山东省滨州市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题（含答案解析）

高二物理试题本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，时间为90分钟。注意事项：1.答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的学校、姓名、准考证号填写在答题卡和试卷规定的位置上。2.第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。答案不能答在试卷上。3.第Ⅱ卷必须用0.5毫米签字笔作答，答案必须写在答题卡题目指定区域内相应的位置，不能写在试卷上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不能使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。第Ⅰ卷（选择题共40分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.下列说法正确的是（）A.光的偏振现象说明光是一种纵波B.用两根平行铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，观察到的中央衍射条纹越宽C.某玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，则在该玻璃中传播速度a光大于b光D.两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验，屏上某点到两缝的路程差是该光半波长的整数倍时，出现暗条纹【答案】B【解析】【详解】A．光的偏振现象说明光是一种横波，故A错误；B．用两根平行铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，观察到的中央衍射条纹越宽，故B正确；C．某玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，根据可知在该玻璃中传播速度a光小于b光，故C错误；D．两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验，屏上某点到两缝的路程差是该光半波长的奇数倍时，出现暗条纹，故D错误。故选B。2.针对四幅图，下列说法正确的是（）A.图甲中，线圈面积扩大时，穿过线圈的磁通量增大B.图乙中，当通电导线电流方向水平向右时，小磁针的转动方向如图所示C.图丙中，当电流从B端流入电磁铁时电磁充气泵给外部充气，则小磁体下端为N极D.图丁中，原子的发射光谱只有一些分立的亮线，是由于原子的能级是分立的【答案】D【解析】【详解】A．图甲中，线圈包含条形磁铁内部全部向右的磁感线，以及条形磁铁外部的部分向左的磁感线，线圈面积扩大时，向左的磁感线条数增加，所以抵消向右的磁感线增加，那么穿过线圈的磁通量减小。故A错误；B．根据安培定则可知通电导线电流方向水平向右时，其下方磁场向里，磁场方向也是小磁针N极受力的方向，所以小磁针N极应向里转动，故B错误；C．根据安培定则可知电磁铁上端为极，电磁充气泵给外部充气，说明电磁铁上端与小磁体下端是相互吸引状态，所以小磁体下端为S极，故C错误；D．氦原子光谱中的亮线是由原子从高能级向低能级跃迁时释放出的光子形成的，光子能量等于两个能级能量差，所以原子的发射光谱只有一些分立的亮线，是由于原子的能级是分立的原因。故D正确。故选D。3.如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O′并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g。关于磁感应强度的大小和方向，下列说法正确的是（）A.，沿z轴负方向 B.，沿z轴正方向C.，沿y轴负方向 D.，沿y轴正方向【答案】A【解析】【详解】A．磁感应强度方向为z轴负方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y正方向，根据平衡条件得故A正确；B．磁感应强度方向为z正方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y负方向，直导线不能在偏离y正方向的位置平衡，故B错误；C．磁感应强度方向y轴负方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向竖直向下，绳子只有在竖直位置静止，故C错误；D．磁感应强度方向y轴正方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向竖直向上，绳子只有在竖直位置静止，故D错误；故选A4.如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架下面系着一个轻质弹簧和实心铁质小球组成的振动系统，小球浸没在水中。当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振动的频率约为3Hz。现使圆盘以4s的周期匀速运动，圆盘转动带动小球振动，经过一段时间稳定后，下列说法正确的是（）A.小球振动的频率为3HzB.圆盘转速越大，小球振幅越小C.从小球由平衡位置向下振动开始计时，到弹簧弹性势能一定减小D.从小球由平衡位置向下振动开始计时，到小球的速度增大，回复力减小【答案】C【解析】【详解】A．圆盘以4s的周期匀速运动，圆盘转动带动小球振动，经过一段时间稳定后，小球振动是受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期，即圆盘转动周期4s，则小球振动的频率为A错误；B．由题意可知，当驱动力的频率等于时，小球的振幅最大，圆盘转速由小于频率的转速越来越大时，驱动力的频率越大，小球振幅会增大，当驱动力的频率等于时，振幅最大，当驱动力的频率等于后继续增大时，振幅减小，B错误；C．从小球由平衡位置向下振动开始计时，小球周期是4s，在时，小球向下振动到最大位移处，速度是零，弹簧的伸长量最大，此时弹簧的弹性势能最大，以后小球在弹力的作用下开始向上振动，弹力对小球做正功，小球的动能增大，弹簧弹性势能减小，到时，小球的动能最大，弹簧弹性势能最小，C正确；D．从小球由平衡位置向下振动开始计时，时小球的速度最大，向下振动弹力对小球做负功，小球的动能减小，速度减小，弹簧的弹力增大，到小球向下振动到最大位移处，小球的速度减小到零，弹力最大，则回复力最大，D错误。故选C。5.滨州市有温室智能化蔬菜育苗基地，蔬菜育苗过程对环境要求严格，温室内光照强度很重要。某中学学生通过光敏电阻来测定蔬菜大棚中的光照强度，如图所示，，为定值电阻，为光敏电阻。通过调节光照强度，的阻值在范围内变化，的阻值随光照强度的增大而减小。已知，阻值分别为4Ω、3Ω，电源的电动势为3V，内阻为1Ω，电压表为理想电表。闭合开关S后，下列说法正确的是（）A光照强度增大时，电压表示数增大B.光照强度增大时，的电功率减小C.光照强度减小时，电源的效率减小D.当光敏电阻阻值为1Ω时，电源的输出功率最大【答案】D【解析】【详解】AB．光照强度增大时，光敏电阻阻值变小，电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可得，电路总电流增大，路端电压减小；可知电压表示数减小，通过的电流减小，则通过的电流增大，的电功率增大，故AB错误；C．光照强度减小时，光敏电阻阻值变大，电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可得，电路总电流减小，路端电压增大；电源的效率为可知电源的效率增大，故C错误；D．电源的输出功率为可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大；当光敏电阻阻值为1Ω时，此时光敏电阻阻值最小，外电阻最小，根据电路图可知，此时外电阻为可知此时外电阻阻值最接近内阻，所以电源的输出功率最大，故D正确。故选D。6.碰碰车是大人和小孩都喜欢的娱乐活动，游乐场上，大人和小孩各驾着一辆碰碰车正对迎面相撞，碰撞前两人和碰撞后大人的位移一时间图像如图所示。已知小孩的质量为30kg，大人的质量为60kg，碰碰车质量均为30kg，碰撞时间极短。下列说法正确的是（）A.碰前大人和车的速度大小为B.碰后小孩和车的速度与碰前大小相等C.碰撞过程小孩和车受到的冲量大小为D.碰撞过程可视为弹性碰撞【答案】C【解析】【详解】A．由图像可知，故A错误；B．由图可知碰撞后大人的速度为零，碰撞过程中由动量守恒可得代入数据得解得故B错误；C．碰撞中对小孩由动量定理可得故C正确；D．碰撞前的总动能为碰撞后的总动能为可知碰撞过程为非弹性碰撞，故D错误。故选C。7.如图甲所示为P、Q两质点在某种介质中的振动图像，两质点振动形成的机械波在刻同时分别从图乙的A、B两点开始向四周传播，时恰好相遇。已知A、B相距1.2m，C为AB中点，BD的连线与AB垂直，且B、D相距1.6m。下列说法正确的是（）A.P、Q两质点振动形成的机械波的波长为B.直线上A、B两点外侧均为振动减弱点C.内直线上C点通过的路程为D.D点为振动加强点【答案】B【解析】【详解】A．由题意可知时两波恰好传播到C点，则传播速度为由甲图可知周期为，则P、Q两质点振动形成的机械波的波长为故A错误；B．直线上A、B两点外侧的点与A、B两点的波程差为由于A、B两点波源振动的相位差为，可知直线上A、B两点外侧均为振动减弱点，故B正确；C．C点与A、B两点的波程差为可知C点为振动减弱点，则C点的振幅为时，C点已经振动的时间为则C点通过的路程为故C错误；D．D点与A、B两点的波程差为可知D点为振动减弱点，故D错误。故选B。8.工人经常用铅垂线测量建筑楼体是否竖直。如图甲所示，铅垂线沿竖直墙壁垂下，铅锤用长为L的细线悬挂在房顶边缘。现将铅锤拉开一个小角度，由静止释放，使之在竖直面内的AB之间来回运动。从某时刻开始计时，细线的拉力F大小随时间t变化的关系如图乙所示，重力加速度取，铅锤可视为质点，忽略一切阻力。下列说法正确的是（）A.开始计时的时刻，铅锤在A点B.细线的长度L为1mC.窗上沿到房顶的高度为1.2mD.图乙中图线与坐标轴所围面积在数值上等于小球动量的变化量【答案】C【解析】【详解】A．设细线与竖直方向的夹角为，向心力则细线的拉力可知铅锤在O点时细线的拉力最大，所以开始计时的时刻，铅锤在O点，故A错误；B．铅锤从O到B时间为周期又得故B错误；C．铅锤从O到A时间为周期又得窗上沿到房顶的高度为故C正确；D．细线的拉力与小球速度方向始终垂直，拉力方向时刻变化，图乙中图线与坐标轴所围面积在数值上不能表示细线拉力的冲量，小球动量的变化量是拉力的冲量与重力冲量的矢量和，故D错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.某同学从商场购买了一个质量分布均匀的透明“水晶球”，如图甲所示。该同学先测出了“水晶球”的直径为10cm，并标记了其中一条水平直径对应的两端点P、Q。球外某光源发出的一细束单色光从球上P点射向球内，当折射光线与水平直径PQ成角时，出射光线与PQ平行，如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（）A.“水晶球”的折射率为B.光在“水晶球”中的传播时间为C.增大过P点光线的入射角，光线出射时可能发生全反射D.若仅换用波长较长的入射光，则光在“水晶球”中的传播速度变大【答案】AD【解析】【详解】A．如图所示，由几何关系可知，光线射出时的折射角为，折射率故A正确；B．光在“水晶球”中传播的距离时间故B错误；C．由图增大过P点光线的入射角，光线出射时一定不会在球内发生全反射。故C错误；D．当入射光的波长变长时，频率变小，光的折射率也变小，由可知光在“水晶球”中的传播速度变大，故D正确。故选AD。10.2023年10月2日，中国蹦床名将朱雪莹夺得亚运会女子个人冠军，实现奥运会、世锦赛、世界杯、亚运会“大满贯”。朱雪莹质量为50kg，某次运动中她从3.2m处自由下落，与蹦床接触时间为0.3s，弹起的最大高度为5m。忽略空气阻力，重力加速度取。对于这次运动，下列说法正确的是（）A.人在空中动量变化率恒定 B.蹦床对人的冲量大小为C.蹦床对人做的功为 D.蹦床对人的平均作用力大小为【答案】AD【解析】【详解】A．人在空中时，所受的合力总等于重力，而动量的变化率等于合力，则动量变化率恒定，选项A正确；B．下落到蹦床上的速度被弹起的速度向上为正方向，根据动量定理为解得I=1050N∙s则蹦床对人的冲量大小1050N∙s，选项B错误；C．人在蹦床上向下运动时蹦床弹力对人做负功，上升过程中蹦床弹力对人做等量的正功，则人在接触蹦床的过程中蹦床对人不做功，选项C错误；D．根据可得蹦床对人的平均作用力大小为选项D正确。故选AD。11.我国建造的第一台回旋加速器的模型如图甲所示，该加速器存放于中国原子能科学研究院。其工作原理如图乙所示，回旋加速器的两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，电压大小为U，忽略粒子在电场中的运动时间。下列说法正确的是（）A.电荷量为q的粒子每次经过D形盒之间的缝隙后，动能均增加B.由于粒子速度被逐渐加大，极板所加交流电的周期要相应减小C.粒子从加速器出来的最大速度与D形盒的半径大小及磁场的磁感应强度有关D.粒子（）与氘核（）经同一回旋加速器加速后获得相同的动能【答案】AC【解析】【详解】A．电荷量为q的粒子每次经过D形盒之间的缝隙后，根据动能定理有可知动能均增加，故A正确；B．粒子在磁场中做匀速圆周运动，带电粒子转动一圈，要被加速两次，加速电场正好完成一次周期性变化，则粒子在磁场中运动的周期和交流电的周期相等，粒子在磁场中运动的周期为故粒子速度被逐渐加大，极板所加交流电的周期不变，故B错误；C．根据洛伦兹力提供向心力设回旋加速器D形盒的半径为，可推导出粒子的最大动能为故粒子从加速器出来的最大速度与D形盒的半径大小及磁场的磁感应强度有关，故C正确；D．根据可知粒子（）与氘核（）经同一回旋加速器加速后获得相同的动能不同，故D错误。故选AC。12.家用洗地机是我们的家务好帮手，利用电机转动产生强大的吸力来清理地面垃圾，可以起到吸、拖一体的效果，如图甲所示。小华和他的兴趣小组对某品牌最新款洗地机内的直流蓄电池进行研究，研究过程中系统输出的图像如图乙所示，其中P为直流电源的输出功率、U为直流蓄电池两端电压，直流蓄电池的容量。下列说法正确的是（）A.该蓄电池的电动势为12VB.该蓄电池的内阻为1ΩC.该蓄电池的最大输出功率为144WD.若用充电器给电源充电，充电电流为3A时，则充满该电池至少需要1.5h【答案】BC【解析】【详解】AB．设蓄电池的电动势为，内阻为，则直流电源的输出功率为整理可得可知图像的斜率为图像的纵轴截距为解得，故A错误，B正确；C．根据可知即该蓄电池的最大输出功率为故C正确；D．若用充电器给电源充电，充电电流为3A时，则充满该电池至少需要的时间为故D错误。故选BC。第Ⅱ卷（非选择题共60分）三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.（1）物理探究小组在实验室进行光学实验。①图甲是测量光的波长的实验装置，在实验操作过程中，下列说法正确的是______。A.将屏向靠近双缝方向移动，从目镜中观察到的条纹个数会增加B.将单缝向双缝靠近，从目镜中观察到的条纹个数会增加C.若将红色滤光片换成绿色滤光片，则屏上的干涉条纹间距将变窄D.去掉滤光片后，干涉现象消失②图乙是观察到的屏上的干涉条纹，测得双缝间距，A、B两条亮条纹中心间距为，缝到屏的距离为。，则该单色光的波长为______m（结果保留3位有效数字）。（2）长方体形状的玻璃砖有一个表面镀银（光线不能透过），现利用“插针法”测定此玻璃砖的折射率。如图甲所示，实验时先将玻璃砖平放到水平面内的白纸上，镀银面与纸面垂直，在纸上画出玻璃砖前后界面直线和，其中侧为镀银面。然后在白纸上竖直插上两枚大头针。、。①准备插第三枚大头针时，应在______外侧观察（选填“”或“”②插完所需大头针，补全光路。图乙为光路的一部分，、均为光路上的点，过、作直线的垂线，垂足分别为、，测得图中、，则该玻璃砖的折射率为_____。【答案】①.AC##CA②.③.④.1.5【解析】【详解】（1）[1]ABC．由双缝干涉的条纹间距公式可知，将屏向靠近双缝的方向移动，l变小，干涉条纹间距变窄，从目镜中观察到的条纹个数会增加；若将红色滤光片换成绿色滤光片，λ减小，干涉条纹间距变窄；将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，从目镜中观察到的条纹个数不变，故B错误，AC正确；D．去掉滤光片后，干涉现象不会消失，图样将变为彩色条纹，故D错误。故选AC。[2]A、B两条亮条纹中心间距为，可知根据可得（2）[3]确定第三枚大头针P3位置的作图方法：由于表面镀银，只能反射，所以光路为：入射光线、经过的折射光线、经过的反射光线、再次经过的折射后的出射光线，作出此光路，即可标出P3的位置，则准备插第三枚大头针时，应在侧观察。插第三枚大头针时，这枚大头针应同时挡住和的像，故选C。[4]根据折射定律可得14.某实验探究小组利用如图实验装置研究两物体碰撞过程中的守恒量。（1）实验步骤如下：A.将白纸、复写纸固定在竖直放置的木板上，用来记录实验中球1、球2与木板的撞击点；B.利用天平测量出1、2两小球的质量分别为、；C.调节轨道末端水平，木板竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球1从斜轨上A点由静止释放，与木板撞击点为；D.将木板平移到图中所示位置固定；E.让入射球1从斜轨上A点由静止释放，与木板撞击点为P；F.把球2静止放置在水平轨道的末端B点，让入射球1从斜轨上A点由静止释放，确定球1和球2相撞后与木板的撞击点；G.用秒表分别测量两球从B点到各撞击点N、P、M所用的时间、、；H.用刻度尺测得与N、P、M各点的高度差分别为、、。以上步骤中不合理的项是______（填步骤前序号）。（2）把小球2放在斜轨末端边缘B处，让小球1从斜轨上A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球1的落点在图中的______点。（3）满足______时表示两小球碰撞过程动量守恒；再满足______时表示两小球碰撞为弹性碰撞。【答案】①.G②.M③.④.【解析】【详解】（1）[1]小球撞击在木条上时，时间很短，不便测量；根据平抛运动规律，可知小球撞击在木条上时，下落的时间可把时间转换为高度h，故G不合理。（2）[2]由图可知，两小球撞击在竖直木条上，三次平抛运动的水平位移相等，由平抛运动的规律可知，水平速度越大，竖直方向下落的高度越小；碰后小球1的速度减小，则碰后小球1落到点。（3）[3][4]根据平抛运动规律，可知小球撞击在木条上时，下落的时间则可知小球做平抛运动的水平速度代入题中数据得，，若碰撞过程动量守恒，则联立解得若碰撞过程机械能守恒，则有联立解得15.滨州市某学生喜欢拼插乐高玩具，如图甲是拼插的吊车模型。乙图是吊车模型的电路图，直流电源是两节5号干电池，每节干电池电动势为1.5V、内阻为0.5Ω，保护电阻，电动机线圈的电阻为R，重物的质量，当吊车以恒定速度向上提升重物时，平板显示器上数据显示速度，电路中的电流，不计各处的摩擦，取重力加速度。。求∶（1）电动机线圈的电阻为R；（2）若重物太重，电动机不能转动时电源的输出功率和效率。【答案】（1）；（2）；【解析】【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律，可得由功能关系，可得联立，解得（2）若电动机不能转动，电动机相当于一个定值电阻，由闭合电路的欧姆定律得电源的输出功率电源的总功率电源此时的效率为16.某简谐横波在均匀介质中沿轴正方向传播，波速，波长大于30cm，振幅，且传播时无衰减。质点P、M、Q的平衡位置均位于轴上，时刻质点P所在位置如图所示，质点M、Q的平衡位置分别在质点P右侧3cm和24cm处（图中未画出），且此时P、Q偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反。此后最少每隔两者偏离平衡位置的位移大小、方向均相同。求∶（1）简谐波的波长；（2）写出质点M做简谐运动的表达式；（3）质点M位于波谷的时刻。【答案】（1）；（2）；（3）（n=0、1、2……