2023-2024年湖南省常德市西洞庭管理區(qū)第一中學等多校聯(lián)考高二上學期期末考試物理試題（解析版）

物理一、單選題1.長為的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電荷量為的點電荷放在距棒左端處，如圖所示。靜電力常量為，當棒達到靜電平衡后，棒上的感應電荷在棒內中點處產生的電場的電場強度大小是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】導體棒在點電荷的電場中發(fā)生靜電感應，左端出現(xiàn)負電荷，右端出現(xiàn)正電荷，棒中任意一點都受兩個電場的影響，即外電場和附加電場，達到靜電平衡狀態(tài)時，故選A。2.如圖甲所示，彈簧振子以點為平衡位置，在、兩點之間做簡諧運動。當振子位于點時彈簧處于原長狀態(tài)。取豎直向上為正方向，振子的質量為，重力加速度大小為。振子的位移隨時間變化的關系如圖乙所示，下列說法正確的是（）A.振子的振動方程為 B.和時，振子的速度相同C.和時，振子的加速度相同 D.時，振子位于點下方處【答案】B【解析】振子振動的圓頻率為，振子振動方程為，故A錯誤；由圖乙可知，由圖像斜率表示速度可知，和時，振子的速度相等，故B正確；和時，振子的加速度大小相等，方向相反，故C錯誤；由于從到平衡位置，振子的速度不斷增大，則從到時間內的位移小于振幅的一半，所以時，振子位于點下方大于處，故D錯誤。故選B。3.圖是改裝后的電表，已知靈敏電流表的滿偏電流為，內阻為，變阻箱接入電路的阻值為，下列說法正確的是（）A.甲表是電壓表 B.甲表改裝后的量程為C.乙表是電流表 D.乙表改裝后量程為【答案】B【解析】將小量程電流表改裝成大量程電流表，需要并聯(lián)一電阻分流，改裝后的量程為，A錯誤，B正確；將小量程電流表改裝成電壓表，需要串聯(lián)一電阻分流，改裝后的量程，選項C錯誤，D錯誤。故選B。4.一列橫波沿直線傳播，在波的傳播方向上有、兩點，在時刻、兩點間形成如圖甲所示的波形，在時刻、兩點間形成如圖乙所示的波形。已知、兩點間的距離，則下列說法正確的是（）A.若周期大于，則波可能向右傳播 B.若周期為，則波可能向左傳播C.若波速為，則波一定向左傳播 D.若波向左傳播，則該波波速的最小值為【答案】C【解析】若波向右傳播，可得，，解得，若波向左傳播，可得，，解得，由于是整數(shù)，當時，時，符合通項，波向右傳播，，故A、B錯誤；由圖知波長，若波速為，則波傳播的距離為，根據(jù)波形的平移，波一定向左傳播，故C正確；由圖可知，波向左傳播的最小距離為，波速可能的最小值為，故D錯誤。故選C。5.下列說法正確的是（）A.小磁針正上方的直導線與小磁針平行，當導線中通有如圖甲所示的電流時，小磁針的極將會垂直紙面向外轉動B.如圖乙所示，兩條通電導線之間的相互.作用是通過電場產生的C.如圖丙所示，構成等邊三角形，若兩通電導線、在處產生磁場的磁感應強度大小均為，則處磁場的合磁感應強度大小是D.如圖丁所示，一矩形線框置于磁感應強度為的勻強磁場中，線框平面與磁場方向平行，線框的面積為，則此時通過線框的磁通量為【答案】C【解析】當導線中通有題圖甲所示的電流時，導線在小磁針處產生垂直紙面向內的磁場，所以小磁針的極將會垂直紙面向內轉動，選項A錯誤；題圖乙中，兩條通電導線之間的相互作用是通過磁場產生的，選項B錯誤；由安培定則，將兩通電導線、在處產生的磁感應強度方向畫出，且磁感應強度大小相等，如圖所示，則由矢量合成求出處磁場的合磁感應強度，由幾何關系可得處磁場的合磁感應強度大小是，選項C正確；因線框平面與磁場方向平行，所以此時通過線框的磁通量為，選項D錯誤。故選C。6.高壓水槍豎直向上噴出的水柱，使一個質量為的小鐵盒開口向下頂在空中，如圖所示，已知水以的恒定速率從橫截面積為的水槍中持續(xù)噴出，向上運動并沖擊鐵盒后，以原速率豎直返回；忽略水與鐵盒作用時水受到的重力的影響，水的密度為，取重力加速度大小，則下列說法正確的是（）A.水沖擊鐵盒后以的速度返回 B.鐵盒距水槍口的距離為C.水槍的輸出功率為 D.水柱返回時做自由落體運動【答案】B【解析】極短時間內水與小鐵盒作用過程中對水由動量定理可得，其中，解得水沖擊鐵盒后的速度，故A錯誤；水從槍口噴出到鐵盒處由，解得，故B正確；水沖擊鐵盒后的速度，水柱返回時初速度不為零，故做的不是自由落體運動，故D錯誤；假設槍口離地高度為，則時間內從槍口噴出水的機械能為，則水槍的輸出功率為，故C錯誤。故選B。二、多選題7.如圖所示，某玻璃模型的左側是半徑為的半球形，右側是底面半徑和高均為的圓柱形，為該模型的中央軸線，調整入射光線，使反射光線和折射光線恰好垂直，且此時出射光線恰好與平行。已知光在真空中的傳播速度為。下列說法正確的是（）A.該玻璃的折射率為 B.該玻璃的折射率為C.光在玻璃中的傳播時間為 D.光在玻璃中的傳播時間為【答案】B、C【解析】假設光線的入射角為，折射角為，由光路圖結合數(shù)學幾何可知光線與法線的夾角為，光線與法線的夾角為，則有，，解得，所以，故A錯誤，B正確；光在玻璃中經過的路程為，又，所以，故C正確，D錯誤。故選B、C。8.勻強電場的電場強度隨時間變化的圖像如圖所示，當時，將一帶電粒子在此勻強電場中由靜止釋放，若帶電粒子只受電場力的作用，下列說法正確的是（）A.帶電粒子將做往復運動 B.內，電場力做的總功不為零C.末帶電粒子離出發(fā)點最遠 D.末帶電粒子回到原出發(fā)點【答案】A、D【解析】由牛頓第二定律可知，帶電粒子在第內的加速度大小為，在第內加速度大小為，因此帶電粒子在內向負方向做加速度大小為的勻加速直線運動，在內向負方向做加速度大小為的勻減速直線運動，內向正方向做加速度大小為的勻加速直線運動，內向正方向做加速度大小為的勻減速直線運動，在時，帶電粒子速度剛好減為且回到出發(fā)點；綜上分析可知，帶電粒子做周期性的往返運動，故A正確；內，電場力做的總功為零，故B錯誤；末，帶電粒子離出發(fā)點最遠，故C錯誤；末帶電粒子回到原出發(fā)點，故D正確。故選A、D。9.質量的大滑塊靜止放在光滑水平面上，大滑塊上側有軌道，段和段為光滑的四分之一圓弧，圓弧最低點切線水平，圓弧的半徑，水平直軌道長。小物塊的質量，小物塊可視為質點，現(xiàn)將小物塊從軌道左側點由靜止釋放，小物塊在軌道內往復運動，最后停在直軌道的中點。取重力加速度大小，下列說法正確的是（）A.小物塊向右運動到其能到達的最高點時大滑塊的速度不為零B.當小物塊停在中點時大滑塊速度為零C.若小物塊在第二次到達中點時停下，則可求得小物塊與水平直軌道間的動摩擦因數(shù)為D.小物塊第一次到達點時的動能為【答案】B、D【解析】小物塊向右運動到最高點時，小物塊與大滑塊相對速度為零，由動量守恒定律知它們的速度都為零，由此可知，當小物塊在中點停止運動時，大滑塊速度也為零，故B正確，A錯誤；根據(jù)能量關系，得，若小物塊第二次到達中點時停下，即，得，故C錯誤；小物塊第一次到達點時，小物塊與大滑塊的總動能為，兩者動量大小相等，根據(jù)，可知，動能與質量成反比，所以小物塊動能為，故D正確。故選B、D。10.如圖甲所示，在均勻介質中，坐標系位于水平面內，處的波源由平衡位置開始垂直平面振動，產生的簡諧橫波在平面內傳播，選定圖甲狀態(tài)為時刻，實線圓、虛線圓分別表示相鄰的波峰和波谷，且此時刻平面內只有一圈波谷，質點第一次到達波峰，圖乙為質點的振動圖像，軸垂直于平面，且正方向豎直向上。下列說法正確的是（）A.此機械波的傳播速度為 B.波源的起振方向垂直平面豎直向下C.時，機械波恰好傳至處 D.在至時間內，質點運動的路程為【答案】A、D【解析】由圖可知，，則此機械波的傳播速度為，故A正確；任意一點的起振方向與波源的起振方向一致，由乙圖結合題意可知，質點的起振方向垂直平面豎直向上，所以波源的起振方向也是垂直平面豎直向上，故B錯誤；因為時刻平面內只有一圈波谷，而此時也處于波峰，由此可以判斷波的起振方向向上且波剛開始傳播時處于平衡位置，由此可以判斷時波傳播了、個波長，即時刻波剛好傳播到處，則機械波恰好傳至處的時間點為，故C錯誤；質點到波源的距離為，由選項C可知，時波傳播了，則波傳播到點所用的時間為，由圖像可知波的振幅為，故從至這段時間內，質點運動的路程為，故D正確。故選A、D。三、實驗題11.某研究小組通過實驗驗證“動量守恒定律”。（1）小球釋放后落在復寫紙上會在白紙上留下印跡，如圖所示。多次試驗后，白紙上留下了個印跡，如果用畫圓法確定小球的落點，圖中畫的三個圓最合理的是______（填字母代號）；（2）實驗中，對產生誤差的主要原因分析正確的是______；A.碰撞前入射小球的速度方向與碰撞后兩小球的速度方向不在同一直線上B.軌道的傾斜部分不光滑，與入射小球存在摩擦力作用C.沒有測量小球平拋下落的高度算出具體的平拋時間【答案】（1）C；（2）A【解析】（1）如果用畫圓法確定鋼球的落點，應該讓所畫的圓盡可能把大多數(shù)落點包進去，且圓的半徑最小，這樣所畫圓的圓心即為小球落點的平均位置，故選C。（2）用此實驗裝置驗證動量守恒定律時，應保證兩小球碰撞前后瞬間的速度方向在同一直線上，否則會引起較大的誤差，故A正確；軌道傾斜部分對小球有摩擦力作用，但只要小球每次都從同一位置由靜止向下運動，即可保證碰撞前瞬間小球的速度相同，故B錯誤；小球的水平射程與其初速度成正比，故不需要通過測量軌道水平部分的高度，算出小球做平拋運動的時間，故C錯誤。故選A。12.“張衡"研究小組用如圖甲所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢和內阻。實驗室提供的器材如下：電壓表、電阻箱（阻值范圍為）、開關、導線若干。（1）先把電阻箱阻值調到最大，再接通開關，然后改變電阻箱阻值﹐隨之電壓表示數(shù)發(fā)生變化，讀取和對應的電壓表示數(shù)，并將相應的數(shù)據(jù)轉化為坐標點描繪在圖中，如圖乙所示。（2）根據(jù)圖乙中的實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線可以得出該電池組的電動勢_______，內阻________。（結果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】（2）；【解析】（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，可得，根據(jù)上式可知斜率，截距可得。四、解答題13.如圖所示，在同一均勻介質中有和兩個波源，這兩個波源的頻率、振動方向均相同，且振動的步調完全一致，與之間相距，若、振動的頻率均為，兩列波的波速均為，點為和連線的中點，今以點為圓心，以為半徑畫圓。（1）求該波的波長；（2）求在、連線上振動加強點的個數(shù)；（3）用畫圖的方式說明在該圓周上（和兩波源除外）共有幾個振動加強點?！敬鸢浮浚?）；（2）個；（3）個【解析】【詳解】（1）由公式，得。（2）在、連線上任選一點，則，即，由加強的條件，得，故、、，即有個振動加強點。（3）如圖所示，、、三點為振動加強的點，過、、三點作三條加強線（表示三個加強區(qū)域）交于圓周上、、、、、六個點，顯然這六個點也為振動加強點，故圓周上共有個振動加強點。14.在光滑絕緣、半徑為的局部圓環(huán)中心固定有正點電荷（未畫出），其所帶的電荷量為，另一電荷量為的點電荷從圓環(huán)一端以速度開始運動，當其運動到圓環(huán)底部處時，轉過的圓心角，已知點電荷的質量為，重力加速度大小為，靜電力常量為，圓環(huán)豎直放置，求：（1）點電荷運動到處時的速度大??；（2）點電荷運動到處時對圓環(huán)的壓力?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）由動能定理得，解得。（2）在處由牛頓第二定律得，，由牛頓第三定律得，解得對圓環(huán)的壓力。15.如圖所示，光線①經反光鏡反射后垂直面射入五棱鏡，以平行于面的方向射出五棱鏡。已知玻璃相對空氣的折射率為，面與面的夾角為，，。（1）如圖所示，如果左下角的桃心表示一正立的物體，判斷經過多次反射后在取景窗中得到的是正立的像還是倒立的像；（不用寫出推導過程）（2）試分析光線在點是否發(fā)生全反射，如不發(fā)生全反射，求折射角的正弦值；（3）調節(jié)面、面分別與面的夾角，使得光線①由面射向空氣時，恰好發(fā)生全反射，且光線的出射方向仍與面平行，求調整后面、面分別與面的夾角（在傳播過程中光線與面無交點）?！敬鸢浮浚?）倒立的像；（2）不發(fā)生全反射，；（3），【解析】（1）光路如圖所示由圖可知，經過多