卷子答案网-一个不只有答案的网站河南省焦作市普通高中2022-2023学年高二下学期物理开学诊断考试试卷
一、单选题
1．（2023高二下·焦作开学考）物理来源于生活又服务于生活，下列关于生活中常见到的物理现象及应用，说法正确的是（ ）
A．相机镜头前的增透膜是利用偏振原理增加入射光强度
B．物体做受迫振动时，受迫振动的频率等于物体的固有频率
C．利用透明的标准样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象
D．当警车在某车后面匀速行驶时，警车探测到的反射波频率大于发射波频率，说明警车的速度小于前车速度
2．（2023高二下·焦作开学考）如图所示，面积是S的矩形导线框abcd处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，其中是线框abcd的对称轴且正好与磁场边界重合。现使线框以为轴，从图示位置开始匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．转动过程中没有感应电流生成
B．线框转过30°角时，穿过线框的磁通量为
C．线框转过30°角时，穿过线框的磁通量为
D．线框转过180°角的过程中，穿过线框的磁通量的变化量为0
3．（2023高二下·焦作开学考）一列简谐横波沿x轴传播。P、Q为介质中的两个质点，如图所示为某时刻的波形图，此后P比Q先回到平衡位置。则下列说法正确的是（ ）
A．质点P的振幅小于10cm
B．该波沿x轴负方向传播
C．此时质点P做加速运动
D．此时质点P的回复力大于质点Q的回复力
4．（2023高二下·焦作开学考）某同学将附有肥皂膜的铁丝圈，竖直放置在阳光下，可以观察到如图所示的彩色条纹。已知从上到下薄膜增厚的越来越快，则下列说法正确的是（ ）
A．彩色条纹是由于光的衍射形成的
B．彩色条纹分布是上密下疏
C．如果换成单色光照射，则观察不到条纹
D．任意两相邻同种颜色的亮纹对应的薄膜厚度之差不变
5．（2023高二下·焦作开学考）位于贵州省安顺市的黄果树坝陵河大桥蹦极，经吉尼斯世界纪录认证，为世界最高的商业蹦极（370米），它也成为众多蹦极爱好者争相挑战的对象。一质量80kg的蹦极爱好者在一次蹦极中，离开踏板后运动过程中的部分x－t图像如图所示，其中OA为抛物线，AC为一般曲线，B点斜率为零，则从绳伸直后到运动到最低点的过程中，绳对他的平均作用力大小为（不计空气阻力，）
A．1500N B．2000N C．2400N D．3000N
6．（2023高二下·焦作开学考）如图所示，一倾角为的光滑绝缘斜面，处于竖直向下的匀强电场中，电场强度。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
B．摆球的摆动周期为
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
7．（2023高二下·焦作开学考）在水槽中，波源是固定在同一个震动片上的两根细杆，当震动片振动时，细杆周期性击打水面形成两列水面波，波长均为5cm，这两列波相遇后，在它们的重叠区域会形成如图1所示的稳定干涉图样。图2中实线表示某时刻波峰，虚线表示该时刻波谷，A、B、C、D在同一条直线上，其中C点是BD的中点，则下列说法中正确的是（ ）
A．图2中C点正向下运动
B．图2中A，B两点的竖直高度差为20cm
C．图2中A，D两点振动加强，B，E两点振动减弱
D．半个周期后，原来位于波峰的点位于波谷，原来位于波谷的点位于波峰
二、多选题
8．（2023高二下·焦作开学考）如图所示，将电动机A和电炉B并联后接到电源上，已知电炉B的电阻R＝10Ω，电动机线圈电阻，电源内阻r＝2Ω。当闭合、断开时，电炉消耗功率为；、都闭合时，电炉消耗功率为（电炉电阻可看作不变）。则下列判断正确的是（ ）
A．电源的电动势为72V
B．、都闭合时，通过电动机的电流为4A
C．、都闭合时，电动机的输出功率为264W
D．、都闭合时，电动机的转化效率为90%
9．（2023高二下·焦作开学考）如图所示，光滑的冰面上有一质量为M的小车处于静止状态，小车上表面为一半径为R的光滑圆弧曲面。某一时刻，一质量为m的小球自左端以水平速度冲上小车。则下列说法正确的是（ ）
A．小球沿曲面向上运动过程中，小球和小车组成的系统动量守恒
B．小球沿曲面向下运动的过程中，小车的动量增加
C．小球离开小车时小球的速率等于
D．若小球速度较大，会从圆弧轨道上端抛出，但仍会落回小车
10．（2023高二下·焦作开学考）沿x轴传播的简谐横波在时的波形如图中实线所示，时的波形图如图中虚线所示，已知波的周期。P为其中一个振动质点。则下列判断正确的是（ ）
A．波的传播速度可能为30m/s
B．波的传播周期可能为0.6s
C．当t＝0.6s时，P点可能在平衡位置
D．P点在2.4s的时间内走过的路程可能为24cm
三、实验题
11．（2023高二下·焦作开学考）某实验小组利用如图所示装置验证动量守恒定律，在导轨上分别固定两个光电门1、2，分别与计时器相连，可以记录挡光片通过光电门的时间。
（1）开始实验时，将质量的滑块2静置于导轨上，打开气泵，待气流稳定后，调整气垫导轨，直至观察到滑块2能保持静止，说明气垫导轨已调至 。
（2）甲同学将滑块2置于两光电门之间，在滑块1的上端固定一挡光片，滑块与挡光片总质量，并测出挡光片的宽度d＝0.50cm，使其以一定速度从光电门1的右侧向左运动，与滑块2碰撞后粘在一起通过光电门2，通过两光电门的时间、，两滑块碰撞前，滑块1的速度大小为 m/s（保留2位小数），碰撞后系统的总动量为 kg·m/s（保留2位小数）。若实验允许的相对误差绝对值（），最大为5%，则本实验 （选填“能”或“不能”）验证动量守恒定律。
（3）乙同学看后说，本实验中不需要测量挡光片的宽度d，也能得到同样的结论，理由是 。
12．（2023高二下·焦作开学考）待测电阻是一根横截面为圆形的丝线，某物理兴趣小组为研究其导电性能，决定通过实验测定其电阻率。实验室除了直流电源（电动势6V，内阻可忽略不计）、开关、导线、多用电表（欧姆挡位可正常使用，其他挡位不明）、螺旋测微器和毫米刻度尺外，还有如下实验器材：
A．电压表（量程15V，内阻约为10kΩ）
B．电压表（量程3V，内阻约为2kΩ）
C．电流表（量程0.4A，内阻为0.5Ω）
D．电流表（量程100mA，内阻为5Ω）
E．滑动变阻器（最大阻值为10Ω，允许流过最大电流1A）
F．滑动变阻器（最大阻值为100Ω，允许流过最大电流0.5A）
（1）在实验中，首先用螺旋测微器测量细丝线的直径，其示数如图1所示，该细丝的直径d＝ mm。
（2）然后用多用电表的欧姆挡位粗测其电阻，操作步骤正确。选用倍率“×10”，指针偏转角度过大，为使指针位于中间区域，应该重新选择 倍率（选填“×100”或“×1”）。再次进行欧姆调零后测量电阻，指针如图2位置所示，则测得电阻为 Ω。
（3）实验小组决定采用伏安法测电阻，为使测量结果尽可能准确，且从零开始多测几组数据；请用笔画线代替导线，将下列仪器连接完毕。
（4）用表示待测丝线，为使测量过程中各电表读数均能在满偏以上，且便于操作，电压表应选用 ，电流表选用 ，滑动变阻器选用 。（填器材前面的序号）
（5）若某次测得电压表读为U、电流表读数为I，电压表内阻用、电流表内阻用表示，则所测电阻准确值表达式为 （用题中所给物理量的字母表示）。
四、解答题
13．（2023高二下·焦作开学考）用一新型透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长为AB＝7L，宽AD＝4L，按图示放置在水平地面上，在地面上距离CD面为3L的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光线与CD面夹角为37°时，光线穿过材料后恰好照射到B点。光在真空中传播速度为c，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求：
（1）这种材料的折射率；
（2）这束光线在材料中传播经历的时间。
14．（2023高二下·焦作开学考）如图1所示，“滑草”是最近几年比较流行的运动项目，为保证安全，现在有的滑草场修建如图2所示模型。斜面滑道CD与水平地面AB的夹角，在底端右侧有一半径的竖直圆弧轨道BE与AB相切，B为切点。其中CD的长度，DB之间距离。一个质量的游客（可视为质点）从C点由静止开始下滑，恰好到达E点。游客与倾斜直轨道和水平轨道的动摩擦因数均为，且经过D、B两点时速率不发生改变，忽略空气阻力，，，。求：
（1）游客到达斜面底端D时重力的瞬时功率；
（2）游客达B点时，对圆弧轨道的压力大小；
（3）从B到E的过程中，摩擦力对旅客做的功。
15．（2023高二下·焦作开学考）冰壶是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为冰上的“国际象棋”，属于2022年北京冬奥会比赛项目。队员通过投掷冰壶将对方的冰壶从营垒中击出，使自己的冰壶留在垒中。如图1所示为营垒的俯视图，营垒的最大半径为1.83m，以中心点为圆心，向外分别各画一个半径0.15m、0.61m、1.22m以及1.83m的同心圆圈。某次比赛中，绿色冰壶正好处于营垒中心，红方队员将冰壶掷出后，红色冰壶沿二者连线运动，当距离绿色冰壶0.22m时，红壶的速度v＝1.2m/s，两壶碰撞后，红壶的速度大小为0.3m/s，方向不变，碰撞时间极短，重力加速度，两壶与冰面的摩擦因数，两冰壶质量相等且可视为质点。
（1）通过计算，判断绿壶能否滑出营垒；
（2）红色冰壶从距绿色冰壶0.22m时到静止，共经历多长时间。
16．（2023高二下·焦作开学考）一列简谐横波沿x轴传播，t＝2s时刻的波形图如图1所示，此时质点A刚开始振动。图2表示x＝0处原点的振动图像。
（1）写出平衡位置在x＝0处的质点位移y随时间t变化的关系式；
（2）试画出t＝5s时的波形图；
（3）求从t＝2s时刻开始，再经多长时间平衡位置位于x＝15m处的质点B（图中未画出）通过的路程为10cm。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】受迫振动和共振；多普勒效应；光的干涉
【解析】【解答】A．相机镜头前的增透膜是利用光的干涉原理，增加透射光强度，A不符合题意；
B．物体做受迫振动时，受迫振动的频率等于驱动力的频率，B不符合题意；
C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉，C符合题意；
D．当警车在某车后面匀速行驶时，警车探测到的反射波频率大于发射波频率，根据多普勒效应可知，两者间距减小，说明警车的速度大于前车速度，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】相机镜头前的增透膜是利用光的干涉原理，受迫振动的频率等于驱动力的频率，利用光的薄膜干涉检查光学平面的平整程度，结合多普勒效应进行分析判断。
2．【答案】B
【知识点】磁通量
【解析】【解答】A．转动过程中，穿过导线框中磁通量变化，则有感应电流，A不符合题意；
BC．线框转过30°角时，穿过线框的磁通量为 ，B符合题意，C不符合题意；
D．线框转过180°角过程中，穿过线框的磁通量变化量为 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】当闭合回路中磁通量发生变化时回路中产生感应电流，利用磁通量的表达式得出穿过线框的磁通量以及磁通量的变化量。
3．【答案】C
【知识点】简谐运动的表达式与图象；胡克定律
【解析】【解答】A．根据图像可知，质点P的振幅等于10cm ，A不符合题意；
B．此后P比Q先回到平衡位置，所以P向下运动，根据平移法可知，波沿x轴正方向传播，B不符合题意；
C．P向平衡位置运动，所以此时质点P做加速运动，C符合题意；
D．根据 可知，此时质点P的回复力小于质点Q的回复力，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据简谐横波的图像得出质点P的振幅，结合平移法得出该波传播的方向，通过胡克定律得出质点PQ回复力的大小关系。
4．【答案】D
【知识点】光的干涉；薄膜干涉
【解析】【解答】A．彩色条纹是由于光的干涉形成的，A不符合题意；
B．从上到下薄膜增厚的越来越快，因此，在薄膜上不同的地方，来自前后两个面的反射光所走的路程差不同，导致上疏下密，B不符合题意；
C．如果换成单色光照射，仍会发生干涉现象，能看到干涉条纹，C不符合题意；
D．任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差是半倍的波长，保持不变，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】彩色条纹是由于光的干涉，将太阳光换成单色光仍能看到干涉条纹，结合薄膜干涉进行分析判断。
5．【答案】B
【知识点】动量定理；自由落体运动
【解析】【解答】由题意可知OA过程蹦极爱好者做自由落体运动，则有 ，解得 ，B点斜率为零，可知B点对应速度为零，B点为最低点；从O到B的过程，根据动量定理可得 ，解得 ，
故答案为：B。
【分析】蹦极爱好者做自由落体运动，结合自由落体运动的规律以及动量定理得出绳对他的平均作用力 。
6．【答案】B
【知识点】单摆及其回复力与周期；受力分析的应用；运动的合成与分解
【解析】【解答】AB．带正电小球受到的电场力和重力合力大小为 ，电场力和重力合力沿斜面方向的加速度为 ，则摆球的摆动周期为 ，A不符合题意，B符合题意；
C．摆球做圆周运动，摆球经过平衡位置时回复力为零，但合力不为零，C不符合题意；
D．摆球刚释放时的回复力大小为 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对带正电的小球进行受力分析，根据共点力平衡和牛顿第二定律得出加速度的表达式，结合单摆周期的表达式得出摆球的周期，结合力的分解得出摆球刚释放时的回复力。
7．【答案】D
【知识点】波的干涉现象
【解析】【解答】A．D点是波峰和波峰相遇点，B点是波谷和波谷相遇点，C点是BD的中点，所以C点正过平衡位置向上运动，A不符合题意；
BC．由图像可知，A、B、D三点为振动加强点，E点为振动减弱点，A、B两点的振幅均为 ，两者分别处于叠加后的波峰和波谷，所以竖直高度差为 ，由于不知道振幅的具体值，所以不能确定A、B两点的竖直高度差，BC不符合题意；
D．由波动过程可知，半个周期后，原来位于波峰的点位于波谷，原来位于波谷的点位于波峰，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，波峰与波谷相遇时时振动减弱，结合振动的叠加进行分析判断。
8．【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】A．当 闭合、 断开时，电炉消耗功率为 ，解得 ，A符合题意；
B． 、 都闭合时，电炉消耗功率为 ，则电炉两端电压 ，回路总电流 ，通过电动机的电流为 ，B不符合题意；
C．电动机的输出功率为 ，C符合题意；
D．电动机的转化效率为 ，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】当 闭合、 断开时，利用电功率的表达式得出电炉消耗功率， 、 都闭合时，用过欧姆定律得出通过电动机的电流和电动机的输出功率。
9．【答案】B,D
【知识点】动量守恒定律；能量守恒定律
【解析】【解答】A．小球沿曲面向上运动过程中，小球和小车组成的系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，但整体合外力不为零，则系统动量不守恒，A不符合题意；
B．小球沿曲面向下运动的过程中，小车受到的冲量向右，小车的动量增加，B符合题意；
C．小球的速度为v1，小车的速度为v2，选取向右为正方向根据动量守恒和能量守恒可知 ， ，小球离开小车时小球的速率等于 ，C不符合题意；
D．若小球速度较大，会从圆弧轨道上端抛出，但抛出时两者水平方向速度相同，水平方向相对静止，所以仍会落回小车，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】当系统所受外力的合力为零时动量守恒，结合动量守恒定律以及能量守恒定律得出小球离开小车时小球的速率。
10．【答案】B,D
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】AB．由图可知当波向右传播时，则有 （n=0、1、2、3、4…），可得 s（n=0、1、2、3、4…），当n=0时T=1.2s，由图可知 ，波速为 ，由图可知当波向左传播时，则有 （n=0、1、2、3、4…），可得 s（n=0、1、2、3、4…），当n=0时 ，由图可知 ，波速为 ，A不符合题意，B符合题意；
C．当波向右传播时，周期为T=1.2s，则 ，在t=0时刻质点P沿y轴负方向振动，经过 质点P不会处于平衡位置；当波向左传播时，周期为 ，则 ，在t=0时刻质点P沿y轴负方向振动，经过 质点P不会处于平衡位置，C不符合题意；
D．当波向右传播时，周期为T=1.2s，则 ，则质点P点在2.4s的时间内走过的路程为 ，当波向左传播时，周期为 ，则 ，则质点P点在2.4s的时间内走过的路程为 ，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据质点的振动时间和周期的关系得出简谐波的周期，结合简谐波的波长和波速的关系得出该波传播的速度，利用质点振动的周期性得出质点的路程。
11．【答案】（1）水平
（2）1.43；0.45；能
（3）碰撞前系统的总动量为 ，碰撞后系统的总动量为 ，相对误差绝对值为 ，可知相对误差绝对值与挡光片的宽度d无关，故本实验中不需要测量挡光片的宽度d，也能得到同样的结论。
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）打开气泵，待气流稳定后，调整气垫导轨，直至观察到滑块2能保持静止，说明气垫导轨已调至水平。
（2）两滑块碰撞前，滑块1的速度大小为 ，碰撞后滑块1与滑块2粘在一起的速度为 ，碰撞后系统的总动量为 ，碰撞前系统的总动量为 ，相对误差绝对值为 ，则本实验能验证动量守恒定律。
（3）碰撞前系统的总动量为 ，碰撞后系统的总动量为 ，相对误差绝对值为 ，可知相对误差绝对值与挡光片的宽度d无关，故本实验中不需要测量挡光片的宽度d，也能得到同样的结论。
【分析】（1）调整气垫导轨，观察到滑块2能保持静止时气垫导轨 已调至水平；
（2）根据短时间内的平均速度等于瞬时速度，结合动量的表达式得出碰撞前后系统的总动量以及相对误差绝对值，从而证明动量守恒；
（3）
根据动量的表达式以及相对误差的求解判断不需要测量挡光片的宽度时能否得出（2）中的结论。
12．【答案】（1）0.405
（2）×1；8
（3）
（4）B；C；E
（5） （6）由以上步骤及所测物理量，根据电阻定律公式，即可测定该丝线的电阻率。
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）螺旋测微器的精确值为 ，由图1可知该细丝的直径为
（2）选用倍率“×10”，指针偏转角度过大，说明电阻较小，应该重新选择“×1”倍率，再次进行欧姆调零后测量电阻，指针如图2位置所示，则测得电阻为 。
（3）为使测量结果尽可能准确，且从零开始多测几组数据，可知滑动变阻器应采用分压接法，由于电流表内阻已知，则电流表应采用内接法，实物连线如图所示
（4）由于电源电动势为 ，故电压表应选择 ，即选择B；由于电压表选择量程为 的，可知电流表最大示数约为 ，故电流表应选择 ，即选择C；由于滑动变阻器采用分压接法，为了调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的 ，即选择E。
（5）根据欧姆定律可得 ，解得
【分析】（1）根据螺旋测微器的读数原理得出该细丝的直径；
（2）当欧姆表的偏转角过大时倍率过大，结合欧姆表的读数原理得出测得的电阻；
（3）当电压表的示数从零开始时滑动变阻器应采用分压式接法，通过电路图连接实物图；
（4）根据闭合电路欧姆定律得出电路中的最大电流，从而得出选择的电流表，为了方便调节滑动变阻器应选择较小的阻值；
（5）利用欧姆定律得出所测电阻准确值表达式 。
13．【答案】（1）解：光路图如图所示
由图中几何关系可得
则
可得
根据折射定律可得这种材料的折射率为
（2）解：这束光线在材料中传播的速度为
这束光线在材料中传播经历的时间为
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）根据光在长方体中的光路图以及几何关系和折射定律得出这种材料的折射率；
（2）根据光在材料中传播的速度和折射率的关系以及光传播的距离和时间的关系得出这束光线在材料中传播经历的时间。
14．【答案】（1）解：游客从 到 过程，根据动能定理可得
解得
游客到达斜面底端D时重力的瞬时功率为
（2）解：游客从 到 过程，根据动能定理可得
解得
游客达B点时，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，游客达B点时，对圆弧轨道的压力大小为 。
（3）解：从B到E的过程中，根据动能定理可得
解得
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型；功率及其计算；动能
【解析】【分析】（1） 游客从 到 过程，根据动能定理得出D点的速度，利用瞬时功率的表达式得出重力的瞬时功率；
（2） 游客从 到 过程，根据动能定理 得出B点的速度，在B点利用牛顿第二定律得出游客达B点时对圆弧轨道的压力；
（3）从B到E的过程中，根据动能定理得出摩擦力对旅客做的功。
15．【答案】（1）解：设红壶与绿壶碰撞前的速度为 ，根据牛顿第二定律可得
由运动学公式可得
解得
由题意可知碰后红壶的速度为 ，两壶碰撞过程满足系统动量守恒，则有
解得碰后绿壶的速度为
碰后绿壶做加速度大小为 的匀减速直线运动，到停下通过的位移为
可知绿壶不能滑出营垒。
（2）解：碰撞前红色冰壶运动的时间为
碰后红壶做加速度大小为 的匀减速直线运动，到停下所用时间为
红色冰壶从距绿色冰壶0.22m时到静止，共经历的时间为
【知识点】动量守恒定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【分析】（1）根据牛顿第二定律以及匀变速直线运动的位移与速度的关系得出红壶与绿壶碰撞前的速度，碰撞过程利用动量守恒和匀变速直线运动的位移与速度的关系得出判断绿壶能否滑出营垒；
（2）根据匀变速直线运动的速度与时间的关系得出 共经历多长时间。
16．【答案】（1）解：由图2可知周期为 ，振幅为 ，则x＝0处的质点位移y随时间t变化的关系式
（2）解：由于
根据图1可知 时，x＝0处的质点位于负的最大位移处， 时的波形图如图所示
（3）解：由图1可知波长为 ，则传播速度为
从t＝2s时刻开始，从 点传播到 点所用时间为
由于
可知 点振动后通过路程为10cm所用时间为
则从t＝2s时刻开始，位于x＝15m处的质点B通过的路程为10cm所用时间为
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】（1）根据质点振动的图像得出 x＝0处的质点位移y随时间t变化的关系式 ；
（2）根据质点的振动情况得出画出t＝5s时的波形图；
（3）根据简谐波的波长和波速的关系以及传播的距离和时间的关系得出 平衡位置位于x＝15m处的质点B通过的路程为10cm 时需要的时间；
河南省焦作市普通高中2022-2023学年高二下学期物理开学诊断考试试卷
一、单选题
1．（2023高二下·焦作开学考）物理来源于生活又服务于生活，下列关于生活中常见到的物理现象及应用，说法正确的是（ ）
A．相机镜头前的增透膜是利用偏振原理增加入射光强度
B．物体做受迫振动时，受迫振动的频率等于物体的固有频率
C．利用透明的标准样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象
D．当警车在某车后面匀速行驶时，警车探测到的反射波频率大于发射波频率，说明警车的速度小于前车速度
【答案】C
【知识点】受迫振动和共振；多普勒效应；光的干涉
【解析】【解答】A．相机镜头前的增透膜是利用光的干涉原理，增加透射光强度，A不符合题意；
B．物体做受迫振动时，受迫振动的频率等于驱动力的频率，B不符合题意；
C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉，C符合题意；
D．当警车在某车后面匀速行驶时，警车探测到的反射波频率大于发射波频率，根据多普勒效应可知，两者间距减小，说明警车的速度大于前车速度，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】相机镜头前的增透膜是利用光的干涉原理，受迫振动的频率等于驱动力的频率，利用光的薄膜干涉检查光学平面的平整程度，结合多普勒效应进行分析判断。
2．（2023高二下·焦作开学考）如图所示，面积是S的矩形导线框abcd处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中，其中是线框abcd的对称轴且正好与磁场边界重合。现使线框以为轴，从图示位置开始匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．转动过程中没有感应电流生成
B．线框转过30°角时，穿过线框的磁通量为
C．线框转过30°角时，穿过线框的磁通量为
D．线框转过180°角的过程中，穿过线框的磁通量的变化量为0
【答案】B
【知识点】磁通量
【解析】【解答】A．转动过程中，穿过导线框中磁通量变化，则有感应电流，A不符合题意；
BC．线框转过30°角时，穿过线框的磁通量为 ，B符合题意，C不符合题意；
D．线框转过180°角过程中，穿过线框的磁通量变化量为 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】当闭合回路中磁通量发生变化时回路中产生感应电流，利用磁通量的表达式得出穿过线框的磁通量以及磁通量的变化量。
3．（2023高二下·焦作开学考）一列简谐横波沿x轴传播。P、Q为介质中的两个质点，如图所示为某时刻的波形图，此后P比Q先回到平衡位置。则下列说法正确的是（ ）
A．质点P的振幅小于10cm
B．该波沿x轴负方向传播
C．此时质点P做加速运动
D．此时质点P的回复力大于质点Q的回复力
【答案】C
【知识点】简谐运动的表达式与图象；胡克定律
【解析】【解答】A．根据图像可知，质点P的振幅等于10cm ，A不符合题意；
B．此后P比Q先回到平衡位置，所以P向下运动，根据平移法可知，波沿x轴正方向传播，B不符合题意；
C．P向平衡位置运动，所以此时质点P做加速运动，C符合题意；
D．根据 可知，此时质点P的回复力小于质点Q的回复力，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据简谐横波的图像得出质点P的振幅，结合平移法得出该波传播的方向，通过胡克定律得出质点PQ回复力的大小关系。
4．（2023高二下·焦作开学考）某同学将附有肥皂膜的铁丝圈，竖直放置在阳光下，可以观察到如图所示的彩色条纹。已知从上到下薄膜增厚的越来越快，则下列说法正确的是（ ）
A．彩色条纹是由于光的衍射形成的
B．彩色条纹分布是上密下疏
C．如果换成单色光照射，则观察不到条纹
D．任意两相邻同种颜色的亮纹对应的薄膜厚度之差不变
【答案】D
【知识点】光的干涉；薄膜干涉
【解析】【解答】A．彩色条纹是由于光的干涉形成的，A不符合题意；
B．从上到下薄膜增厚的越来越快，因此，在薄膜上不同的地方，来自前后两个面的反射光所走的路程差不同，导致上疏下密，B不符合题意；
C．如果换成单色光照射，仍会发生干涉现象，能看到干涉条纹，C不符合题意；
D．任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差是半倍的波长，保持不变，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】彩色条纹是由于光的干涉，将太阳光换成单色光仍能看到干涉条纹，结合薄膜干涉进行分析判断。
5．（2023高二下·焦作开学考）位于贵州省安顺市的黄果树坝陵河大桥蹦极，经吉尼斯世界纪录认证，为世界最高的商业蹦极（370米），它也成为众多蹦极爱好者争相挑战的对象。一质量80kg的蹦极爱好者在一次蹦极中，离开踏板后运动过程中的部分x－t图像如图所示，其中OA为抛物线，AC为一般曲线，B点斜率为零，则从绳伸直后到运动到最低点的过程中，绳对他的平均作用力大小为（不计空气阻力，）
A．1500N B．2000N C．2400N D．3000N
【答案】B
【知识点】动量定理；自由落体运动
【解析】【解答】由题意可知OA过程蹦极爱好者做自由落体运动，则有 ，解得 ，B点斜率为零，可知B点对应速度为零，B点为最低点；从O到B的过程，根据动量定理可得 ，解得 ，
故答案为：B。
【分析】蹦极爱好者做自由落体运动，结合自由落体运动的规律以及动量定理得出绳对他的平均作用力 。
6．（2023高二下·焦作开学考）如图所示，一倾角为的光滑绝缘斜面，处于竖直向下的匀强电场中，电场强度。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
B．摆球的摆动周期为
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
【答案】B
【知识点】单摆及其回复力与周期；受力分析的应用；运动的合成与分解
【解析】【解答】AB．带正电小球受到的电场力和重力合力大小为 ，电场力和重力合力沿斜面方向的加速度为 ，则摆球的摆动周期为 ，A不符合题意，B符合题意；
C．摆球做圆周运动，摆球经过平衡位置时回复力为零，但合力不为零，C不符合题意；
D．摆球刚释放时的回复力大小为 ，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对带正电的小球进行受力分析，根据共点力平衡和牛顿第二定律得出加速度的表达式，结合单摆周期的表达式得出摆球的周期，结合力的分解得出摆球刚释放时的回复力。
7．（2023高二下·焦作开学考）在水槽中，波源是固定在同一个震动片上的两根细杆，当震动片振动时，细杆周期性击打水面形成两列水面波，波长均为5cm，这两列波相遇后，在它们的重叠区域会形成如图1所示的稳定干涉图样。图2中实线表示某时刻波峰，虚线表示该时刻波谷，A、B、C、D在同一条直线上，其中C点是BD的中点，则下列说法中正确的是（ ）
A．图2中C点正向下运动
B．图2中A，B两点的竖直高度差为20cm
C．图2中A，D两点振动加强，B，E两点振动减弱
D．半个周期后，原来位于波峰的点位于波谷，原来位于波谷的点位于波峰
【答案】D
【知识点】波的干涉现象
【解析】【解答】A．D点是波峰和波峰相遇点，B点是波谷和波谷相遇点，C点是BD的中点，所以C点正过平衡位置向上运动，A不符合题意；
BC．由图像可知，A、B、D三点为振动加强点，E点为振动减弱点，A、B两点的振幅均为 ，两者分别处于叠加后的波峰和波谷，所以竖直高度差为 ，由于不知道振幅的具体值，所以不能确定A、B两点的竖直高度差，BC不符合题意；
D．由波动过程可知，半个周期后，原来位于波峰的点位于波谷，原来位于波谷的点位于波峰，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，波峰与波谷相遇时时振动减弱，结合振动的叠加进行分析判断。
二、多选题
8．（2023高二下·焦作开学考）如图所示，将电动机A和电炉B并联后接到电源上，已知电炉B的电阻R＝10Ω，电动机线圈电阻，电源内阻r＝2Ω。当闭合、断开时，电炉消耗功率为；、都闭合时，电炉消耗功率为（电炉电阻可看作不变）。则下列判断正确的是（ ）
A．电源的电动势为72V
B．、都闭合时，通过电动机的电流为4A
C．、都闭合时，电动机的输出功率为264W
D．、都闭合时，电动机的转化效率为90%
【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；闭合电路的欧姆定律
【解析】【解答】A．当 闭合、 断开时，电炉消耗功率为 ，解得 ，A符合题意；
B． 、 都闭合时，电炉消耗功率为 ，则电炉两端电压 ，回路总电流 ，通过电动机的电流为 ，B不符合题意；
C．电动机的输出功率为 ，C符合题意；
D．电动机的转化效率为 ，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】当 闭合、 断开时，利用电功率的表达式得出电炉消耗功率， 、 都闭合时，用过欧姆定律得出通过电动机的电流和电动机的输出功率。
9．（2023高二下·焦作开学考）如图所示，光滑的冰面上有一质量为M的小车处于静止状态，小车上表面为一半径为R的光滑圆弧曲面。某一时刻，一质量为m的小球自左端以水平速度冲上小车。则下列说法正确的是（ ）
A．小球沿曲面向上运动过程中，小球和小车组成的系统动量守恒
B．小球沿曲面向下运动的过程中，小车的动量增加
C．小球离开小车时小球的速率等于
D．若小球速度较大，会从圆弧轨道上端抛出，但仍会落回小车
【答案】B,D
【知识点】动量守恒定律；能量守恒定律
【解析】【解答】A．小球沿曲面向上运动过程中，小球和小车组成的系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，但整体合外力不为零，则系统动量不守恒，A不符合题意；
B．小球沿曲面向下运动的过程中，小车受到的冲量向右，小车的动量增加，B符合题意；
C．小球的速度为v1，小车的速度为v2，选取向右为正方向根据动量守恒和能量守恒可知 ， ，小球离开小车时小球的速率等于 ，C不符合题意；
D．若小球速度较大，会从圆弧轨道上端抛出，但抛出时两者水平方向速度相同，水平方向相对静止，所以仍会落回小车，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】当系统所受外力的合力为零时动量守恒，结合动量守恒定律以及能量守恒定律得出小球离开小车时小球的速率。
10．（2023高二下·焦作开学考）沿x轴传播的简谐横波在时的波形如图中实线所示，时的波形图如图中虚线所示，已知波的周期。P为其中一个振动质点。则下列判断正确的是（ ）
A．波的传播速度可能为30m/s
B．波的传播周期可能为0.6s
C．当t＝0.6s时，P点可能在平衡位置
D．P点在2.4s的时间内走过的路程可能为24cm
【答案】B,D
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】AB．由图可知当波向右传播时，则有 （n=0、1、2、3、4…），可得 s（n=0、1、2、3、4…），当n=0时T=1.2s，由图可知 ，波速为 ，由图可知当波向左传播时，则有 （n=0、1、2、3、4…），可得 s（n=0、1、2、3、4…），当n=0时 ，由图可知 ，波速为 ，A不符合题意，B符合题意；
C．当波向右传播时，周期为T=1.2s，则 ，在t=0时刻质点P沿y轴负方向振动，经过 质点P不会处于平衡位置；当波向左传播时，周期为 ，则 ，在t=0时刻质点P沿y轴负方向振动，经过 质点P不会处于平衡位置，C不符合题意；
D．当波向右传播时，周期为T=1.2s，则 ，则质点P点在2.4s的时间内走过的路程为 ，当波向左传播时，周期为 ，则 ，则质点P点在2.4s的时间内走过的路程为 ，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据质点的振动时间和周期的关系得出简谐波的周期，结合简谐波的波长和波速的关系得出该波传播的速度，利用质点振动的周期性得出质点的路程。
三、实验题
11．（2023高二下·焦作开学考）某实验小组利用如图所示装置验证动量守恒定律，在导轨上分别固定两个光电门1、2，分别与计时器相连，可以记录挡光片通过光电门的时间。
（1）开始实验时，将质量的滑块2静置于导轨上，打开气泵，待气流稳定后，调整气垫导轨，直至观察到滑块2能保持静止，说明气垫导轨已调至 。
（2）甲同学将滑块2置于两光电门之间，在滑块1的上端固定一挡光片，滑块与挡光片总质量，并测出挡光片的宽度d＝0.50cm，使其以一定速度从光电门1的右侧向左运动，与滑块2碰撞后粘在一起通过光电门2，通过两光电门的时间、，两滑块碰撞前，滑块1的速度大小为 m/s（保留2位小数），碰撞后系统的总动量为 kg·m/s（保留2位小数）。若实验允许的相对误差绝对值（），最大为5%，则本实验 （选填“能”或“不能”）验证动量守恒定律。
（3）乙同学看后说，本实验中不需要测量挡光片的宽度d，也能得到同样的结论，理由是 。
【答案】（1）水平
（2）1.43；0.45；能
（3）碰撞前系统的总动量为 ，碰撞后系统的总动量为 ，相对误差绝对值为 ，可知相对误差绝对值与挡光片的宽度d无关，故本实验中不需要测量挡光片的宽度d，也能得到同样的结论。
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】（1）打开气泵，待气流稳定后，调整气垫导轨，直至观察到滑块2能保持静止，说明气垫导轨已调至水平。
（2）两滑块碰撞前，滑块1的速度大小为 ，碰撞后滑块1与滑块2粘在一起的速度为 ，碰撞后系统的总动量为 ，碰撞前系统的总动量为 ，相对误差绝对值为 ，则本实验能验证动量守恒定律。
（3）碰撞前系统的总动量为 ，碰撞后系统的总动量为 ，相对误差绝对值为 ，可知相对误差绝对值与挡光片的宽度d无关，故本实验中不需要测量挡光片的宽度d，也能得到同样的结论。
【分析】（1）调整气垫导轨，观察到滑块2能保持静止时气垫导轨 已调至水平；
（2）根据短时间内的平均速度等于瞬时速度，结合动量的表达式得出碰撞前后系统的总动量以及相对误差绝对值，从而证明动量守恒；
（3）
根据动量的表达式以及相对误差的求解判断不需要测量挡光片的宽度时能否得出（2）中的结论。
12．（2023高二下·焦作开学考）待测电阻是一根横截面为圆形的丝线，某物理兴趣小组为研究其导电性能，决定通过实验测定其电阻率。实验室除了直流电源（电动势6V，内阻可忽略不计）、开关、导线、多用电表（欧姆挡位可正常使用，其他挡位不明）、螺旋测微器和毫米刻度尺外，还有如下实验器材：
A．电压表（量程15V，内阻约为10kΩ）
B．电压表（量程3V，内阻约为2kΩ）
C．电流表（量程0.4A，内阻为0.5Ω）
D．电流表（量程100mA，内阻为5Ω）
E．滑动变阻器（最大阻值为10Ω，允许流过最大电流1A）
F．滑动变阻器（最大阻值为100Ω，允许流过最大电流0.5A）
（1）在实验中，首先用螺旋测微器测量细丝线的直径，其示数如图1所示，该细丝的直径d＝ mm。
（2）然后用多用电表的欧姆挡位粗测其电阻，操作步骤正确。选用倍率“×10”，指针偏转角度过大，为使指针位于中间区域，应该重新选择 倍率（选填“×100”或“×1”）。再次进行欧姆调零后测量电阻，指针如图2位置所示，则测得电阻为 Ω。
（3）实验小组决定采用伏安法测电阻，为使测量结果尽可能准确，且从零开始多测几组数据；请用笔画线代替导线，将下列仪器连接完毕。
（4）用表示待测丝线，为使测量过程中各电表读数均能在满偏以上，且便于操作，电压表应选用 ，电流表选用 ，滑动变阻器选用 。（填器材前面的序号）
（5）若某次测得电压表读为U、电流表读数为I，电压表内阻用、电流表内阻用表示，则所测电阻准确值表达式为 （用题中所给物理量的字母表示）。
【答案】（1）0.405
（2）×1；8
（3）
（4）B；C；E
（5） （6）由以上步骤及所测物理量，根据电阻定律公式，即可测定该丝线的电阻率。
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）螺旋测微器的精确值为 ，由图1可知该细丝的直径为
（2）选用倍率“×10”，指针偏转角度过大，说明电阻较小，应该重新选择“×1”倍率，再次进行欧姆调零后测量电阻，指针如图2位置所示，则测得电阻为 。
（3）为使测量结果尽可能准确，且从零开始多测几组数据，可知滑动变阻器应采用分压接法，由于电流表内阻已知，则电流表应采用内接法，实物连线如图所示
（4）由于电源电动势为 ，故电压表应选择 ，即选择B；由于电压表选择量程为 的，可知电流表最大示数约为 ，故电流表应选择 ，即选择C；由于滑动变阻器采用分压接法，为了调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的 ，即选择E。
（5）根据欧姆定律可得 ，解得
【分析】（1）根据螺旋测微器的读数原理得出该细丝的直径；
（2）当欧姆表的偏转角过大时倍率过大，结合欧姆表的读数原理得出测得的电阻；
（3）当电压表的示数从零开始时滑动变阻器应采用分压式接法，通过电路图连接实物图；
（4）根据闭合电路欧姆定律得出电路中的最大电流，从而得出选择的电流表，为了方便调节滑动变阻器应选择较小的阻值；
（5）利用欧姆定律得出所测电阻准确值表达式 。
四、解答题
13．（2023高二下·焦作开学考）用一新型透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长为AB＝7L，宽AD＝4L，按图示放置在水平地面上，在地面上距离CD面为3L的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光线与CD面夹角为37°时，光线穿过材料后恰好照射到B点。光在真空中传播速度为c，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求：
（1）这种材料的折射率；
（2）这束光线在材料中传播经历的时间。
【答案】（1）解：光路图如图所示
由图中几何关系可得
则
可得
根据折射定律可得这种材料的折射率为
（2）解：这束光线在材料中传播的速度为
这束光线在材料中传播经历的时间为
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）根据光在长方体中的光路图以及几何关系和折射定律得出这种材料的折射率；
（2）根据光在材料中传播的速度和折射率的关系以及光传播的距离和时间的关系得出这束光线在材料中传播经历的时间。
14．（2023高二下·焦作开学考）如图1所示，“滑草”是最近几年比较流行的运动项目，为保证安全，现在有的滑草场修建如图2所示模型。斜面滑道CD与水平地面AB的夹角，在底端右侧有一半径的竖直圆弧轨道BE与AB相切，B为切点。其中CD的长度，DB之间距离。一个质量的游客（可视为质点）从C点由静止开始下滑，恰好到达E点。游客与倾斜直轨道和水平轨道的动摩擦因数均为，且经过D、B两点时速率不发生改变，忽略空气阻力，，，。求：
（1）游客到达斜面底端D时重力的瞬时功率；
（2）游客达B点时，对圆弧轨道的压力大小；
（3）从B到E的过程中，摩擦力对旅客做的功。
【答案】（1）解：游客从 到 过程，根据动能定理可得
解得
游客到达斜面底端D时重力的瞬时功率为
（2）解：游客从 到 过程，根据动能定理可得
解得
游客达B点时，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，游客达B点时，对圆弧轨道的压力大小为 。
（3）解：从B到E的过程中，根据动能定理可得
解得
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型；功率及其计算；动能
【解析】【分析】（1） 游客从 到 过程，根据动能定理得出D点的速度，利用瞬时功率的表达式得出重力的瞬时功率；
（2） 游客从 到 过程，根据动能定理 得出B点的速度，在B点利用牛顿第二定律得出游客达B点时对圆弧轨道的压力；
（3）从B到E的过程中，根据动能定理得出摩擦力对旅客做的功。
15．（2023高二下·焦作开学考）冰壶是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为冰上的“国际象棋”，属于2022年北京冬奥会比赛项目。队员通过投掷冰壶将对方的冰壶从营垒中击出，使自己的冰壶留在垒中。如图1所示为营垒的俯视图，营垒的最大半径为1.83m，以中心点为圆心，向外分别各画一个半径0.15m、0.61m、1.22m以及1.83m的同心圆圈。某次比赛中，绿色冰壶正好处于营垒中心，红方队员将冰壶掷出后，红色冰壶沿二者连线运动，当距离绿色冰壶0.22m时，红壶的速度v＝1.2m/s，两壶碰撞后，红壶的速度大小为0.3m/s，方向不变，碰撞时间极短，重力加速度，两壶与冰面的摩擦因数，两冰壶质量相等且可视为质点。
（1）通过计算，判断绿壶能否滑出营垒；
（2）红色冰壶从距绿色冰壶0.22m时到静止，共经历多长时间。
【答案】（1）解：设红壶与绿壶碰撞前的速度为 ，根据牛顿第二定律可得
由运动学公式可得
解得
由题意可知碰后红壶的速度为 ，两壶碰撞过程满足系统动量守恒，则有
解得碰后绿壶的速度为
碰后绿壶做加速度大小为 的匀减速直线运动，到停下通过的位移为
可知绿壶不能滑出营垒。
（2）解：碰撞前红色冰壶运动的时间为
碰后红壶做加速度大小为 的匀减速直线运动，到停下所用时间为
红色冰壶从距绿色冰壶0.22m时到静止，共经历的时间为
【知识点】动量守恒定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【分析】（1）根据牛顿第二定律以及匀变速直线运动的位移与速度的关系得出红壶与绿壶碰撞前的速度，碰撞过程利用动量守恒和匀变速直线运动的位移与速度的关系得出判断绿壶能否滑出营垒；
（2）根据匀变速直线运动的速度与时间的关系得出 共经历多长时间。
16．（2023高二下·焦作开学考）一列简谐横波沿x轴传播，t＝2s时刻的波形图如图1所示，此时质点A刚开始振动。图2表示x＝0处原点的振动图像。
（1）写出平衡位置在x＝0处的质点位移y随时间t变化的关系式；
（2）试画出t＝5s时的波形图；
（3）求从t＝2s时刻开始，再经多长时间平衡位置位于x＝15m处的质点B（图中未画出）通过的路程为10cm。
【答案】（1）解：由图2可知周期为 ，振幅为 ，则x＝0处的质点位移y随时间t变化的关系式
（2）解：由于
根据图1可知 时，x＝0处的质点位于负的最大位移处， 时的波形图如图所示
（3）解：由图1可知波长为 ，则传播速度为
从t＝2s时刻开始，从 点传播到 点所用时间为
由于
可知 点振动后通过路程为10cm所用时间为
则从t＝2s时刻开始，位于x＝15m处的质点B通过的路程为10cm所用时间为
【知识点】简谐运动的表达式与图象；横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】（1）根据质点振动的图像得出 x＝0处的质点位移y随时间t变化的关系式 ；
（2）根据质点的振动情况得出画出t＝5s时的波形图；
（3）根据简谐波的波长和波速的关系以及传播的距离和时间的关系得出 平衡位置位于x＝15m处的质点B通过的路程为10cm 时需要的时间；
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