海南省琼海市嘉积中学2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题 A卷（含答案）

海南省琼海市嘉积中学2023-2024学年高二年级下学期
四月月考物理试题A卷
一、选择题（共14小题，每小题3分，共42分）
1.如图所示，运动员在水上做飞行运动表演。他操控喷射式悬浮飞行器将水带送上来的水反转180°后竖直向下以相等大小的速度喷出，令自己悬停在空中。已知运动员与装备的总质量M为100kg，两个圆管喷嘴的直径均为10cm，已知重力加速度大小g=10m/s2，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，则喷嘴处喷水的速度大约为（　　）
A. 3.0m/s B. 5.6m/s
C. 8.0m/s D. 10.2m/s
2.质量为的物块，置于水平地面上。在水平力F的作用下由静止开始运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等，重力加速度大小。在内，下列判断不正确的是（ ）
A. 末物块速度最大
B. 末物块的动量大小为
C. 内物块所受合外力的冲量为0
D. 内，合外力对物块所做的功为
3.把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示。下列结论正确的是（　　）
A. 小球在O位置时，动能最大，加速度为零
B. 小球在A、B位置时，加速度最大，速度也最大
C. 小球从A经O到B的过程中，速度一直增加
D. 小球从A到O的过程中，弹簧的弹性势能不断增加
4.如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )
A. 周期是 0.01 s
B. 最大值是 311 V
C. 有效值是 311V
D. 表达式为 u＝220sin 100πt V
5.远距离输电，输送功率一定，当输电的电压为U0时，输电线上的电阻为R，电流为I0，损失的电功率为P0.则当输电的电压提高为4U0时（　　）
A. 由公式得，输电线上的电流变为4I0
B. 由公式得，输电线上的电流变为I0
C. 由公式得，输电线上损失的电功率为16P0
D. 由公式P=UI得，输电线上损失的电功率为4P0
6.如图，A、B是两个完全相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，下面说法正确的是（　　）
A. 闭合开关S时，A、B灯同时亮，且达到正常亮度
B. 闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后一样亮
C. 断开开关S时，A灯与B灯同时逐渐熄灭
D. 断开开关S时，B灯立即熄灭而A灯慢慢熄灭
7.斜向上发射的炮弹在最高点爆炸（爆炸时间极短）成质量均为的两块碎片，其中一块碎片沿原来的方向飞去。已知炮弹爆炸时距水平地面的高度为，炮弹爆炸前的动能为，爆炸后系统的机械能增加了，重力加速度大小为，不计空气阻力和火药的质量，则两块碎片落地点间的距离为（ ）
A. B. C. D.
8.“爆竹声中一岁除”，将一个质量为m的爆竹竖直向上抛出，它到达最高点时爆炸成质量不等的两块，其中一块的质量为，速度大小为v，忽略质量损失，则另一块的速度大小是（　　）
A. v B. C. D.
9.如图所示，在xOy平面内有两个沿z轴方向（垂直xOy平面）做简谐运动的点波源S1（1，0）和S2（4，0），振动方程分别为、。两列波的波速均为1m/s，两列波在点B（2.5，3）和点C（4，4）相遇时，分别引起B、C处质点的振动总是相互（　　）
A. 加强、加强 B. 减弱、减弱
C. 加强、减弱 D. 减弱、加强
10.如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8 Hz，乙弹簧振子的固有频率为72 Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用下做受迫振动时，两个弹簧振子的振动情况是（　　）
A. 甲的振幅较大，且振动频率为8 Hz
B. 甲的振幅较大，且振动频率为9 Hz
C. 乙的振幅较大，且振动频率为9 Hz
D. 乙的振幅较大，且振动频率为72 Hz
11.如图所示，甲乙两幅图分别是a、b两束单色光经过同一狭缝后的衍射图样，则下列说法不正确的是（　　）
A. 在真空中，a光的波长比b光大
B. 在同一介质中传播，a光的传播速度比b光快
C. 两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时，在光屏上b光亮纹的条数更多
D. 当两束光从空气中射向玻璃时，a光不发生全反射，但b光可能发生全反射
12.如图所示，水平放置的弹簧振子在A、B之间作简谐运动，O是平衡位置；以向右为正方向，其振动图像如图所示，则（　　）
A. AO间的距离为4cm
B. 0.1s末，小球位于A点
C. 0.2s末，小球有正方向的最大速度
D. 0.2s~0.3s，小球从O向A做减速运动
13.一列简谐横波沿x轴传播，在t＝0时刻的波形如图中实线所示，在t＝0.5s时刻的波形如图中虚线所示，虚线恰好过质点P的平衡位置。已知质点P平衡位置的坐标为x＝0.5cm。下列说法正确的是（　　）
A. 该简谐波传播的最小速度为2.0cm/s
B. 波传播的速度为（n＝0，1，2，…）
C. 若波向x轴正方向传播，质点P比质点Q先回到平衡位置
D. 若波向x轴负方向传播，质点P运动路程的最小值为25cm
14.两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. 虚线波的传播速度为6m/s
C. 实线波和虚线波的频率之比为3:2
D. 平衡位置为处的质点此时刻速度为零
二、非选择题（共58分）
15.（8分）证明单摆在摆角小于5度时，小球的运动是简谐运动。
16.（10分）某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中CQ是斜槽，QR为水平槽，二者平滑相接，调节实验装置，使小球放在QR上时恰能保持静止，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作10次。图甲中O是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点．若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP，米尺的零刻度与O点对齐。
（1）入射球A的质量mA和被碰球B的质量mB的关系是mA________mB（选填“>”“<”或“＝”）；
（2）碰撞后B球的水平射程约为________cm；
（3）下列选项中，属于本次实验必须测量的是________（填选项前的字母）；
A．水平槽上未放B球时，测量A球平均落点位置到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球平均落点位置到O点的距离
C．测量A球或B球的直径
D．测量A球和B球的质量
E．测量G点相对于水平槽面的高度
（4）若系统动量守恒，则应有关系式：___________；
（5）分析该实验产生误差的原因，并提出实验改进方案_________？
17.（10分）如图所示，质量为的木块B上有一处于竖直平面内、半径的圆弧轨道ab，O为圆心，Ob水平，最低点a到水平地面的高度。质量为的小球C（可视为质点）静止在a点处，质量的小滑块A静止在地面上，现对A施加一大小为81N、方向水平向右的恒定推力F，A滑行距离时立即撤去力F，撤去后瞬间A与B发生弹性正碰（碰撞时间极短）。已知重力加速度g取，不计一切摩擦。求：
（1）A与B碰撞前推力F的冲量大小；
（2）C离开a点后能上升的最大高度H；
（3）C在ab轨道上运动过程中相对地面的最大速度和C落地时与B右侧之间的距离x。
18.（10分）如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求：
（1）转动中感应电动势的最大值；
（2）图示位置开始计时的电流的瞬时值表达式；
（3）电路中交流电压表和电流表的示数。
19.（10分）某同学利用图示装置测量某种单色光波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
（1）若想减少从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_______；
A.将单缝向双缝靠近
B.将屏向靠近双缝方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更小的双缝
（2）若如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图1所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值______实际值；（填“大于”、“小于”或“等于”）
（3）已知该装置中双缝间距d=0.50 mm，双缝到光屏的距离L=0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图2所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图3所示，则其示数为_______ mm；在B位置时游标卡尺如图4所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m（此结果保留两位有效数字）。
20.（10分）对比钻石折射率是判断钻石真假的一种方法。图（a）为某种材料做成的钻石示意图，其截面如图（b）所示，虚线为垂直于MN边的对称轴，∠AOB可以根据需要打磨成不同大小，现有光线从图示位置垂直于MN边射入该钻石内。
(i)若∠AOB=106°时，光恰好不从AO边射出。请计算该钻石的折射率，判断该钻石的真假。（真钻石对该光的折射率为2.42，计算中可能用到sin37°=0.6，cos37°=0.8）
(ii)继续打磨该钻石使∠AOB减小后，让光线仍沿图（b）所示方向入射，光射到BO边时刚好发生全反射，求∠AOB的大小。（结果保留两位小数）
参考答案
1.B2.C3.A4.B5.B6.C7.B8.B9.D10.B11.D12.D13.D14.C
15.【答案】单摆摆球的重力沿着切线方向的分力提供回复力，如图所示
则该的大小为
由于
则有
解得
回复力方向总是指向平衡位置，则有
可知，单摆在摆角小于5度时，回复力与相对平衡位置的位移大小成正比，方向相反，即小球的运动是简谐运动。
16.【答案】 ①. ②. 64.7
③. A、B、D ④. ⑤. 见解析
【解析】（1）[1]要使两球碰后都向右运动，A球质量应大于B球质量，即
（2）[2]将10个点圈在圆内的最小圆的圆心为平均落点，可由米尺测得碰撞后B球的水平射程约为64.7 cm；
（3）[3]两球从同一高度做平抛运动，飞行的时间t相同，而水平方向为匀速直线运动，故水平位移
所以只要测出小球飞行的水平位移，就可以用水平位移的测量值代替平抛运动的初速度，故需测出未放B球时A球飞行的水平距离OP和碰后A、B球飞行的水平距离OM和ON，及A、B两球的质量，故A、B、D正确；
（4）[4]若动量守恒，需验证的关系式为
将
带入后可得
（5）[5]小球的碰撞时的方向不确定，导致落点出现误差，使用“U”型轨道，控制小球碰撞方向在同一水平线。
17.【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】（1）在力F作用下，A做初速度为零的匀加速直线运动，设A的加速度大小为a，则有
根据牛顿第二定律有
解得
A与B碰撞前推力F的冲量大小为
（2）A与B发生弹性正碰，设碰后瞬间A、B的速度分别为、，则根据动量守恒与能量守恒有
解得
C离开a点到上升至最大高度的过程中，B和C组成的系统在水平方向上动量守恒，设水平方向上B和C共速时的速度为v，则有
由系统机械能守恒有
解得
（3）由于，小球C从b处飞出，相对于B做竖直上抛运动，又落回b处，当C回到a点时C在ab轨道上运动相对地面的速度最大，设C回到a点时B的速度为，则有
解得
C从a点飞出后做平抛运动，则有
C落地时与B右侧之间的距离为
解得
18.【答案】（1）50V；（2）；（3）31.86V，3.54A
【解析】（1）交流电的频率为
角速度为
最大值
（2）线圈从中心面开始计时，电流的瞬时表达式为
而
故表达式为
（3）根据交流电的有效值定义
由欧姆定律可知
线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流．而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定．而通过某一电量时，则用平均值来求
19.【答案】 ①. CD##DC ②. 大于 ③. 111.10 ④. 6.2×10－7
【解析】（1）[1]根据
若想减少从目镜中观察到的条纹个数，即增大条纹间距，可将屏向远离双缝的方向移动或使用间距更小的双缝，与单缝与双缝的距离无关。
故选CD。
（2）[2]分划板中心刻线与干涉条纹不平行，则条纹间距的测量值会大于真实值。
（3）[3][4]A位置时游标卡尺的示数为
B位置时游标卡尺示数为
单色光波长为
20.【答案】(i)假钻石；(ii)∠AOB=84.67°
【解析】（i）当∠AOB= 106°时，光在AO边恰好发生全反射，光路如图所示
由几何关系得
又
联立求解得
因 ，故该钻石是假钻石；
（ii）继续打磨该钻石后，光在AO边的入射角增大，发生全反射后接着射到BO边时恰好发生全反射，光路如图所示
由反射定律得
由几何关系得
联立上式解得∠AOB=84.67°