山東省濰坊市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期1月期末考試物理試題【含答案解析】

高二物理注意事項(xiàng)：1．答題前，考生先將自己的學(xué)校、姓名、班級(jí)、座號(hào)、考號(hào)填涂在相應(yīng)位置。2．選擇題答案必須使用2B鉛筆（按填涂樣例）正確填涂；非選擇題答案必須使用0.5毫米黑色簽字筆書寫，繪圖時(shí)，可用2B鉛筆作答，字體工整、筆跡清楚。3．請按照題號(hào)在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。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24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.生活中有許多美妙的光現(xiàn)象，下列對光現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)正確的是（）A.著名的泊松亮斑是光的干涉形成的B.水中的氣泡看上去特別明亮，主要是由于光的折射引起的C.觀看3D立體電影時(shí)，觀眾戴的眼鏡是應(yīng)用光的偏振原理制成的D.“潭清疑水淺，荷動(dòng)知魚散”中“疑水淺”是由于發(fā)生了光的衍射【答案】C【解析】【詳解】A．著名的泊松亮斑是光的衍射形成的，故A錯(cuò)誤；B．水中的氣泡看上去特別明亮，主要是由于光的全反射引起的，故B錯(cuò)誤；C．3D眼鏡制作的原理就是在立體眼鏡的左眼和右眼分別裝上橫偏振片和縱偏振片，這樣在播放采用偏振光技術(shù)制作的影片時(shí)左邊鏡頭的影像經(jīng)過一個(gè)橫偏振片過濾，得到橫偏振光，右邊鏡頭的影像經(jīng)過一個(gè)縱偏振片過濾，得到縱偏振光，可知觀看3D立體電影時(shí)，觀眾戴的眼鏡是應(yīng)用光的偏振原理制成的，故C正確；D．“潭清疑水淺，荷動(dòng)知魚散”中“疑水淺”是由于發(fā)生了光的折射，故D錯(cuò)誤。故選C。2.如圖所示，一邊長為l的匝正方形導(dǎo)線框abcd，其內(nèi)部有一邊長為的正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直導(dǎo)線框向里。則穿過導(dǎo)線框的磁通量為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】穿過導(dǎo)線框的磁通量為故選A。3.扔鉛球是田徑運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)投擲項(xiàng)目，一運(yùn)動(dòng)員將質(zhì)量為的鉛球以的初速度與水平方向成角斜向上拋出，鉛球拋出時(shí)距離地面的高度為，取。則鉛球從拋出到落地過程（忽略空氣阻力）（）A.動(dòng)量變化量的大小為B.動(dòng)量變化量的大小為C.動(dòng)量變化量的方向與水平方向夾角為斜向下D.動(dòng)量變化量的方向與水平方向夾角為斜向下【答案】B【解析】【詳解】AB．鉛球豎直方向初速度為由速度位移公式可得解得以豎直向下為正方向，動(dòng)量變化量的大小為故B正確，A錯(cuò)誤；CD．鉛球在下落過程中只受重力作用，速度變化量的方向?yàn)樨Q直向下，則動(dòng)量變化量的方向豎直向下，故CD錯(cuò)誤。故選B。4.如圖所示，在空間中分布著沿軸正方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場，將一金屬導(dǎo)線制成半徑為的圓環(huán)放置在平面內(nèi)。當(dāng)圓環(huán)中通過由到的電流時(shí)，圓環(huán)受到的安培力大小和方向分別為（）A.BIr，垂直xOy平而向里 B.Blr，垂直xOy平面向外C.，垂直平面向外 D.，垂直平面向里【答案】A【解析】【詳解】線圈在磁場中的等效長度為r，方向沿y軸正向，則受安培力大小為BIr，由左手定則可知，安培力方向垂直xOy平而向里。故選A。5.如圖所示，“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距為，雙縫到光屏的距離為l。用激光照射雙縫，光屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋，處為暗條紋、處為亮條紋，且間還有3條暗紋。測得處條紋中心相距為，則該激光的波長為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】由幾何關(guān)系可知，相鄰兩個(gè)亮條紋間距離為根據(jù)公式解得故選C。6.如圖所示，菱形中，在三個(gè)頂點(diǎn)分別放置三根平行長直導(dǎo)線，導(dǎo)線中均通有大小為、方向垂直紙面向里的電流，此時(shí)菱形中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為。已知通電長直導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，k為比例常數(shù)，為長直導(dǎo)線中的電流，為場點(diǎn)到導(dǎo)線中心的距離。則頂點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】設(shè)，根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加，A、C兩點(diǎn)在菱形中心O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，菱形中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于B點(diǎn)在菱形中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，為根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加，頂點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為故選D。7.如圖所示，均勻介質(zhì)中A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成直角三角形，，B、C處各有一波源，可發(fā)出波速均為的機(jī)械橫波。已知間的距離為，O為的中點(diǎn)，處波源的振動(dòng)方程分別為，時(shí)刻兩波源同時(shí)起振。下列說法正確的是（）A.兩波的波長均為 B.A點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)C.點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) D.內(nèi)，點(diǎn)通過的路程為【答案】B【解析】【詳解】A．由于解得T=4s則波長選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．因AB=16m，則AB-AC=8m=λ兩振源振動(dòng)方向相反，可知A點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)，選項(xiàng)B正確；C．因O點(diǎn)到BC兩點(diǎn)的距離之差為零，可知點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．因A點(diǎn)振動(dòng)減弱且振幅為零，則內(nèi)，A點(diǎn)通過路程為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。8.2023年4月25日，神州十五號(hào)航天員乘組進(jìn)行了第四次出倉活動(dòng)，象征著我國的航天科技實(shí)力水平的進(jìn)一步提升。假設(shè)某次航天員正執(zhí)行出倉維修任務(wù)時(shí)，一維修扳手不慎脫手，脫手后以相對空間站的速度v沿直線向前飛出，航天員發(fā)現(xiàn)時(shí)，扳手已經(jīng)飛出一段距離d。航天員立即啟動(dòng)噴氣背包，壓縮氣體從背包噴口持續(xù)向后噴出，氣體噴出的速度相對空間站恒定，航天員沿與扳手運(yùn)動(dòng)同一直線加速追及，經(jīng)過一段時(shí)間t追上扳手。已知噴口的橫截面積為S，噴出的壓縮氣體密度恒為，航天員連同整套艙外太空服的質(zhì)量為M，不計(jì)噴氣過程中航天員和裝備總質(zhì)量的變化。則氣體噴出時(shí)相對空間站的速度為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】航天員追上扳手時(shí)有根據(jù)動(dòng)量定理有航天員的加速度為聯(lián)立解得氣體噴出時(shí)相對空間站的速度為故選C。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。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。9.某種質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，氖的同位素和，以幾乎為零的初速度從容器下方的小孔飄入加速電場，經(jīng)過小孔之間的真空區(qū)域后，經(jīng)進(jìn)入垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，最后分別打在照相底片的處。下列說法正確的是（）A.勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向里 B.離開加速電場的速度比小C.打在處 D.在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比短【答案】CD【解析】【詳解】A．粒子向左偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可知?jiǎng)驈?qiáng)磁場方向垂直于紙面向外，故A錯(cuò)誤；B．在加速電場中，根據(jù)動(dòng)能定理有離開加速電場的速度為與帶電量相同，質(zhì)量較大，故離開加速電場的速度比大，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)洛倫茲力提供向心力粒子運(yùn)動(dòng)的半徑為可知運(yùn)動(dòng)半徑較小，打在處，故C正確；D．粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為可知在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比短，故D正確。故選CD。10.在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r，、為定值電阻，為滑動(dòng)變阻器?，F(xiàn)閉合開關(guān)S，調(diào)整滑動(dòng)變阻器的觸頭到某位置，發(fā)現(xiàn)此過程中電流表示數(shù)增加了，電壓表、電流表均為理想電表，則此過程中（）A.電壓表的示數(shù)增加B.電壓表的示數(shù)減小C.電阻的功率增加D.電源的功率增加IE【答案】BD【解析】【詳解】A．根據(jù)閉合電路歐姆定律有可知由于電流表示數(shù)增加了，即干路電流增加了，可知，電壓表的示數(shù)減小，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)閉合電路歐姆定律有可知由于電流表示數(shù)增加了，即干路電流增加了，可知，電壓表的示數(shù)減小，故B正確；C．電阻消耗的功率為由于電流表示數(shù)增加了，即干路電流增加了，可知，電阻的功率增加故C錯(cuò)誤；D．電源消耗的功率則有由于電流表示數(shù)增加了，即干路電流增加了，可知，電源的功率增加IE，故D正確。故選BD。11.如圖甲所示，一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球在光滑圓弧曲面上做簡諧運(yùn)動(dòng)，圓弧軌道對小球的支持力大小隨時(shí)間變化的曲線如圖乙所示，圖中時(shí)刻小球從點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，重力加速度為。下列說法正確的是（）A.時(shí)刻小球的動(dòng)能最小 B.小球在A點(diǎn)所受的合力為零C.該圓弧軌道的半徑為 D.小球的質(zhì)量為【答案】ACD【解析】【詳解】A．時(shí)刻小球到達(dá)B點(diǎn)，則此時(shí)的動(dòng)能最小，選項(xiàng)A正確；B．小球在A點(diǎn)回復(fù)力最大，所受的合力不為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．小球運(yùn)動(dòng)的周期為根據(jù)可得該圓弧軌道的半徑為選項(xiàng)C正確；D．小球在A點(diǎn)時(shí)在O點(diǎn)時(shí)其中聯(lián)立解得小球的質(zhì)量為選項(xiàng)D正確。故選ACD。12.如圖所示，栓接在輕質(zhì)彈簧兩端質(zhì)量分別是的兩物體靜置于光滑水平地面上，靠在豎直墻壁上?，F(xiàn)有一顆質(zhì)量的子彈以初速度水平射入并留在其中，彈簧壓縮到最短時(shí)具有的彈性勢能為，此后向右運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（）A.B.與墻壁作用過程中，墻對的沖量大小為C.離開墻壁后，能達(dá)到的最大速度為D.離開墻壁后，彈簧具有最大彈性勢能為【答案】BD【解析】【詳解】A．取向左為正方向，子彈射入時(shí)，彈簧還沒來得及壓縮，根據(jù)動(dòng)量守恒有彈簧壓縮后根據(jù)機(jī)械能守恒有聯(lián)立兩式，代入數(shù)據(jù)，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)對稱性，子彈和m2都以大小為v1的速度向左壓縮彈簧，而后又以同樣大小的速度向右反彈離開墻面，以向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理可得代入數(shù)據(jù)故B正確；C．當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時(shí)，m1具有的最大速度，設(shè)為vmax，m與m2組合體速度為，以向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律得解得故C錯(cuò)誤；D．運(yùn)動(dòng)中，彈簧彈性勢能最大時(shí)為三者共速，此時(shí)速度最大，有解得則據(jù)能量守恒，運(yùn)動(dòng)后的最大彈性勢能為代入數(shù)據(jù)故D正確。故選BD。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.用激光測三棱鏡折射率的裝置如圖甲所示。已知三棱鏡的橫截面是頂角為的等腰三角形，如圖乙所示。實(shí)驗(yàn)過程如下：（1）激光筆發(fā)出的紅色激光從棱鏡左側(cè)面入射，從另一側(cè)面射出。調(diào)整入射角，直至出射光線與入射光線關(guān)于三棱鏡對稱，測出此時(shí)的入射角為，則此三棱鏡對紅色激光的折射率_______。（用表示）；（2）出射光線相對于入射光線轉(zhuǎn)過的角度稱作偏向角，本實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)入射角時(shí)、偏向角_______（用表示）；（3）若換用藍(lán)色激光進(jìn)行以上實(shí)驗(yàn)，獲得的偏向角_______選填“>”、“=”、“<”）?！敬鸢浮竣?②.③.【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)題意，畫出完整光路圖，如圖所示由幾何關(guān)系有解得則此三棱鏡對紅色激光的折射率（2）[2]根據(jù)題意，如圖所示由幾何關(guān)系有解得（3）[3]由于紫光的折射率大，換用紫光之后，完整光路圖，如圖所示由幾何關(guān)系有解得由于則有14.把銅片和鋅片相隔約插入一梨中，就制成一個(gè)水果電池，銅片為電池的正極，鋅片為負(fù)極。某實(shí)驗(yàn)小組要測此水果電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r，實(shí)驗(yàn)器材如下：待測水果電池，數(shù)字式多用電表，電阻箱，開關(guān)，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)操作如下：（1）按圖甲連接電路，多用電表調(diào)到“直流電壓檔”；（2）閉合開關(guān)，逐次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄每次實(shí)驗(yàn)的電阻箱阻值及多用電表示數(shù)U；（3）根據(jù)所記錄數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖像，如圖乙所示。請完成以下問題：①不計(jì)多用電表內(nèi)阻對電路的影響，由圖乙得水果電池的電動(dòng)勢測_______V內(nèi)阻_______（均保留兩位有效數(shù)字）；②若考慮多用電表內(nèi)阻對電路的影響，與仍為一次函數(shù)關(guān)系，該關(guān)系式為_______（用E、U、R、r、表示為“”形式）。與真實(shí)值相比，_______，_______(選填“<”、“=”、“>”)。【答案】①.0.84②.③.④.>⑤.=【解析】【詳解】（3）①[1][2]根據(jù)閉合電路歐姆定律有根據(jù)圖像的斜率和縱軸截距有V②[3][4][5]若考慮多用電表內(nèi)阻對電路的影響，根據(jù)閉合電路歐姆定律有與①比較可知電動(dòng)勢測量值偏大，內(nèi)阻測量值等于真實(shí)值。15.如圖所示，陰影部分ABC為一透明勻質(zhì)材料制成的柱形光學(xué)元件的橫截面，AC為一半徑為R的四分之一圓弧，D為圓弧面圓心，ABCD構(gòu)成正方形。在D處有一單色光的點(diǎn)光源，從點(diǎn)光源射入圓弧AC的光恰好全部從AB、BC界面射出（只考慮首次從圓弧AC直接射向AB、BC的光線），光在真空中的傳播速度為c。求：（1）此光學(xué)元件對該單色光的折射率；（2）光從D點(diǎn)傳播到ABC界面上的最長時(shí)間?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）從點(diǎn)光源射入圓弧AC的光恰好全部從AB、BC界面射出，而射到B點(diǎn)的光的入射角最大，則沿DB方向的光恰好發(fā)生全反射，可知解得（2）從B點(diǎn)射出的光線時(shí)間最長，則由可得最長時(shí)間為16.彩帶舞是一種民間舞蹈藝術(shù)，每逢節(jié)日，人們跳起彩帶舞，營造一種歡樂祥和的氛圍。若某次抖動(dòng)彩帶形成的彩帶波可看成簡諧橫波，彩帶上有a、b兩質(zhì)點(diǎn)，兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為1.2m，a、b兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像分別如圖甲、乙所示。求：（1）該簡諧橫波的波長；（2）若該簡諧橫波的傳播速度為6m/s，通過計(jì)算判斷該波的傳播方向?！敬鸢浮浚?）若波從a向b傳播，則；若波從b向a傳播，則（2）波由b向a傳播【解析】【詳解】（1）若波從a向b傳播，則在t=0時(shí)刻a向下振動(dòng)，b在波谷，則解得若波從b向a傳播，則在t=0時(shí)刻a向下振動(dòng)，b在波谷，則解得（2）若該簡諧橫波的傳播速度為6m/s，則波長由可知n=0，則波由b向a傳播。17.在芯片制造過程中，離子的注入是其中一道重要的工序，技術(shù)上可通過改變區(qū)域內(nèi)電場、磁場實(shí)現(xiàn)對離子的靶向控制。如圖所示為離子控制設(shè)備的原理圖，正方體OPMN-CDGH邊長為L，分別以O(shè)P、OC、ON為x、y、z軸建立坐標(biāo)系。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，以初速度v0，沿x軸正方向從O點(diǎn)入射，粒子重力不計(jì)，忽略場的邊緣效應(yīng)。（1）若空間區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在大小為；沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，和沿z軸方向的勻強(qiáng)磁場，粒子恰好沿直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)，求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小及方向；（2）若保留（1）問中空間區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，而撤去勻強(qiáng)電場，試通過計(jì)算求粒子射出正方體邊界的位置坐標(biāo)；（3）若空間區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)磁場和沿z軸正方向的勻強(qiáng)磁場粒子恰好經(jīng)過H點(diǎn)，求、的大小?！敬鸢浮浚?），方向沿z軸正方向；（2）；（3），【解析】【詳解】（1）粒子恰好沿直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)，有得方向沿z軸正方向。（2）若保留（1）問中空間區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，而撤去勻強(qiáng)電場，根據(jù)得所以粒子射出正方體邊界的位置坐標(biāo)。（3）若空間區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在沿著y軸負(fù)方向和z軸正方向的勻強(qiáng)磁場，粒子運(yùn)動(dòng)中恰好通過H點(diǎn)，由對稱可知，By和Bz大小相