2023-2024学年广东省深圳市龙岗区高二（上）期末物理试卷（含答案）

2023-2024学年广东省深圳市龙岗区高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图，弹簧振子带笔的小球在水平方向做简谐运动的过程中，摇动把手使纸带运动就在纸带上画出如图所示的振动图像。下列分析正确的是( )
A. 振动的振幅为
B. 振动的周期为
C. 振动的频率为
D. 位移时间的表达式为
2.如图为一个单摆做简谐运动时的受力情况，该装置还可以得出单摆的周期公式为为当地重力加速度，大小取，为摆长。下列分析正确的是( )
A. 单摆摆动时，重力为回复力
B. 绳子拉力和重力大小相等
C. 摆长取时单摆的周期约为
D. 当增大摆球质量时，单摆的周期也会变大
3.三根平行的弹性绳、、，它们的左端处于同一直线上，让它们的左端同时开始振动，经过相同的时间后出现如图所示的波形，其中是平行于的一条直线，下列判断正确的是( )
A. 三列波的波长相同
B. 三列波的传播速率相同
C. 三列波左端开始振动时都是向下振动的
D. 波源振动的频率最大，波源振动的频率最小
4.可视为点电荷的、两带电小球固定在真空中，所带电荷量均为，若将球所带电量变为，球所带电量不变，则球所受的库仑力( )
A. 大小不变、方向改变 B. 大小改变、方向不变
C. 大小和方向均不变 D. 大小和方向均改变
5.如图，两个平行金属极板构成的匀强电场的电场强度为，沿电场线方向有、、三点，、的距离为，一个电荷量为的试探电荷在点，下极板接地且电势为零，以下说法哪一个不正确( )
A. 试探电荷受到的电场力大小为
B. 试探电荷在点具有的电势能为
C. 试探电荷从点移到点减小的电势能为
D. 试探电荷在点的电势能一定大于在点的电势能
6.如图，电源电动势，内阻，电阻、，闭合开关，则从电源流出的电流和流过的电流分别为( )
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
7.如图是滚筒式静电分选器的原理图，导体滚筒和放电针分别接于直流电源的正、负板，并令接地。放电针与滚筒间施加高压并电离空气，颗粒、经过电离空气后都带上电荷。颗粒直接掉落在盘，颗粒被刮板刮落到盘。下列说法正确的是( )
A. 、两种颗粒都具有良好的导电性
B. 、两种颗粒都具有良好的绝缘性
C. 在分选过程中，、两种颗粒都带正电
D. 对调、间的极性，分离器仍能正常工作
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图，子弹以速度射入放置在光滑水平面上的木块，子弹与木块运动的图像可能如图或如图的情况，下列分析正确的是( )
A. 子弹与木块相对运动的过程系统动量守恒
B. 子弹与木块相对运动的过程系统机械能守恒
C. 图说明子弹最后射出了木块
D. 图说明子弹最后射出了木块
9.如图是通过电压和电流传感器演示电容器充、放电过程的电路。先把开关打到，电容器充电，充电结束后再把开关打到，电容器开始放电，可以获得电压传感器的图像和流过电流传感器的图像，对于这两个图像的认识正确的是( )
A. 甲图是图像，乙图是图像 B. 甲图是图像，乙图是图像
C. Ⅰ过程是充电过程，Ⅱ过程是放电过程 D. Ⅰ过程是放电过程，Ⅱ过程是充电过程
10.一个均匀带电的圆环，在其轴线上距离圆心处产生的电场强度如图所示。一质量为、电荷量大小为的带电粒子从靠近圆心处静止释放，仅在电场力作用下沿轴线向右运动，下列说法正确的是( )
A. 该粒子带负电
B. 该粒子沿轴线运动过程中电势能逐渐减少
C. 该粒子运动过程中最大加速度约为
D. 该粒子运动到位置时速度大小约为
三、实验题：本大题共2小题，共17分。
11.如图甲为“用双缝干涉实验测定绿光的波长”的装置。
调整手轮使测量头中的目镜的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，读得 ______；
用该装置测得相邻亮纹间的距离，双缝间距，双缝到屏的距离，则根据公式，可算出该绿光的波长 ______结果保留二位有效数字；
为了增加屏上相邻亮纹或暗纹间的距离，可采取： ______， ______， ______的方法。
12.如图为“测量两节干电池的电动势和内阻”的实验电路图。
实验提供的器材有
A.两节旧的干电池
B.电流表量程
C.电压表量程，内阻
D.滑动变阻器最大阻值
E.电阻箱
F.一个开关，若干导线
考虑两节电池的电动势，必须把电压表的量程扩大到，则电阻箱的阻值应调到______，并保持不变；
闭合开关之前，滑动变阻器的滑动触片应置于最______侧填“左”或“右”；
多次改变滑动变阻器滑动触片的位置，得到电压表和电流表的组数据，绘成如图的图线，由此得到电动势 ______，内阻 ______结果均保留二位有效数字；
某同学利用电压表和电流表记录的数据，分别记为、，根据，作出图线，依据图线测得电池组的电动势。从系统误差的角度考虑，该同学测得的电动势与真实值相比______填“相等”“偏大”或“偏小”。
四、计算题：本大题共3小题，共37分。
13.有的旅游景点固定有一个长方体水池让人抛硬币祈平安。如图，水池高，宽，一个可视为点光源的硬币处于左边角，水池水满时，一个人在距离右侧处刚好看到硬币，人的眼睛离地面。
求水的折射率；
如果水面下降了，为了再次看到硬币，人应该靠近水池走还是远离水池走？试作图解释。
14.某同学玩鸡蛋碰石头，如图，他将一个质量的鸡蛋向一块质量的石头丢去，以的速度水平向右碰撞石头，在极短时间内鸡蛋破了速度为液体没有滞粘石头，石头获得水平速度离开高的水平台，鸡蛋和石头均视为质点，忽略空气阻力，重力加速度取，求：
石头离开平台时速度的大小；
石头落地时速度的大小；
石头从离开平台到落地的时间内重力的冲量。
15.如图甲为直线加速器的一部分及偏转电场的立体图。、接在电压大小为、周期为的交变电源上，交变电压如图乙。在时，位于序号为的金属圆板中央的一个质子，通过圆板和圆筒之间的电场由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒。质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为，在金属圆筒之间的狭謎被电场加速，加速时间忽略不计，离开第个圆筒后从、两个极板的正中央水平射入偏转电场。已知、两个极板的长度为、距离为，质子质量为、电量为，不考虑质子的重力。
求质子从第个圆筒射出时的速度大小；
要使质子打不到极板上，求、两板间所加电压的取值范围；
现考虑质子在电场中的加速时间，其他条件不变，假设质子在加速电场中均做匀加速运动，加速电场的宽度均为，求的最大值。
参考答案
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11. 增加双缝到屏的距离 增加入射光的波长 减小双缝之间的距离
12. 左 相等
13.解：根据几何关系可知入射角
折射角
则折射率为
水面下降了，光的折射如图
可知人应靠近水池走。
答：水的折射率为；
如果水面下降了，为了再次看到硬币，人应该靠近水池走，图见解析。
14.解：设石头离开平台时速度的大小为。
鸡蛋与石头碰撞过程，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律得
解得：
石头离开平台后做平抛运动，竖直方向有

解得：
石头落地时竖直分速度的大小为

石头落地时速度的大小为
石头从离开平台到落地的时间内重力的冲量为

方向竖直向下。
答：石头离开平台时速度的大小为；
石头落地时速度的大小为；
石头从离开平台到落地的时间内重力的冲量为，方向竖直向下。
15.解：质子从第个圆筒射出，在电场中加速了次，设射出时的速度为，根据动能定理有：，解得：；
粒子在、两板间的电场中做类平抛运动，设粒子恰好能从极板间射出偏转电场，则水平方向有：，竖直方向有：，
而根据牛顿第二定律可得：，显然，电势差越大，偏转的竖直位移越大，因此当粒子恰好射出极板时两板间的电势差有最大值，
联立以上各式可得：，
则可得、两板间所加电压的取值范围为：；
根据题意可知，质子每次通过两圆筒间均被加速，而在圆筒中做匀速直线运动，因此可将次被加速的过程看成一个连贯的匀加速直线运动的过程，
根据题意可得质子在电场中加速时的加速度大小为：，
设质子加速运动的总时间为，则有：，可得：而要想质子在加速电场中始终加速，则圆筒必须要跨越正反电场，因此质子在加速电场中的累积时间最长应为，即质子在进入第个圆筒时电场恰好反向，即有。
答：质子从第个圆筒射出时的速度大小为；
要使质子打不到极板上，、两板间所加电压的取值范围为；
的最大值为。
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