山东省济宁市2024-2025学年高二上学期期末检测物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024—2025学年度第一学期质量检测高二物理试题注意事项：1．答题前，考生将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。3．请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.关于以下四幅图的描述，下列说法正确的是A.图甲中光导纤维内芯的折射率比外套的折射率小B.图乙中入射角逐渐增大到某一值后，光线会从玻璃砖下表面发生全反射C.图丙为单缝衍射的图样D.图丁中鸣着笛疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于共振引起的【答案】C【解析】A．图甲中光导纤维光从内芯射向外套时发生全反射，内芯的折射率比外套的折射率大，故A错误；B．图乙中，根据几何关系可知，光线在玻璃砖下表面的入射角等于在玻璃砖上表面的折射角，根据光路可逆性可知，光线不会从玻璃砖下表面发生全反射，故B错误；C．图丙条纹平行不等距，为单缝衍射的图样，故C正确；D．图丁中鸣着笛疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的，故D错误。故选C。2.在“利用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验装置按如图甲所示安装在光具座上，单缝保持竖直方向，调节实验装置使光屏上出现清晰的干涉条纹，下列说法正确的是A.单缝和双缝应相互垂直放置B.图乙所示，测量头读数为C.仅增大单缝和双缝之间的距离，光屏上条纹间距将增大D.如图丙所示A、B两条亮条纹的中心间距为，则相邻两条亮条纹中心间距【答案】D【解析】A．单缝和双缝应相互平行放置，故A错误；B．图乙所示，测量头读数为，故B错误；C．据双缝干涉条纹间距的公式,光屏上条纹间距与单缝和双缝之间的距离无关，故C错误；D．如图丙所示A、B间连续7个亮条纹的中心间距为，则相邻两条亮条纹中心间距，故D正确。故选D。3.如图所示，一人在河中游泳，其眼睛恰好在水面处，某时刻看到自己正下方的河底有一小石块，向前运动时恰好看不到小石块，河水的折射率，这条河的深度为A. B. C. D.【答案】B【解析】由题意可知向前运动3m时恰好看不到小石块，可知石块射出的光线此时在水面发生了全反射，则又解得故选B。4.如图所示，矩形线圈关于虚线对称，匝数为，面积为。虚线左侧有范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为、方向垂直于线圈平面，若线圈从图示位置以边为轴转动，这一过程中穿过线圈磁通量的变化量为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】由图可知，则开始只有一半的线圈在磁场中，穿过线圈的磁通量为线圈从图示位置以边为轴转动，根据几何关系可知，线圈整个进入磁场，线圈在垂直于磁场方向的投影面积为穿过线圈的磁通量为磁通量为标量，这一过程中穿过线圈磁通量的变化量为故选A。5.如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一个钢球，把钢球从平衡位置向下拉5cm，然后由静止释放。以钢球的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立轴，从钢球某次经过平衡位置开始计时，钢球的位移—时间图像如图乙所示。已知钢球振动过程中弹簧始终处于拉伸状态，下列说法正确的是（）A.和时刻，钢球加速度相同B.和时刻，弹簧弹力大小相等C.时间内钢球的动能先增大后减小D.时间内钢球的机械能不变【答案】C【解析】A．根据简谐运动的加速度为则和两个时刻离开平衡位置的位移大小相等，但方向相反，因此加速度大小相等，方向相反，A错误；B．钢球受到的弹簧弹力大小为其中为弹簧的形变量，和两个时刻离开平衡位置（）的位移大小相等，但形变量不相同，弹力不相等，B错误；CD．时刻钢球向平衡位置振动，动能增大，达到平衡位置时，速度最大，然后钢球向远离平衡位置的方向振动，速度逐渐减小，时刻与时刻的位置关于平衡位置对称，二者速度大小相等，动能相等，但由于钢球的高度不同，重力势能不同，机械能不相等，C正确，D错误。故选C。6.如图所示，某同学利用灵敏电流计和定值电阻进行电表改装。若灵敏电流计的内阻为，并联电阻为，下列说法正确的是（）A.该图是改装后电压表的内部结构图B.改装后的电表量程是原来的倍C.增大的阻值，改装后电表量程会增大D.若改装后的电表示数比准确值稍小一些，可以更换一个阻值稍大的并联电阻【答案】D【解析】A．由图可知，灵敏电流计与电阻并联，故该图是改装后电流表的内部结构图，故A错误；B．设改装后的量程为，则有则改装后的电表量程与原来量程的倍数为故B错误；C．根据改装后的量程可知增大的阻值，改装后电表量程会减小，故C错误；D．若改装后的电表示数比准确值稍小一些，说明分流电阻较小，流过分流电阻的电流较大，则流过灵敏电流计的电流较小，故可以更换一个阻值稍大的并联电阻，故D正确。故选D。7.如图所示，风洞喷出竖直向上的气流使两个实验者悬停在空中，其中甲、乙两人的质量分别为，迎风面积分别为，若作用于甲、乙的气流密度、气流速度大小均相同，气流吹到人身上后速度变为0，则等于（）A. B. C. D.【答案】D【解析】根据题意，设气流密度为、气流速度为，时间为，由平衡条件可知，气流对人作用为由牛顿第三定律可知，人对气流的作用力对气流，由动量定理有又有整理可得由于气流密度、气流速度大小均保持不变，则有故选D。8.如图所示，在同一平面内互相绝缘的三根无限长直导线、、围成一个等边三角形，三根导线通过的电流大小相等，方向如图所示。为等边三角形的中心，M、N分别为关于导线的对称点。已知三根导线中的电流形成的合磁场在点的磁感应强度大小为，在点的磁感应强度大小为，若撤去导线，而、中电流不变，则此时点的磁感应强度大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】设每根导线中的电流在O点产生的磁感应强度大小为B0，a、b中的电流在N点产生的磁感应强度大小都为B0′，则根据安培定则以及磁场叠加可知三根导线在O点的合磁感应强度B1=B0在N点有B2=2B0′+B0撤去导线a后，在M点有BM=B0+B0′联立各式解得故选A。二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）9.如图所示，为电源电动势，为电源内阻，和为定值电阻，为滑动变阻器，的总阻值大于，电压表示数为，电流表示数为，闭合开关的滑动触点由最左端移动到最右端过程中，下列说法正确的是（）A.先增大后减小 B.一直减小C.先减小后增大 D.一直增大【答案】AC【解析】设R2滑片左端电阻为x，则滑片右侧电阻为R2-x，与R1组合的总电阻由数学知识可知，当即时R最大，则的滑动触点由最左端移动到最右端过程中，电路总电阻先增加后减小，则总电流I先减小后增加，根据U=E-Ir可知电压表读数先增大后减小。故选AC。10.如图甲所示，一力传感器固定在天花板上，将单摆悬绳一端固定在传感器上的O点。时刻将摆球拉到A点由静止释放，让其在A、C之间来回摆动（摆角小于），其中B点为最低点。图乙表示细线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线，忽略空气阻力，取。下列说法正确的是（）A.单摆的周期为B.单摆的摆长为C.摆球所受合力提供其回复力D.根据所给数据可求出摆球的质量【答案】BD【解析】A．由图乙可知，时刻小球处于A点，，小球处于C点，，小球第一次回到A点，则单摆的周期为，故A错误；B．根据单摆周期公式可得单摆的摆长为故B正确；C．摆球所受重力沿切线方向的分力提供其回复力，故C错误；D．设小球在最高点时，细线与竖直方向的夹角为，此时有小球在最低点时，根据牛顿第二定律可得其中；小球从最高点到最低点过程，根据动能定理可得联立以上式子可得小球的质量为故D正确。故选BD。11.如图所示，光滑水平面上停放一装有光滑弧形槽的小车，一小球以水平速度沿槽口滑入小车，到达某一高度后，小球又返回并滑离小车。已知小车与小球的质量均为，重力加速度大小为，忽略空气阻力。下列说法正确的是（）A.小球滑离小车后将做自由落体运动B.小球与小车组成的系统动量守恒C.小球在弧形槽内上升的最大高度为D.全过程小球对小车压力的冲量大小为【答案】AC【解析】A．设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，整个过程中动量守恒得由机械能守恒定律得联立解得，即小球与小车分离后二者交换速度，所以小球与小车分离后做自由落体运动，故A正确；B．小球在小车曲面上滑动过程中，系统合外力不为零，所以系统动量不守恒，只是在水平方向系统不受外力，水平方向动量守恒，故B错误；C．当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，则由动量守恒定律由能量守恒定律联立解得小球在弧形槽内上升的最大高度为，故C正确；D．由以上选项可知，小球返回右端将做自由落体运动，小车将向左做匀速直线运动，速度为，对小车水平方向，由动量定理可得小球对小车一直有水平方向压力分量由于小球对小车一直有竖直向下的压力分量，故全过程小球对小车压力的冲量，故D错误。故选AC。12.一列简谐横波沿轴传播，时的波形图如图甲所示，是介质中的两个质点，图乙是质点的振动图像，下列说法正确的是（）A.该列波沿轴负方向传播B.该列波的波速是C.在时，质点的位移为D.质点平衡位置的坐标【答案】BC【解析】A．根据质点的振动图像可知，质点沿y轴负方向振动，所以该列波沿轴正方向传播，故A错误；BD．由甲图可知，x=0时解得所以所以解得质点平衡位置的坐标由乙图可知波的周期为根据波速与波长的关系为解得所以该列波的波速是，故B正确，D错误；C．t=0时，质点Q位于平衡位置，其振动方程为时，质点的位移为，故C正确；故选BC。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.如图是某兴趣小组在做“验证动量守恒定律”实验时设计的装置。已知该装置由弧形轨道和水平直轨道两部分组成，弧形轨道下端与水平直轨道相切，a、实验操作步骤如下：①测量滑块的质量和滑块的质量，分别为和；②将装置固定在水平桌面上；③如图甲所示，将滑块从弧形轨道上某点由静止释放，一段时间后停在直轨道上，用刻度尺测出滑块在直轨道上滑行的距离；④如图乙所示，将滑块放置在直轨道左端，再次将滑块从同一点由静止释放，两滑块碰撞后同向运动，最终均停止在直轨道上，测出两滑块在直轨道上滑行的距离、。请回答以下问题：（1）关于该实验，下列说法正确的是_____。A.弧形轨道必须光滑B.滑块的质量必须大于的质量C.适当增加滑块释放高度，能减少实验误差D.安装直轨道时必须水平，否则将影响验证结果（2）若关系式_____成立，则说明两滑块碰撞过程中动量守恒（用题目中所给符号表示）。【答案】（1）BC（2）【解析】（1）A．倾斜轨道不一定必须光滑，只要滑块a到达底端时的速度相同即可，故A错误；B．为防止滑块a与滑块b碰后反弹，则滑块a的质量必须要大于滑块b的质量，故B正确；C．适当增加滑块释放高度，与b碰撞时速度更大，碰撞时间更短，可以减少实验误差，故C正确；D．因为两滑块的材料相同，表面的粗糙程度相同，若平直轨道的倾角为，由动能定理得解得可见平直轨道不水平时，两滑块在轨道上碰撞前后的速度的平方仍与位移成正比，仍可用运动的位移代替速度，故D错误。故选BC。（2）在水平轨道上，单独对a分析，根据动能定理有解得再次从相同位置释放a，并与b发生碰撞，碰撞后，分别对a、b分析，根据动能定理有，解得，根据动量守恒有代入上述速度的表达式可得14.某实验兴趣小组将铜片和锌片插入水果中制成一个水果电池，并测量该电池的电动势和内阻。所提供的器材如下：A．待测水果电池（E约为1V，r约为500Ω）B．电流表A（0～2mA，内阻为50Ω）C．电压表V（0～1.5Ⅴ，内阻约为30kΩ）D．滑动变阻器（阻值）E．滑动变阻器（阻值）F．开关一个，导线若干（1）该兴趣小组利用上述器材设计了甲、乙两个电路，其中最合理的电路为_____。（2）为了尽可能准确地测量水果电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选择_____（选填序号“D”或“E”）。（3）该兴趣小组选择正确电路后进行实验，根据实验数据画出图线如图所示，可求得电源电动势_____，内阻_____。（结果均保留三位有效数字）（4）若不考虑实验偶然误差，实验测得的电动势与真实值相比，_____（选填“”、“”或“<”）。【答案】（1）乙（2）E（3）1.00450（4）=【解析】（1）水果电池的内阻较大，为了减小误差，需要把电流表与电源先串联起来，用电压表测量滑动变阻器两端的电压。故选乙。（2）由乙可知滑动变阻器选择限流式接法，且水果电池的内阻较大，则滑动变阻器选用最大值较大的。故选E。（3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有由图可知，纵轴截距为斜率的绝对值为解得（4）由测量电路可知，所测电动势为真实值，即15.手机防窥膜原理截面图如图所示，位于屏障正中间的为点光源，可向四周发射光线。已知屏障高度为，两屏障间距，防窥膜厚度为，屏障边缘光线的折射光线反向延长线的夹角为可视角，射向屏障的光线被完全吸收。（1）若防窥膜透明介质的折射率，求可视角；（2）从点发出的未经屏障遮挡的光线都能射入空气，防窥膜透明介质的折射率应该满足什么条件？【答案】（1）（2）【解析】（1）由图可知根据折射定律得解得所以可视角（2）根据临界角公式解得透明介质的折射率应该满足16.2024年10月30日神舟十九号飞船成功发射，并成功进行了一系列实验。如图所示，太空舱中一弹簧振子沿竖直方向自由振动，一垂直于弹簧振子轴线的长绳与振子相连，沿绳方向建立轴，沿弹簧轴线方向建立轴，弹簧振子振动后，绳上产生一列沿轴正方向传播的简谐横波，实线为时刻绳子的波形图，虚线为时刻绳子的波形图，为处的质点。（1）求绳波的传播速度大小；（2）若振动周期，求从时刻开始，经过质点运动的路程。【答案】（1）（、1、2、3……）（2）【解析】（1）波在0.2s内传播的距离由题图知，波速为解得（、1、2、3）（2）由题意可知由题意可得因为可得质点的路程17.某快递公司用电动势为，内阻的电源，控制电动机带动传送带向高处传送物品，电路中接有定值电阻。现将一质量为的小物体（可视为质点）轻放在传送带的点，电动机正常工作，其工作电压为，电动机带动传送带以的速度匀速运动，A、B间传送带长，与水平面之间的夹角为，小物体与传送带之间的动摩擦因数