2023-2024学年甘肃省武威市高二（下）期中联考物理试卷（含答案）

2023-2024学年甘肃省武威市高二（下）期中联考物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于简谐运动和机械波，下列说法正确的是( )
A. 物体做受迫振动达到稳定时的周期等于外界驱动力的周期与物体的固有周期之和
B. 声波由空气进入水中时，波长变短
C. 我们通过判断飞机发出声音的音调高低而得知飞机在靠近或远离，是利用多普勒效应
D. 当波的波长小于障碍物的尺寸时就不能发生衍射
2.关于光的偏振、干涉与衍射、激光，下列说法正确的是( )
A. 偏振是纵波特有的现象，光的偏振现象说明光是纵波
B. 在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是不等的
C. 自然界中某些天然物体也可以发出激光，激光不能发生衍射现象
D. 泊松亮斑是衍射现象，用白光照射单缝时将得到彩色条纹
3.如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下书写印迹，图中相邻竖直虚线的间隔均为未标出，印迹上、两点的纵坐标分别为和忽略一切阻力，重力加速度为，则( )
A. 该弹簧振子的振幅为
B. 该弹簧振子的振动周期为
C. 激光笔在留下、两点时所受的回复力相同
D. 激光笔在留下段印迹的过程中，弹簧的弹性势能增大了
4.一高空作业的工人重为，系一条长为的安全带，若工人不慎跌落时安全带的缓冲时间工人最终悬挂在空中，取，忽略空气阻力的影响，则缓冲过程中安全带受的平均作用力是( )
A. ，竖直向上 B. ，竖直向下
C. ，竖直向上 D. ，竖直向下
5.如图所示，一复合光经过半圆形玻璃砖后分成、两束光，则可知( )
A. 、两束光在玻璃砖中的传播速度
B. 、两束光在真空中的传播速度
C. 半圆形玻璃砖对、两束光的折射率
D. 入射光线由转到，出射光线中最先消失
6.如图所示，质量为，通电电流为的金属棒置于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与宽为的水平导轨平面夹角为，金属棒与导轨垂直，磁场方向与金属棒垂直，金属棒处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 金属棒受到的安培力大小为
B. 金属棒受到的支持力大小为
C. 金属棒受到的摩擦力大小为
D. 金属棒受到的合力大小为
7.如图所示为回旋加速器，两半径为的形盒间接有周期为的交流电压，前电压为，后电压为，在垂直于形盒所在平面加竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小未知，比荷为的带电粒子由形盒边缘的点静止释放，经过一段时间，粒子从回旋加速器的小孔引出，忽略粒子在狭缝间的运动时间以及电场变化产生的磁场。下列说法正确的是( )
A. 带电粒子在磁场中的运动周期为
B. 粒子的最大速度为
C. 若电压加倍，则粒子离开回旋加速器时的动能加倍
D. 若电压加倍，粒子在回旋加速器中运动的总时间不变
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，弹簧振子以点为平衡位置，在、两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移随时间的变化关系如图所示，下列说法正确的是( )
A. 时，振子经过点向右运动
B. 时，振子在点右侧处
C. 和时，振子的速度不同
D. 时，振子的加速度最大
9.一列简谐横波沿轴传播，速度大小为，在时刻的波形图如图中实线所示，经后的波形如图中虚线所示，下列说法正确的是
A. 经波传播的距离为，波沿轴正方向传播
B. 质点在时刻沿轴正方向运动
C. 处的质点的位移表达式为
D. 从时刻开始质点经通过的路程为
10.如图所示，一带电微粒在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，匀强电场方向竖直向下，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外，带电微粒的质量为，带电量为，圆周运动的半径为，重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的场强为 B. 带电微粒带正电
C. 带电微粒速度大小为 D. 带电微粒做圆周运动的周期为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学做用单摆测定重力加速度实验的装置如图甲所示，请回答下面的问题：
在实验中，为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是 。填正确答案标号
A.为了便于测量周期，可适当缩短摆线，从而减小测量周期的绝对误差
B.组装单摆需选用轻且不易伸长的细线，密度大而直径较小的摆球
C.测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，摆长是摆线长度
D.测量周期时，当单摆经过平衡位置时开始计时，测量经过次全振动的总时间算出周期
如图乙所示，用游标卡尺测得小钢球的直径_________。
除了已测摆球直径，还已知细线长，完成次全振动的时间是，由这些数据计算得出重力加速度大小_________。取，结果保留三位有效数字
12.某同学用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图甲所示。
下列说法正确的是__________。填选项前的字母
调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
测量某条干涉亮纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
为了减小测量误差，可用测量头测出条亮纹中心间的距离，求出相邻两条亮纹间距
做实验时，该同学先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第一条亮纹，此时手轮上的刻度如图乙所示，读数为___________。
该同学接着转动手轮，当分划板中心刻度线与第条亮纹中心对齐时，读数是，已知装置中双缝间距为，双缝到屏的距离是，则测得此单色光的波长为_________保留两位有效数字。
在其他条件不变的情况下，仅将光换成波长较长的光做实验，则光屏上相邻两条亮纹的中心间距____选填“变大”“变小”或“不变”。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.图为真空中半径为的半圆柱体玻璃砖的横截面，为圆心，、为直径边两端，足够长的直屏紧靠点并与边垂直。一单色细光束对准圆心从圆弧边入射，当光束与夹角为时，在屏上形成上、下两个光斑和图中未画出；当光束逆时针转动至与夹角为时，屏上恰好只有一个光斑，光在真空中传播的速率为。求：
光束从玻璃砖表面入射至到达点所需时间；
屏上、两光斑之间的距离。
14.如图所示，在足够长的光滑水平面上静止着一个质量的滑板，滑板左端固定有竖直挡板，右端是由半径的光滑圆弧面和粗糙水平面在点平滑对接构成。紧挨着滑板的右侧放着一个质量为的方形木块与滑板不连接。现将一质量的滑块可视为质点从圆弧上端无初速释放，与挡板仅发生一次弹性碰撞后，与滑板相对静止于点。已知与滑板间的动摩擦因数。重力加速度。求：
方形木块与滑板分离时的速度大小和方向；
滑块最终的速度大小和方向；
的长度。
15.如图所示，平面直角坐标系中，在区域存在着沿方向的匀强电场，在区域内，存在着沿方向的匀强电场，且，在空间内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小，一质量，电量的带电粒子，从轴上点，以速度沿轴正方向飞入，第一次通过轴上点时速度方向与轴正方向夹角为，不计粒子重力，求：
电场强度大小及点坐标；
粒子第一次在磁场中运动半径；
粒子前两次穿过轴的时间间隔。
答案
1.
2.
3.
4.
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8.
9.
10.
11.；；。
12.变大
13. ；
14.解：由系统水平方向的动量守恒得
由系统机械能守恒得
解得：方形木块与滑板分离时的速度
方向：水平向右；
方形木块与滑板分离后滑板和滑块组成的系统动量守恒

得滑块最终的速度
即滑块最终的速度大小为 方向水平向左；
由滑板和滑块组成的系统能量守恒得

得的长度。
15.粒子飞出做类平抛运动，则有
，
在点进行速度分解有
解得
，
即点坐标为 。
结合上述可知，粒子进入磁场的速度
粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
由于
可知，粒子将垂直于分界线进入匀强电场 ，在电场中做双向匀变速直线运动，之后返回磁场，作出轨迹，如图所示
粒子在磁场中运动的周期
粒子前两次穿过轴在磁场对应的圆心角
则粒子在磁场中运动的时间
粒子在电场中做双向匀变速直线运动，则有
粒子前两次穿过轴的时间间隔
解得
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