2023-2024學(xué)年山東省淄博市高二（上）期末物理試卷（含答案）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年山東省淄博市高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共8小題，共24分。1.如圖所示是我國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中記錄了“古琴正聲”實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)比世界上其他同類實(shí)驗(yàn)早了500多年。其操作是：剪一小紙人放在需要調(diào)整音準(zhǔn)的弦上，然后撥動另一個音調(diào)準(zhǔn)確的琴上對應(yīng)的琴弦，同樣的撥動力度下，小紙人跳動越明顯代表音調(diào)越準(zhǔn)確。下列說法正確的是(

)A.“古琴正聲”實(shí)驗(yàn)是利用了聲音的反射現(xiàn)象

B.“古琴正聲”實(shí)驗(yàn)是利用了聲音的衍射現(xiàn)象

C.“古琴正聲”實(shí)驗(yàn)是利用了聲音的干涉現(xiàn)象

D.“古琴正聲”實(shí)驗(yàn)是利用了聲音的共振現(xiàn)象2.甲、乙兩個物塊在光滑水平桌面上沿同一直線運(yùn)動，甲追上乙，并與乙發(fā)生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度隨時間的變化如圖中實(shí)線所示。已知甲的質(zhì)量為0.1kg，則碰撞過程中兩物塊損失的機(jī)械能為(

)A.0.3J

B.0.4J

C.0.5J

D.0.6J3.如圖所示為某品牌玩具的電動機(jī)及其伏安特性曲線，由該圖像可知(

)A.該電動機(jī)內(nèi)阻為2.5Ω

B.電壓為1V時該電動機(jī)損失的熱功率為0.2W

C.電壓為1V時該電動機(jī)的輸出功率為0.4W

D.電壓為1V時該電動機(jī)的總功率為0.6W4.常規(guī)材料的折射率都為正值(n>0)?，F(xiàn)已有針對某些電磁波設(shè)計制作的人工材料，其折射率可以為負(fù)值(n<0)，稱為負(fù)折射率材料。位于空氣中的這類材料，入射角i與折射角仍滿足sinisinr=n，但是折射光線與入射光線位于法線的同一側(cè)(此時折射角取負(fù)值)?，F(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負(fù)折射率材料，一束電磁波從其上表面射入，下表面射出，若該材料對此電磁波的折射率n=?2A. B.

C. D.5.2023年8月6日2時33分，德州市平原縣發(fā)生5.5級地震。已知地震波分三種：橫波(S波)，波速vS=4.5km/s；縱波(P波)，波速vp=9km/s；面波(L波)，是由縱波與橫波在地表相遇后激發(fā)產(chǎn)生的混合波，波速vL<vS。某地震觀測臺記錄到的該地震曲線，如圖甲所示；另外位于震源上方某中學(xué)的簡易地震預(yù)警裝置，由單擺A和豎直彈簧振子B組成，A.地震發(fā)生時最先明顯振動的是單擺A

B.地震曲線中a為橫波(S波)

C.地震曲線中c為面波(L波)

D.若在地震曲線上測得縱波(P波)與橫波(S波)的時間差為6s，則地震觀測臺距震源約為40km6.小齊同學(xué)利用光的雙縫干涉原理測量液體的折射率。方法是將待測液體填充到特制透明容器中(容器未畫出，不考慮器壁對光的影響)，放置在雙縫與光屏之間(之前為空氣)，如圖所示。測量填充前的相鄰兩條亮條紋中心間距x1和填充后的相鄰兩條亮條紋中心間距x2，然后可以計算出該液體的折射率。已知常見的液體折射率如表所示，某次實(shí)驗(yàn)測得x1=0.75mm介質(zhì)水酒精煤油花生油折射率1.331.361.451.47A.水 B.酒精 C.煤油 D.花生油7.如圖所示，回旋加速器兩個D形金屬盒分別和一高頻交流電源兩極相接，兩盒放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于盒底面，粒子源A置于盒的圓心附近。若粒子源射出的粒子(初速度不計)電荷量為q，質(zhì)量為m，粒子最大回旋半徑為R，則(

)A.粒子在D形金屬盒內(nèi)做勻加速運(yùn)動

B.所加交流電源的周期為πmqB

C.粒子加速后獲得的最大速度大小為qBR2m

D.8.元好問曲中有“驟雨過，珍珠亂糝，打遍新荷”。為估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產(chǎn)生的平均壓強(qiáng)，小齊在雨天將一圓柱形水杯置于露臺，測得1小時內(nèi)杯中水上升了36mm。查詢得知，當(dāng)時雨滴豎直下落速度約為8m/s。據(jù)此估算該壓強(qiáng)約為(設(shè)雨滴撞擊蓮葉后無反彈，不計雨滴重力，雨水的密度為1×103kg/A.0.04Pa B.0.08Pa C.0.16Pa D.0.36Pa二、多選題：本大題共4小題，共16分。9.如圖所示，寬為L、電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌與水平面成α角放置。質(zhì)量為m、長度為L的金屬桿水平放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好。空間存在著勻強(qiáng)磁場，調(diào)節(jié)電阻箱使回路總電流為I時，金屬桿恰好能靜止，重力加速度為g，則(

)A.若磁場方向豎直向上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小應(yīng)為mgILsinα

B.若磁場方向豎直向上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小應(yīng)為mgILtanα

C.磁感應(yīng)強(qiáng)度B最小值為mgL，此時磁場方向應(yīng)垂直于金屬桿水平向左

D.10.如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，圖中虛線為磁場的邊界，其中bc段是半徑為R的四分之一圓弧，ab、cd的延長線通過圓弧的圓心，Ob長為R。一束質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，在紙面內(nèi)以不同的速率從O點(diǎn)垂直ab射入磁場，已知所有粒子均從圓弧邊界射出，其中M、N是圓弧邊界上的兩點(diǎn)，不計粒子間的相互作用和重力。下列說法正確的是(

)A.所有粒子在磁場中運(yùn)動的速度最小值為qBRm

B.所有粒子在磁場中運(yùn)動的最短時間為2πm3qB

C.從M點(diǎn)射出粒子的速率一定小于從N點(diǎn)射出粒子的速率

D.從M點(diǎn)射出粒子在磁場中運(yùn)動時間一定小于從11.將力傳感器連接到計算機(jī)上可以測量快速變化的力。圖甲中，O為單擺的懸點(diǎn)，將傳感器接在擺線與O點(diǎn)之間，把可視為質(zhì)點(diǎn)的擺球拉到A點(diǎn)，細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，擺球在豎直平面內(nèi)的A、C之間來回擺動，B點(diǎn)為運(yùn)動最低位置，∠AOB=∠COB=α，α小于5°且是未知量。圖乙是由計算機(jī)得到細(xì)線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的圖像，且圖中t=0為擺球從A點(diǎn)開始運(yùn)動時刻，重力加速度大小g=10m/s2，則(

)

A.單擺的周期T=0.3πs

B.單擺的擺長L=0.9m

C.擺球的質(zhì)量m=0.04kg

D.擺球運(yùn)動過程中的最大速度的大小為312.如圖，水平面上有兩個靜止的可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊a和b，其連線與墻垂直，a、b之間以及b與墻之間距離均為L=1m；a的質(zhì)量為m，b的質(zhì)量為M(已知m<M)，a與水平面間光滑，b與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，現(xiàn)使a以初速度v0=10m/s向右滑動，與b發(fā)生彈性碰撞。若b與墻發(fā)生碰撞，該碰撞為時間極短的彈性碰撞。重力加速度大小為g=10m/s2A.若b能與墻發(fā)生碰撞，需滿足1<Mm<9

B.若b能與墻發(fā)生碰撞，需滿足1<Mm<11

C.若Mm=2，b與a發(fā)生第一次碰撞到第二次碰撞的時間間隔為5?7三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共14分。13.2023年9月21日，“天宮課堂”演示了“驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)”。

(1)如圖甲所示，質(zhì)量的測量是通過艙壁上打開的一個支架形狀的質(zhì)量測量儀完成的。在計算機(jī)設(shè)定的恒力F作用下，物體由靜止開始運(yùn)動，測量裝置能夠測量出物體運(yùn)動的距離x和時間t，從而計算出質(zhì)量m=______(用F、x、t表示)。

(2)如圖乙所示，質(zhì)量為500g的鋼球A靜止懸浮在空中，航天員用手推出質(zhì)量為100g的鋼球B，使它以一定的初速度水平向左撞向鋼球A，撞后鋼球A、B同時沿水平向相反方向運(yùn)動。已知后面的背景板上小方格的邊長為10cm，分析航天員上述演示的鋼球碰撞實(shí)驗(yàn)視頻，在航天員推出B球后，每隔0.5s連續(xù)截取三張照片，如圖丙所示。

選取水平向左為正方向，則兩球碰撞前：A、B的總動量為______kg?m/s；兩球碰撞后：A的動量為______kg?m/s，B的動量為______kg?m/s。比較A14.一粗細(xì)均勻的導(dǎo)電材料樣品，截面為同心圓環(huán)，該樣品的外徑D=4mm，內(nèi)徑d=2mm，如圖甲所示。某同學(xué)設(shè)計實(shí)驗(yàn)測量該樣品的電阻率，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(1)如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測得該樣品長度L=______mm。

(2)用多用電表測得該樣品阻值約為110Ω，為精確的測量其電阻阻值，可供選擇的器材如下：

待測導(dǎo)電樣品Rx

電流表A1(量程600mA，內(nèi)阻為1Ω)

電流表A2(量程150mA，內(nèi)阻為20Ω)

電流表A3(量程30mA，內(nèi)阻50Ω)

定值電阻R1=50Ω

定值電阻R2=350Ω

滑動變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)

直流電源E(電動勢約為12V，內(nèi)阻不計)

開關(guān)一只，導(dǎo)線若干

①根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計實(shí)驗(yàn)電路如圖丙所示，圖中電流表A應(yīng)選擇______，圖中電流表A′應(yīng)選擇______，定值電阻R0應(yīng)選擇______。(選填所選器材的字母代號)

②實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑動變阻器，測得電流表A、A′對應(yīng)的多組電流值I、I′，做出I?(I′?I)的圖像如圖丁所示，可得該導(dǎo)電樣品的電阻阻值為______Ω。

四、計算題：本大題共4小題，共46分。15.如圖，一半徑為R的透明材料半球，O點(diǎn)是半球的球心，虛線OO′表示光軸(過球心O與半球底面垂直的直線)。已知該材料的折射率為2，光在真空中的傳播速度為c?，F(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光線能從球面射出(不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線)。

(1)半球底面上多大區(qū)域面積的入射光線能夠直接從球面射出；

(2)距光軸R2的入射光線，經(jīng)球面折射后與光軸相交，求該光線從進(jìn)入半球到該交點(diǎn)的時間t。(已知sin15°=16.一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波長不小于12cm。O和A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x=0和x=6cm處的兩個質(zhì)點(diǎn)。t=0時開始觀測，此時質(zhì)點(diǎn)O的位移y=5cm，質(zhì)點(diǎn)A處于波峰位置；t=13s時，質(zhì)點(diǎn)O第一次回到平衡位置：t=1s時，質(zhì)點(diǎn)A第一次回到平衡位置。求：

(1)簡諧波的周期、波速和波長；

(2)質(zhì)點(diǎn)O17.小車C靜置于光滑水平面上，小車上表面由長為2L的水平軌道與半徑為R=34L的14光滑圓弧軌道平滑連接組成。一個質(zhì)量為m的滑塊B靜止在小車的左端。用一根不可伸長、長度為L的輕質(zhì)細(xì)繩懸掛一質(zhì)量也為m的小球A，小球A靜止時恰好和B接觸，現(xiàn)將小球A向左拉到與懸點(diǎn)同一高度處(細(xì)線處于伸直狀態(tài))由靜止釋放，小球A擺到最低點(diǎn)時與滑塊B發(fā)生彈性正碰(碰撞時間極短)，A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，B、C間動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。

(1)A、B碰前瞬間，求繩對球A的拉力大小F；

(2)若μ=0，A、B碰后，滑塊B水平?jīng)_上小車C恰好可以滑到圓弧軌道的最高點(diǎn)，求小車的質(zhì)量M；

(3)保持小車質(zhì)量與(2)問相同，若μ=0.25，將輕質(zhì)細(xì)繩懸點(diǎn)位置提高至原來的3倍，使繩長變?yōu)?L，再次將小球A向左拉到與懸點(diǎn)等高處(細(xì)線處于伸直狀態(tài))由靜止釋放，小球A與滑塊B彈性正碰后，求滑塊B上升過程中距圓弧軌道最低點(diǎn)的最大高度H18.如圖所示，建立平面直角坐標(biāo)系xOy，在第一象限0≤x≤10d區(qū)域I中充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。在第四象限0≤x≤10d區(qū)域Ⅱ中充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為kB(k為常數(shù))，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。x軸為兩個不同磁場區(qū)域的分界線。t=0時刻，一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電粒子(不計粒子重力)從位于O點(diǎn)正上方的P點(diǎn)以v0=4qBdm的初速度沿x軸正方向進(jìn)入磁場。

(1)若OP=6d，求粒子第一次經(jīng)過x軸時的橫坐標(biāo)x1以及時間t1；

(2)若OP=6d、k=2，求粒子第二次經(jīng)過x軸回到區(qū)域I中速度沿y軸正方向時的位置坐標(biāo)(x2,y2)；

(3)若k=3，為了使粒子不從左邊界離開磁場，求OP的最大值ym；

(4)

參考答案1.D

2.A

3.C

4.C

5.C

6.B

7.D

8.B

9.BD

10.BC

11.BCD

12.AC

13.Ft22x

0.06

0.10

?0.04

在碰撞過程中A、14.31.4

A3

A2

R2

10015.解：(1)光路圖如圖所示：

設(shè)從底面上A處射入的光線在球面上發(fā)生折射時的入射角i剛好等于全反射臨界角C時，對應(yīng)入射光線到光軸的距離最大，從球面射出的光線對應(yīng)的面積最大；

由全反射臨界角公式sinC=1n=12=22，解得臨界角C=45°，

根據(jù)數(shù)學(xué)知識OA=Rsin45°=22R，

半球底面上的最大面積Sm=π?OA2=πR22，

故入射光線能夠直接從球面射出的底面上面積為πR22；

(2)設(shè)距光軸R2的入射光線在球面E點(diǎn)發(fā)生折射時的入射角和折射角分別為i和r，光路圖如圖所示：

根據(jù)數(shù)學(xué)知識sini=R2R=12，解得入射角i=30°，

根據(jù)數(shù)學(xué)知識DE=Rcos30°=3R2，

根據(jù)折射率公式v=cn=16.解：(1)由于質(zhì)點(diǎn)A在0～1s內(nèi)由波峰位置第一次回到平衡位置，經(jīng)歷的是14個周期，故

14T=1s

解得周期T=4s

由于t=13s時O點(diǎn)在平衡位置，t=1s時，A在平衡位置，時間差Δt=1s?13s=23s

則波速v=ΔxΔt=623cm/s=9cm/s

波長λ=vT=9×4cm=36cm

(2)設(shè)質(zhì)點(diǎn)O的位移隨時間變化的關(guān)系為y=Asin(2πTt+φ0)=

由于在t=0時，y=5cm，則

5=Asinφ0

在t=13s時，y=0，則

0=sin17.解：(1)球A由靜止釋放至擺到最低點(diǎn)的過程中由動能定理得

mgL=12mv2

B碰前瞬間，對球A由牛頓第二定律得

F?mg=mv2L

解得

F=3mg

(2)取水平向右為正方向，A、B碰撞過程中由動量守恒定律和能量守恒定律得

mv=mvA+mvB

12mv2=12mvA2+12mvB2

取水平向右為正方向，滑塊B水平?jīng)_上小車C至滑到圓弧軌道的最高點(diǎn)的過程中由動量守恒定律和能量守恒定律得

mvB=(m+M)vBC

12mvB2=12(m+M)vBC2+mgR

解得

M=3m

(3)球A由靜止釋放至擺到最低點(diǎn)的過程中由動能定理得

mg3L=12mv′2

取水平向右為正方向，