江苏省南菁高级中学2023-2024学年高二上学期期末模拟测...

更新时间：2024-02-28 浏览次数：20 类型：期末考试

一、选择题

1. 关于图所示情景，下列说法正确的是（）

A . 甲图中水里的气泡看起来很亮主要是因为光的折射 B . 乙图中的条纹是光的衍射形成的，这一原理可以用来检测空气层的厚度 C . 丙图中肥皂膜上的条纹是由于光的衍射形成的，这一原理可以用于相机镜头使照片更加清晰 D . 丁图中的条纹是双缝干涉形成的，双缝干涉实验可以用于测量光的波长

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2. (2022·闵行模拟) 磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极（N极或S极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布，目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，以其为球心画出两个球面1和2，如图所示，a点位于球面1上，b点位于球面2上，则下列说法正确的是（）

A . 球面1和球面2的磁通量相同 B . 球面1比球面2的磁通量小 C . a点和b点的磁感应强度相同 D . a点比b点的磁感应强度小

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3. 有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品能使被照物品产生的热效应大大降低，从而被广泛地应用。这种灯降低热效应的原理是灯泡后面放置的反光镜的表面上镀有一层薄膜（如氟化镁），该膜能消除不镀膜时表面反射回来的热效应最显著的红外线，以 $\text{[math]}$ 表示红外线在真空中的波长， $\text{[math]}$ 表示薄膜对该红外线的折射率，则所镀薄膜的厚度最小应为（不计半波损失）（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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4. (2023高二下·焦作开学考) 如图所示，一倾角为 $\text{[math]}$ 的光滑绝缘斜面，处于竖直向下的匀强电场中，电场强度 $\text{[math]}$ 。现将一长为l的细线（不可伸长）一端固定，另一端系一质量为m、电荷量为q的带正电小球放在斜面上，小球静止在O点。将小球拉开倾角 $\text{[math]}$ 后由静止释放，小球的运动可视为单摆运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A . 摆球的摆动周期为 $\text{[math]}$ B . 摆球的摆动周期为 $\text{[math]}$ C . 摆球经过平衡位置时合力为零 D . 摆球刚释放时的回复力大小 $\text{[math]}$

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5. 如图所示，水平轻弹簧左端固定在墙壁，右端与质量为M的小物块相连，小物块可在光滑水平面上做简谐运动，振幅为A。在运动过程中将一质量为m的小物块轻放在M上，第一次是当M运动到平衡位置时放到上面，第二次是当M运动到最大位移时放到上面，观察到第一次放后振幅为A₁ ，第二次放后振幅为A₂ ，则（）

A . A₁=A₂=A B . A₁<A₂=A C . A₁=A₂<A D . A₂<A₁=A

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6. (2022·全国甲卷) 空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面（ $\text{[math]}$ 平面）向里，电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是（）

A . B . C . D .

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7. (2020·新课标Ⅲ) 真空中有一匀强磁场，磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面，磁场的方向与圆柱轴线平行，其横截面如图所示。一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电子质量为m，电荷量为e，忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内，磁场的磁感应强度最小为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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8. 如图所示，一束单色光从截面为以O为圆心、半径为R的 $\text{[math]}$ 圆形玻璃砖OAB的M点沿纸面射入，当 $\text{[math]}$ 时，光线恰好在玻璃砖圆形表面AB发生全反射；当 $\text{[math]}$ 时，光线从玻璃砖圆形表面的B点射出，且从B点射出的光线与从M点射入的光线平行。则玻璃砖的折射率为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . 1.5 D . 2

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9. (2024高三上·黔东南月考) 光滑水平地面上有两个物体A、B，质量分别为m、M $\text{[math]}$ 。如图甲所示，物体B静止，左端连有轻质弹簧，当物体A以速度v向右运动并压缩弹簧，弹簧获得的最大弹性势能为 $\text{[math]}$ ；若物体A静止并将轻质弹簧连在物体A的右端，如图乙所示，当物体B以相同的速度v向左运动并压缩弹簧，弹簧获得的最大弹性势能为 $\text{[math]}$ 。两物体始终沿直线运动，下列判断正确的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . 无法判断 $\text{[math]}$ 的大小关系

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10. 如图甲所示是一列简谐横波在 $\text{[math]}$ 时刻的波形图，质点P的平衡位置位于 $\text{[math]}$ 处，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（）

A . 波沿x轴正方向传播 B . 再经过 $\text{[math]}$ 质点P的加速度最大且沿y轴负方向 C . 质点Q的振动方程为 $\text{[math]}$ D . 该波的波速为10m/s

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11. 如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直弹性挡板，挡板右侧依次放有10个质量均为2m的弹性白色小球（在一条直线上），一质量为m的红色小球以与白色小球共线的速度 $\text{[math]}$ 与1号小球发生弹性正碰，红色小球反弹后与挡板弹性碰撞，碰后速度方向与碰前速度相反，白色小球之间也发生弹性正碰。下列说法正确的是（）

A . 10号小球最终速度大小为 $\text{[math]}$ B . 10号小球最终速度大小为 $\text{[math]}$ C . 红色小球最终速度大小为 $\text{[math]}$ D . 红色小球最终速度大小为 $\text{[math]}$

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二、实验题

12. (2023高二下·辽宁期末) 小明同学在实验室进行了光的波长与折射率的测定实验。
波长的测定：利用如图1所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。
1. （1）关于本实验下列说法正确的是____。
  
  A . 若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致 B . 若想增加从目镜中观察到的条纹个数应将屏向远离双缝方向移动 C . 若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行，如图3所示，在这种情况测量相邻条纹间距 $\text{[math]}$ 时，波长的测量值大于实际值
2. （2）某次测量时，选用的双缝的间距为0.4mm，测得屏与双缝间的距离为0.5m，用某种单色光实验得到的干涉条纹如图2所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺的读数也如图2中所示，则所测单色光的波长为nm。
3. （3）小明在进行折射率测定后，在网上查找到了如下的资料：常规材料的折射率都为正值。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值，称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足 $\text{[math]}$ （此时折射角取负值）。请你推测该材料对于电磁波的折射率 $\text{[math]}$ ，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是____。
  
  A . B . C . D .
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三、解答题

13. 将一个力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，如图所示，图中O点为单摆的悬点，现将一质量 $\text{[math]}$ 小球（可视为质点）拉到 $\text{[math]}$ 点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平面内的 $\text{[math]}$ 之间来回摆动，其中 $\text{[math]}$ 点为运动中最低位置， $\text{[math]}$ 小于 $\text{[math]}$ 且是未知量。计算机得到细线对摆球的拉力 $\text{[math]}$ 最大值是 $\text{[math]}$ ，两个相邻的最大值之间时间间隔 $\text{[math]}$ ，且图中 $\text{[math]}$ 时刻为摆球从 $\text{[math]}$ 点开始运动的时刻，根据力学规律和题中信息（重力加速度 $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ）求：
1. （1）求单摆的摆长；
2. （2）求细线对摆球的最小拉力。
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14. 如图所示为半径为R的透明玻璃球切去底面半径 $\text{[math]}$ 的球冠后剩余的球冠。一束半径 $\text{[math]}$ 的圆形光束垂直球冠的切面照射到球冠上，进入球冠的光线有部分从球面射出而使球面发光，已知玻璃的折射率 $\text{[math]}$ ，光在真空中的传速速度为c，球冠（不含底面）的表面积公式为 $\text{[math]}$ ， R为球的半径，h为球冠的高度。不考虑光在球冠内的反射。求：
1. （1）光束正中间的光线通过球冠的时间；
2. （2）能发光的球面的面积。
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15. 如图所示，轻质弹簧一端固定在墙壁上的 $\text{[math]}$ 点，另一端自由伸长到 $\text{[math]}$ 点， $\text{[math]}$ 之间、 $\text{[math]}$ 右侧的水平面光滑， $\text{[math]}$ 之间的距离 $\text{[math]}$ ，在其上表面铺上一种特殊材料，该材料动摩擦因数从 $\text{[math]}$ 向 $\text{[math]}$ 随距离均匀变化如右图所示。质量 $\text{[math]}$ 的足够高光滑曲面在 $\text{[math]}$ 处与水平面平滑连接。 $\text{[math]}$ 的小物块开始时静置于水平面上的 $\text{[math]}$ 点。现给小物块一个水平向右的初速度 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）小物块在曲面上上升的最大高度；
2. （2）小物块返回 $\text{[math]}$ 点时小物块和曲面的速度大小；
3. （3）弹簧被压缩获得的最大弹性势能。
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16. (2022·德阳模拟) 为了研究行星的磁场对宇宙高能粒子及行星生态环境的作用，研究小组建立了以下模型，如图所示，在圆心为O₁半径为R的接地的金属圆柱外，有一个匀强磁场均匀的分布在半径为R、2R的两边界1、II之间的圆环区域内，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B（未知）．在磁场左侧有一长为4R的带状粒子源，中点为O₂ ，可以放出速度大小为v。、方向平行O₁O₂连线的带正电粒子，带电粒子沿线均匀分布，每单位时间放出的粒子数为n₀已知带电粒子的比荷为 $\text{[math]}$ ，不计重力及任何阻力。求：
1. （1）若从O₂点放出的粒子，恰好能被金属圆柱接收到，则磁感应强度B的大小；
2. （2）若 $\text{[math]}$ ，则圆柱在单位时间内接收到的粒子数n₁；
3. （3）若 $\text{[math]}$ 某粒子在磁场中轨迹恰好与金属圆柱内切时，则该粒子进入磁场的位置与O₁O₂连线间的距离。
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