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2023-2024学年江苏省徐州市 期末抽测

注意：本试卷满分100分，考试时间75分钟。请将答案填写在答题纸上，直接写在试卷上不得分。

一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项符合题意。

1．下列说法中正确的是（　　）

A．玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光在界面发生了全反射的缘故

B．肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是由于光的衍射形成的

C．“激光测距雷达”利用了激光亮度高的特点

D．观看立体电影时，要戴上特制眼镜，该眼镜的工作原理利用了光的干涉现象

2．如图所示，小明在家尝试用挂锁作为摆锤，测定当地的重力加速度。下列说法中正确的是（　　）

A．将摆锤摆动到最高点时作为计时起点

B．摆锤摆动到最低点时其加速度为零

C．摆线可以选长度约为的不可伸长的细线

D．摆锤摆角越大，实验误差越小

3．甲同学以一定速度将一个直径约的充满空气的气球投向乙同学，乙同学被撞出几米远，气球被弹回。若甲同学把气球里的空气放掉，再以相同的速度投向乙同学，乙同学纹丝不动。关于两次实验，下列说法中正确的是（　　）

A．两次气球对乙同学的作用力相等

B．两次气球撞乙同学前的动量相等

C．撞击过程，充气气球的动量变化率小

D．撞击过程，充气气球的动量变化量大

4．某音频发生器发出频率为的声音，这个频率已经超过了人耳所能听到频率范围的最高频率，人们采取下列哪种方式可以听到这个声音（　　）

A．快速靠近音频发生器

B．快速远离音频发生器

C．绕着音频发生器做圆周运动

D．和音频发生器同时相向运动

5．用红色激光笔照射双缝，可在教室的墙壁上呈现出明、暗相间的条纹。关于此现象，下列说法中正确的是（　　）

A．仅减小激光笔与双缝间的距离，相邻亮条纹中心间的距离变大

B．仅减小双缝与墙壁之间距离，相邻亮条纹中心间的距离变大

C．仅换用绿色激光笔，相邻亮条纹中心间的距离变大

D．仅换用间距更小的双缝，相邻亮条纹中心间的距离变大

6．在“测量玻璃的折射率”实验中，实验室提供了梯形玻璃砖，有四个面为光学面，某同学利用其中两个面设计了以下几种实验方案，光路图如图所示，其中不合理的是（　　）

A． B．

C． D．

7．如图所示，由两段半圆弧导线和两段直导线构成一闭合回路，P是两段圆弧导线的公共圆心，大圆半径是小圆半径的2倍，当通入的电流为I时，小半圆在P处产生的磁感应强度大小为。已知通电圆环在圆心处产生的磁感应强度大小表达式为（k为比例系数，r为通电圆环的半径，I为通电圆环中的电流）。在回路所在平面内的P处放一电流元，其所受安培力大小为（　　）

A． B．

C． D．

8．某同学利用如图所示电路研究自感现象。和是两个完全相同的电流传感器，L为直流电阻很小的自感线圈，R为滑动变阻器（阻值），E为电源（内阻不可忽略）。在时刻闭合开关，时刻断开开关，电流传感器中电流随时间变化的图像可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

9．如图所示为某实验小组利用频闪照相的方法得到的竖直方向上振动的弹簧振子的频闪照片，频闪仪每隔0.05秒闪光一次，闪光瞬间小球被照亮，从而得到闪光时小球的位置。拍摄时底片从右向左匀速运动，若图中照片的总长度为。则（　　）

A．表示时间的坐标轴的方向向左

B．弹簧振子的振动周期约为

C．底片移动的速度大小约为

D．图中处在A点的小球正在向下运动

10．为了减少汽车行驶中的振动，汽车的车体与车轮之间采用了电磁阻尼悬挂连接。如图为电磁阻尼悬挂系统的简化原理图，车体上安装线圈1、2，分别与电阻，、构成回路。当车轮上下振动时会带动磁体在线圈1、2之间上下移动，磁体上端为N极，下列说法中正确的是（　　）

A．当车轮带动磁体上移时，通过电阻的电流从下往上

B．当车轮带动磁体下移时，通过电阻的电流从上往下

C．当车轮带动磁体上移时，线圈1对磁体有吸引作用

D．当车轮带动磁体下移时，线圈2对磁体有吸引作用

11．如图所示，回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，D形盒的半径为R，电源电压大小为U，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近A处。若粒子源产生的粒子（初速度大小不计）电荷量为q，质量为m，下列说法中正确的是（　　）

A．高频交流电源的频率为

B．粒子在磁场中运动的总时间为

C．仅增大交流电源的电压可以增大粒子的最大动能

D．不改变交流电源的频率及磁场的磁感应强度，该装置也可以给比荷不同的粒子加速

二、本题共5小题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

12．如图甲所示，用“碰撞实验器”可以研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，从而验证动量守恒定律。

（1）实验中，为了使入射小球A不反弹，入射小球A和被碰小球B的质量大小关系为       （选填“>”、“=”、“<”）。为了发生对心正碰，两小球的半径关系为       （选填“>”、“=”、“<”）。用10分度游标卡尺测量小球直径D，测量结果如图乙所示，       。

（2）图甲中，点O是入射小球A抛出点在地面上的垂直投影，点是支柱管在地面上的垂直投影，。实验时，先让小球A多次从斜轨上S处静止释放，找到其平均落点P，再把小球B静置于支柱管上，接着使小球A从S处静止释放，在水平段末端与小球B相碰（碰后支柱管立刻倾倒），多次重复实验，找到小球A、B的平均落点M、N。测量出、、OP、OM、ON，若两球相碰前后动量守恒，其表达式可表示为       （用测量的物理量符号表示）。

（3）以下说法中有助于减少实验误差的有       。

A．入射小球每次必须从同一位置静止释放

B．轨道必须光滑

C．轨道末端必须水平

D．实验中复写纸不能移动

（4）某实验小组在实验中发现小球落点不在同一条直线上，出现了如图丙所示的情况。已知M和N在OP连线上的垂直投影点为、（图中未画出），根据以上数据，       （选填“能”或“不能”）验证动量守恒定律？如果不能，请说出原因；如果能，请写出验证所需的表达式       （用测量的物理量符号表示）。

13．小明利用光具盘等仪器探究光的传播规律时，让一束红光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，光路如图所示，P、Q、M是光线在光具盘边缘上的三点，反射光线和折射光线夹角为。半圆形玻璃砖和圆形光具盘圆心重合，半圆形玻璃砖的半径为r，光在真空中传播速度为c。求：

（1）玻璃砖对红光的折射率n；

（2）红光在玻璃砖中的传播速度v。

14．如图所示，位于x轴上处的波源S，时刻波源开始持续振动，形成一列向x轴负方向传播的简谐横波，波源的振幅。时波刚好传到位置。质点P的平衡位置位于处。求：

（1）波速大小v；

（2）内质点P运动的路程s。

15．北京正负电子对撞机测量区域的简化结构图如图所示：MN和PQ为足够长的水平边界，竖直边界EF将整个区域分成两部分，Ⅰ区域的匀强磁场方向垂直纸面向里，Ⅱ区域的匀强磁场方向垂直纸面向外，两区域磁感应强度大小相等，调整磁感应强度大小，可以实现正、负电子束在测量区域内对撞。电子束经加速后分别从注入口C、D同时垂直磁场且平行EF射入，入射速率均为。注入口C、D到EF的距离均为d，MN与PQ的间距为，A点距MN、PQ均为、距EF为d。正电子和负电子的质量均为m，所带电荷量分别为和。

（1）判断从注入口C入射的是哪种电子。

（2）若要正、负电子在图中A点对撞，求所加磁场的磁感应强度B的大小。

（3）若将磁感应强度大小调整为第（2）问中的一半，要求正、负电子在磁场中的某个位置进行对撞，求MN与PQ的最小间距L。

16．如图所示，两根水平放置的平行金属导轨MN和PQ相距为L，电阻不计。导轨上有相距较远且宽度均为d、磁感应强度大小均为B的匀强磁场，匀强磁场Ⅰ方向竖直向上，匀强磁场Ⅱ方向竖直向下。导轨左侧有一个弹射装置（图中未画出），可以根据需要将导体棒以不同速率向右弹出。有两根质量均为m，电阻均为R的导体棒a、b，均与导轨垂直放置且接触良好，a棒置于弹射装置处，b棒置于匀强磁场Ⅱ的中点C、D处。除C、D处有摩擦力外，导轨其余部分光滑，且C、D处最大静摩擦力大小为。

（1）若要b棒恰好能够运动，求a棒的弹射速率。

（2）若a棒的弹射速率为，且穿出磁场Ⅰ瞬间的速率为，求a棒即将与b棒相碰时b棒的电功率。

（3）若a棒的弹射速率为，且a棒穿出磁场Ⅰ瞬间的速率为，（此过程中b棒未穿出磁场Ⅱ），求此过程中系统产生的焦耳热Q。

2023-2024学年江苏省徐州市高二上学期期末抽测 物理答案

1．A

【解析】A．玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，即从光密介质射向光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射。A正确；

B．肥皂泡表面可以看到彩色条纹，是因为肥皂泡的前后两面反射回来的两列光发生干涉，B错误；

C．“激光测距雷达”利用了激光平行度好，方向性好的特点。C错误；

D．观看立体电影时需配戴特制眼镜利用了光的偏振现象。D错误；

故选A。

2．C

【解析】

A．应从摆锤到达平衡位置开始计时，这样误差小一些。A错误；

B．摆锤摆动到最低点时，由圆周运动知，最低点需要合外力提供向心力，所以摆锤摆动到最低点时其加速度不为零。B错误；

C．摆锤直径与摆线长度相比可以忽略不计，所以摆线可以选长度约为1m的不可伸长的细线。C正确；

D．当摆角很小时

单摆的回复力为

则可知，摆角越大，误差越大。D错误；

故选C。

3．D

【解析】A．第一次乙同学被撞出几米远，第二次乙同学纹丝不动，则第一次气球对乙同学的作用力较大，选项A错误；

B．两次气球抛出的初速度相等，但是从抛出到撞上乙的过程中，空气阻力做功不相等，则撞乙同学前的速度不相等，动量也不相等，选项B错误；

C．撞击过程，充气气球对乙的作用力较大，则乙对气球的反作用力也越大，根据动量定理可知，充气气球的动量变化率大，选项C错误；

D．撞击过程，充气气球被反弹，根据

则其动量变化量大，选项D正确。

故选D。

4．B

【解析】A．根据多普勒效应，当波源与观测着相互靠近时，观测到的频率变大，频率大于，无法听到声音。A错误；

B．根据多普勒效应，当波源与观测着相互远离时，观测到的频率变小，频率小于，可以听到声音。B正确；

C．绕着音频发生器做圆周运动，波相对速度不会改变，波源与观测者距离不变，频率不变，无法听到声音。C错误；

D．和音频发生器同时相向运动，观测到的频率变大，频率大于，无法听到声音。D错误；

故选B。

5．D

【解析】根据条纹间距表达式可知

A．仅减小激光笔与双缝间的距离，条纹间距不变，故A错误；

B．仅减小双缝与墙壁之间距离，条纹间距减小，故B错误；

C．条纹间距与所使用的激光的波长有关，绿光波长比红光小，仅换用绿色激光笔，相邻亮条纹中心间的距离变小，故C错误。

D．仅减小双缝间距d，条纹间距变大，故D正确；

故选D。

6．B

【解析】空气相对玻璃是光疏介质，光从光疏介质到光密介质，折射角小于入射角。相反，光从光密介质到光疏介质，折射角大于入射角。但选项B光从玻璃射出到空气，入射角大于折射角，这是不合理的。

故选B。

7．C

【解析】当通入的电流为I时，小半圆在P处产生的磁感应强度大小为，则有

则大半圆在P处产生的磁感应强度大小

由电流方向及安培定则可知，大、小圆弧在圆心O处产生的磁场方向相同。则P处的合磁感应强度为

电流元，其所受安培力大小

故选C。

8．A

【解析】闭合开关，瞬间有电流，而由于自感线圈L的自感作用，通过的电流逐渐增大；

达到稳定后，由于

所以电路稳定后，通过的电流会变小，且通过的电流大于通过的电流；

当断开开关，由于电感阻碍自身电流变化，通过的电流将逐渐减小，产生的感应电流流过，所以流过的电流与原来的方向相反，大小从慢慢减小最后为0。

故选A。

9．C

【解析】A．拍摄时底片从右向左匀速运动，则右侧的时间长，表示时间的坐标轴的方向向右，A错误；

B．弹簧振子的振动周期约为

B错误；

C．图中照片的总长度为，则底片移动的速度大小约为

C正确；

D．摄时底片从右向左匀速运动，可知图中处在A点的小球正在向上运动，D错误；

图中照片的总长度为。

故选C。

10．A

【解析】A．当车轮带动磁体上移时，穿过线圈1的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，通过电阻的电流从下往上，选项A正确；

B．当车轮带动磁体下移时，穿过线圈1的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，通过电阻的电流从下往上，选项B错误；

C．当车轮带动磁体上移时，根据“来拒去留”，则线圈1对磁体有排斥作用，选项C错误；

D．当车轮带动磁体下移时，根据“来拒去留”，线圈2对磁体有排斥作用，选项D错误。

故选A。

11．B

【解析】A．粒子每转动半周，交流电源电压改变半个周期，这样粒子在板间一直被加速，因此交流电周期与粒子圆周运动周期相等，即

则高频交流电源的频率

A错误；

B．每次经过狭缝时，电场力做功为

W=qU

粒子出磁场时有

则粒子的最终动能为

粒子每转半圈用时

所以粒子在D形盒中运动的总时间为

B正确；

C．粒子射出时动能大小与回旋加速器半径有关，半径不变粒子出射的最大动能不变，C错误；

D．根据可知比荷不同，带电粒子做圆周运动的周期不同，需要调节交流电源的频率，D错误。

故选B。

12．     >     =     15.2          AC##CA     能     

【解析】（1）[1]入射小球A和被碰小球B的质量大小关系为>。

[2]为了发生对心正碰，两小球的半径关系为=。

[3]根据游标卡尺的读数原理可知

（2）[4]AB两球碰撞过程水平方向动量守恒，碰撞后两小球做平抛运动，故AB两球碰撞前后的速度分别为

，，

若两球相碰前后动量守恒，则

即

（3）[5]AB．为了保证小球平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置静止释放，但斜槽轨道不一定光滑，故A正确，B错误；

C．为了保证小球的初速度水平，斜槽末端必须水平，故C正确；

D．复写纸不需要固定在白纸上，测定P点位置时的复写纸可移到测M点的位置时使用，故D错误。

故选AC。

（4）[6][7]分别测出OP、、的长度，在误差允许的范围内满足关系式

则可验证两球碰撞过程动量守恒。

13．（1）；（2）

【解析】（1）由图知，入射角

折射角

折射率

（2）红光在玻璃中传播的速度

即

14．（1）；（2）

【解析】（1）由图知，波长，周期，波速为

（2）波从传到处用时

内质点不振动，质点振动的时间为

质点通过的路程为

15．（1）正电子；（2）；（3）

【解析】（1）由左手定则可知，从入射的电子为正电子

（2）若要正、负电子在图中A点对撞，由几何关系可知

又

可得

（3）若将磁感应强度大小调整为第（2）问中的一半，即

正、负电子在磁场中的某个位置进行对撞，如图

又

可得

由几何关系可知

得

故和间距

即

16．（1）；（2）；（3）

【解析】（1）棒进入磁场Ⅰ，设产生的电动势为，则

回路中的电流为

设棒所受安培力为，棒恰好能够运动应满足

其中

联立解得

（2）解法一：

因为，所以棒始终不动，只有棒运动。棒在穿越磁场Ⅰ过程中通过棒截面的电量为，在磁场Ⅱ中运动到棒处的过程中通过棒截面的电量为。

得

故

棒在穿越磁场过程中，对棒列动量定理得

即

设棒运动到棒处的速率为棒在磁场Ⅱ中运动到棒处的过程中，对棒列动量定理得：

即

联立解得

此时棒产生的电动势为

联立解得

解法二：

因为，所以棒始终不动，只有棒运动。设某时刻棒的速率为，则

由以上三式解得

由动量定理得

即

对棒穿越磁场过程有

即

设棒运动到棒处的速率为，同理可得

联立解得

此时棒产生的电动势为

联立解得

（3）因为，所以棒将向左加速运动，棒向右减速运动，由于作用在两棒之间的安培力大小时刻相等，所以两棒的动量变化量相等。设棒在棒刚离开磁场时的速率为，即

解得

根据系统能量守恒得

解得