2021-2022学年山东省烟台市高二(上)期末物理试卷(附答案详解)

第=page22页，共=sectionpages22页第=page11页，共=sectionpages11页2021-2022学年山东省烟台市高二（上）期末物理试卷一、单选题（本大题共8小题，共24.0分）关于光现象及应用，下列说法正确的是(  A.泊松亮斑证明光具有波动性，光的偏振证明光是纵波

B.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的衍射现象

C.用透明的标准半面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象

D.在水中的潜水员斜向上看岸边物体时，看到的物体的像将比物体所处的实际位置低如图所示，面积为S的矩形线框abcd处在足够大的匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感应强度大小为B。现使线框以ad边为轴，从图示位置开始匀速转动，下列说法正确的是A.转动过程线框中一直没有感应电流

B.转过30°角时，穿过线框的磁通量为32BS

C.转过90°角时，穿过线框的磁通量为BS

电动自行车具有低噪声、无废气、无油污的环保性，而且骑行简单方便，受到广大上班族的喜欢。右表为某品牌电动自行午的铭牌，显示了电动车的信息及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗，则由该铭牌可以求得电动自行车的电动机内阻约为( 自重45额定电压60载重80额定电流12最大运动速度30额定输出功率500A.1.5Ω B.3.5Ω C.5Ω如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，该运动可看成简谐运动。从某次摆球到达右侧最大位移处开始计时，摆球相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示，取g=10m/s2A.单摆的摆长约为1.0m

B.单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=2sin(2.5πt+π2)c如图所示，R1、R2、R3为定值电阻，R4为滑动变阻器，电源的电动势为E，内阻为r。先将开关S闭合，待电路稳定后，再将滑动变阻器RA.电流表的示数减小 B.R1消耗的功率增大

C.R3消耗的功率减小 D.A、B、C、D是以AD为直径的半圆弧上的四个点，O为半圆弧的圆心，∠AOB=∠DOC=30°。在A、D处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，此时O点的磁感应强度大小为B0。若将A.B0 B.B02 C.23如图所示为某半圆柱体玻璃砖的横截面，BC为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿AB方向由真空从BC面射入玻璃砖，之后分成两束分别从D、E两点射出(不考虑光在玻璃砖中的反射)。已知该玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，则下列说法正确的是(A.a光和b光在玻璃砖中的传播速度相等

B.a光和b光在玻璃砖中的传播时间相等

C.从D点射出的为b光，从E点射出的为a光

D.若从水中射入空气时，a光发生全反射的临界角更大

如图所示，两平行金属导轨处于同一水平面内，在两导轨一端上放置一质量为m、长度为l的金属杆ab，两导轨的另一端与电源、滑动变阻器、电流表构成闭合回路。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨半面成θ=37°角斜向上。刚开始，滑动变阻器连入电路的电阻最大，ab静止在水平导轨上，调节滑动变阻器滑片的位置，发现当电流表的示数为I时，金属杆ab刚要开始滑动，已知金属杆与导导轨间的滑动摩擦力近似等于它们之间的最大静摩擦力，sA.BIlmg B.4BIl二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）下列说法正确的是(  A.微观粒子的能量是不连续的，只能取一些特定的值

B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，并捕捉到了电磁波，证实了自己的预言

C.当急救车从我们身边疾驰而过，我们听到的急救车鸣笛的音调会由高变低

D.带电粒子经过回旋加速器加速后最终获得的能量随着加速电压的升高而增大如图甲所示，在同一直线上的两个振源A、B相距6m，t=0时刻开始A、B在纸面内沿竖直方向上下振动，其振动图像分别如图乙、丙所示。由A、B产生的简谐横波在t=3s时在AA.两列波的波长均为1m

B.C点为振动加强点且振幅为25cm

C.t=6s时B点在平衡位置且向上振动

D.0∽2022年冬奥会将在北京举行，冰壶是冬奥会的传统比赛项目。在冰壶动中运动员可以通过冰壶刷摩擦冰面来控制冰壶的运动。在某次训练中，A壶与静止的B壶发生对心碰撞，碰后运动员用冰壶刷摩擦B壶运动前方的冰面。碰撞前后两壶运动的v−t图线如图中实线所示，已知EF与GHA.碰后B壶的加速度大小为0.5m/s2

B.碰后至停止的过程中，A、B两壶的运动时间之比为1：4

C.两冰壶发生的碰撞为弹性碰撞

D.碰后至停止的过程中，A、B两壶所受摩擦力的冲量大小之比为在如图所示的矩形区域内分布着垂直纸面向外的匀强磁场，O1O2为磁场分界线，上方区域的磁感应强度大小为B0。质量为m、电荷量为+q的粒子从与O1点相距为a的P点垂直MN射入上方磁场，经Q点第一次进入下方磁场，且O1Q=A.粒子射入磁场时的速度大小为5aqB0m

B.当下方磁感应强度B=3B02时粒子垂直MN边界飞出磁场

C.当下方磁感应强度B≥2三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）该小组同学继续利用双缝干涉原理来测定光的波长。实验中取双缝间距d=0.5mm，双缝到光屏间距离L=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图乙所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别如图丙、丁所示，则游标卡尺的读数分别为______mm、______m四、实验题（本大题共2小题，共14.0分）某物理兴趣小组的同学找到了几个特殊电源，欲测定其电动势和内阻。

(1)他们设计的电路图如图甲所示，其中R0为定值电阻，闭合开关，调节滑动变阻器滑片位置，读取多组(I,U)数据，做出U−I图线如图乙所示，则电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω；

(2)他们进一步研究发现当滑片由左端滑至右端的过程中，电源的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图丙所示，若已知滑动变阻器R1某实验小组的同学用直角三棱镜做“测定玻璃折射率”的实验。他们先在白纸上画出三棱镜的轮廓(用实线△ABC表示)，然后放好三棱镜，在垂直于AB的方向上插上两枚大头针P1和P2，在棱镜的左侧观察，当P1的像恰好被P2的像挡住时，插上大头针P3，使P3挡住P1、P2像，再插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像。移去三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示。

(1)将图中的光路图补充完整；五、计算题（本大题共4小题，共46.0分）一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形图如图甲所示，此时质点B刚开始振动。图乙表示x=3m处的质点A的振动图像。

(1)出质点A的位移y随时间t变化的关系式；

(2)求质点A从t=0到t=0.35s时间内通过的路程s；

(3)求从t=0时刻开始，经多长时间位于如图所示ABC部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，AC为一半径为R的14圆狐，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，已知这部分光照射圆弧A阿斯顿设计了质谱仪，证实了同位素的存在，真实的质谱仪在允许粒子进入磁场处的狭缝是有一定宽度的，其工作原理如图所示．现有大量的质子和氘核飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，经过加速后，通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上．已知质子和氘核的电荷量均为+e(e为元电荷)，质量分别为m和2m，图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的质子的运动轨迹，不考虑质子和氘核的重力及它们之间的相互作用。

(1)求质子和氘核在磁场中运动的时间之比；

(2)求质子打在底片上的位置到M点的最小距离x；

(3)若加速电场的电势差在U1到U2(U2>U

如图所示，质量为m的物块A与质量为2m的物块B静置于光滑水平面上，B与一个水平轻质弹簧拴接。现使物块A获得水平向右的初速度v0，A与弹簧发生相互作用，最终与弹簧分离，全过程中弹簧始终处于弹性限度内。

(1)求两物块最终分离时各自的速度；

(2)在两物块相互作用过程中，求当物块A的速度大小为v04时弹簧的弹性势能；

(3)如果在物块B的右侧固定一挡板(挡板的位置未知，图中未画出

答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、泊松亮斑是光的衍射产生的，证明光具有波动性，而偏振现象说明光是一种横波，不是纵波，故A错误；

B、光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折射率比外壳的大，故光线在内芯处发生全反射，医用纤维式内窥镜也是利用了光的全反射现象，故B错误；

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干涉现象，故C正确；

D、物体的光斜射到水面上，由光发生折射的条件知，会发生折射现象，当光进入水中后靠近法线，射入潜水员眼睛，而潜水员认为光始终沿直线传播，逆着光的方向看上去而形成的虚像，所以比实际位置高，故D错误；

故选：C。

解答本题应掌握光的折射、全反射及干涉等在生产生活中的应用，从而即可一一求解。

考查人类对于光学的研究及应用非常广泛，在学习中要注意掌握不同现象在生产生活中的应用，并理解全反射的条件，与干涉条纹间距公式的内容。

2.【答案】B

【解析】解：A、转动线框的过程中，穿过线框的磁通量不断变化，线框中有感应电流，故A错误；

B、由图，开始时线框平面与磁感线的方向垂直，即线框平面与磁感线的方向之间的夹角为90°，则开始时穿过线框的磁通量：Φ0=BScos90°=BS，当线框转30°时，线框平面与磁感线方向之间的夹角为60°，则Φ1=BScos60°=32BS，故B正确；

C、当线框转过903.【答案】A

【解析】解：总功率P总=EI=60×12W=720W

内部功率P内=P总−P出=720W−5004.【答案】B

【解析】解：A、由图可知，单摆的振幅为2cm，周期T=0.8s，根据单摆的周期公式可得：

T=2πLg

代入数据可得：L=0.16。故A错误；

B、由角速度与周期关系式可得：

ω=2πT

代入数据可得：ω=2.5πrad/s。摆球振动的初相位为π2，单摆的位移x随时间t变化的关系式为：

x=2sin5.【答案】C

【解析】解：AB、将滑动变阻器R4的滑片向右滑动时，滑动变阻器R4接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知干路电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，流过R1的电流减小，电流表的示数增大。因为流过R1的电流减小，所以R1消耗的功率减小，故AB错误；

C、流过R2的电流增大，R2的电压增大，因路端电压减小，即R2的电压与R3、R4并联电压之和减小，所以R3、R4并联电压减小，R3消耗的功率减小，故C正确；

D、干路电流增大，则电源内部消耗的功率增大，故D错误。

6.【答案】D

【解析】解：设长直导线在O点的磁感应强度大小为B，根据安培定则和叠加原理

B0=2B

B′=2Bcos30°

解得

B′=32B0

故ABC错误，7.【答案】B

【解析】解：ABC、根据图像折射可知BD光线的偏折更大，则折射率更大，所以从D射出的光线为a，从E射出的光线为b，根据光在玻璃中的传播速度v=cn，根据题意可知两光在玻璃砖中的传播速度不相等，设入射角为θ，∠BDC=α，∠BEC=β，则ta=2Rsinαva，tb=28.【答案】D

【解析】解：金属棒受力分析如图，受到安培力：F=BIl，根据共点力平衡可知，水平方向上，f=BIlsinθ，

金属棒竖直方向平衡，有：mg=FN+BIlcosθ，

代入得到：FN=m9.【答案】AC【解析】解：A、普朗克提出了量子假说，他认为，微观粒子的能量是不连续的，是一份一份进行的，故A正确；

B、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的预言，故B错误；

C、当急救车从我们身边疾驰而过，我们听到的急救车鸣笛的音调会由高变低，是声波的多普勒效应，故C正确；

D、由洛伦兹力提供向心力得：qvB=mv2r，解得：v=qBrm，当r=R时，v最大，即v10.【答案】AD【解析】解：A、根据乙丙图像可知，A、B的振动周期为T=1s，A、B产生的简谐横波在t=3s时在AB连线的中点C相遇，可知两列波各经过三个周期，A、B相聚6m，可知两列波的波长均为1m，故A正确；

B、两列波同时传到C点，且振动方向相反，因此C点为振动减弱点且振幅为A′=15cm−10cm=5cm，故B错误；

C、根据图像A波传到B位置需要6s向上振动，t=6s时B波经过六个周期，因此向下振动，AB两个波源的周期相同即角频率相同，B的振幅大于A的振幅，可知对于同一个质点B波因其振动的能量更大即速度更大，因此合速度向下，在平衡位置且向下振动，故C错误；

D.0～3s11.【答案】BD【解析】解：AB、由v−t图象可知，碰撞A壶的速度v0=4m/s，碰撞后瞬间B壶的速度v2=3m/s，两冰壶质量相等，设冰壶质量为m，以原来A壶的速度方向为正方向，两冰壶碰撞过程系统动量守恒，设碰撞后A的速度为v1，由动量守恒定律得：mv0=mv1+mv2，代入数据解得：v1=1m/s。

由v−t图象可知，碰撞前、后A壶的加速度大小：a=ΔvΔt=5−41m/s2=1.0m/s2，a=v1−0t2−1=12.【答案】AD【解析】解：A、粒子在磁场中运动轨迹如图所示：

根据几何关系可得：r2=(3a)2+(r−a)2，解得：r=5a

由qvB0=mv2r解得：v=5qaB0m，故A正确；

B、当下方磁场为B=32B0时，根据qv×32B0=mv2r′解得：r′=103a，由几何关系可知，粒子不可能垂直MN边界飞出磁场，故B错误；

C13.【答案】11.1

15.6

6.43×【解析】解：游标卡尺为10分度，故精确度为0.1mm，则图丙中主尺读数为11mm，游标尺上第1个格对齐，故读数为11mm+1×0.1mm=11.1mm；图丁中主尺读数为15mm，游标尺上第6个格对齐，故读数为15mm+6×0.1mm=15.6mm；

相邻条纹的间距为：Δ14.【答案】2.8

600

B

【解析】解：(1)由图甲所示电路图应用闭合电路的欧姆定律得：U=E−Ir

由图乙所示图象可知，电源电动势E=2.8V，电源内阻r=|ΔUΔI|=|1.6−2.82.0×10−3|Ω=600Ω

(2)当外电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，滑动变阻器接入电路的最大阻值为0.6r，最小阻值为15.【答案】2

等于

【解析】解：(1)光路图如图甲所示

(2)由几何知识可知，入射角i=30°，折射角r=45°

由折射定律可知，折射率：n=sinrsini=sin45°sin30∘=2

(3)三棱镜位置移动后的光路图如图乙所示

16.【答案】解：(1)根据振动方程

y=Asin

(ωx+φ)

根据题意

A=0.2m

ω=2πT=2π0.6rad/s=10π3rad/s

φ=π

解得

y=0.2sin

(10π3t+π)

m

(2)t=0.35s时

y=0.2sin

(10π3t+【解析】(1)解得角频率，根据振幅和相位可解得振动方程；

(2)根据振动方程可解得A的路程；

(3)根据振动周期可解得x=12m处的质点17.【答案】解：如图所示，若沿DE方向射到AB面上的光线和沿DG方向射到BC面上的光线刚好发生全反射：

设长为πR6的圆弧所对的圆心角为α，则

α=πR6R=π6=30°，

根据