北京市東城區(qū)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期末考試物理質(zhì)量檢測試題（附答案）

北京市東城區(qū)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期末考試物理質(zhì)量檢測試題本試卷共8頁，共100分。考試時長90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。第一部分本部分共14小題，每小題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1.下列有關(guān)光的現(xiàn)象中，能說明光是橫波的是（）A.泊松亮斑 B.陽光下的油膜呈現(xiàn)彩色C.光的偏振 D.太陽光經(jīng)過三棱鏡呈現(xiàn)彩色2.如圖所示，一物體靜止在水平地面上，受到與水平方向成角的恒定拉力作用，物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài)。在拉力作用時間的過程中，下列說法正確的是（）A.物體所受拉力的沖量方向水平向右 B.物體所受拉力的沖量的大小是C.物體所受摩擦力的沖量大小為0 D.物體所受合外力的沖量大小為03.振蕩電路中某時刻電容器內(nèi)電場與線圈內(nèi)磁場情況如圖所示，該時刻（）A.電容器在充電，電場能在向磁場能轉(zhuǎn)化 B.電容器在充電，磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化C.電容器在放電，電場能在向磁場能轉(zhuǎn)化 D.電容器在放電，磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化4.如圖甲所示為光滑水平面上的彈簧振子，以平衡位置為原點，在、之間做簡諧運動，某時刻開始計時，其偏離平衡位置的位移隨時間變化的圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）甲乙A.該彈簧振子的振幅為 B.該振動系統(tǒng)的振動周期為C.時，振子從向運動 D.時，振子第一次經(jīng)過點5.湖面上停著甲、乙兩條小船，它們相距。一列水面波（視為橫波）正在湖面上沿甲、乙連線的方向傳播，每條小船每分鐘完成20次全振動。當(dāng)甲船位于波峰時，乙船在波谷，兩船之間還有一個波峰。已知水面波由甲向乙傳播，下列說法不正確的是（）A.水面波的波長 B.水面波的周期C.傳播速度 D.乙船比甲船晚起振6.如圖所示，由處發(fā)出的聲音通過左右兩條管道和傳到出口處。右側(cè)可伸縮的管可以通過拉出或推入，以改變管的長度，忽略聲音傳播過程中的一切能量損失。開始時，從入口處發(fā)出某一頻率、人耳可分辨的聲音，左右兩側(cè)管道關(guān)于，對稱，此時處接收到的聲音響度最大。將管緩慢拉出，當(dāng)拉出的長度為時，處接收到的聲音響度再次達(dá)到最大，下列說法正確的是（）A.該現(xiàn)象利用了聲波的衍射原理B.該聲波的波長C.拉出的長度為時，處接收到的聲音響度也最大D.聲音在左右兩條管道內(nèi)空氣中的傳播速度不同7.金屬線框與一長導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，導(dǎo)線通有恒定電流。線框由圖中位置Ⅰ勻速運動到位置Ⅱ。在此過程中，有關(guān)穿過線框的磁通量與感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是（）A.垂直紙面向里的磁通量增大，感應(yīng)電流方向沿B.垂直紙面向里的磁通量減小，感應(yīng)電流方向沿C.垂直紙面向外的磁通量增大，感應(yīng)電流方向沿D.垂直紙面向里的磁通量減小，感應(yīng)電流方向沿8.某固定的光滑水平金屬桿上套有一個質(zhì)量為的圓環(huán)，圓環(huán)用一根長為的不可伸長的輕繩系著，繩子的另一端系一質(zhì)量為的小鋼球?，F(xiàn)將小球拉至水平位置由靜止釋放，圓環(huán)在輕繩拉力作用下也會由靜止開始運動，不計空氣阻力與一切摩擦，圓環(huán)與鋼球均視為質(zhì)點。下列說法正確的是（）A.系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)機(jī)械能也守恒B.小鋼球到達(dá)最低點時的速度大小為C.小鋼球到達(dá)左側(cè)最高點時速度不為零D.小鋼球從釋放到第一次到達(dá)最低點，在水平方向上向左運動了9.水平軌道固定在地面上，右側(cè)固定一磁鐵，如圖甲所示。右端粘有磁鐵的小車以初速度沿軌道向右運動，兩磁鐵間有相互排斥的作用力。某科研興趣小組利用該實驗裝置研究小車在變力作用下的運動情況。無線傳感器記錄作用過程中小車的圖像（如圖乙所示）以及小車所受斥力大小隨時間的變化圖像（如圖丙所示）。已知小車所受摩擦阻力及空氣阻力遠(yuǎn)小于磁鐵間的相互作用力。那么（）甲乙丙A.小車速度為零時，其所受合外力也恰好為零B.小車在到向右做勻減速直線運動，到向左做勻加速直線運動C.小車與固定在軌道上的磁鐵相互作用過程中，小車的機(jī)械能守恒D.小車質(zhì)量約為10.某同學(xué)想用伏安法測定一個自感系數(shù)很大的線圈的直流電阻，其電路圖如圖所示。用一節(jié)干電池作電源，兩端并聯(lián)一只零刻度在表盤中央、可左右偏轉(zhuǎn)的電壓表（左右量程均為）。為保護(hù)電表，測量結(jié)束后，拆除電路時，應(yīng)最先進(jìn)行的操作是（）A.先斷開開關(guān) B.先斷開開關(guān)C.先拆除電流表 D.先拆除滑動變阻器11.在勻強(qiáng)磁場中放置一金屬圓環(huán)，磁場方向與圓環(huán)平面垂直。規(guī)定圖甲所示磁場方向為正，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間按圖乙所示的正弦規(guī)律變化時，下列說法正確的是（）甲乙A.時刻，圓環(huán)中無感應(yīng)電流B.時刻，圓環(huán)上某一小段受到的安培力最大C.圓環(huán)上某一小段所受安培力最大的時刻也是感應(yīng)電流最大的時刻D.時間內(nèi)，圓環(huán)中感應(yīng)電流方向沿順時針方向12.光纖通信采用光導(dǎo)纖維，可簡化為半徑為、長為（）的圓柱形長玻璃絲。為簡化可認(rèn)為玻璃絲外為空氣，其沿軸線的側(cè)剖面如圖所示。一束含紅、綠兩種顏色的復(fù)色光以入射角從軸心射入后分為、兩束，兩單色光在玻璃中多次全反射后從光導(dǎo)纖維另一端射出，已知該玻璃材料對光的折射率為，真空中的光速為。下列說法正確的是（）A.光為綠光，光為紅光B.該玻璃材料對光的折射率小于C.若光恰好發(fā)生全反射，則光在該玻璃絲中的傳播時間D.若，則光以任意入射角入射均能在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射13.在光滑水平絕緣桌面上有一邊長為、電阻為的正方形導(dǎo)線框，在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為（）的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的左、右邊框平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，磁場方向豎直向下。導(dǎo)線框以向右的初速度進(jìn)入磁場，線框左邊出磁場時速度為零。規(guī)定電流的逆時針方向為正，建立如圖所示的坐標(biāo)軸。關(guān)于線框的加速度大小、速度大小、所受安培力大小以及線框中電流隨變化關(guān)系的圖像正確的是（）A. B.C. D.14.2023年12月11日，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——高能同步輻射光源（HEPS）儲存環(huán)正式完成主體設(shè)備安裝。高能同步輻射光源建成后將成為世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一，可用于探測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。如圖所示，HEPS主體裝置主要由電子加速器和光束線站兩大部分組成，電子加速器又包含直線加速器、增強(qiáng)器、儲存環(huán)。直線加速器可以將電子能量加速到，增強(qiáng)器可以再次將電子能量加速到。電子束在儲存環(huán)的不同位置通過彎轉(zhuǎn)磁鐵或者各種插件時就會沿著偏轉(zhuǎn)軌道的切線方向，釋放出穩(wěn)定、高能量、高亮度的同步輻射光，其波長范圍涵蓋了紅外、可見光、紫外和射線（波長范圍約為，對應(yīng)能量范圍約為）等。光束線站是同步輻射光的應(yīng)用場所，這里有各種實驗儀器，滿足各式各樣的科研需求。其中射線波段表現(xiàn)尤為優(yōu)異，因此我們也可以將HEPS看作是一個巨大的光機(jī)。由以上信息與所學(xué)知識可知，以下說法正確的是（）A.蛋白質(zhì)分子的線度約為，能用同步輻射光得到其衍射圖樣B.同步輻射源于電子運動，與機(jī)械振動產(chǎn)生機(jī)械波的原理相同C.HEPS輻射光譜中包含紅外線、可見光、紫外線以及射線，這些射線的波長依次變長，穿透能力依次減弱D.電子在直線加速器中可以通過電場力加速，在增強(qiáng)器中可以通過洛倫茲力加速第二部分本部分共6題，共58分。15.（12分）物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。（1）在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實驗中，所用靈敏電流表的0刻度位于表盤的正中央。如圖1所示電路，閉合開關(guān)時，電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)。如圖2，磁鐵上端為極，下端為極，當(dāng)磁鐵相對螺線管運動時，電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)?？梢耘袛啵捍盆F相對螺線管的運動方向__________（選填“向上”或“向下”）。圖1圖2（2）某同學(xué)利用銅漆包線在一個鐵芯上纏繞了兩個線圈甲、乙，其中線圈甲接學(xué)生電源交流輸出，線圈乙接小燈泡，閉合開關(guān)后小燈泡發(fā)出微弱的亮光。下列操作可以使小燈泡亮度增加的是__________（選填選項前的字母）。A.僅增大線圈甲的銅漆包線匝數(shù) B.僅減小線圈甲的銅漆包線匝數(shù)C.僅增大學(xué)生電源交流電壓輸出的有效值 D.將線圈甲、乙的匝數(shù)同時增大為原來的兩倍圖3（3）某同學(xué)測量半圓形玻璃磚的折射率，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出光路圖如圖3所示。則該玻璃磚的折射率__________。（4）小明為了估測某激光波長，用激光直接照射到雙縫上，雙縫干涉條紋直接顯示在教室內(nèi)的墻壁上。查得雙縫上標(biāo)識的間距，測得相鄰兩亮條紋間距以及雙縫到墻壁間的距離，可得激光波長__________。為了增大干涉條紋間距，下列操作可行的是__________（選填選項前的字母）。A.雙縫向墻壁靠近一些 B.雙縫離墻壁更遠(yuǎn)一些C.換成雙縫間距更大一點的雙縫 D.換成雙縫間距更小一點的雙縫（5）在“驗證動量守恒定律”實驗中，實驗裝置如圖4所示，、是兩個半徑相等的小球，其質(zhì)量分別為、，且滿足。按照以下步驟進(jìn)行操作：圖4①在木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙，并將該木板緊靠槽口豎直固定，將小球從斜槽軌道上某位置處靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡；②將木板水平向右移動一定距離并固定，再將小球多次從處靜止釋放，得到撞到木板上平均痕跡；③把小球靜止放在斜槽軌道水平末端，讓小球仍從處靜止釋放，和小球相碰。多次重復(fù)該操作，得到兩球撞在木板上的平均痕跡和；④測得點到、、三點的距離、、。在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，若碰撞過程動量守恒，則各物理量間應(yīng)該滿足__________。16.（8分）在“用單擺測量重力加速度”的實驗中，做了如下測量與探究。（1）用游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑如圖，讀出小球的直徑__________。（2）某學(xué)生將擺線長與小球直徑之和記作單擺的擺長。①若直接將某次測量的和、測得的周期，代入單擺的周期公式，則測得重力加速度比實際的重力加速度__________（選填“偏大”或“偏小”）；②該同學(xué)換了一個直徑略小的鋼球進(jìn)行實驗，但是仍將擺線長與小球直徑之和記作單擺的擺長，通過多次改變擺線長度而測出對應(yīng)的擺動周期，通過圖像處理數(shù)據(jù)測量重力加速度的值，其圖像如圖所示。由圖像可知，擺球的半徑__________，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萠_________（以上結(jié)果均保留兩位小數(shù)，）。17.（9分）如圖所示，質(zhì)量均為的物塊、，可視為質(zhì)點，靜止在半徑為、光滑的四分之一圓弧軌道的末端。從圓弧軌道的最高點由靜止釋放，與在軌道最低點碰撞，碰后兩物塊粘在一起水平拋出。拋出點距離水平地面的豎直高度為，兩物塊落到水平地面上，重力加速度為。求：（1）碰前物塊的速度大??；（2）兩物塊落地點與圓弧軌道最低點的水平距離；（3）兩物塊碰撞過程中損失的機(jī)械能。18.（9分）如圖為交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，兩磁極之間的磁場可近似為勻強(qiáng)磁場，發(fā)電機(jī)的矩形線圈在磁場中，圖中分別為矩形線圈的四個頂點。線圈可繞過邊和邊中點且垂直于磁場方向的水平軸勻速轉(zhuǎn)動。線圈在轉(zhuǎn)動過程中可以通過滑環(huán)和電刷保持其兩端與外電路連接。已知矩形線圈的匝數(shù)為，邊長度為，邊長度為，線圈總電阻為，轉(zhuǎn)動的角速度為，外電路定值電阻的阻值為，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為。電流表和電壓表均為理想交流電表，忽略一切摩擦阻力及空氣阻力。（1）寫出線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值；（2）求電壓表的示數(shù)；（3）求線圈轉(zhuǎn)動一圈過程中，外力對線圈所做的功。19.（10分）著名物理學(xué)家玻爾茲曼指出，各個領(lǐng)域中物理方程驚人的類似性顯示了世界的統(tǒng)一性。情境一：水平方向上的彈簧振子。如圖甲，水平面光滑，彈簧勁度系數(shù)為，物塊在初始位置時，彈簧處于拉伸狀態(tài)，彈簧形變量為。物塊由靜止釋放，某時刻，其相對平衡位置的位移、速度三個物理量之間的變化規(guī)律可用方程①描述，其中為物體質(zhì)量。我們知道，由于物塊所受的回復(fù)力滿足方程，物塊做簡諧運動，其偏離平衡位置的位移隨時間的變化關(guān)系滿足方程，其中是為圓頻率。情境二：振蕩電路中，線圈自感系數(shù)為，電容大小為。閉合開關(guān)前，電容器下極板帶正電，電荷量為。閉合開關(guān)后時刻，電容器下極板電荷量為，流經(jīng)線圈的電流為，忽略電路中的直流電阻以及振蕩過程中的電磁輻射，回路中電壓關(guān)系滿足，其中為電容器兩端電壓，為線圈的自感電動勢。甲乙（1）在振蕩電路中，仿照方程①，補(bǔ)全方程②__________，并在圖乙中定性畫出一個周期內(nèi)的圖像。（2）在情境一中，系統(tǒng)的能量在彈性勢能和動能之間相互轉(zhuǎn)化；情境二中，系統(tǒng)的能量在電場能與磁場能之間相互轉(zhuǎn)化。根據(jù)方程①②，類比兩種情境下周期性的能量轉(zhuǎn)化情況，完成下表。情境一情境二彈性勢能減小，動能增加動能的表達(dá)式電路振蕩周期20.（10分）磁懸浮列車是一種高速運載工具，其驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理是：在導(dǎo)軌上安裝固定線圈，線圈通周期性變化的電流，產(chǎn)生周期性變化的磁場，磁場與車體下端固定的感應(yīng)金屬板相互作用，產(chǎn)生驅(qū)動力，使車體獲得牽引力。為了研究簡化，將車體下的金屬板簡化為一個線框，磁場簡化為間隔分布的方向相反、大小相等的勻強(qiáng)磁場，且磁場高速運動。某科研小組設(shè)計的一個磁懸浮列車的驅(qū)動模型，簡化原理如圖甲所示，平面