2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）期末达标测试卷B卷
（试卷满分：100分；考试时间：90分钟）
一、选择题（每小题5分，共50分）
1.如图所示的模型体现了建筑学中的“张拉”结构原理，两个完全相同的木架M、N用三根轻绳a，b，c连接静置于水平地面上，三根轻绳均处于张紧状态。下列说法正确的是( )
A.轻绳a对M的拉力大小等于M的重力
B.轻绳a、b、c对M的拉力之和等于零
C.轻绳b、c对M的拉力之和小于轻绳a对M的拉力
D.N对地面的压力等于N的重力
2.如图四种仪器中，对电现象的利用，其原理不同于其它三种的是( )
A.静电除尘器 B.静电复印机 C.电蚊拍 D.静电植绒仪
3.如图1所示，真空中有一半径为R、电荷量为的均匀带电球体（实线），以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴。理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图2所示，则( )
A.c处场强和a处的场强大小相等、方向相反
B.球内部的电场为匀强电场
C.a、c两点处的电势一定相等
D.将一个正试探电荷沿x轴从b移到c的过程中，电场力做正功
4.密立根油滴实验装置如图所示，两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间产生匀强电场。用一个喷雾器把密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U时，电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。若仅将金属板间电势差调整为，则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，在相距40km的A、B两地之间沿直线架设了两条输电线，两条输电线的总电阻为。现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员进行了如下操作：在A地接上电源，测得电压表示数为10V，电流表示数为40mA。则A地到短路处两根输电线的总电阻和A地到短路处的距离分别为( )
A.500Ω；12.5km B.500Ω；25km C.250Ω；12.5km D.250Ω；25km
6.如图所示，平行板电容器通过一滑动变阻器R与直流电源连接，G为一零刻度在表盘中央的灵敏电流计，闭合开关S后，下列说法正确的是( )
A.若只在两板间插入电介质，电容器的两板间电压将增大
B.若只在两板间插入电介质，电容器的电容将保持不变
C.若只将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器储存的电量将增加
D.若只将电容器下极板向下移动一小段距离，此过程电流计中有从a到b方向的电流
7.如图所示，线圈abcd在匀强磁场区域EFGH中，下列情况下线圈中不能产生感应电流的是( )
A.把线圈变成圆形（周长不变） B.使线圈在磁场中加速平移
C.使磁场增强或减弱 D.使线圈以过ab的直线为轴旋转
8.如图所示，在光滑的水平面上有一根轻弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端处于自然状态。弹簧的右侧有一物块以初速度向左运动，后与弹簧发生挤压并被弹回，已知弹簧的形变量始终在弹性限度内，则( )
A.物块的运动过程中，物块的动量守恒
B.物块的运动过程中，物块的机械能守恒
C.物块的运动过程中，物块与轻弹簧组成的系统动量守恒
D.物块的运动过程中，物块与轻弹簧组成的系统机械能守恒
9.利用电磁打点计时器可形成驻波。如图，连接电磁打点计时器的交流电源频率为50Hz，一条弹性绳左端连接电磁打点计时器的振片，右端过支架的P点挂一重物M。振片的振动能在绳中形成向右传播的一列机械波，该波在P点反射后能产生向左传播的机械波，两列机械波的频率、振幅均相等，此时在绳中形成驻波，如图所示。A、C质点始终静止不动，B、D质点振幅最大，其余各质点振幅依次变化，已知质点平衡位置间距离，E质点的平衡位置在A、B两质点的平衡位置之间。时刻，D质点正处于波谷，下列说法正确的是( )
A.两列波的波长均为2.4m
B.两列波的波速均为120m/s
C.时，E质点正位于平衡位置向上运动
D.时，B质点正位于平衡位置向下运动
10.有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片卷起来，放进空心的透明圆筒内，中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”，如图甲所示。当圆筒中的小球从B端滚向A端，居然穿过了“挡板”，如图乙所示。则( )
A.该魔术说明光是纵波
B.该魔术对观众的观察角度有要求
C.只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术
D.该魔术中对两偏振片卷起来的方式有要求
二、实验题（共20分）
11.（6分）某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。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。回答下列问题：
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______；
A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝
（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第2条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为x，则单色光的波长______；
（3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第2条暗条纹到第5条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光的波长为______nm（结果保留3位有效数字）。
12.（6分）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
（1）测量出多组周期T、摆长L的数值后，画出图线如图，此图线斜率的物理意义是( )
A.g B. C. D.
（2）在（1）中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小( )
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.都有可能
（3）该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期，然后把摆线缩短适当的长度，再测出其振动周期。用该同学测出的物理量表示重力加速度g=___________。
13.（8分）某同学准备测量一电池的电动势（不高于）和内阻.
（1）为较精确测量电池的电动势和内阻，除被测电池、开关、导线若干外，还有下列器材供选用，请选择适当的器材__________.（填写选项前的字母）
A.电流表（，内阻）
B.电流表（，内阻约为）
C.电压表（，内阻未知）
D.电压表（，内阻未知）
E.滑动变阻器（）
F.滑动变阻器（）
（2）在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，根据第（1）小题所选器材，实验电路图应选择__________（填“甲”或“乙”）.
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图象，则电池的电动势__________V，内电阻__________Ω.（最后结果保留1位小数）
三、计算题（共30分）
14.（10分）如图所示，带有等量异种电荷的平行金属板M、N竖直放置，M、N两板间的距离，现将一质量、电荷量的带正电小球从两极板上方的A点以的初速度水平抛出，A点距离两板上端的高度。小球恰好从靠近M板上端B处进入两板间，沿直线运动碰到N板上的C点。设匀强电场只存在于两板之间，不计空气阻力，g取。求：
（1）小球到达B处时速度的大小；
（2）M、N两板间的电压；
（3）小球到达C点时的动能。
15.（10分）如图所示，一根劲度系数、原长的轻质弹簧竖直放置在水平地面上，弹簧上端固定质量的水平薄板A，整个装置处于静止状态，此时弹簧的弹性势能。质量的小球C用足够长的轻绳悬挂在距地面处。一个质量的小物块B从薄板正上方距地面高度处由静止自由下落，与薄板A发生瞬间碰撞并粘在一起共同运动，一段时间后薄板A又与小球C发生瞬间弹性碰撞，不考虑二次碰撞，不计空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）小物块B与薄板A瞬间碰撞后共同速度的大小；
（2）小球C距离地面的最大高度；
（3）若仅改变小球C的质量，能否使小球C上升的最大高度高于小物块B释放的高度。
16.（10分）如图，在足够大绝缘水平面上方存在水平向右的匀强电场，电场强度大小。水平面上有两物块A和B（均可视为质点），质量均为，其中A带电荷量，B不带电，某时刻它们自相隔的两位置分别以、的速度沿它们的连线方向做同向直线运动，此后物块A、B发生完全非弹性碰撞，碰撞时间极短。已知两物块与水平面的动摩擦因数均为，重力加速度。求：
（1）A追上B时，B的位移；
（2）A、B两物块碰撞过程中A、B组成的系统损失的机械能。
答案以及解析
1.答案：C
解析：D.整体受力分析，由平衡条件得，N对地面的压力等于M、N的重力之和，D错误；
ABC.由对称性可知，对上方木模受力分析有，则，，故C正确，AB错误.
故选C.
2.答案：C
解析：静电除尘器、静电复印机和静电植绒仪都是利用静电原理工作的；而电蚊拍一般使用2.4V镍氢电池，工作时电网瞬间产生1850V直流高压电（电流小于10mA，对人畜无害），能将蚊虫吸入电网电毙，所以电蚊拍的原理不同于其它三种。
故选C。
3.答案：D
解析：A.由图2可知：c处场强和a处的场强大小相等、方向相同，A错误；
B.由图像可得，球内部的电场强度从圆心向外逐渐增大，球内部的电场为非匀强电场，B错误；
C.由图像得，电场线的方向一定是从圆心指向无穷远处，沿电场线的方向降低，所以a处的电势高于c处的电势，C错误；
D.将一个正试探电荷沿x轴从b移到c的过程中，所受的电场力向右，位移也向右，所以电场力做正功，D正确。
故选D。
4.答案：D
解析：带电油滴在电场中平衡，根据平衡条件有，而，即①，仅将金属板间电势差调整为，则有②，依次将各选项中球状油滴所带电荷量和半径代入②式，对比①式可知，只有D正确，ABC错误。
5.答案：C
解析：设发生短路处到A处距离为x，据题意知，A、B两地间的距离为
电压表的示数为
电流表的示数为
根据欧姆定律
可得，A端到短路处的两根输电线的总电阻为
根据电阻定律可知
设A、B两地输电线的电阻为，则
得
解得
ABD错误，C正确。
故选C。
6.答案：C
解析：A、B项：闭合开关S后，电容器板间电压等于变阻器下部分电阻的电压，保持不变，若只在两板间插入电介质，电容器的电容将增大。故A、B错误；C项：若只将滑动变阻器滑片P向上移动，电容器极板间电压增大，则电容器所带电荷增多，故C正确；D项：若只将电容器下极板向下移动一小段距离，板间距离增大，电容减小，而电压不变，则电容器所带电量减小，电容器放电。由于上极板带正电，所以此过程电流计中有从b到a方向的电流，故D错误。故应选：C。
7.答案：B
解析：A.把线圈变成圆形（周长不变），线圈的面积增大，穿过线圈的磁通量增大，能够产生感应电流。故A错误；
B.由于磁场是匀强磁场，因此线圈无论向哪个方向平移，磁通量都不会发生变化，不会有感应电流产生，故B正确；
C.使磁场增强或减弱穿过，线圈的磁通量增大或减小，能够产生感应电流。故C错误；
D.当线圈以ab为轴旋转时，其磁通量发生变化，有感应电流产生，故D错误。
故选B。
8.答案：D
解析：AC.动量守恒研究的对象为两个或两个以上物体组成的系统，物块在运动过程中，物块与轻弹簧组成的系统受到墙壁的弹力，合外力不为零，因此该系统动量不守恒，故AC错误；
BD.物块的运动过程中，物块与轻弹簧组成的系统动能和势能相互转化，机械能守恒，而单独对物块而言，压缩弹簧的过程中，物块的动能在向弹簧的弹性势能转化，其自身的机械能在减小，故B错误，D正确。
故选D。
9.答案：D
解析：A.B、D是相邻的振动加强点，若其中一个点是波峰与波峰相遇的位置，则另一个点是波谷与波谷相遇的位置，可知B、D平衡位置间距离为，可得
故A错误；
B.根据波速的公式，有
故B正确；
CD.根据题意可知
时刻，D点处于波谷，是波谷与波谷相遇处，则B是波峰与波峰相遇处，再经极短时间E点参与两列波的振动，速度分别为，，时刻大小相等方向相反，合速度为零，E处于波峰，经极短时间后合速度向下，E向下振动，则经时间B和E均正位于平衡位置向下运动，故C错误，D正确。
故选D。
10.答案：D
解析：光的偏振现象说明光是横波，A错误；任何角度的光都会发生偏振现象，不同角度的观众看到的现象相同，该魔术对观众的观察角度无要求，B错误；当偏振片偏振方向与偏振光的方向平行时，偏振光可以全部通过偏振片，当偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直时，偏振光不能通过偏振片，则在中间区域放两片偏振方向互相垂直的卷起来的偏振片时，自然光不能通过，形成黑影，看起来就像一道墙，一片偏振片无法完成实验，C错误，D正确。
11.答案：（1）B（2）（3）630
解析：（1）相邻亮条纹间的距离,单色光波长λ，双缝的间距d，以及屏与双缝间的距离l之间的关系为
为增加从目镜中观察到的条纹个数，可以采取的措施有：换用波长更短的光源；减小双缝到屏的距离；增大双缝间的距离。故ACD错误，B正确。
故选B。
（2）第2条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为x，则两个相邻明纹（或暗纹）间的距离
解得
（3）所测单色光的波长
12.答案：（1）C（2）C（3）
解析：（1）根据单摆的周期公式可得
（常数）
C正确，故选C。
（2）根据（1）的分析，故有
若误将摆线长当作摆长，画出的直线将不通过原点，但图线的斜率仍然满足
所以由图线的斜率得到的重力加速度不变。故选C。
（3）根据（2）的分析，，整理得
13.答案：（1）ACE（2）甲（3）1.5；0.7
解析：（1）在题述器材中选择适当的器材：电流表A的内阻是已知的，故选A，电压表选择量程的C，滑动变阻器选择阻值较小的E，被测电池、开关、导线若干，故选ACE.
（2）因电流表的内阻已知，故实验电路图应选择图甲.
（3）由图可知电池的电动势，内电阻.
14.答案：（1）5m/s（2）（3）1.75J
解析：（1）小球由A到B做平抛运动，设到达B点时的竖直分速度为，由题意可得
解得
（2）由于小球进入两板间后做直线运动，所以重力与电场力的合力沿该直线方向，设速度方向与水平方向的夹角为θ，则有
得解
（3）微粒进入电场后，设从B点运动到C点的竖直位移为，由动能定理得
解得
15.答案：（1）（2）（3）不能
解析：（1）设弹簧的压缩量为，小物块B与薄板A碰前瞬间速度为，碰撞后瞬间A与B的共同速度，薄板A与小球C发生瞬间碰撞前速度为v，碰后，薄板A的速度为，小球C速度为，由薄板A静止可得
小物块B下落过程机械能守恒
小物块B与薄板A组成的系统碰撞瞬间动量守恒
解得
（2）小物块B与薄板A组成的系统能量守恒
薄板A与小球C发生瞬间弹性碰撞的过程中，动量及能量守恒：
小球C竖直上抛
（3）由（2）可得
故小球C上升的最大高度不能高于小物块B释放的高度。
16.答案：（1）（2）
解析：（1）A、B碰撞前，根据牛顿第二定律，对A有
解得：
即A做速度的匀速直线运动
对B，根据牛顿第二定律，有
解得：
故B做初速度为，加速度大小为的匀减速直线运动
B速度减为零所用时间为
此时，A的位移为
B的位移为
由，故B速度减为零时A还未追上B。
所以A追上B时，B的位移为。
（2）物块A、B发生完全非弹性碰撞，碰撞时间极短，碰撞过程系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得：
解得：
碰撞过程A、B组成的系统损失的机械能为
解得：
