，故D正确，ABC错误．故选：D．【分析】根据两光对应的折射角可确定折射率大小，进而确定频率关系确定光束的性质．9．【答案】B【解析】【解答】A.根据磁体外部，磁感线从N极出发，进入S极，可知强磁铁上端为N极，A不符合题意；

B.根据左手定则可知，金属框左边受安培力向里，右边受安培力向外，则从上向下看，图中金属框将顺时针转动，B符合题意；

C.调转磁极，磁感线方向改变，则再次接入后金属框逆时针转动，C不符合题意；

D.电池消耗的电能一部分转化为金属框的动能，还有一部分转化为电流生热产生的内能，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据磁场分布分析磁铁上、下端的极性；根据左手定则判断两侧导线受到的安培力，确定线框的转动方向；根据能量守恒定律分析能量的转化情况。10．【答案】D【解析】【解答】A.因为v0B合力向上，故电子要向上偏转，但因为速度变化，使洛伦兹力发生变化，竖直方向受到的合力不是恒力，所以电子的运动不是类平抛运动，A不符合题意；

BCD.由配速法，将粒子受到的洛伦兹力看成B其中B粒子在以速度v1在水平方向做匀速直线运动的同时，还在竖直方向做速率大小为vv因为粒子周期T=在一个周期内水平方向运动的距离为x=圆周运动的半径R=所以距入射点竖直方向的最大位移为2R，即2mv0-EB11．【答案】B【解析】【解答】A.无论加速器多大，也不可以将粒子加速至接近光速，因为粒子的速度接近光速时，根据相对论知识可知，粒子的质量将明显发生变化，粒子在磁场中运动的周期也将随之发生变化，根据回旋加速器原理可知，粒子在磁场中的运动周期与所加交流电的周期相同，所以当粒子在磁场中的周期发生变化后，回旋加速器将不能再对其进行加速，A不符合题意；

B.根据qvB=mT=可得粒子在磁场中的运动周期为T=因为α粒子（24He）和氘核（12H）比荷相同，所以在相同磁场中的运动周期相同，因此不需要改变任何条件，该装置也可以加速q氘核离开回旋加速器的最大动能为EC不符合题意；

D.粒子第一次在D2r粒子第二次在D2r根据动能定理得qU=3qU=联立解得rD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】粒子的速度接近光速时，粒子的质量将明显发生变化，粒子在磁场中运动的周期也将随之发生变化，回旋加速器将不能再对其进行加速；推导粒子在磁场中运动的周期公式，分析α粒子（24He）和氘核（12H）在相同磁场中的周期关系，确定在不改变任何条件的情况下，该装置能否对α粒子加速；氘核恰好离开“D”型盒时动能最大，由牛顿第二定律和动能的公式，求出氘核离开回旋加速器的最大动能；根据动能定理求出粒子第一次和第二次在12．【答案】（1）（2）无（3）1.30（4）1.80；2.50（5）接法2【解析】【解答】（1）按照图（a）所示的电路图，连接图（b）中的器材实物如图所示：

（3）根据实物电路可知，电压表选择的0-3V量程，所以最小刻度表示0.1V，根据电压表读数规则可知，电压表的读数为1.30V。

（4）单刀双掷开关S与1接通时，根据图（d）可知，当电流表的示数为零时，相当于外电路断路，电压表的示数为电源电动势，即E=1.80V。单刀双掷开关S与2闭合时，根据图（d）可知，当电压表的示数为零时，相当于外电路短路，电流表的示数为短路电流，即I根据闭合电路欧姆定律得R解得r=2.50Ω（5）根据U-I图线的斜率的绝对值表示电源内阻，由U1r由U2r可见，接法2测得的电源内阻更接近真实值。

【分析】（1）根据电路图连接好实物电路；（3）根据电压表读数规则读数；（4）根据单刀双掷开关S与1接通时断路时电压表的示数得到电源电动势，单刀双掷开关S与2接通时，外接电路短路时得到电流表的示数，根据闭合电路欧姆定律求出电源内阻；（5）根据U-I图像的斜率的绝对值表示电源内电阻，求出两种情况下得到的电源内电阻的值进行分析。13．【答案】（1）解：由图(a)可以看出，该波的波长为λ＝36cm由图(b)可以看出，周期为T＝2s波速为v＝λT由图(b)知，当t=1（2）解：设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为xP、xQ由图(a)知，x＝0处y＝-A2因此x由图(b)知，在t＝0时Q点处于平衡位置，经Δt＝13s，其振动状态向x轴负方向传播至P点处，可得P、Q间平衡位置距离为x则质点Q的平衡位置的x坐标为xQ【解析】【分析】（1）由波速公式求出该波波速；根据Q点的振动判断波的传播方向；（2）由数学方法求出P点平衡位置的坐标，再根据波速公式，求出P、Q之间的距离，得到Q点平衡位置的坐标。14．【答案】解：作出两种情况下的光路图，如图所示由于在A处发生全反射，故有sin由于出射光平行可知，在B处射出，故n=由于sin联立可得n=3，【解析】【分析】根据题意做出光路图，再由折射率公式结合几何关系，求出玻璃砖的折射率和OP之间的距离。15．【答案】（1）解：小物块受向左的摩擦力大小f=μmg=1N木板受向右的摩擦力大小f小物块加速度为a木板加速度为aA、B碰撞前瞬间，小物块的速度大小v长木板A的速度大小v（2）解：以向右为正方向，A、B碰撞后瞬间，由动量守恒、机械能守恒可得m1解得v（3）解：小物块与B共速时，由动量守恒可得m解得v