江西省赣州市上进联考2023-2024学年高二下学期3月第一次阶段性考试物理试卷（含答案解析）

2023—2024学年高二年级第二学期第一次阶段性考试物理试卷试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡指定位置上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦于净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.下列说法正确的是（）A.英国物理学家汤姆孙提出磁场对运动电荷有作用力的观点B.洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直C.公式说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期与成反比D.带电粒子在磁场中因受洛伦兹力的作用发生偏转，洛伦兹力对粒子不做功【答案】D【解析】【详解】A．荷兰物理学家洛伦兹提出磁场对运动电荷有作用力的观点，故A错误；BD．带电粒子在磁场中因受洛伦兹力的作用发生偏转，洛伦兹力的方向总是带电粒子的速度方向垂直，所以洛伦兹力对粒子不做功，故B错误，D正确；C.．带电粒子在匀强磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力可得又联立可得可知带电粒子在匀强磁场中的运动周期与没有关系，故C错误。故选D。2.如图，宽为的平行金属导轨与水平面成角，质量为、长为的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，当回路中电流大小为时，金属杆恰好能静止，重力加速度大小为。则金属杆与导轨之间的动摩擦因数为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】根据左手定则可知，金属杆受到的安培力沿斜面向下，金属杆恰好能静止，以金属杆为对象，根据受力平衡可得又联立解得故选B。3.下列是日常生活中常见的现象，其中属于波的衍射的是（）A.高速列车迎面驶来时，听到的声音越来越尖的现象B.挂在同一水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个也跟着一起振动起来C.水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播D.打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间【答案】C【解析】【详解】A．高速列车迎面驶来时，听到的声音越来越尖的现象属于多普勒效应，故A错误；B．挂在同一个水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个也跟着一起振动，这种现象是受迫振动，故B错误；C．水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播，属于衍射现象，故C正确。D．打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间，是因为声音在云层之间来回反射造成的，故D错误。故选C。4.如图，滑块在、两点之间做简谐运动，其平衡位置为点。已知、相距。从小球经过点时开始计时，经过首次到达点。取向右为正方向，滑块的振动图像可能为（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】由题意可知，滑块做简谐运动的振幅为从小球经过点时开始计时，经过首次到达点，若时刻小球经过点时的速度方向向右，为正方向，则有可得周期为若时刻小球经过点时的速度方向向左，为负方向，则有可得周期为故选C。5.光导纤维又称光纤，是传光的细圆玻璃丝，图甲是光纤导光后的效果。现让由、两种单色光组成的复合光，从一根直的光纤端面以45°入射角射入，第一次折射后光路如图乙所示，两束单色光均在侧面发生全反射，下列说法正确的是（）A.光在光纤中的传播时间比光长B.光在光纤中的传播速度比光大C.光在光纤中的全反射临界角比光大D.光在光纤中的折射率比光小【答案】A【解析】【详解】由图乙可知，复合光进入光纤中光的偏转程度小于光的偏转程度，则光在光纤中的折射率比光大；根据可知光在光纤中的传播速度比光小；根据可知光在光纤中的全反射临界角比光小；设光纤的长度为，复合光入射时的入射角为，折射角为，则光在光纤中的传播路程为光在光纤中的传播时间为又联立可得由于，则；由于光的折射角小于光的折射角，则光在光纤中的传播时间比光长。故选A。6.某同学用一个表面裹了一层薄吸水海绵的重球做成一个单摆来探究单摆摆动的相关问题，当单摆偏离平衡位置最远时，正好遇到空中竖直下落的一个雨滴（其它时间没有雨滴下落），雨滴均匀附着在摆球的表面，不计阻力的影响，重力加速度大小为，下列说法正确的是（）A.摆球经过平衡位置时速度要减小，周期减小，振幅增大B摆球经过平衡位置时速度要减小，周期不变，振幅减小C.摆球经过平衡位置时速度大小不变，周期不变，振幅减小D.摆球经过平衡位置时速度要增大，周期不变，振幅增大【答案】D【解析】【详解】根据单摆的振动周期公式可知周期与摆长和重力加速度有关，而这两个量均不变，故周期不变；摆经过最大位移处，与竖直下落的雨滴相遇，使得单摆在最大位移处有了初速度，根据机械能守恒定律知，上摆的最大高度变大，即振幅增大，到达最低点（平衡位置）的速度变大。故选D。7.在夏季，青少年在漂流时喜欢用水枪（唧筒）打水仗，唧筒由拉杆和活塞组成，如图所示。在某次打水仗中，唧筒近距离水平对着某人的后背射出水流，速度为。水射到背部时有的水向四周溅散开，溅起时水平的速度大小为，方向与原来方向相反，其余的水留在人的身上。假设射出的水流没有遇到障碍时不散开，水的密度为。则此人背部被水射中部位单位面积受到的平均力的大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】设每秒射出的水的质量为m，取时间t内射到背部的水为研究对象，设水与背部作用前的速度方向为正方向，由动量定理得可得此人背部被水射中部位单位面积受到的平均力的大小为故选B。8.如图，两极板P、Q之间的距离为，极板间所加电压为，两极板间有一方向垂直纸面向里的匀强磁场。一电子以速度从左侧两板边缘连线的中点沿两板中心线进入板间区域，恰好沿直线运动，不计电子重力。下列说法正确的是（）A.P极板接电源的负极B.磁感应强度大小为C.若仅将电子的速度减半，则电子在该区域运动过程中电势能增加D.若一质子（不计重力）以速度从左侧两板边缘连线的中点沿虚线进入板间，也沿直线运动【答案】BD【解析】【详解】AB．电子恰好沿直线运动，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力向下，则电子受到的电场力向上，板间场强方向向下，P极板接电源的正极；根据受力平衡可得解得磁感应强度大小为故A错误，B正确；C．若仅将电子的速度减半，则洛伦兹力小于电场力，电子向上偏转，电场力对电子做正功，电子的电势能减少，故C错误；D．若一质子（不计重力）以速度从左侧两板边缘连线中点沿虚线进入板间，质子受到的电场力向下，受到洛伦兹力向上，仍满足受力平衡，能沿直线运动，故D正确。故选BD9.如图甲，“战绳”训练是近年健身的一种流行项目。“战绳”可简化为图乙所示的弹性轻绳，绳上有很多标记数字且处于平衡位置的质点，相邻两个标记质点间距离为，健身者沿竖直方向向上抖动质点1，并开始计时，时刻第4个质点开始振动，此时质点2第一次到达波峰，各质点偏离平衡位置的最大距离为，形成的绳波可看作简谐波，下列说法正确的是（）A.传播速度为B.波源的振动频率C.时刻，质点3处于平衡位置向上运动D.时刻，质点6偏离平衡位置的位移为【答案】AD【解析】【详解】AB．根据题意可知，“战绳”在t时刻的的波动图像为由图可知则该波的的周期为所以波源的振动频率为该波长为所以该波的传播速度为故A正确，B错误；C．时刻，因为所以质点3振动的时间为故此时质点3处于平衡位置向下运动，故C错误；D．由题意可知，质点的振动方程为其中时刻，质点6振动的时间为所以此时质点6的位置为故时刻，质点6偏离平衡位置的位移为，故D正确。故选AD。10.A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线运动，A、B发生正碰，碰撞时间极短，碰撞前、后两球的位移—时间图像如图所示。若，，经过一段时间，根据以上信息可知（）A.碰撞前是小球A追小球BB.碰撞后小球B的加速度变大C.碰撞前、后A、B两球的总动量守恒D.碰撞前、后A、B两球的总动能减少【答案】AC【解析】【详解】根据图像的斜率表示速度，可知碰撞前A、B分别为，可知碰撞前是小球A追小球B；碰撞后A、B分别为，碰撞后B做匀速直线运动，B的加速度仍为0；碰撞前、后A、B两球的总动量分别为可知碰撞前、后A、B两球的总动量守恒；；碰撞前、后A、B两球的总动能分别为可知碰撞前、后A、B两球的总动能不变。故选AC。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某实验小组用如图甲所示实验装置测量所在地的重力加速度，取3.14。（1）将制作好且符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图__________（选填“乙”或“丙”）中所示的固定方式。（2）让小球在同一竖直平面内做小角度摆动，当小球经过__________（选填“最低点”或“最高点”）时开始计时并从1开始计数，测得小球第次经过此处的时间为，则单摆的周期__________。（用题中所给物理量符号表示）（3）改变摆长，重复实验，测量出多组周期与摆长的数值后，作出图丁中直线，则重力加速度的大小为__________。（保留三位有效数字）【答案】（1）丙（2）①.最低点②.（3）9.86【解析】【小问1详解】为了保证摆动过程中摆长保持不变，悬点也应该固定，故应该选用图丙所示的固定方式。【小问2详解】[1][2]为了减少实验误差应让小球在同一竖直平面内做小角度摆动，当小球经过最低点开始计时。由题意可得，小球一次全摆动的周期为【小问3详解】由周期公式可得得可见图丁图线的斜率为得12.在做用“双缝干涉测量光的波长”的实验中，请按要求回答下列问题。（1）如图甲、乙所示，是光经过某个装置后看到的条纹形状示意图，其中属于干涉图样的是图__________。（选填“甲”或“乙”）（2）实验装置如图丙所示，某同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现分划板的中心刻线与亮条纹未对齐，如图丁所示，下列操作中可使中心刻线与亮条纹对齐的是__________。（选填“A”“B”“C”或D”）A.仅转动双缝B.仅转动手轮C.仅转动测量头D.仅转动目镜（3）已知双缝到光屏之间的距离，双缝之间的距离。某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B亮条纹的中心，如图戊所示，A位置游标卡尺读数的读数为，B位置游标卡尺的读数如图所示，则B位置读数为__________，入射光的波长__________（结果保留三位有效数字）。【答案】（1）甲（2）C（3）①.15.6②.500【解析】【小问1详解】甲图中条纹间距相等，是干涉图样；乙图中条纹间距不等，中央亮条纹比两侧条纹宽，是衍射图样，故属于干涉图样是图甲。【小问2详解】发现干涉图样里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，若要使两者对齐，该同学应调节测量头，分划板竖线随之旋转，可使分划板竖线与亮条纹对齐。故选C。【小问3详解】[1]10分度游标卡尺的精确值为，由图可知位置读数为[2]相邻条纹间距为根据可得入射光的波长为13.如图是带锯齿形的光学透明元件的横截面图，，，锯齿的宽度、高度均为，锯齿边界彼此垂直，A点到界面的垂直距离即A点到点的距离也为。一条光线沿图中A点垂直竖直锯齿边射入介质中，光线在点所在的边界恰好发生全反射，真空中的光速为。，，求：（1）透明介质材料的折射率；（2）光在介质中传播的时间（不考虑多次反射）。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据题意，作出光路图。根据几何关系可得，临界角为透明介质材料的折射率为（2）根据几何关系光在介质中传播速度为光在介质中传播的时间14.如图，小球A以初速度沿光滑圆管（小球A直径略小于圆管孔径）向上运动，小球B静止在光滑水平直轨道上，其左端固定有轻质弹簧。小球A运动到光滑水平直轨道上，并通过弹簧与小球B发生相互作用，已知小球A在初始位置离水平直轨道的高度为，小球A的质量为，小球B的质量为，，小球A、B均看作质点，光滑圆管与水平直轨道平滑连接。求：（1）小球A、B相互作用过程中，轻质弹簧储存的最大势能；（2）弹簧恢复原长时，小球A、B的速度大小。【答案】（1）；（2），【解析】【详解】（1）设小球A到达水平直轨道的速度为，根据机械能守恒可得解得小球A通过弹簧与小球B发生相互作用过程，系统满足动量守恒，当两球速度相同时，弹簧具有最大弹性势能，则有联立解得（2）设弹簧恢复原长时，小球A、B的速度分别为、，根据系统动量守恒和机械能守恒可得联立解得，则弹簧恢复原长时，小球A、B的速度大小分别为，。15.如图为水平面内建立的直角坐标系，在的合适区域内存在垂直水平面的矩形边界匀强磁场，磁感应强度大小为，在的区域内存在平行于水平面的匀强电场，电场强度的方向与轴正方向的夹角满足。一带正电粒子从坐标原点沿轴正方