山東省泰安市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試模擬物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1高二年級考試物理試題第Ⅰ卷（選擇題共40分）一、選擇題：本題共40分。在每小題給出的四個選項中，第1-6題只有一項符合題目要求，第7-10題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.在物理學(xué)發(fā)展過程中，許多科學(xué)家做出了杰出的貢獻(xiàn)，下列說法正確的是（）A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流間的相互作用規(guī)律B.伽利略提出了行星運動定律后，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律C.安培根據(jù)通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場的相似性，提出了分子電流假說D.法拉第觀察到，在通有恒定電流的靜止導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圈中，會出現(xiàn)感應(yīng)電流【答案】C【解析】A．安培發(fā)現(xiàn)了電流間的相互作用規(guī)律，故A錯誤；B．開普勒提出了三大行星運動定律后，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故B錯誤；C．安培根據(jù)通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場的相似性，提出了分子電流假說，故C正確；D．法拉第在實驗中觀察到，在通有恒定電流靜止導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圈中，不會出現(xiàn)感應(yīng)電流，故D錯誤．2.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場中，兩長直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l.在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零．如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（）A.0 B. C. D.2B0【答案】C【解析】在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離為l的a點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，如下圖所示：

由此可知，外加的磁場方向與PQ平行，且由Q指向P，即B1=B0；依據(jù)幾何關(guān)系，及三角知識，則有：BPcos30°=B0；解得P或Q通電導(dǎo)線在a處的磁場大小為BP=B0；

當(dāng)P中的電流反向，其他條件不變，再依據(jù)幾何關(guān)系，及三角知識，則有：B2=B0；因外加的磁場方向與PQ平行，且由Q指向P，磁場大小為B0；最后由矢量的合成法則，那么a點處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=，故C正確，ABD錯誤．3.學(xué)校運動會進(jìn)行跳遠(yuǎn)比賽時，要在沙坑里填沙．這樣做的目的是為了減小人觸地過程中的（）A.作用時間 B.動量變化量C.動量變化率 D.受到的沖量【答案】C【解析】跳遠(yuǎn)比賽時，運動員從與沙坑接觸到靜止動量的變化量相等，設(shè)為，由動量定理可知，人受到的合力的沖量是一定的，人落在沙坑中比落在地面上延長了人與沙坑的接觸時間，t變大，由動量定理得：，，一定，t越長，動量變化率越小，人受到的合外力越??；故能減小的只有動量的變化率，故C正確，ABD錯誤．4.如圖所示是個單擺在時間內(nèi)做簡諧運動的圖象，由圖象可知（）A.在時間內(nèi)，擺球受到的回復(fù)力越來越小B.時刻，擺球的速度最大C.擺球的動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化的周期為D.擺球的動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化的周期為【答案】D【解析】在時間內(nèi)，擺球的位移增大，受到的回復(fù)力越來越大，故A錯誤；由圖可知，該擺球的周期為，且，質(zhì)點位移最大，可知在時刻質(zhì)點的位移也是最大，速度為零，故B錯誤；動能與勢能都是標(biāo)量，它們變化的周期等于簡諧振動的周期的一半，所以擺球的動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化的周期為，故C錯誤，D正確．5.關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法錯誤的是（）A.變壓器鐵芯做成片狀是為了減小渦流B.真空冶煉爐的爐外線圈應(yīng)通入高頻交流電C.靈敏電流表在運輸時總要把兩接線柱用導(dǎo)體連接起來，是利用了電磁驅(qū)動D.車站和重要場所的安檢門可以探測人身攜帶的金屬物品【答案】C【解析】A項：變壓器的鐵芯用硅鋼片代替整塊鐵芯，是為了減小渦流損失，故A正確；B項：真空冶煉爐的爐外線圈通過的電流是高頻交流電．故B正確；C項：將兩個接線柱連接起來，從而形成閉合電路，當(dāng)因晃動，導(dǎo)致線圈切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培阻力，進(jìn)而阻礙其運動，是利用電磁阻尼原理減弱表針擺動，進(jìn)而保護(hù)表針不被損壞，故C錯誤；D項：安檢門利用渦流探測人身上攜帶的金屬物品原理是：線圈中交變電流產(chǎn)生交變的磁場，會在金屬物品產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流，而金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起線圈中交變電流發(fā)生變化，從而被探測到．故D正確．6.如圖所示的電路中，電感L的電阻不計，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值．某時刻閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時間后，燈泡D正常發(fā)光．下列說法正確的是（）A.閉合S，燈泡D中的電流逐漸增大到一穩(wěn)定值B.斷開S，燈泡D先閃亮一下再熄滅C.斷開S，燈泡D中的電流方向與原來相反D.斷開S，電感L中電流方向與原來相反【答案】C【解析】閉合S瞬間，由于線圈的電流變大，導(dǎo)致其產(chǎn)生電動勢，從而阻礙電流的變大，所以電流表R中的電流逐漸增大，電源消耗的內(nèi)電壓增大，則燈泡兩端得電壓減小，燈泡的電流逐漸減小，故A錯誤；由于電阻R的阻值大于燈泡D的阻值，所以電路穩(wěn)定后R上的電流小于燈泡的電流，斷開S，燈泡不會閃亮，故B錯誤；斷開S瞬間，線圈電流變小，從而產(chǎn)生電動勢，維持R與L內(nèi)的電流方向不變，該電流流過燈泡時，電流的方向與燈泡D中的電流方向與原來相反，故C正確，D錯誤．所以C正確，ABD錯誤．7.下列關(guān)于機(jī)械波的說法中正確的是（）A.一列聲波由空氣傳播到水中，頻率和波長都發(fā)生變化B.火車鳴笛時向觀察者駛來，觀察者聽到的笛聲頻率比聲源發(fā)出的頻率高C.在波動中，振動相位總是相同的兩個質(zhì)點間的距離，叫做波長D.對于同一障礙物，波長越長的波越容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象【答案】BD【解析】A．一列聲波由空氣傳播到水中，頻率不變，波速變大，由知波長變長，故A錯誤；B．火車鳴笛時向觀察者駛來，產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，觀察者聽到的笛聲頻率比聲源發(fā)出的頻率高，故B正確；C．在波動中，相鄰的振動相位總是相同的兩個質(zhì)點間的距離，叫做波長，故C錯誤；D．波長越長的波波動性越強(qiáng)，對于同一障礙物，波長越長的波越容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故D正確．8.一段長為L的通電直導(dǎo)線，設(shè)單位長度導(dǎo)線中有n個自由電子，每個自由電子的電荷量都是e，它們的定向移動速度大小為v，現(xiàn)加一勻強(qiáng)磁場，其方向垂直于導(dǎo)線，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，已知這段導(dǎo)線受到安培力為F，則導(dǎo)線中每個自由電子受到的洛倫茲力（）A.大小為evB，方向和安培力F方向相反B.大小為evB，方向和安培力F方向一致C.大小為，方向和安培力方向一致D.大小為，方向和安培力F方向一致【答案】BC【解析】每米導(dǎo)線中有n個自由電荷，每個自由電荷的電量均為e，它們定向移動的平均速率為v，所以電流的大小為，磁場對這段導(dǎo)線的安培力，則導(dǎo)線中每個自由電子受到的洛倫茲力，根據(jù)左手定則可知方向和安培力F方向一致，故BC正確，AD錯誤．9.如圖所示，質(zhì)譜儀由兩部分區(qū)域組成，左側(cè)M、N是對水平放置的平行金屬板，分別接到直流電源兩極上，板間在較大范圍內(nèi)存在著電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場，右側(cè)是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的另勻強(qiáng)磁場．一束帶電粒子不計重力由左端射入質(zhì)譜儀后沿水平直線運動，從點垂直進(jìn)入右側(cè)磁場后分成甲、乙兩束，其運動軌跡如圖所示，兩束粒子最后分別打在乳膠片的、兩個位置，、、三點在同一條整直線上，且則下列說法正確的是（）A.兩束粒子的速度都是B.甲束粒子的比荷小于乙束粒子的比荷C.若甲、乙兩束粒子的電荷量相等，則甲、乙兩束粒子的質(zhì)量比為4：3D.若甲、乙兩束粒子的質(zhì)量相等，則甲、乙兩束粒子的電荷量比為4：3【答案】ABC【解析】A．粒子在平行金屬板間沿直線運動，說明洛倫茲力和電場力平衡，則，得，故A正確；B．由題意，得比荷，比荷與半徑成反比，因為故甲束粒子的比荷小于乙束粒子的比荷，故B正確；C．若甲、乙兩束粒子的電荷量相等，，故C正確；D．若甲、乙兩束粒子的質(zhì)量相等，，故D錯誤．10.如圖所示，在光滑的水平面上有兩個滑塊P、Q，滑塊Q的左端固定連著一輕質(zhì)彈簧．兩個滑塊分別以一定大小的速度沿著同一直線相向運動，滑塊P的質(zhì)量為2m，速度方向向右，滑塊Q的質(zhì)量為m．速度方向向左，則下列說法正確的是（）A.P、Q兩個滑塊包括彈簧組成的系統(tǒng)動能始終保持不變B.當(dāng)兩個滑塊的速度相等時，彈簧的彈性勢能最大C.兩個滑塊最終能以共同的速度一起向右運動D.從P滑塊和彈簧接觸到彈簧壓縮至最短的過程中，滑塊Q的速度大小先減小后增大【答案】BD【解析】對于P、Q兩個滑塊包括彈簧組成的系統(tǒng)，由于只有彈簧的彈力做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，即系統(tǒng)動能和彈簧彈性勢能之和不變，動能是變化的，故A錯誤；P以某一初速度壓縮彈簧，在彈簧彈力作用下P做減速運動，Q做加速運動，當(dāng)P與Q速度相等時，彈簧最短，彈性勢能最大，故B正確；設(shè)最終P、Q兩個滑塊的速度分別為和規(guī)定向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律得：，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得，解得：，或，，故C錯誤；從P滑塊和彈簧接觸到彈簧壓縮至最短的過程中，滑塊Q一直受到向右的彈力，速度先向左減小至零，再向右增大，故D正確．第Ⅱ卷（非選擇題共60分）二、實驗題（本題共2小題，共12分。把答案寫在答題卡中指定答題處，不要求寫出演算過程）11.如圖所示，某實驗小組利用圖示的實驗器材將電路連接好后，進(jìn)行“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗．（1）實驗時，線圈A放在線圈B中保持不動，小組同學(xué)將電鍵突然閉合時，發(fā)現(xiàn)電流計指針向右側(cè)偏轉(zhuǎn)．現(xiàn)保持電鍵閉合，則下列關(guān)于實驗過程中所觀察到的一些現(xiàn)象說法正確的是______A.滑片P快速向右移動時電流計指針將向左側(cè)偏轉(zhuǎn)B.滑片P快速向左移動時電流計指針向左側(cè)偏轉(zhuǎn)C.將線圈A突然拔出過程中，電流計指針向左側(cè)偏轉(zhuǎn)D.將線圈A拔出過程中，電流計指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)（2）實驗小組通過本實驗，歸納出的實驗結(jié)論是______．【答案】（1）BC（2）感應(yīng)電流產(chǎn)生條件：閉合回路中磁通量變化【解析】（1）將電鍵突然閉合時，發(fā)現(xiàn)電流計指針向右側(cè)偏轉(zhuǎn)，說明穿過線圈B的磁通量增大時，則電流計指針向右偏轉(zhuǎn)；當(dāng)滑片P快速向右移動時，導(dǎo)致線圈A中的電流增大，那么穿過線圈B的磁通量增大，則電流計指針將向右側(cè)偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；當(dāng)滑片P快速向左移動時，導(dǎo)致線圈A中的電流減小，那么穿過線圈B的磁通量減小，則電流計指針將向左側(cè)偏轉(zhuǎn)，故B正確；當(dāng)將線圈A突然拔出過程中，那么穿過線圈B的磁通量減小，則電流計指針將向左側(cè)偏轉(zhuǎn)，故C正確，D錯誤．（2）通過本實驗，得出的實驗結(jié)論是感應(yīng)電流產(chǎn)生條件：閉合回路中磁通量變化．12.氣墊導(dǎo)軌工作時，導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，大大減小了滑塊運動時的阻力．小明同學(xué)為了驗證動量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個質(zhì)量分別為m1、m2的滑塊，滑塊上固定著寬度為d的遮光片，導(dǎo)軌上A、B兩點各有一個光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門的擋光時間．氣墊導(dǎo)軌正常工作后，讓兩滑塊以不同的速度從軌道兩端開始相向運動，兩滑塊碰后粘在一起繼續(xù)運動．光電門A記錄了一個時間△t1，光電門B依次記錄了三個時間△t2、△t、△t．則碰撞前兩滑塊的動量大小分別為_____、_____；碰撞后兩滑塊的動量大小分別為_____、_____．重復(fù)上述實驗，多做幾次，若碰撞前、后兩滑塊的總動量在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動量守恒定律得到驗證．【答案】【解析】碰撞前兩滑塊的速度分別為：，，碰撞后兩滑塊粘在一起向右運動，共同速度為，所以碰撞前兩滑塊的動量分別為m1v1＝m1，m2v2＝m2，碰撞后兩滑塊的動量分別為m1v′＝m1，m2v′＝m2．三、計算題（共4小題，共48分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）。13.一列簡諧橫波的波形如圖所示，實線表示時刻的波形圖，虛線表示時刻的波形圖。該波的周期為。（1）若，求該列波的傳播速度；（2）若波速為，求波的傳播方向。【答案】（1）若波沿x軸正向傳播，傳播速度為100m/s，若波沿x軸負(fù)向傳播為140m/s；（2）波沿x軸負(fù)向傳播【解析】（1）由圖像可知該列波的波長為，由于則波傳播的距離根據(jù)題圖，若波沿x軸正向傳播，則有若波沿x軸負(fù)向傳播，則有（2）由圖像可知波長，在0.1s內(nèi)波傳播的距離為即由波形平移法，可知波沿x軸負(fù)向傳播。14.如圖，足夠長的固定光滑水平軌道與固定的光滑豎直圓弧軌道平滑連接．質(zhì)量為的小球A以速度撞上質(zhì)量為的靜止小球B，已知A和B的大小相同且碰撞為彈性正碰．重力加速度g的大小取10m/s2．（1）若，求碰撞后小球B上升的最大高度；（2）若要求兩小球只發(fā)生了一次碰撞，則的大小應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系?【答案】（1）（2）【解析】（1）取向右為正方向，則由動量守恒定律和能量守恒關(guān)系可知：，解得帶入數(shù)據(jù)：v1=-1m/s；v2=4m/s小球B沿圓弧上升，無論是否沖出圓弧軌道，到達(dá)最高點時的速度一定為零，則由機(jī)械能守恒：解得h=0.8m（2）若兩球只發(fā)生一次碰撞，則首先應(yīng)該滿足A小球碰后反向運動，即v1<0，由可知m1<m2；同時還必須滿足A球碰后速度v1要大于或等于B小球的速度v2，即聯(lián)立解得m2≥3m1或者m1≤m215.如圖，電阻可忽略的足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距l(xiāng)＝1.0m，傾角θ＝30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R＝1.5Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T的勻強(qiáng)磁場垂直于軌道平面向上，阻值r＝0.5Ω，質(zhì)量m＝0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端某處由靜止釋放，下滑距離d＝1.2m時剛好達(dá)到最大速度，重力加速度g＝10m/s2，求：（1）金屬棒的最大速度vm的大??；（2）從開始運動到剛好達(dá)到最大速度的過程中，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱Qr；（3）金屬棒從開始運動到剛好達(dá)到最大速度所用的時間t．【答案】（1）2m/s（2）0.2J（3）1s【解析】（1）金屬棒的速度達(dá)到最大時，合外力0，設(shè)電流為I，由平衡條件有：mgsinθ＝BIl感應(yīng)電動勢為：E＝Blvm由閉合電路歐姆定律有：代入數(shù)據(jù)得最大速度為：vm＝2m/s（2）設(shè)從開始運動到剛好達(dá)到最大速度的過程中，回路中產(chǎn)生的熱量為Q，由能量守恒定律有：又有解得：Qr＝0.2J（3）從開始運動