新疆兵团地州学校2023-2024学年高二上学期期末联考物理试题（含解析）

兵团地州学校2023—2024学年第一学期期末联考
高二物理试卷
考生注意：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。
2．请将各题答案填写在答题卡上。
3．本试卷主要考试内容：人教版必修第三册，选择性必修第一册。
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题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。
1．我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段（X波段和S波段）”雷达系统，雷达发射的X波段的频率为，S波段的频率为，下列说法正确的是（ ）
A．在空气中X波段的传播速度大于S波段的 B．在空气中S波段的波长比X波段的更短
C．X波段能量子的能量比S波段能量子的能量小 D．在空气中S波段比X波段更容易发生衍射
2．电场中某一区域的电场线分布如图所示，其中A、B、C是电场中的三个点，则下列说法正确的是（ ）
A．B点的电场强度比A点的电场强度大
B．这可能是单个正点电荷形成的电场线
C．A、B、C三点中，A点的电势最高
D．从A点由静止释放一带正电的试探电荷，电场线就是它的运动轨迹
3．飞力士棒是一种物理治疗康复器材，利用该棒能有效锻炼躯干肌肉。标准型飞力士棒的整体结构如图所示，两端的负重头用一根软杆连接，中间有一握柄。锻炼时用双手握住握柄驱动飞力士棒振动，已知该棒的固有频率为，下列关于飞力士棒的认识正确的是（ ）
A．双手驱动飞力士棒振动的频率越大，飞力士棒的振幅一定越大
B．双手驱动飞力士棒振动的频率为时，飞力士棒会产生共振现象
C．双手驱动飞力士棒振动的频率为时，飞力士棒振动的频率为
D．若负重头的质量减小，则飞力士棒的固有频率不变
4．如图所示，电源的电动势和内阻恒定不变，、和都是定值电阻，R是滑动变阻器，、和都是理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片自图示位置向左缓慢滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数减小 B．流过电阻的电流减小
C．电压表的示数减小 D．电压表的示数增大
5．水面上的两列波在某时刻的叠加情况如图所示，以波源为圆心的两组同心圆弧分别表示该时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），已知的振幅为的振幅为，下列说法正确的是（ ）
A．质点A振动减弱 B．质点A振动加强，质点D振动减弱
C．再过半个周期，质点C是振动加强点 D．质点B的振幅为
6．满偏电流为的表头的内阻为，要把它改装为量程为的电流表，则（ ）
A．应并联一个阻值小于的电阻 B．应串联一个阻值小于的电阻
C．应并联一个阻值大于的电阻 D．应串联一个阻值大于的电阻
7．如图所示，一学生练习用脚颠球，足球自静止开始下落后被颠起，足球离开脚沿竖直方向运动，向上运动的最大高度为，到达最大高度后被拿走。已知足球的质量为，足球与脚的作用时间为，取重力加速度大小，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在足球下落和足球上升的过程中，重力冲量的方向相反
B．足球上升过程中重力的冲量大于足球下落过程中重力的冲量
C．足球与脚作用的过程中，脚对足球的平均作用力大小为
D．足球与脚作用的过程中，足球的动量变化量大小为
8．在x轴上O、P两点分别放置电荷量为的点电荷，两电荷连线上的电势随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则下列判断正确的是（ ）
A．P点放置的是带正电的点电荷
B．
C．C点的电场强度大于A点的电场强度
D．将一带负电的检验电荷从B点移到D点，其电势能先增大后减小
9．电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的，其工作原理如图所示，振动膜与基板构成电容器，并与电阻、电池构成闭合回路。在振动膜向左振动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电容器电容减小 B．电容器带的电荷量增加
C．电容器两极板间的电场强度减小 D．流过电阻的电流从a到b
10．一列沿x轴负方向传播的简谐横波在时的波形图如图所示，质点Q的平衡位置为时质点Q恰好处于波谷位置，简谐横波的周期，下列说法正确的是（ ）
A．质点P在时刻沿y轴正方向振动 B．该简谐横波的频率为
C．质点P在内通过的路程为 D．该简谐横波的传播速度为
11．如图所示，平行板电容器的上、下极板间的距离恒定，上极板带有正电荷，下极板带有等量负电荷。粒子1和粒子2分别沿着两极板的中心线先后以相同的初速度射入平行板电容器，已知两粒子均能从电场射出，粒子1和粒子2比荷之比为1：3，不计粒子所受重力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子1和粒子2在电场中运动的时间之比为1∶3
B．粒子1和粒子2在电场中运动的加速度大小之比为1∶3
C．粒子1和粒子2在电场中运动的侧位移大小之比为1∶3
D．粒子1和粒子2在电场中运动的侧位移大小之比为1∶9
12．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S，当滑动变阻器接入电路中的电阻为时，电动机恰好正常工作，电源的输出功率恰好最大。已知电动机的额定电压为U，额定电流为I，电动机线圈的内阻为，下列说法正确的是（ ）
A．电动机线圈的内阻
B．电动机的热功率为
C．电源电动势
D．若电路中的电流可在间变化，则电源的最大输出功率为
第Ⅱ卷（非选择题共52分）
二、非选择题：共5小题，共52分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题应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。
13．（6分）徐同学进行“用单摆测定重力加速度”的实验装置如图甲所示。
（1）该同学为了探究单摆振动的周期与单摆的振幅（摆幅）的关系，在保持其他要素不变的情况下，第1次使单摆在摆动过程中的摆角等于，第2次使摆角等于，若该同学正确操作，则第1次测得的周期_______（填“大于”“小于”或“等于”）第2次测得的周期。
（2）该同学用游标卡尺测量摆球的直径，示数如图乙所示，该摆球的直径_______。
（3）实验结束后，该同学思考如何能够提高测量结果的精确度时，提出了以下想法，其中可行的是_______．
A．当单摆经过最高位置时开始计时 B．选择不易伸长的细线作为摆线
C．选择质量和体积较大的球作为摆球 D．摆角应尽可能小些
14．（9分）“奋进”实验小组正在测量电源（两节干电池串联）的电动势和内阻，他们设计的实验电路图如图甲所示。
（1）实验小组成员将实验室提供的器材正确连接，闭合开关前，应将图甲中滑动变阻器的滑片移到_______（填“a”或“b”）端。
（2）闭合开关后，多次调节滑动变阻器，测得多组电压表的示数U和电流表示数I，根据描点画出的图像如图乙所示。根据图像可知，待测电源的电动势_______V，每一节干电池的内阻_______。（结果均保留两位小数）
（3）若不考虑偶然误差，实验测得的内阻_______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
15．（10分）石英（玻璃）系列光纤已广泛应用于有线电视和通信系统，一个有机玻璃圆柱的横截面如图所示，B、C为圆上两点，O为圆心，圆的半径为R，一束单色光沿AB方向射入，然后从C点射出，已知，真空中光的传播速度为c，取。求：
（1）该有机玻璃对单色光的折射率n；
（2）单色光在玻璃圆柱中传播的时间t。
16．（12分）如图所示，光滑绝缘直杆与水平面的夹角，直杆的底端固定一电荷量为Q的正点电荷，现将套在绝缘杆上有孔的带电物块（可视为点电荷）从直杆上的A点由静止释放，带电物块上滑到B点时速度达到最大，带电物块上滑到C点时速度恰好变为零（C点为物块运动过程中到达的最高点）。已知带电物块的质量为m、电荷量为q，A、C两点间的距离为x，静电力常量为k，不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：
（1）B点到直杆底端的距离r；
（2）A、C两点间的电势差。
17．（15分）如图所示，细线的一端固定在O点，另一端系着质量的小球A，O点到光滑水平面的距离。小物块B位于O点正下方，小物块C左端固定一轻质弹簧，初始时B和C均静止于足够长的光滑的水平面上，弹簧处于原长。现向左拉动小球A使细线水平伸直，将小球A由静止释放，当小球运动到最低点时与小物块B发生正碰（碰撞时间极短），小球A反弹后上升到最高点时离水平面的距离。A、B和C均可视为质点，B和C的质量分别为，取重力加速度大小，A、B和C在同一竖直面内运动，不计空气阻力。求：
（1）小球A与小物块B碰撞完成后瞬间B的速度大小v；
（2）B挤压C的过程中，轻弹簧弹性势能的最大值；
（3）弹簧再次恢复原长时，C的速度大小。
兵团地州学校2023-2024学年第一学期期末联考
高二物理试卷参考答案
1．D 【解析】X波段和波段均为电磁波，它们在空气中的传播速度相同，选项A错误；根据可知，在空气中波段的波长比波段的更长，波段比波段更容易发生衍射，选项D正确、B错误；能量子的能量与其频率成正比，波段能量子的能量大于波段能量子的能量，选项C错误。
2．C 【解析】电场线密集的地方电场强度大，点的电场强度大于点的电场强度，选项A错误；单个正点电荷形成的电场线并非曲线，选项B错误；沿着电场线的方向，电势逐渐降低，三点中，点的电势最高，选项C正确；因电场线是曲线，则从点由静止释放一带正电的试探电荷，电场线不可能是它的运动轨迹，因为试探电荷受到的电场力沿轨迹切线方向，无法提供曲线运动所需要的向心力，选项D错误。
3．B 【解析】飞力士棒振动的频率与双手驱动飞力士棒振动的频率相等，选项C错误；飞力士棒振动的频率与该棒的固有频率相等时，会产生共振现象，此时飞力士棒的振幅最大，选项B正确、A错误；若负重头的质量减小，则飞力士棒的固有频率会发生变化，选项D错误。
4．B 【解析】当滑动变阻器的滑片自题中图示位置向左缓慢滑动时，接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知干路电流增大，电流表的示数增大，选项A错误；根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压减小，则流过的电流减小，选项B正确；根据并联电路电流特点可知，流过的电流增大，电压表的示数增大，选项C错误；因两电压表示数之和等于路端电压，路端电压减小，电压表的示数增大，则电压表的示数减小，选项D错误。
5．D 【解析】在两列波叠加的区域里，波峰和波峰相遇、波谷和波谷相遇都是振动加强点，波峰和波谷相遇是振动减弱点，则质点和质点始终是振动加强点，质点和质点始终是振动减弱点，质点是振动减弱点，其振幅为两列波振幅的差，选项D正确。
6．A 【解析】把表头改装成大量程电流表需要并联分流电阻，若并联的电阻阻值为，则，解得，选项A正确。
7．C 【解析】足球与脚接触前瞬间，足球的速度大小，足球与脚接触后瞬间，足球的速度大小，设竖直向上为正方向，足球的动量变化量大小，选项D错误；重力冲量的方向始终与重力方向一致，则在足球下落和足球上升的过程中，重力冲量的方向相同，选项A错误；根据自由落体运动规律可知，足球上升过程的时间小于足球下落过程的时间，则足球上升过程中重力的冲量小于足球下落过程中重力的冲量，选项B错误；根据动量定理有，解得，选项C正确。
8．B 【解析】根据题图可知，间沿着轴正方向的电势逐渐降低，因此点的点电荷带正电，点的点电荷带负电，选项A错误；根据题图可知，点的切线斜率为零，根据图像的物理意义可知，该点（点）的电场强度等于零，点距点较远、距点较近，结合库仑定律有可知，，选项B正确；点的切线斜率小于点的切线斜率的绝对值，即点的电场强度小于点的电场强度，选项C错误；将一带负电的检验电荷从点移到点，其电势能先减小后增大，选项D错误。
9．AC 【解析】可将振动膜与基板构成的电容器近似看成一个平行板电容器，振动膜片向左振动的过程中，极板间距增大，根据可知，电容器的电容减小，选项A正确；根据可知，电容器带的电荷量减少，选项B错误；根据可以看出，电容器两极板间的电场强度减小，选项C正确；由于电容器带的电荷量减少，电容器放电，则流过电阻的电流从到，选项D错误。
10．AD 【解析】根据同侧法可知，质点P在时刻沿y轴正方向振动，质点Q在时刻沿轴负方向振动，选项A正确；根据题意有，解得，该简谐横波的频率，选项B错误；该简谐横波的传播速度，选项D正确；质点在时刻沿轴正方向振动且位于平衡位置上方，则质点在内通过的路程大于小于，选项C错误。
11．BC 【解析】粒子1和粒子2在电场中做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，设极板长度为，粒子的初速度为，则运动时间为，则粒子1和粒子2在电场中运动的时间相等，选项A错误；根据牛顿第二定律有，则粒子1和粒子2在电场中运动的加速度大小之比为1∶3，选项B正确；粒子在电场中运动的侧位移大小，结合可知，选项C正确、D错误。
12．BD 【解析】根据焦耳定律和功率定义可知，电动机的热功率，选项B正确；电动机消耗的电功率一部分为热功率，另一部分为输出的机械功率，即，变形可知选项A错误；电源的输出功率此时恰好最大，结合题意显然有，则此时路端电压小于或等于，结合闭合电路欧姆定律可知，电源电动势，选项C错误；若电路中电流可在间变化，结合输出功率可知，电源的最大输出功率为，选项D正确。
12．（1）等于 （2）9.8 （3）B
【解析】（1）单摆在摆角小于时，可以做简谐运动，其周期与振幅无关，则第1次测得的周期等于第2次测得的周期。
（2）游标卡尺是10分度的游标卡尺，精确度为，所以游标卡尺的示数为。
（3）由于人的视觉暂留，在速度为零的最高点计时，容易出现较大的误差，应选择摆球经过平衡位置时开始计时，选项A错误；为了减小误差，应保持摆线的长度不变，选择不易伸长的细线作为摆线，选项B正确；为减小空气阻力的影响，应选择质量较大、体积较小的球作为摆球，选项C错误；单摆在摆角小于的情况下才做简谐运动，但摆角不应过小，否则测量单摆运动的周期时引起的偶然误差会较大，应在摆角小于的情况下适当增大摆长，选项D错误。
14．（1） （2）2.96 0.50 （3）小于
【解析】（1）根据题图甲所示电路图可知，滑动变阻器采用限流接法，为保护电路，闭合开关前滑片应在端。
（2）根据题图甲所示电路图及闭合电路的欧姆定律有，结合题图乙所示图像可知，电源电动势；电源内阻，每一节干电池的内阻。
（3）由于实验中电压表并非理想电表，因此电压表分流造成绘制图像的斜率偏小，图线斜率的绝对值等于电源内阻，若不考虑偶然误差，则实验测得的内阻小于真实值。
15．解：（1）根据几何关系可知，单色光的入射角
折射角
根据折射定律有
解得。
（2）光在有机玻璃中传播的速度
单色光在玻璃圆柱中传播的距离
单色光在玻璃圆柱中传播的时间
解得。
16．解：（1）带电物块上滑到点时，受到的库仑力大小
带电物块上滑到点时速度最大，此时带电物块所受的合外力等于零，根据受力平衡有
解得。
（2）带电物块从点到点，根据动能定理有
两点间的电势差
解得。
17．解：（1）设小球下摆至最低点时的速度大小为，小球下摆的过程中，根据动能定理有
设小球与小物块碰撞完成后瞬间的速度大小为，根据机械能守恒定律有
小球与小物块碰撞过程中系统动量守恒，则
解得。
（2）挤压的过程中，当与速度相等时弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得。
（3）设弹簧再次恢复原长时，的速度大小为，根据动量守恒定律有
弹性碰撞过程中没有能量损失，根据机械能守恒定律有
解得。