山東省煙臺(tái)市2020-2021學(xué)年高二（上）期末學(xué)業(yè)水平診斷物理試題（解析版）

高二第一學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平診斷物理1.答題前，考生先將自己的姓名、考生號(hào)、座號(hào)填寫(xiě)在相應(yīng)位置。2選擇題答案必須用2B鉛筆正確填涂：非選擇題答案必須用0.5毫米黑色簽字筆書(shū)寫(xiě)，字體工整、筆跡清楚。3.請(qǐng)按照題號(hào)在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書(shū)寫(xiě)的答案無(wú)效；在草稿紙?jiān)囶}卷上答題無(wú)效保持卡面清潔，不折疊不破損。一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.電磁波和機(jī)械波具有的共同性質(zhì)是（）A.都橫波B.都能夠傳輸能量C.傳播都需要介質(zhì)D.在介質(zhì)中的傳播速度都與波的頻率有關(guān)【答案】B【解析】【詳解】A．電磁波是橫波，機(jī)械波有橫波也有縱波，A錯(cuò)誤；B．兩種波都能傳輸能量，B正確；C．電磁波可以在真空中傳播，機(jī)械波傳播需要介質(zhì)，C錯(cuò)誤；D．機(jī)械波在介質(zhì)中傳播速度由介質(zhì)決定，與波的頻率無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤。故選B。2.將一單擺的周期變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，下列措施可行的是（）A.只將擺球的質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的B.只將擺長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍C.只將擺長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的4倍D.只將振幅變?yōu)樵瓉?lái)的2倍【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)單擺的周期公式將一單擺的周期變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則需要將擺長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的4倍。故選C。3.如圖所示，金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒中通以由M向N的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為，若僅改變下列一個(gè)條件，能夠使夾角變小的是（）

A.減小金屬棒的質(zhì)量B.增大磁感應(yīng)強(qiáng)度C.減小金屬棒中的電流D.增大兩等長(zhǎng)輕質(zhì)細(xì)線的長(zhǎng)度【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)左手定則可知，安培力方向水平向右，對(duì)導(dǎo)體棒受力如圖所示，根據(jù)平衡條件可知

由公式可得A．減小金屬棒的質(zhì)量，θ角變大，A錯(cuò)誤；B．增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，θ角變大，B錯(cuò)誤；C．減小金屬棒中的電流，θ角變小，C正確；D．增大兩等長(zhǎng)輕質(zhì)細(xì)線的長(zhǎng)度，θ角不變，D錯(cuò)誤。故選C。4.霓是大氣中有時(shí)和虹一起出現(xiàn)的一種光的現(xiàn)象，也叫“副虹”。它的形成原理與彩虹大致相同，太陽(yáng)光在水珠中的反射比彩虹多了一次，是經(jīng)過(guò)水珠的兩次折射和兩次反射形成的，其成因的簡(jiǎn)化示意圖如圖所示，其中a、b是兩種不同頻率的單色光，則a、b兩光相比較（）

A.b光的頻率更高B.在同一介質(zhì)中，a光的傳播速度更快C.分別照射同一狹縫，a光通過(guò)狹縫時(shí)的衍射現(xiàn)象更明顯D.從水中射入空氣時(shí)，b光發(fā)生全反射的臨界角更大【答案】D【解析】【詳解】A．由光路圖可知，在第一次折射時(shí)，a、b兩光的入射角相同，可b光的折射角明顯大于a光折射角，由折射率公式，b光折射率小，頻率也小，A錯(cuò)誤；B．在相同介質(zhì)中傳播時(shí)，由可知，因nb<na，所以va<vb，B錯(cuò)誤；C．分別照射同一狹縫，由產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，a、b光相比，波長(zhǎng)越長(zhǎng)衍射現(xiàn)象越明顯，因?yàn)閎光的頻率小，波長(zhǎng)大，所以b光的衍射現(xiàn)象更明顯，C錯(cuò)誤；D．從水中射入空氣，滿足從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)的條件，會(huì)產(chǎn)生全反射，由臨界角公式可知，因nb<na，所以b光臨界角更大，D正確。故選D。5.如圖所示，足夠長(zhǎng)的導(dǎo)體棒MN固定在相互平行的金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為0.5m，通過(guò)的電流為1A，導(dǎo)體棒MN與水平導(dǎo)軌的夾角為30°，且處于垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T，則導(dǎo)體棒MN所受的安培力大小為（）

A.0.02N B.0.05N C.0.1N D.0.2N【答案】D【解析】【詳解】導(dǎo)體棒MN在導(dǎo)軌間的有效長(zhǎng)度為1m，由安培力公式得故選D。6.如圖所示，在虛線cd兩側(cè)分別存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向均垂直于紙面，虛線ab在紙面內(nèi)與虛線cd相互垂直。一矩形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，開(kāi)始時(shí)矩形導(dǎo)線框的兩條對(duì)稱軸分別與虛線ab、cd重合，下列能使矩形導(dǎo)線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A.將矩形導(dǎo)線框沿虛線ab移動(dòng)B.將矩形導(dǎo)線框沿虛線cd移動(dòng)C.將矩形導(dǎo)線框繞虛線ab轉(zhuǎn)動(dòng)D.將矩形導(dǎo)線框繞虛線cd轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】A【解析】【詳解】A．將矩形導(dǎo)線框沿虛線ab移動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，A正確；B．將矩形導(dǎo)線框沿虛線cd移動(dòng)，磁通量一直為零，穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯(cuò)誤；C．將矩形導(dǎo)線框繞虛線ab轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通量一直為零，穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯(cuò)誤；D．將矩形導(dǎo)線框繞虛線cd轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈左右兩側(cè)的磁場(chǎng)都是均勻變化，穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯(cuò)誤。故選A。7.有一額定電流為2A的直流電動(dòng)機(jī)，線圈電阻為0.5Ω，在正常工作時(shí)對(duì)外做功的功率為6W，則在正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)（）A.兩端的電壓為1V B.兩端的電壓為3VC.發(fā)熱功率為4W D.消耗的電功率為8W【答案】D【解析】【詳解】由電功率公式P=IU可知，電動(dòng)機(jī)消耗的功率P=IU，電動(dòng)機(jī)的焦耳熱功率P熱=I2R=22×0.5W=2W電動(dòng)機(jī)的輸出功率6W，由能量守恒定律可得P=P出+P熱=8W電動(dòng)機(jī)兩端的電壓ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。8.一質(zhì)量為2kg的物塊在合力F的作用下從靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng)，合力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖所示，則（）

A.t=2s時(shí)，物塊的動(dòng)量大小為0B.t=3s時(shí)，物塊的速率為1m/sC.t=0到t=1s時(shí)間內(nèi)，合力F對(duì)物塊沖量的大小為1N·sD.t=2s到t=3s時(shí)間內(nèi)，物塊動(dòng)量變化量的大小為2kg·m/s【答案】B【解析】【詳解】A．圖像和時(shí)間軸所圍成的面積表示物體受到的沖量，根據(jù)動(dòng)量定理則有解得A錯(cuò)誤；B．圖像和時(shí)間軸所圍成的面積表示物體受到的沖量，根據(jù)動(dòng)量定理解得B正確；C．t=0到t=1s時(shí)間內(nèi)，合力F對(duì)物塊沖量的大小C錯(cuò)誤；D．t=2s到t=3s時(shí)間內(nèi)，物塊動(dòng)量變化量大小D錯(cuò)誤。故選B。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。9.下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量的說(shuō)法中正確的是（）A.由可知，B與F成正比，與I和L的乘積IL成反比B.磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，由磁場(chǎng)本身決定C.穿過(guò)一個(gè)面的磁通量為零，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零D.磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量都是矢量【答案】BC【解析】【詳解】A．公式為比值法定義，B與F、與I和L的乘積IL均無(wú)關(guān)。A錯(cuò)誤；B．磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，由磁場(chǎng)本身決定。B正確；C．如果平面與磁場(chǎng)平行，則穿過(guò)該面的磁通量為零，但是該處的磁場(chǎng)不為零。C正確；D．磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，磁通量是標(biāo)量。D錯(cuò)誤。故選BC。10.一振源S帶動(dòng)細(xì)繩上各點(diǎn)上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，從S起振時(shí)開(kāi)始用頻閃照相機(jī)對(duì)繩波進(jìn)行頻閃拍照如圖所示為頻閃照相機(jī)每隔0.2s拍攝一次所得到的頻閃照片，通過(guò)照片測(cè)得繩波上P、Q兩點(diǎn)間的距離為0.8m，則下列說(shuō)法中正確的是（）

A.繩波的波長(zhǎng)為1.6mB.繩波的波速為2m/sC.質(zhì)點(diǎn)Q的起振方向向下D.從振源S起振開(kāi)始，經(jīng)過(guò)2s時(shí)繩上P、Q兩點(diǎn)的振動(dòng)方向相同【答案】BD【解析】【詳解】A．繩波的波長(zhǎng)為λ=0.8m×4=3.2m選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．繩波的波速為選項(xiàng)B正確；C．由圖可知，繩波剛傳到的質(zhì)點(diǎn)起振方向向上，可知質(zhì)點(diǎn)Q的起振方向向上，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．因周期從振源S起振開(kāi)始，經(jīng)過(guò)2s時(shí)，即經(jīng)過(guò)T，此時(shí)振源S到達(dá)最高點(diǎn)，則繩上P、Q兩點(diǎn)都向上振動(dòng)，振動(dòng)方向相同，選項(xiàng)D正確。故選BD。11.1930年勞倫斯提出回旋加速器的理論，1932年首次研制成功。它的工作原理如圖所示，D1和D2是兩個(gè)中空的半圓金屬盒，兩盒之間有一定的電勢(shì)差。兩個(gè)半圓盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子在兩盒之間被電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繞行半圈后粒子再次到達(dá)兩盒間的縫隙時(shí)，這時(shí)控制D形盒間電壓使其恰好改變正負(fù)，于是粒子經(jīng)過(guò)盒間縫隙時(shí)再一次被加速，通過(guò)電源正負(fù)極的交替變化，可使帶電粒子經(jīng)兩盒間電場(chǎng)多次加速后獲得足夠高的能量。若帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可忽略不計(jì)，且加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響，則下列說(shuō)法中正確的是（）

A.帶電粒子離開(kāi)回旋加速器時(shí)獲得的動(dòng)能與金屬盒的半徑有關(guān)B.帶電粒子離開(kāi)回旋加速器時(shí)獲得的動(dòng)能與加速電壓的大小無(wú)關(guān)C.帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期等于電場(chǎng)變化的周期D.帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期隨圓周運(yùn)動(dòng)半徑的增大而增大【答案】ABC【解析】【詳解】AB．根據(jù)得那么帶電粒子獲得的最大動(dòng)能與加速的電壓無(wú)關(guān)，與金屬盒的半徑有關(guān)，AB正確；CD．根據(jù)回旋加速器原理可知，粒子在該磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與回旋加速器所加交變加速電壓的周期相等，與圓周運(yùn)動(dòng)半徑無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤C正確。故選ABC。12.如圖甲所示，一質(zhì)量為M、右端固定豎直擋板的木板靜置于光滑的水平面上，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的小物塊以v0=6m/s的水平初速度從木板的最左端P點(diǎn)沖上木板，最終小物塊在木板上Q點(diǎn)（圖甲中未畫(huà)出）與木板保持相對(duì)靜止，二者運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知小物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ恒定，重力加速度g=10m/s2，則下列說(shuō)法中正確的是（）

A.m:M=1:2B.小物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1C.P、Q兩點(diǎn)間的距離為3mD.小物塊與擋板間的碰撞為非彈性碰撞【答案】AC【解析】【詳解】A．系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有代入數(shù)據(jù)得A正確；B．由圖可知，1s末，木塊與木板相撞，撞前，木板勻加速，有解得μ=0.2B錯(cuò)誤；CD．1s末碰前瞬間，動(dòng)量守恒，有代入解得碰后，有由圖可知，因?yàn)樗孕∥飰K與擋板間的碰撞為彈性碰撞。1s內(nèi)的相對(duì)位移為木板的長(zhǎng)度，即第2s內(nèi)的相對(duì)位移為P、Q兩點(diǎn)間的距離為C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。三、非選擇題：本題共6小題，共60分13.某實(shí)驗(yàn)小組做“用插針?lè)y(cè)定玻璃折射率”的實(shí)驗(yàn)。(1)在白紙上放好平行玻璃磚，aa′和bb′分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面，如圖所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，用“”表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察，并依次插上大頭針P3和P4，在插P3時(shí)，應(yīng)使P3______，在插P4時(shí)，應(yīng)使P4______；

(2)該小組完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實(shí)驗(yàn)操作正確的是______；A.B.C.D.(3)該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在白紙上畫(huà)出光線的徑跡，以入射點(diǎn)O為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于A、B點(diǎn)，再過(guò)A、B點(diǎn)作法線NN′的垂線，垂足分別為C、D點(diǎn)，如圖所示，則玻璃的折射率n=______（圖中線段的字母表示）。

【答案】①.擋住P1、P2的像②.擋住P3以及P1、P2的像③.D④.【解析】【詳解】(1)[1][2]在插P3時(shí)，應(yīng)使P3擋住P1、P2的像，在插P4時(shí)，應(yīng)使P4擋住P3以及P1、P2的像；(2)[3]光線經(jīng)過(guò)玻璃磚后出射光線和入射光線是平行的，且錯(cuò)開(kāi)一定的距離，即圖像D正確。(3)[4]玻璃的折射率14.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路來(lái)測(cè)量一電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，所用的實(shí)驗(yàn)器材如下：A.待測(cè)電源B.電阻箱R（阻值的變化范圍為0～999.9Ω）C，定值電阻R0（阻值為3.0Ω）D.電流表A（量程為200mA、內(nèi)阻為6.0Ω）E開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干

(1)該實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下每次電阻箱的阻值R及對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I，并得到電流I的倒數(shù)，分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，則與R的關(guān)系式為_(kāi)_____；(2)實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R=4.0Ω時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，則表格中應(yīng)填寫(xiě)的數(shù)據(jù)①②分別為_(kāi)_____、______；R/Ω4.05.06.07.08.09.0I/A①0.1250.1080.1020.0910.084/A-1②8.09.310.011.011.9(3)然后以為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，請(qǐng)你根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙中描繪-R圖線______；(4)根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢(shì)E=______V，內(nèi)阻r=______Ω（計(jì)算結(jié)果均保留一位有效數(shù)字）。

【答案】①.②.0.143~0.147③.6.8~7.0④.⑤.3⑥.1【解析】【詳解】(1)[1]根據(jù)閉合電路的歐姆定律得代入數(shù)據(jù)得(2)[2]電流表讀數(shù)為0.145A。[3]電流的倒數(shù)為6.9A-1。(3)[4]圖像如圖所示

(4)[5]圖像的斜率為解得[6]將、代入，解得15.如圖所示，實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧橫波在t1=0時(shí)刻的波形圖，虛線是在t2=0.2s時(shí)刻的波形圖。(1)若波速為55m/s，求x=5m處的質(zhì)點(diǎn)M在t1時(shí)刻的振動(dòng)方向：(2)在t1到t2時(shí)間內(nèi)，x=5m處的質(zhì)點(diǎn)M通過(guò)的路程為1.8m，求波的傳播速度。

【答案】(1)質(zhì)點(diǎn)M沿y軸負(fù)方向振動(dòng)；(2)45m/s【解析】【詳解】（1）從波的圖像可以看出，波長(zhǎng)為λ=4m若波沿x軸正方向傳播，波傳播的距離為波傳播的速度為無(wú)論n取值多少不能求出波速55m/s若波沿x軸負(fù)方向傳播，波傳播的距離為波傳播的速度為當(dāng)，解得則波沿x軸負(fù)方向傳播，根據(jù)波速與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的關(guān)系，則質(zhì)點(diǎn)M沿y軸負(fù)方向振動(dòng)。（2）從波的圖像可以看出振幅為，M通過(guò)的路程為1.8m，則經(jīng)歷的時(shí)間是兩個(gè)周期再加四分之一周期，波傳播的距離為波速大小為如圖所示，空氣中有一透明的柱體材料，其橫截面是圓心角為、半徑為R的扇形OAB，OB因被黑紙貼住而不透光。一束平行光平行于橫截面，以i=的入射角照射到OA上，若只考慮首次入射到圓弧AB上的光，發(fā)現(xiàn)從O點(diǎn)入射的光線恰好從C點(diǎn)射出，圓弧BC的弧長(zhǎng)為。求：(1)該透明材料的折射率n；(2)圓弧AB上有光射出部分的弧長(zhǎng)L。

【答案】(1)；(2)【解析】【詳解】⑴連結(jié)O、C，由幾何知識(shí)得折射角故透明材料的折射率為n=⑵由sinC=得臨界角C=45°由題意可知，圓弧BC上沒(méi)有光線射出，設(shè)從E點(diǎn)入射的光線經(jīng)折射后到達(dá)D點(diǎn)時(shí)剛好發(fā)生全反射，則

∠ODE=C=45°即圓弧AD上沒(méi)有光線射出，由幾何關(guān)系得∠AOD=180°－（30°＋90°＋45°）=15°由幾何關(guān)系得沒(méi)有光線射出的圓弧對(duì)應(yīng)圓心角為θ=90°－（30°+15°）=45°所以圓弧AB上有光射出部分DC的弧長(zhǎng)L=輪滑運(yùn)動(dòng)員表演時(shí)用到一輛質(zhì)量為M=60kg帶光滑槽的車(chē)子，如圖所示，車(chē)子放在光滑水平地面上，光滑槽的AB部分為位于豎直平面內(nèi)的圓弧，BC分水平且距地面的高度為h=1.25m，AB與BC相切于B點(diǎn)。質(zhì)量為m=40kg的輪滑運(yùn)動(dòng)員，以水平初速度v0=10m/s從車(chē)子最右端的C點(diǎn)滑上車(chē)子，從A點(diǎn)騰空而起，最終從C點(diǎn)滑離車(chē)子，安全落到地面上。運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，自滑上車(chē)子到落地的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，沒(méi)有生物能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化不計(jì)空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。求：(1)運(yùn)動(dòng)員相對(duì)于BC部分上升的最大高度；(2)運(yùn)動(dòng)員落地時(shí)，車(chē)子最右端C點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)員之間的水平距離。

【答案】(1)3m；(2)5m【解析】【詳解】（1）運(yùn)動(dòng)員達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，豎直方向的速度為0，水平方向的速度與車(chē)子相同，運(yùn)動(dòng)員與車(chē)子組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒系統(tǒng)機(jī)械能守恒解得（2）運(yùn)動(dòng)員從車(chē)子右端滑離車(chē)子時(shí)