山东省新泰市重点中学（弘文部）2023-2024学年高二上学期第二次质量检测物理试题（含答案）

新泰市弘文中学2022级高二上学期第二次质量检测
物　理 试 题
★祝考试顺利★
一、选择题（本题共12小题，共52分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题，每小题4分，只有一项符合题目要求，第9～12题，每小题5分，有多项符合题目要求。全部选对的得5 分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1.下列说法不正确的有（ ）
A.伽利略最早发现单摆等时性原理，惠更斯得出了单摆周期公式
B.物理学家泊松将光照到不透光小圆盘上出现泊松亮斑，说明光发生了衍射现象
C.奥斯特发现了电流的磁效应，焦耳发现了电流的热效应
D.用同一装置做托马斯杨干涉实验，若得到的A单色光条纹间距比B单色光条纹间距大，则在同一介质中A光的波长长、波速大，对介质的折射率大、临界角大
2.弹簧振子做简谐运动，振子的位移x随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.弹簧振子的周期为1.6s，振幅是24cm
B.t=0.2s时，振子的回复力方向沿x轴正方向
C.t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐增大
D.t=0.8s到t=1.2s的时间内，振子的动能逐渐增大
3.如图所示，实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波在t=0和t=0.3s时刻的波形图。已知该波的周期为T=0.4s，P处质点的坐标为x=12m，则（ ）
A.t=0.3s时刻P质点向y轴正方向运动
B.该波的波速可能是10m/s
C.t=0时x=14m处质点的加速度方向沿y轴正方向
D.各质点在0.3s内随波迁移了9m
4.有三根相互平行的直导线a、b、c垂直纸面放置，且它们在同一连线上，已知这三根导线中电流大小分别为、和，且，电流方向如图所示，则（　　）
A. 直导线c受到的安培力向左
B. 直导线a受到安培力一定向右
C. 若只增大，导线c受到的安培力从c指向b
D. 若只减小，导线c受到的安培力从c指向a
5.两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇，则( )
A.在相遇区域会发生干涉现象
B.实线波和虚线波的频率之比为2︰3
C.平衡位置为x=6m处的质点此时刻速度为零
D.平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y＞20cm
6. 如图所示，在水平光滑地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接。A靠在墙壁上，用力F向左推B使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态。若突然撤去力F，则下列说法中正确的是（ ）
A. 木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒
B. 木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒
C. 木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，但机械能不守恒
D. 木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒
7.下列说法正确的是( )
A.激光切除肿瘤利用激光亮度高的特点
B.偏振光可以是横波，也可以是纵波
C.因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
D.3D眼镜利用薄膜干涉原理
7. 一直流电动机竖直向上匀速提升质量的重物时的电路图如图所示，已知电动机的内阻，定值电阻，直流电压，理想电压表的示数，取重力加速度大小，则重物被提升时的速度大小是（ ）
A. B. C. D.
9. 1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波性质，证实了光的波动性，在光的波动说中具有重要的地位和意义.如图所示为双缝干涉实验装置，单缝S在双缝、的中心对称轴上，实验中在屏上P点刚好得到的是中央亮纹上方第3条亮纹，现要使P处出现中央亮纹上方第4条亮纹，可采取的措施有（　　）
A. 适当减小屏到双缝距离 B. 适当增大单缝到双缝的距离
C. 换用频率更低的单色光 D. 换用波长更短的单色光
10. 如图所示，光滑的水平地面上，质量为的小球A正以的速度向右运动。与前面大小相同、质量为静止的小球B相碰，则碰后A、B两球总动能可能为（　　）
A. B. C. D.
11.如图所示，在xOy竖直平面内，由A点斜射出一小球，B、C、D是小球运动轨迹上的三点，A、B、C、D四点的坐标已在图中标出，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是( )
A.小球在A点的动量和在C点的动量相同
B.从A到B和从B到C，小球动量变化量相同
C.小球从B到C重力的冲量小于从C到D重力的冲量
D.小球从B到C的动量变化率等于从C到D的动量变化率
12.一列简谐横波在t=0.6s时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为－1cm，波上质点A的振动图像如图乙所示，以下说法正确的是( )
A.这列波沿x轴负方向传播
B.这列波的波速是m/s
C.从t=0.6s开始，质点P比质点Q早回到平衡位置
D.从t=0.6s开始，紧接着的Δt=0.6s时间内，质点A通过的路程是4m
二、实验题（本题共2小题，第13小题6分，第14小题9分，共15分）
13.某实验小组用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量是否相等。
⑴（2分）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，不过，可以通过仅测量________（填选项前的符号），间接地解决这个问题；
A.小球开始释放时的高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动在水平方向的位移
⑵（2分）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1多次从倾斜轨道上的S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛的水平位移OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上的S位置由静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是________（填选项前的符号）；
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放时的高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量小球做平抛运动在水平方向的位移OM、ON
⑶（2分）经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示。碰撞前后m1的动量分别为p1与p1′，碰撞结束时m2的动量为p2′,实验结果说明，碰撞前后总动量的比值p1∶(p1′+p2′)＝_____（保留三位有效数字）。
14.某实验小组用如图甲所示的单摆测定当地的重力加速度。
⑴（3分）实验室有如下器材可供选用：
A.长约1 m的细线
B.长约1 m的橡皮绳
C.直径约2 cm的均匀铁球
D.直径约5 cm的均匀木球
E.秒表
F.时钟
G.最小刻度为毫米的米尺
顺利完成该实验，需要从上述器材中选择__________（填写器材前面的字母）；
⑵（3分）某同学用游标卡尺测量小球的直径d，其示数如图乙所示，于是小球的直径d＝_______cm；
⑶（3分）其他同学还测出了细线的长度L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝________(用d、L、n、t表示)
三、计算题（本题包括3小题，共33分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的，不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15.（8分）如图所示为半圆柱形玻璃砖的截面图，直径AB的长度为24 cm，光屏MN垂直于AB放置并接触于A点。某单色光束a从半圆弧表面上射向半圆玻璃砖的圆心O，光线与竖直直径AB之间的夹角为60°，最终在光屏MN上出现两个光斑。已知玻璃砖的折射率为，求（结果可以用分式或根式表示）：
⑴光屏MN上两个光斑间的距离；
⑵改变光束a的入射方向，使光屏MN上只剩一个光斑，求此光斑离A点的最远距离。
16.（12分）如图所示，光滑的半圆轨道MNP固定在光滑水平平台的左端，轨道半径R=0.4m。平台上静止着两个滑块A、B，mA=0.1kg，mB=0.2kg，两滑块间夹有少量炸药；一平板小车紧靠平台的右侧停放在光滑的水平地面上，小车质量为M=0.3kg，小车上表面是粗糙的且与平台的台面等高，其动摩擦因数为μ=0.3。现点燃炸药，A、B瞬间分离，A滑块立即获得向左的速度vA=5m/s，而滑块B则冲上小车。两滑块都可以看成质点，炸药的质量忽略不计，爆炸的时间极短，爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上，取g=10m/s2，求：
⑴滑块A在半圆轨道最高点P对轨道的压力；
⑵若平台足够长，则滑块A将落在距离半圆轨道最低点M多远的台面上？
⑶若地面及小车上表面足够长，则滑块B最终会停在小车上表面距车左端Q多远的地方？
17.（13分）如图所示，OM是坐标系xOy第一象限的角平分线，在OM与x轴正半轴所夹的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E1=2E。在第二象限内的射线ON与y轴正半轴所夹区域内存在沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为E2=E，射线ON与y轴正方向的夹角为θ。在OM与y轴正半轴所夹区域内存在垂直于xOy平面的匀强磁场，其方向周期性变化，每次粒子进入磁场时磁场的方向改变一次。现从x轴上的a（l，0）点由静止释放一个重力可以忽略、质量为m、电荷量为q的粒子，欲使粒子能在第一、第二象限内做周期性运动，求：
⑴粒子所带电荷的性质；
⑵粒子第一次进入磁场时磁场的方向；
⑶匀强磁场的磁感应强度大小；
⑷射线ON与y轴正方向夹角θ的最小值。
新泰市弘文中学2022级高二上学期第二次质量检测
物理参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 D C A C D B A C AD BC BD BC
二、实验题（本题共2小题，第12小题7分，第13小题9分，共16分）
12.（1）C（2分） （2）ADE（2分，选不全或有错选的不得分）
（3）14；2.9；1.00（1.00~1.01均可）（每空1分，共3分）
【解析】（1）小球碰前和碰后的速度都可用平抛运动来测定：由知，由于小球每次下落的竖直高度相等，因此平抛的时间也相等，而，故只需测小球做平抛运动在水平方向的位移x即可，因而选C；
（2）本实验要验证的表达式为，由（1）中分析知，验证即可，因此在测量出了后，接下来必要的步骤有A、D、E；
（3）由于、，因此；又由于，因此于是。
13.（1）ACEG（2分）（选对一个无分，选对两个以上但不全的得1分，全选对的得2分，有错选的不得分）；
（2）1.86cm（3分）（此答案唯一）；
（3）（4分）。
【解析】（1）根据实验原理及要求易知，需要从上述器材中选择：A（长约的细线），C（直径约的均匀铁球），E（秒表），G（最小刻度为毫米的米尺）；
（2）该游标尺为十分度的，根据读数规则可读出小钢球直径为；
（3）单摆的振动周期，根据，得。
三、计算题（本题包括3小题，共40分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的，不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
14.（10分）
（1）根据题意作出如图所示光路图，其中为光束在面的折射光线、折射的入射角，为光束在面的反射光线。设光束在面的折射角为，则由光的折射定律有（2分）
解得（1分）
于是由几何关系知，（1分）
又（1分）
因此光屏上两个光斑间的距离为（1分）
（2）分析可得，当光束在面上恰好发生全反射时，光屏上只剩一个光斑且光斑离A点的距离最远。设激光在面上恰好发生全反射时的临界角为C，由折射定律可得（2分）
光斑离A点的最远距离为（1分）
由数学知识并代入数据可得（1分）
15.（14分）
（1）设A物块在P点的速度为，则其从轨道最低点M到轨道最高点P，由机械能守恒定律得
（1分）
又设A在最高点时受到轨道的支持力为，则由牛顿第二定律有（1分）
解得（1分）
由牛顿第三定律知，滑块A在半圆轨道最高点时对轨道的压力大小为，方向竖直向上（1分）
（2）根据题意知，滑块A离开P点后将做平抛运动，设落到平台台面的时间为t，落点到M点的距离为x，于是
在竖直方向有（1分）
在水平方向有（1分）
代入数据解得（1分）
（3）设炸药爆炸后B滑块获得的速度为，取向左为正方向，由动量守恒定律有
（1分）
解得，方向向右（2分）
由题意知，滑块B冲上小车后最终会停在小车上与小车保持相对静止，设两者具有的相同速度为v，取向右为正方向，由动量守恒定律有（1分）
解得（1分）
又设滑块B最终停在小车上表面距车左端Q的距离为L的地方，由功能关系有
（1分）
解得（1分）
16.（16分）
（1）如图所示，粒子必须在第一象限中向y轴正方向加速，才能进入磁场区域，因此粒子必须带正电。（1分）
（2）粒子第一次进入磁场后只有向x轴负方向偏转，才能进入第二象限，实现周期性运动，因此由左手定则可判断粒子第一次进入磁场时磁场的方向应垂直于平面指向纸里。（2分）
（3）设粒子到达边界上的点时速度大小为，于是由动能定理有（2分）
代入数据解得（1分）
由题意知，粒子进入磁场后必须运动四分之一周期，然后沿x轴负方向进入第二象限才能做周期性运动，运动轨迹如图中的虚线所示，设其做圆周运动的半径为，于是由平面几何的知识有（1分）
由洛伦兹力提供向心力有（2分）
解得（1分）
（4）粒子以速度v从c点进入第二象限后将做匀减速运动，当运动到电场边界d处速度减为零时射线与y轴的夹角为最小，于是有（2分）
解得（1分）
由几何关系知（1分）
由（1分）
解得：（1分）