江蘇省南京市2023-2024學年高二上學期期末考試物理試題（含答案）

江蘇省南京市2023-2024學年高二上學期期末考試物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單選題：本大題共10小題，共40分。1．根據(jù)高中物理所學知識，分析下列生活中的物理現(xiàn)象：①聞其聲而不見其人②夏天雷雨后路面上油膜呈現(xiàn)彩色③當正在鳴笛的火車向著我們疾馳而來時，我們聽到汽笛聲的音調變高；④觀眾在看立體電影時要戴上特制的眼睛，這樣看到電影畫面的效果和眼睛直接觀看物體的效果一樣具有立體感；這些物理現(xiàn)象分別屬于波的（）A．折射、干涉、多普勒效率、偏振B．干涉、衍射、偏振、多普勒效應C．衍射、偏振、折射、多普勒效應D．衍射、干涉、多普勒效應、偏振2．人從高處跳下，為更好地保護身體，雙腳觸地，膝蓋彎曲讓身體重心繼續(xù)下降．著地過程這樣做，可以減?。ǎ〢．人動量變化的時間 B．人受到的沖量C．人的動量變化量 D．人的動量變化率3．光刻機是生產(chǎn)大規(guī)模集成電路的核心設備，光刻機的曝光波長越短，分辨率越高?！敖]式光刻”是一種通過在光刻膠和投影物鏡之間加入浸沒液體，從而減小曝光波長、提高分辨率的技術。如圖所示，若浸沒液體的折射率為1.44，當不加浸沒液體時光刻膠的曝光波長為193nmA．161nm B．134nm C．93nm4．關于課本中下列圖片的解釋錯誤的是（）A．真空冶煉爐利用渦流通過金屬產(chǎn)生的熱量使金屬融化B．使用電磁爐加熱食物時使用陶瓷鍋也可以C．用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯可以減小變壓器鐵芯中的渦流D．用來探測金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷的探雷器是利用渦流工作的5．在地震中產(chǎn)生的地震波既有橫波也有縱波，假設某次地震中，震源在地面上A點正下方，地面上B點與A點距離為100km，地震波中縱波波速為6.4km/s，橫波波速為3.2km/s，地震波頻率為10Hz，位于A點的觀察者在接收到縱波2s后才接收到橫波，則以下說法中錯誤的是（）A．震源距離A點深度為12.8kmB．位于B點的觀察者先感覺到左右晃動，后感覺到上下振動C．縱波的波長大于橫波的波長D．位于B點的觀察者接收到縱波比接收到橫波也要早2s6．如圖所示，甲圖表示S1和S2兩相干水波的干涉圖樣，設兩列波各自的振幅均為5cm，且圖示范圍內(nèi)振幅不變，波速和波長分別是1m/s和0.5m，BA．甲圖中A、B兩點的豎直高度差為10B．從甲圖所示時刻開始經(jīng)0.25s，B點通過的路程為C．乙圖所表示的是波的衍射現(xiàn)象D．在E點觀察到的頻率比在F點觀察到的頻率高7．據(jù)報道，我國空間站安裝了現(xiàn)代最先進的霍爾推進器用以空間站的軌道維持。如圖乙，在很窄的圓環(huán)空間內(nèi)有沿半徑向外的磁場1，其磁感強度大小可近似認為處處相等；垂直圓環(huán)平面同時加有勻強磁場2和勻強電場(圖中沒畫出)，磁場1與磁場2的磁感應強度大小相等，已知電子電量為e，質量為m，若電子恰好可以在圓環(huán)內(nèi)沿順時針方向做半徑為R、速率為v的勻速圓周運動。則以下說法不正確的是（）A．電場方向垂直環(huán)平面向里B．電子運動周期為2C．垂直環(huán)平面的磁感強度大小為2D．電場強度大小為m8．圖甲為某款“自發(fā)電”無線門鈴按鈕，其“發(fā)電”原理如圖乙所示，按下門鈴按鈕過程磁鐵靠近螺線管，松開門鈴按鈕磁鐵遠離螺線管回歸原位置。下列說法正確的是（）A．按下按鈕過程，螺線管P端電勢較高B．松開按鈕過程，螺線管Q端電勢較高C．按住按鈕不動，螺線管沒有產(chǎn)生感應電動勢D．按下和松開按鈕過程，螺線管產(chǎn)生大小相同的感應電動勢9．如圖所示，粗細均勻的正方形通電導體線框abcd置于勻強磁場中，cd邊受到的安培力大小為F，則線框受到的安培力大小為（）A．4F B．3F C．2F10．如圖所示，折射率為3的三棱鏡，橫截面為直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=30°，D為AB邊上一點，且xBD=2xDA。一束平行光平行于BC從AB邊射入三棱鏡，光在真空中傳播的速度為c。下列說法正確的是（）A．光在AB邊的折射角為30°B．光在三棱鏡中的傳播速度為3cC．光從BD之間入射，能從BC邊射出D．光從AD之間入射，能從AC邊射出二、實驗題：本大題共1小題，共10分。11．本學期我們在《光》的學習中做過如下的實驗探究，請根據(jù)實驗探究回答下列問題。（1）如圖1所示為“用雙縫干涉測量光的波長”裝置示意圖，示意圖中有三個光學元件的名稱空缺，關于它們的說法正確的是____(填選項前的字母)A．①是雙縫，③是濾光片B．②是單縫，③是雙縫C．②是雙縫，③是單縫（2）已知上述裝置中雙縫間距d=0.40mm，雙縫到光屏的距離l=1.0m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖2甲所示，分劃板在圖中A位置時螺旋測微器如圖2乙所示，在B位置時螺旋測微器如圖2丙所示，則其示數(shù)（3）由以上所測數(shù)據(jù)，可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為m；(結果保留3位有效數(shù)字)（4）在“測量玻璃的折射率”實驗中，某同學在畫玻璃磚邊界時操作如圖3甲所示，請指出其不當之處：(寫出一點即可)；（5）實驗中，已畫好玻璃磚邊界ab、cd后，放置玻璃磚時不小心將玻璃磚向上稍平移了一點，如圖3乙所示，其他操作正確，則測得玻璃的折射率將(選填“變大“不變”或“變小”)。三、簡答題：本大題共3小題，共38分。12．如圖所示，一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波波速大小v=5m/s，介質中質點P的平衡位置坐標xP（1）從圖示時刻到質點P第一次到達波峰的時間t；（2）從圖示時刻到質點P第二次到達波峰的過程中，質點P通過的路程s。13．如圖所示，在光滑冰面上放置一足夠高光滑曲面體，箱子與冰車上的工人靜止在冰面上。箱子的質量為m，工人和冰車的總質量為10m，曲面體的質量3m，工人把箱子以初速度（1）推出木箱后，工人和冰車的速度大小v；（2）木箱在曲面上上升的最大高度h；14．進入21世紀以來，航空航天技術得到了突飛猛進的發(fā)展，實現(xiàn)火箭回收利用，是一項前沿技術和熱點技術。火箭對地碰撞力很大，為了減緩回收時碰撞，一種方案是在返回火箭的底盤安裝了電磁緩沖裝置。該裝置的主要部件有兩部分：①緩沖滑塊，由高強絕緣材料制成，其內(nèi)部邊緣繞有閉合單匝矩形線圈abcd；②火箭主體包括絕緣光滑緩沖軌道MN、PQ和超導線圈（圖中未畫出），超導線圈能產(chǎn)生方向垂直于整個緩沖軌道平面的勻強磁場。當緩沖滑塊接觸地面時，滑塊立即停止運動，此后線圈與火箭主體中的磁場相互作用，火箭主體一直做減速運動直至達到軟著陸要求的速度，從而實現(xiàn)緩沖?，F(xiàn)已知緩沖滑塊豎直向下撞向地面時，火箭主體的速度大小為v，經(jīng)過時間t火箭著陸，速度恰好為零。線圈abcd的電阻為R，其余電阻忽略不計，ab邊長為d，火箭主體質量為M，勻強磁場的磁感應強度大小為B，重力加速度為g，一切摩擦阻力不計。求：（1）緩沖滑塊剛停止運動時，線圈產(chǎn)生的電動勢；（2）緩沖滑塊剛停止運動時，火箭主體的加速度大小；（3）火箭主體的速度從v減到零的過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的電能。四、計算題：本大題共1小題，共12分。15．一個質量m=1.0×10?11kg，電荷量q=+0.5×10?5C的帶電粒子(不計重力)，從靜止開始經(jīng)（1）求粒子進入偏轉電場時的速度v0（2）求粒子射出偏轉電場時的偏轉角θ；（3）若右側勻強磁場的寬度為D=10cm，為使粒子不會由磁場右邊界射出，則該勻強磁場的磁感應強度

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】①“聞其聲而不見其人”，聽到聲音，卻看不見人，這是聲音的衍射；

②雨后路面上的油膜形成的彩色條紋是由光的干涉形成的；

③當正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調變高．音調變高就是頻率變高，因此這是多普勒效應現(xiàn)象；

④觀眾用偏振眼鏡觀看，每只眼睛只看到相應的偏振光圖象，即左眼只能看到左機映出的畫面，右眼只能看到右機映出的畫面，這樣就會像直接觀看那樣產(chǎn)生立體感覺．這就是立體電影的原理。

綜上各結論可知選D。

【分析】熟悉掌握光的衍射、干涉、多普勒效應、偏振的特點及其在生活中的實際應用。2．【答案】D【解析】【解答】解：人從高處跳下時，動量的變化量是相同的；通過膝蓋彎曲時延長了人動量變化的時間；從而減小地面對人體的沖擊力；由動量定理可知，可以減小人的動量變化率；但不能減小人動量變化的時間及人的動量變化量；同時也不能減小人受到的沖量；故答案為：D．【分析】明確人下落過程中的速度變化，則可得出動量的變化規(guī)律，從而明確可以減小的物理量。3．【答案】B【解析】【解答】加上液體時光刻膠的曝光波長λ=光在液體中的傳播速度為v=不加液體時c=聯(lián)立得λ≈134故B正確，ACD錯誤。

故答案為：B。

【分析】不加液體時光在空氣中傳播，其對應的波長為光在空氣中的波長。同一種光在不同的介質中，光的頻率不變。再根據(jù)波速與波長、周期的關系及光的折射定律進行解答。4．【答案】B【解析】【解答】A、真空冶煉爐利用渦流通過金屬產(chǎn)生的熱量使金屬融化，故A正確，不符合題意；

B、電磁爐是依靠鍋底之間感應磁場產(chǎn)生渦流發(fā)熱的，接直流電不可以正常工作，故B錯誤，符合題意；

C、用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯可以減小變壓器鐵芯中的渦流，故C正確，不符合題意；

D、用來探測金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷的探雷器是利用渦流工作的，故D正確，不符合題意。

故答案為：B。

【分析】真空冶煉爐利用渦流通過金屬產(chǎn)生的熱量使金屬融化，電磁爐是依靠鍋底間感應磁場產(chǎn)生渦流發(fā)熱的。探測金屬殼的地雷或有較大金屬零件的地雷的探雷器是利用渦流工作的。5．【答案】D【解析】【解答】設縱波的波速為v1，橫波的波速為v2，震源距離A點深度為s，則有Δt=sv2-sv1=2s，解得s=12.8km，A正確，不符合題意；地面上B點與A點距離遠大于震源距A點的距離，當縱波到達B點時，觀察者左右晃動，橫波傳來后，再上下振動，B正確，不符合題意；根據(jù)公式λ=vf故答案為：D?！痉治觥坷脙刹ǖ牟ㄋ俳Y合到達質點處的時間之差及位移公式可以求出振源距離A點的深度；利用其橫波和縱波到達B點的先后可以判別其觀察者的晃動情況；利用波的波速及頻率可以比較波長的大小；利用質點到達波源的距離可以比較橫波和縱波到達時間差的大小變化。6．【答案】C【解析】【解答】A、甲圖中A、B都是振動加強點，其中A在波峰，B在平衡位置，則A、B兩點的豎直高度差為2A=10cm，故A正確，不符合題意；

B、波的周期為T=從甲圖所示時刻開始經(jīng)0.25s=0.5T，B點通過的路程為2×2A=20cm故B正確，不符合題意；

C、乙圖所表示的是波的多普勒效應，故C錯誤，符合題意；

D、在E點單位時間內(nèi)接收到的波面比F點多，則在E點觀察到的頻率比在F點觀察到的頻率高，故D正確，不符合題意。

故答案為：C。

【分析】波峰與波峰相遇、波谷與波谷相遇則振動加強，振動加強點的振幅相互疊加。熟悉掌握波的多普勒效應圖像及波的衍射圖像的區(qū)別。單位時間內(nèi)接收到的波面多，則觀察到的頻率高。7．【答案】C【解析】【解答】A、根據(jù)左手定則可知電子在圓環(huán)內(nèi)受到沿半徑向外的磁場1的洛倫茲力方向垂直環(huán)平面向里，電場力需要與該洛倫茲力平衡，電場力方向應垂直環(huán)平面向外，由于電子帶負電，故電場方向垂直環(huán)平面向里，故A正確，不符合題意；

B、電子做半徑為R、速率為v的勻速圓周運動，則電子運動周期為T=故B正確，不符合題意；

C、電子在圓環(huán)內(nèi)受到磁場2的洛倫茲力提供電子做圓周運動的向心力，則有evB=解得B=故C錯誤，符合題意；

D、電子在垂直環(huán)平面方向受力平衡，則有eE=evB解得E=故D正確，不符合題意。

故答案為：C。

【分析】電子恰好做勻速圓周運動，則其只受磁場1的洛倫茲力，即電場力與磁場2的洛倫茲力平衡，再根據(jù)平衡條件及帶電粒子在做勻速圓周運動規(guī)律進行解答。8．【答案】C【解析】【解答】A．按下按鈕過程，穿過螺線管的磁通量向左增大，根據(jù)楞次定律可知螺線管中感應電流為從P端流入從Q端流出，螺線管充當電源，則Q端電勢較高，A不符合題意；B．松開按鈕過程，穿過螺線管的磁通量向左減小，根據(jù)楞次定律可知螺線管中感應電流為從Q端流入，從P端流出，螺線管充當電源，則P端電勢較高，B不符合題意；C．住按鈕不動，穿過螺線管的磁通量不變，螺線管不會產(chǎn)生感應電動勢，C符合題意；D．按下和松開按鈕過程，螺線管中磁通量的變化率不一定相同，故螺線管產(chǎn)生的感應電動勢不一定相同，D不符合題意。故答案為：C。

【分析】利用其磁通量的變化可以判別感應電流的方向，進而判別電勢的高低；利用其按住按鈕不動時磁通量不變則螺線管不會產(chǎn)生感應電動勢；由于磁通量變化率不一定相同所以感應電動勢不一定相同。9．【答案】A【解析】【解答】設cd邊的電流為I，則受到的安培力大小為F=BIL則通過ab邊的電流為3I，則總電流為4I，則線框受到的安培力大小為F故答案為：A。

【分析】確定線框所在回路的連接方式，確定各邊的電流大小，根據(jù)左手定則確定各邊所受安培力，再根據(jù)矢量求和法則進行解答。10．【答案】A【解析】【解答】A．由題意可得，折射率n=由圖可知，入射角為i=60°，故折射角為B．光在三棱鏡中的傳播速度v=cB不符合題意；C．光從BD之間入射，折射角為r=30°，也就是在射入BC邊界時，入射角為60°，又因為發(fā)生了全反射，C不符合題意；D．光從AD之間入射，折射角為r=30°，也就是在射入AC邊界時，入射角也為故答案為：A。

【分析】利用折射定律結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鏡傳播的速度大?。焕谜凵渎实拇笮】梢耘袆e其光是否發(fā)生了全反射。11．【答案】（1）B（2）5.880（3）4.76×（4）用手觸摸光學面（5）不變【解析】【解答】（1）在雙縫干涉實驗中①②③分別為濾光片、單縫、雙縫.

故答案為：B。

（2）螺旋測微器讀數(shù)等于可動刻度讀數(shù)加固定尺讀數(shù)，需要估讀，圖中固定刻度讀數(shù)為5.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×38.0=0.380mm，故讀數(shù)為x（3）由圖乙知，A位置時螺旋測微器的讀數(shù)為x則相鄰亮紋的間距Δx=根據(jù)公式Δx=變形得λ=代入數(shù)據(jù)解得λ=4.76×（4）由甲圖可知，不當之處為：用手觸摸光學面或拿玻璃磚當尺子；

（5）如圖所示

實線表示將玻璃磚向上平移后實際的光路圖，而虛線是未將玻璃磚向上平移時作圖時所采用的光路圖，通過比較發(fā)現(xiàn)，入射角和折射角沒有變化，則由折射定律n=可知，測得的折射率將不變。

【分析】熟悉掌握“用雙縫干涉測量光的波長”實驗的裝置布置要求及布置的物理意義。讀數(shù)時注意分度值，根據(jù)讀數(shù)確定條紋間距，再根據(jù)條紋間距公式進行解答。12．【答案】（1）解：介質中質點振動的周期為：T從圖示時刻到質點P開始振動的時間為：t從質點P開始振動到質點P第一次到達波峰的時間為：t故：t（2）解：從質點P開始振動到質點P第二次到達波峰的時間為：t質點P通過的路程為：s【解析】【分析】（1）根據(jù)波速與波長、周期公式確定質點的振動周期。再根據(jù)波的傳播特性確定質點P的起振時間。再根據(jù)質點P點起振方向確定P第一次到達波峰的時間，繼而得出總時間；

（2）確定質點P的起振方向，判斷質點P開始振動到第二次到達波峰所經(jīng)歷的時間與周期的關系，繼而確定質點P通過的路程。13．【答案】（1）解：以木箱、工人和冰車組成的系統(tǒng)為研究對象，取水平向左為正方向，由動量守恒定律得0=解得v（2）解：以木箱和曲面體組成的系統(tǒng)為研究對象，取水平向左為正方向，由水平方向動量守恒定律得m解得木箱在曲面上上升的最大高度時與曲面體的共同速度為：v木箱在上升過程中系統(tǒng)機械能守恒：1解得木箱在曲面上上升的最大高度h【解析】【分析】（1）木箱、工人和冰車組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒，確定各物體的初速度，再根據(jù)動量守恒定律進行解答；

（2）木箱和曲面體組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，木箱到達最高點時，木箱和曲面的速度相等。再根據(jù)動量守恒定律及機械能守恒定律進行解答。