山东省日照市重点实验高中2023-2024学年高二上学期第二次阶段性考试（12月）物理试题（含答案）

日照市实验高中2022级高二上学期第二次阶段性考试
物理试题 2023.12
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
3.考试时间：90分钟
第Ⅰ卷（选择题）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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.下列说法正确的是（ ）
A.激光的相干性可以用在雷达上进行精确的测距
B.用平行的单色光垂直照射一个刀片，发现屏上刀片的阴影的边缘模糊不清，这是光的衍射现象
C.光导纤维有很多的用途，它由内芯和外夽两层组成，外套的折射率比内芯要大
D.摄影师在拍摄玻璃窗的陈列物时，在照相机镜头前装偏振滤光片，是利用光的干涉现象来减弱玻璃的反射光，使影像清晰
2.某学校举行跳远比赛时运动员落地点设置有沙坑，若运动员双脚先着地，有沙坑和无沙坑比较，下列说法正确的是（ ）
A.有沙坑增加了运动员脚部单位面积的受力
B.有沙坑增加了落地前后运动员的动量的变化量
C.有沙坑减少了落地前后运动员的动量的变化量
D.有沙坑减少了落地过程运动员脚的受力
3.这是显像管原理示意图，电子枪中出射的电子速度都相等。偏转线圈的电流产生磁场使电子偏转，若观察到电子束打在荧光屏上的位置由点逐渐移向点，则（ ）
A.线圈的磁场方向垂直纸面向里
B.电子打到不同位置的速度相同
C.偏转线圈中电流需要先不断减小再不断增大
D.洛伦兹力始终在对电子先做负功后做正功
4.如图所示，物块与叠放在一起，以为平衡位置，在之间做简谐振动，两者始终保持相对静止，取向右为正方向，其振动的位移随时间的变化图像如图，则下列说法正确的是（ ）
A.在时间内，物块的速度和所受摩擦力都沿负方向，且都在增大
B.从时刻开始计时，接下来内，两物块通过的路程为
C.在某段时间内，两物块速度增大时，加速度可能增大，也可能减小
D.两物块运动到最大位移处时，若轻轻取走，则的振幅不变
5.在图甲所示的电路中，电源的图像对应图乙中的图线，定值电阻的图像如图乙中的图线所示，滑动变阻器的总电阻为，下列说法正确的是（ ）
A.当滑动变阻器全部接入电路时，路端电压为
B.当时，电源消耗的总功率为
C.在时，电源输出的功率最大
D.当时，电源效率最高
6.利用质谱仪测量氢元素的同位素，如图所示，让氢元素的三种同位素氕、氘、氚的离子流从容器A下方的小孔无初速度飘入电势差为的加速电场，加速后垂直进入磁感应强度为的匀强磁场，最后打在照相底片上，形成、、三条质谱线，以下说法正确的是（ ）
A.质谱线对应的是氕离子 B.进入磁场时，氕离子的动能最大
C.进入磁场时，氚离子的动量最大 D.三种离子在磁场中运动的时间一样长
7.如图所示，一个质量为的半圆槽形物体放在光滑水平面上，半圆槽半径为小物块质量为.从半圆槽的最左端与圆心等高位置无初速释放，然后滑上半圆槽右端，各接触面均光滑，下列说法正确的是（ ）
A.、组成的系统满足动量守恒
B.运动过程中也有速度，所以不能到达半圆槽右端最高点
C.向左运动的最大位移大小为
D.滑至半圆槽最低点时的速度大小为
8.如图所示，半径为、质量为的半圆形导线框用两根绝缘细线悬挂，静止时直线边水平，导线框中通有沿顺时针方向的电流，图中水平虚线为匀强磁场的上边界线，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于导线框向里，处于磁场区域的导线框对应的圆心角为90°，此时每根细线的拉力大小为。现保持其他条件不变，将虚线下方的磁场移至虚线上方，使虚线为匀强磁场的下边界，此时每根细线的拉力大小为。则导线框中的电流大小为（ ）
A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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。
9.如图所示，金属圆环水平放置，圆心正上方有一个竖直的条形磁铁，下列哪种做法可以使金属圆环中产生感应电流（ ）
A.金属环和磁铁同时向下做自由落体运动，且金属圆环不翻转
B.金属环和磁铁同时以相同速度水平向右匀速运动
C.磁铁不动，金属圆环向下运动
D.金属圆环不动，磁铁水平向右运动
10.根据石室阳安学校生宿舍管理条例，严禁学生使用功率超过的电吹风，否则将对学生做出没收电吹风和记过处分的双重惩罚。如图所示是一次检查中没收的某大功率的电吹风的电路图，它主要由电动机和电热丝构成。当闭合开关、后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为，吹冷风时的功率为，吹热风时的功率为。关于该电吹风，下列说法正确的是（ ）
A.电热丝的电阻为
B.当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为
C.当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为
D.电动机线圈的电阻无法计算
11.一列简谐横波在某均匀介质中沿直线由质点向质点传播，、两质点的平衡位置相距如图所示，图中实线表示质点的振动图像，图中虚线表示质点的振动图像，则下列说法中正确的是（ ）
A.质点的振动方程为
B.在0.1～0.15s，质点做加速度逐渐变大的加速运动
C.此波的传播速度可能为
D.此波的传播速度可能为
12.如图所示，在边长为的正方形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，在边界放一刚性挡板，粒子能碰到挡板则能够以原速率弹回。一质量为、带电荷量为的粒子以某一速度从点射入，恰好从点射出，下列说法正确的是（ ）
A.带电粒子一定带负电荷
B.带电粒子的速度最小值为
C.若带电粒子与挡板碰撞，则受到挡板作用力的冲量为
D.带电粒子在磁场中运动时间可能为
第Ⅱ卷（非选择题）
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）利用单摆可以测量当地的重力加速度。如图1所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，做成单摆。
（1）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有______
A.摆线要选择较细、伸缩性较小，并且线尽可能短一些
B.摆球尽量选择质量较大、体积较小的
C.为了使摆的周期大一些，以方便测量，摆线相对平衡位置的偏角越大越好
D.为减小误差可记下摆球做50次全振动所用的时间，则单摆周期
（2）悬挂后，用米尺测量悬点到小球上端摆线的长度，将小球拉离平衡位置一个小角度，由静止释放小球，稳定后小球在某次经过平衡位置时开始计时，并计数为0，此后小球每摆到平衡位置时，计数一次，依次计数为1、2、3.……，当数到50时，停止计时，测得时间为，计算出单摆周期。测量出多组单摆的摆长和运动周期，作出图像，如图2所示。造成图线不过坐标原点的原因可能是______________________
（3）由图2求出重力加速度______。（取，结果保留三位有效数字）
（4）图2中图线不过原点，（选填“会”或“不会”）______影响重力加速度的测量
14.（8分）如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。然后，接通电源使光源正常工作。
（1）已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺游标尺为20分度，某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数如图丙所示，此示数为______，接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹中心对齐，测得、条纹间的距离。
则经滤光片射向双缝的色光的波长______（用题目中所给字母写出表达式），利用上述测量结果，经计算可得波长______（保留两位有效数字）。
（2）另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好，若他对实验装置进行了调整后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，则该调整可能是______。
A.仅增加光源与滤光片间的距离 B.仅增加单缝与双缝间的距离
C.仅将单缝与双缝的位置互换 D.仅将红色滤光片换成绿色滤光片
15.（8分）如图所示，直角三角形为某三棱镜的截面，，，，为边的中点，一单色细光束从点以与成30°角方向射入棱镜，依次通过面折射、面反射，再从面射出，此时折射角为60°（已知光在真空中的传播速度为）。求：
（1）棱镜对该单色光的折射率；
（2）光在棱镜中传播的时间。
16.（9分）如图所示，电源电动势，，，，，电容器的电容。开始时开关处于闭合状态，此时电容器极板所带的电荷量为求：
（1）电源的内阻；
（2）将开关断开至电路稳定的过程中通过的电荷量。
17.（13分）如图所示，轨道由半径的光滑圆弧轨道、长度的粗糙水平轨道以及足够长的光滑水平轨道组成。质量的物块和质量的物块压缩着一轻质弹簧并锁定（物块与弹簧不连接），三者静置于段中间，物块、可视为质点。紧靠的右侧水平地面上停放着质量的小车，其上表面段粗糙，与等高，长度；段为半径的光滑圆弧轨道；小车与地面间的阻力忽略不计。、与、间的动摩擦因数均为，重力加速度，现解除弹簧锁定，物块、由静止被弹出（、脱离弹簧后立即撤走弹簧），其中物块进入轨道，而物块滑上小车。不计物块经过各连接点时的机械能损失。
（1）若物块经过后恰好能到达点，求物块通过点时，物块对圆弧轨道的弹力的大小；
（2）若物块经过后恰好能到达点，求物块冲出小车后离开点的最大高度；
（3）若弹簧解除锁定后，物块向右滑上小车后能通过点，并且后续运动过程始终不滑离小车，求被锁定弹簧的弹性势能取值范围。
18.（16分）如图所示。研究员在研究带电粒子的受控轨迹时。设置了以下场景，空间中存在平面直角坐标系。其第一象限内存在方向沿轴负向的匀强电场。电场强度为；第四象限内有一条分界线与轴正方向的夹角为：30°，在轴与间存在垂直纸面向外的匀强磁场。研究员将一带正电的粒子从轴上的距原点距离的点，以速度垂直轴打入电场，经电场偏转后经轴进入磁场，在磁场中运动一段时间后从上以垂直于轴的速度方向射出。已知粒子的比荷为.不计粒子重力。求：
（1）粒子从轴打出点到原点的距离以及粒子过该点时的速度大小；
（2）磁场的磁感应强度的大小；
（3）若改变磁感应强度的大小，使粒子第一次进入磁场后轨迹恰好与相切再次打入电场。求粒子第三次进入磁场时距离点的距离。
2022级高二上学期第二次阶段性考试
物理参考答案及评分标准 2023.12
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
选项 B D C D C C D A
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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。
题号 9 10 11 12
选项 CD BD AC BCD
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）BD（1分）计算摆长时没有考虑小球半径（2分）9.86（2分）不会（1分）
14.（8分）0.35（2分）（2分）（2分）D（2分）
15.（8分）【答案】（1）；（2）
【详解】（1）画出光路图，如图所示（1分）
设，，则，，由光的折射定律可得该棱镜的折射率为（1分）
则
又根据几何关系可得（1分）
故，则该棱镜的折射率为（1分）
（2）根据几何关系可得，，（1分）
又则有（1分）
16.（9分）【答案】（1）；（2）
【详解】（1）开关闭合时的等效电路图如图甲所示
初始电容器两端电压等于两端电压，（1分）
路端电压（1分）
外电路总电阻 干路电流（1分）
由闭合电路欧姆定律（1分）
综合可得（1分）
（2）开关S断开时的等效电路图如图乙所示
电容器两端电压等于两端电压，此时（1分）
电容器所带电荷量（1分）
且上极板带正电，下极板带负电，故通过的电荷量（1分）
解得（1分）
17.（13分）【答案】（1），方向竖直向下；（2）；（3）
【详解】（1）物块从到过程，根据动能定理有
物块在点，对该物块进行分析有（1分）
解得
根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小，方向竖直向下。（1分）
（2）物块被弹出到运动到过程，根据动能定理有
解得（1分）
对、构成的系统，根据动量守恒定律有
解得（1分）
对与小车构成的系统，在水平方向，根据动量守恒定律有（1分）
根据能量守恒定律有（1分）
解得
之后，物块左斜抛运动，在竖直方向上上为竖直上抛运动，根据逆向思维，物块冲出小车后离开点的最大高度
解得（1分）
（3）物块被弹开过程有（1分）
（1分）
当物块向右滑上小车后恰好到达点与小车共速时，弹簧弹性势能最小，此时，对物块与小车有
（1分）
解得（1分）
由于
当物块冲上圆弧没有越过点之后又返回点与小车共速时，弹簧弹性势能达到最大值，则弹簧弹开两物块过程有，
当物块冲上圆弧没有越过点之后又返回点与小车共速过程有
（1分）
解得（1分）
综合上述，被锁定弹簧的弹性势能的取值范围为（1分）
18.（16分）
【答案】（1），；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在电场中有
（2分）
（1分）
经过轴打出点时的速度大小（1分）
联立可得（1分）
（1分）
（2）粒子离开电场时与轴夹角
既（1分）
如图
根据几何关系可得（1分）
联立可得（1分）
由（2分）
可得（1分）
（3）粒子第一次进入磁场后轨迹恰好与相切，则粒子第一次在磁场中转过的四心角为，根据几何关系
粒子在磁场中轨迹半径（1分）
第一次出磁场点在点左侧距离为
出磁场后，粒子在电场中做类斜抛运动，该过程，根据对称性，有
（1分）
联立解得在第二次在电场中向右的位移大小为（1分）
根据类斜抛运动对称性，第二次进入磁场时速度方向仍与第一次进入磁场方向相同，故第二次出磁场时相比较第二次进磁场时位置向左偏转，然后第三次在电场中向右运动后第三次进入礶场，故粒子第三次进入磁场时距离点的距离（1分）