开封五校2023～2024学年上学期期末联考
高二物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修第三册，选择性必修第一册，选择性必修第二册第一章第1～2节。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.关于光的偏振、干涉与衍射、激光，下列说法正确的是（ ）
A.偏振是纵波特有的现象，光的偏振现象说明光是纵波
B.在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是不等的
C.自然界中某些天然物体也可以发出激光，激光不能发生衍射现象
D.泊松亮斑是衍射现象，用白光照射单缝时将得到彩色条纹
2.一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.t=0.5s时，质点的位移大小为1cm
B.在0～6s内，质点经过的路程为20cm
C.在4s末，质点的加速度为零，速度为零
D.t=1.5s和t=4.5s这两时刻，质点的位移大小相等
3.如图所示，纸面内长直绝缘导线通有竖直向上的电流，导线左右有a、b两点，它们相对于导线对称，整个系统处于匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外（未画出）.若通电导线在a点产生的磁感应强度大小为，则（ ）
A.a点磁感应强度大小为
B.b点磁感应强度大小为
C.a、b两点磁感应强度大小、方向都不同
D.a点磁感应强度方向垂直纸面向里
4.如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q，板间距离为d，上极板与静电计金属球相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地.在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向上移动一小段距离.下列说法正确的是（ ）
A.油滴带正电
B.静电计指针张角不变
C.油滴向上运动
D.P点的电势不变
5.如图所示，用绝缘轻丝线吊一质量为0.1kg的带电塑料小球在竖直平面内摆动，水平磁场垂直于小球摆动的平面.当小球自图示位置摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，若不计空气阻力，重力加速度大小g取10m/s2，则小球自右侧相同摆角处摆到最低点时悬线上的张力大小为（ ）
A.1N B.2N C.4N D.6N
6.如图所示，甲、乙相同的带正电小球从离水平地面同一高度处以初速度水平向左抛出，乙球处于垂直纸面向里的匀强电场中，下列说法正确的是（ ）
A.甲比乙先着地，甲、乙两球落地时的速度大小相等
B.乙比甲先着地，甲、乙两球落地时的速度大小相等
C.甲、乙同时着地，甲球落地时的速度比乙球落地时的速度大
D.甲、乙同时着地，乙球落地时的速度比甲球落地时的速度大
7.共享电动车通过扫码开锁，可以实现循环共享.如图所示为某品牌的共享电动车，电池铭牌上标有“48V 10Ah”字样，电池与电动机直接相连，正常工作时，电动机额定功率为250W，电池输出电压为40V，已知电动机的内阻为1.5Ω，不考虑其他部件的摩擦损耗，电动机正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A.电动车可连续骑行时间为1.5h
B.电动机输出的机械功率约为191.4W
C.电源消耗的总功率为320W
D.电池的效率为63.8%
二、选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
8.某学习小组的同学在实验室用如图甲所示装置研究单摆的运动规律，O是单摆的平衡位置，单摆在竖直平面内左右摆动，M、N是摆球所能到达的最远位置.取向右为正方向.图乙是单摆的振动图像.已知当地的重力加速度大小g=10m/s ，取，下列说法中正确的是（ ）
甲 乙
A.单摆的振幅是0.14m，振动的频率是1Hz
B.振动的表达式为
C.单摆的摆长为1m
D.t=1.5s时摆球在N点
9.如图是半圆形透明介质的横截面，O为圆心，M、N为圆弧上两点.一束红色光线和另一束绿色光线，以相同的角度同时从O点入射，其透射光线从M、N两点射出，已知真空中光速，，，下列说法正确的是（ ）
A.两束光穿过半圆形透明介质所需时间相等
B.OM是红光，ON是绿光
C.半圆形透明介质对OM光的折射率为
D.OM光在该半圆形透明介质中传播的速度大小为
10.一列简谐横波沿x轴传播，图甲为该波在t=0时刻的波形图，M是平衡位置为x=10m处的质点，图乙为质点M的振动图像，则（ ）
A.t=0时刻质点M沿y轴正方向振动，该波沿x轴负方向传播
B.波的振幅为28cm，波长
C.波的周期为1.8s，波的传播速度为12m/s
D.t=0时刻，x=0处的质点偏离平衡位置的位移大小为
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（8分）某同学用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图甲所示.
甲 乙
（1）下列说法正确的是___________.（填选项前的字母）
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
C.为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离a，求出相邻两条亮纹间距
（2）做实验时，该同学先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第一条亮纹，此时手轮上的刻度如图乙所示，读数为____________mm.
（3）该同学接着转动手轮，当分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐时，读数是14.690mm，已知装置中双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离是1.0m，则测得此单色光的波长为__________m（保留两位有效数字）
（4）在其他条件不变的情况下，仅将光换成波长较长的光做实验，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距_____（选填“变大”“变小”或“不变”）.
12.（9分）某实验小组的同学在进行电源电动势和内阻的测量时，设计了如图甲所示的电路，实验室为其提供的实验器材有：电动势约为5.0V的电源，电流表（量程为0.6A、内阻约为8Ω），电流表（量程为3mA、内阻为），滑动变阻器R（最大阻值10Ω），电阻箱（调节范围0～9999.9Ω），电键S以及导线若干.
甲 乙
（1）电路中，电表1应为__________（填器材符号），为了完成实验应将其中的一个电流表改装成6V的电压表，则电阻箱R。的阻值应调为________Ω.
（2）通过调节滑动变阻器的滑片，读出多组数据，某次操作时电表1、2的读数如图乙所示，则两电表1、2的读数分别为____________、__________（均保留两位小数）.
（3）将得到的多组实验数据描绘出图像，其中纵轴为电表1的读数，横轴为电表2的读数（mA），若图线的斜率绝对值为k=2、纵截距为b=5.0，则该电源的电动势为E=_________V，内阻r=_________Ω.（结果保留两位有效数字）
13.（11分）如图所示，间距为L=1m的导轨竖直固定在绝缘地面上，导轨顶端连接电动势为E=40V、内阻为r=1Ω的电源，质量为m=1kg的金属杆垂直接触导轨，其接入电阻也为R=1Ω.当在导轨所在的平面内加上方向竖直向上，磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场后，金属杆沿着导轨恰好不向下运动.重力加速度取g=10m/s ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
（1）金属杆与导轨间的动摩擦因数；
（2）将磁场方向改为向右上方与水平方向夹角为30°，若使金属杆再次平衡，则磁感应强度至少是多大.
14.（14分）如图所示，以原点O为界在x轴上有两段不同材料的绳子，波源和分别置于和处，同时产生两列简谐横波甲和乙，分别沿x轴正方向和x轴负方向传播.时刻，和处的质点刚好开始振动，某时刻两列波恰好同时到达原点处的质点O，若从开始到时间内P点经过的路程为3cm，求：
（1）甲、乙两波的频率之比；
（2）乙波在右侧绳子中的传播速度大小；
（3）从到，原点处的质点O经过的路程.
15.（18分）如图所示，质量为3kg的长木板B静止在光滑的水平面上，质量为1kg的物块A放在平台上，平台的上表面与长木板的上表面在同一水平面上，物块A与平台右端相距0.5m，木板B的左端紧靠平台的右端，质量为的小球用长为1.8m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳向左拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与物块A沿水平方向发生弹性碰撞，物块A与小球均可视为质点，不计空气阻力，物块A与平台、木板B之间的动摩擦因数均为0.5，重力加速度g取10m/s .求：
（1）小球与物块A碰撞前瞬间，细线拉力大小；
（2）小球与物块A碰撞过程中，物块对小球的冲量大小；
（3）要使物块A不滑离木板B，木板B至少多长？
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参考答案、提示及评分细则
1.D 光的振动方向与传播方向相垂直，故光的偏振现象说明光是横波，选项A错误；在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是相等的，选项B错误；激光是用人工方法激发的一种特殊的光，激光是一种电磁波，只要是波就能发生衍射现象，选项C错误；泊松亮斑是光绕过障碍物继续传播的现象，是衍射现象，用白光照射单缝，将得到彩色的衍射条纹，选项D正确.
2.D 0.5s时，位移为2cm，A错误；0~6s内路程为6A=12cm，B错误；4s末在平衡位置，速度最大，加速度为零，C错误；1.5s和4.5s位移相同，D正确.
3.B a点磁场强度为向外，b点磁场强度为向外，故B正确，A、C、D错误.
4.D 油滴受电场力向上，带负电，A错误；，d变大，C变小，，U变大，张角变大，，Q不变，E不变，P点电势不变，油滴不动，B、C错误，D正确.
5.C 设小球自图示位置摆到最低点时速度大小为v，则，此时，当小球自右方相同摆角处摆到最低点时，速度大小仍为v，洛伦兹力方向发生变化，此时有，解得，只有选项C正确.
6.D 根据题意可知：甲球只有重力做功，竖直方向上做自由落体运动，乙球除重力做功外，还受到垂直纸面向里的电场力作用，竖直方向做自由落体运动，而且电场力对其做正功，所以两个球竖直方向都做自由落体运动，下落的高度又相同，故下落时间相同，甲、乙同时着地，选项A、B错误；根据动能定理可知：乙球合外力做的功比甲球合外力做的功多，而甲、乙球的初速度相等，故乙球落地时的速度比甲球落地时的速度大，选项C错误，D正确.
7.B 由题意可知，电动机正常工作时的电流，电动车可正常工作时间为，A项错误；电动机输出的机械功率为，B项正确；电源消耗的总功率，C项错误；电池的效率，D项错误.
8.BC 由题图乙知振幅，周期，则频率，选项A错误；振动的表达式为：，选项B正确；由单摆的周期公式，得，选项C正确；由题图乙知，时摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以摆球在M点，选项D错误.
9.BD 由可知，从M点射出的光的折射率较小，从N点射出的光的折射率较大，根据折射率与光速的关系可知，从M点射出的光的速度较大.两束光穿过透明介质的路程相等，速度不同，所需时间不相同，选项A错误；根据绿光折射率大于红光可知，OM是红光，ON是绿光，选项B正确；由折射定律可知，透明介质对OM光束的折射率为，选项C错误；OM光束在该透明介质中传播的速度为，选项D正确.
10.AD 根据M点的振动图像可知，时刻质点M沿y轴正方向振动，则该波沿x轴负方向传播，选项A正确；该波的振幅为，波长，选项B错误；周期，由可得该波的传播速度，选项C错误；波动图像的方程为，时刻，处的质点偏离平衡位置的位移大小为，选项D正确.
11.（1）BC（2分） （2）2.190（2.188~2.192都正确）（2分） （3）（2分）（4）变大（2分）
解析：（1）调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，故A错误；测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐，故B正确；n条亮纹之间有个间距，
相邻条纹的间距为，故C正确.
（2）手轮上的刻度读数为（2.188～2.192mm都正确）.
（3）相邻两条亮纹间距为，解得 .
（4）根据，在其他条件不变的情况下，光的波长增大，相邻两亮条纹的中心间距变大.
12.（1）（1分） 1900（2分）（2）0.40A（1分） 2.30mA（1分） （3）5.0（2分） 1.0（2分）
解析：（1）为了完成实验，应将内阻已知的电流表改装成6V量程的电压表，则电路中的电表1应为；电表2应为；由电压表的改装原理可知，由已知、，代入数据解得.
（2）由于电表1为、电表2为，则由电流表的读数规则可知，电表1的读数为0.40A，电表2的读数为2.30mA.
（3）由闭合电路欧姆定律可知，整理得，即，结合题意得，.
13.解：（1）由平衡关系得金属杆与导轨间压力与安培力等大，则（2分）
竖直方向上（2分）
（1分）
解得（1分）
（2）由（2分） （1分）
联立解得（2分）
14.解：（1）两列波同时传到O点，由得出（2分）
由（2分）
又（1分）
联立得（1分）
（2）由题可得，（2分）
（1分） （2分）
（3），经过1s两列波均刚好到达O点（1分）
且两列波在O点叠加后振动最强，故O点做振幅为4cm的振动，周期不变，故（2分）
15.解：（1）设小球与物块A碰撞前瞬间的速度大小为，根据机械能守恒有（2分）
解得（1分）
小球在最低点时，根据牛顿第二定律有（2分）
解得（1分）
（2）设小球与A碰撞后瞬间，小球速度大小为、物块A的速度大小为，根据动量守恒有（2分）
根据能量守恒有（2分）
解得（1分）
此过程，物块A对小球的冲量大小（1分）
（3）开始时A离平台右端的距离，物块刚滑上长木板时的速度大小为，根据动能定理有
解得（2分）
物块A在木板B上滑行时二者动量守恒，最终速度相同为，
解得（2分）
滑行过程中物块A与木板B系统动能减少转化为内能
解得板长（2分）
