桂林市2023~2024学年度上学期期末质量检测
高二年级物理
（考试用时75分钟，满分100分）
说明：
1. 答题前，考生务必将答题卷密封线内的项目填写清楚，密封线内不要答题。
2. 直接在答题卷上答题（不在本试卷上答题）。
第Ⅰ卷（选择题，共46分）
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. 自然界以及生产和生活领域，广泛存在着由电荷流动所引起的效应。关于电流的方向，下列说法正确的是（ ）
A. 电源供电的外部电路中，电流的方向是从负极流向正极
B. 电源内部，电流的方向是从正极流向负极
C. 电子定向移动形成的电流方向与电子定向移动方向相同
D. 电子定向移动形成的电流方向与电子定向移动方向相反
2. 琴弦的振动带给人们优美的音乐，地震则可能给人类带来巨大的灾害。关于机械振动，下列说法正确的是（ ）
A. 简谐运动是一种匀速直线运动
B. 物体做阻尼振动时，振幅逐渐增大，周期逐渐减小
C. 物体做受迫振动达到稳定状态时，振动频率等于驱动力频率
D. 只要驱动力频率大于物体的固有频率，就会发生共振现象
3. 如图所示，光滑曲面体A静止在光滑水平面上，将小球B从A的顶端由静止释放，从小球开始沿A的光滑弧面（弧面末端与水平面相切）下滑到离开的整个过程中，对小球B和曲面体A组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量守恒，机械能不守恒
C. 动量不守恒，机械能守恒 D. 动量不守恒，机械能不守恒
4. 波源、在同一水面上步调一致上下振动，产生了振幅相等的两列水波，波峰、波谷分别用实线、虚线表示。如图所示为某一时刻两列水波相遇的图样，其中质点P位于两波源连线的中垂线上，关于水面上B、C、D、P质点的运动特征，位于振动减弱区域的质点是（ ）
A. 质点B B. 质点C C. 质点D D. 质点P
5. 2023年诺贝尔物理学奖颁发给“研究物质中的电子动力学，而产生阿秒激光的实验方法”做出贡献的三位科学家。下列激光的特性及其应用，正确的是（ ）
A. 实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光频率单一，相干性好
B. 医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的平行度好
C. 激光束很容易给坚硬的材料上打孔，是利用激光的相干性好
D. 激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的速度大
6. 如图所示，在竖直放置的电路中，、均为可变电阻，平行板电容器C的极板水平放置，电源内阻不能忽略。闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是（ ）
A. 减小的阻值 B. 减小的阻值
C. 减小两板间的距离 D. 断开电键S
7. 2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课中神州十六号三位宇航员景海鹏、朱杨柱、桂海潮通过精彩的实验面向全国青少年进行太空科普授课。其中一个情境为动量守恒演示实验：如图所示，质量为100g的小钢球A静止悬浮在空中，宇航员用手推出质量为500g的大钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向小钢球A，撞后大、小钢球均水平向左运动。为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是（ ）
A. 两个钢球的悬浮高度 B. 两个钢球的碰撞时间
C. 手对小钢球B推力的冲量 D. 两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间
8. 你是否感受到，凡是用到电的地方，几乎都有磁现象相伴随？下列关于磁场的说法正确的是（ ）
A. 磁场是人为构想出来的 B. 磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质
C. 爱因斯坦首先发现了电流的磁效应 D. 磁体与磁体之间的作用是通过磁场发生的
9. 抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激光束经过一根细丝后在光屏上所产生的条纹变化，即可判断细丝粗细的变化，则下列说法正确的是（ ）
A. 这里应用的是光的衍射现象 B. 这里应用的是光的偏振现象
C. 这里应用的是光的干涉现象 D. 如果屏上条纹变窄，表明抽制的丝变粗
10. 如图所示，沿x轴传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，已知波的周期大于2s。则下列判断正确的是（ ）
A. 波沿x轴正方向传播，波速为4m/s
B. 波沿x轴负方向传播，波速为8m/s
C. 处质点的振动方程为
D. 在时间里，处的质点通过的路程为14m
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
二、实验探究题（本大题共2小题，共14分）
11.（6分）小明做“用单摆测定重力加速度”的实验，就地取材组装了如下几种实验装置。
（1）下列最合理的装置是______。
A. B. C. D.
（2）为了完成本实验，小明测量出摆线长度L，摆球直径为d；摆球在竖直平面内稳定摆动后，用秒表记录单摆完成n次全振动所用的时间为t.此单摆周期______（用t、n表示）。
（3）当地重力加速度大小的表达式为______（用L、d和T表示）。
12.（8分）高二的小张同学怀疑学校的自来水存在水质问题，于是成立兴趣小组进行验证。先利用PH试纸测试发现偏弱酸性，而根据我国《生活饮用水卫生标准》的规定，自来水的PH值必须是在6.5至8.5之间。经查阅资料PH值为6.5至7.0的水电阻率一般为至之间。兴趣小组通过测定自来水的电阻率来判断学校自来水是否符合规定。
（1）自制盛水容器如图甲所示，其左右两侧面为金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱。通过游标卡尺测量内尺寸，a由图乙得出______cm，，再由米尺测出。将水样注满容器后，进行以下操作：
图甲 图乙
（2）该兴趣小组用多用电表进行粗测，将档位调至电阻“”挡，按正确的操作步骤测其电阻，发现指针偏角过小，他应先将倍率调为______（选填“”或“”）档，紧接着进行欧姆调零，正确操作后，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为______。
图丙
（3）为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材：电流传感器，电阻箱，电源（内阻可忽略），开关，导线。设计电路图如图丁所示，请用笔画线代替导线，将图戊的实物电路连接完整______。
图丁 图戊
（4）正确连接电路后，闭合开关，测得多组I、R数据，并作出关系图线，得出斜率，截距；由本题相关数据可以求出待测水样的电阻率为______（计算结果保留三位有效数字）。据此可知，所得水样______（填“达标”或“不达标”）。
三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.（10分）一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的某种透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示，该截面的半径为R。一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁顺时针向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点。当激光器移到Q点时，光束与竖直方向成角，此时观察到进入空气中的光束与竖直方向成角。已知光在空气中的传播速度为c，求：
（1）液体的折射率；
（2）激光从Q点传到O点的时间；
（3）继续移动激光器恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束，此时液体中的光束与竖直方向的夹角。
14.（13分）如图所示，电源电动势为20V，小灯泡L的规格为“6W，12V”；当开关S接1，电阻箱调到时，小灯泡L正常发光；当开关S接2时，小灯泡L正常发光和电动机正常工作。已知电动机的线圈电阻为。求：
（1）小灯泡正常工作时的电阻；
（2）电源的内阻；
（3）开关接1时，电源的输出功率；
（4）开关接2时，电动机的输出功率。
15.（17分）某学校同学在校打篮球时，发现两篮球上下叠放同时落地后，上面的球被弹起得很高。为研究此现象所蕴含的物理原理，成立兴趣小组利用篮球、排球进行了碰撞实验，为计算方便本题中所有球均可视为质点。重力加速度大小为，忽略空气阻力影响。进行如下实验：
图甲 图乙 图丙
（1）第一次实验：如图甲所示，将质量为的篮球，单独从距离地面高度处由静止释放，碰撞地面后上升的最大高度也是，通过查阅资料他们估计出了球与地面的作用时间。求篮球与地面碰撞过程中地面对篮球的平均作用力F的大小。
（2）第二次实验：如图乙所示，在篮球（）的正上方紧贴着放一质量为的排球，让这两个球一起从距离地面高处自由下落并撞击地面。若篮球与地面及篮球与排球的碰撞时间均忽略不计，篮球与地面碰后以相同速度大小弹回，立即与排球发生弹性碰撞。求排球能达到的高度。
（3）受（2）的启示，他们设想了一个超球实验：如图丙所示，将三个弹力球紧贴从距离地面H高处由静止释放，由下至上三球的质量分别为、和，且满足，所有碰撞均是弹性碰撞。他们认为第3个球可以被反弹到很高的高度，试估算此高度与H的关系。
桂林市2023~2024学年度上学期期末质量检测
高二物理参考答案
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 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D C C B A B D BD AD AC
二、实验探究题（本大题共2小题，共14分）
11.（6分）（1）B；（2）；（3）（其他正确变形结果均可）。（每空2分）
12.（8分）（1）4.240（1分）；
（2）（1分），100000或100K或等（1分）；
（3）如图（2分）
（4）（2分），不达标（1分）
三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.（10分）（1）由折射定律可得：……①（2分）
解得：……②（1分）
（2）光在该液体中的传播速度：……③（2分）
则激光从Q点传到O点的时间：……④（1分）
解得：……⑤（1分）
（3）由全反射临界角公式可得：……⑥（2分）
解得：……⑦（1分）
14.（13分）（1）小灯泡正常发光可得：……①（2分）
解得：……②（1分）
（2）由功率可得：……③（1分）
解得：……④（1分）
由闭合电路欧姆定律可得：……⑤（1分）
解得：……⑥（1分）
（3）由电源的输出功率可得：……⑦（1分）
解得：……⑧（1分）
（4）由闭合电路欧姆定律可得：……⑨（1分）
电动机的总功率：……⑩（1分）
电动机的输出功率：……（1分）
解得：……（1分）
15.（17分）（1）篮球下落做自由落体运动，落地瞬间速度
……①（2分）
可得落地瞬间速度大小为……②（1分）
由于是弹性碰撞，所以反弹速度大小为。设向下为正方向，落地到反弹，
根据动量定理可得：……③（2分）
解得……④（1分）
（2）篮球以碰前刚刚着地的速率反弹并与排球碰撞，设向下为正方向，设碰后篮球速度为，排球碰后速度为，根据动量守恒定律可得：
……⑤（2分）
根据机械能守恒定律可得：
……⑥（2分）
联立解得：……⑦（1分）
对于小球2碰后，根据动能定理可得
……⑧（1分）
解得……⑨（1分）
（3）由（1）问在第1球落地瞬间，3个球的速度……⑩（1分）
在第（2）问基础上，同理由弹性碰撞方程组⑤⑥式及，
可得，……（1分）
对于小球3碰后，根据动能定理可得
……（1分）
解得……（1分）
