2023-2024学年山东省济南市高二（上）期末物理试卷（B卷）（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年山东省济南市高二（上）期末物理试卷（B卷）一、单选题：本大题共8小题，共24分。1.下列说法正确的是(

)A.磁通量是矢量 B.Φ=BS只能适用于匀强磁场

C.磁通量与线圈的匝数成正比2.如图所示，灯泡L1、L2、L3与滑动变阻器R及电源连成电路，电源内阻不能忽略。闭合开关，当R的触头向右滑动时，下列说法正确的是(

)A.L1变暗、L2变亮、L3变暗

B.L1变亮、L2变亮、L3变暗

C.L1变暗、L2变亮、L33.一根粗细均匀的木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在装有水的杯中。将木筷向上提一段距离后放手，木筷就在水中上下振动。以木筷振动的最低点为计时起点，竖直向上为正方向，木筷离开平衡位置的位移为x，速度为v，周期为T，下列图像正确的是(

)A. B.

C. D.4.如图所示，建筑工地上的打夯机将质量为20t的重锤升高到5m的高度后释放，重锤在地面上砸出一个深坑，重锤冲击地面的时间为0.2s。不计空气阻力，重力加速度取10mA.1×106N B.1.2×105.小王同学将一肥皂膜摆放在酒精灯的火焰前，发现在肥皂膜上形成上疏下密的彩色条纹，如图所示。据此推测该肥皂膜在竖直方向的侧向截面图是(

)A.

B.

C.

D.6.如图所示，两根相同的轻质弹簧下端挂有质量为m的等腰梯形金属框，金属框的上底、腰和下底长度分别为L、L和2L，空间存在垂直于金属框平面向里的匀强磁场。A、B两端与电源相连，从A端流入的电流大小为I，金属框静止后弹簧的压缩量均为x。已知弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，则磁感应强度大小为(

)

A.5(mg+2kx)87.如图所示，光滑的水平面上放置一长度为0.40m的木箱，木箱的底部中央放一可视为质点的木块，木箱的质量为木块的2倍，木块与木箱间的动摩擦因数为13，重力加速度取10m/s2。现给木块一水平向右的初速度，速度大小为A.0.10m B.0.20m C.0.25m8.如图所示，边长为L的正三角形abc内存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。abc的中心O处有一粒子源，能够沿abc平面向任意方向发射速率为3qBA.πmqB

B.πm2q二、多选题：本大题共4小题，共16分。9.松果采摘机利用机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干使松果脱落。下列说法正确的是(

)A.树干振动的频率等于采摘振动头振动的频率

B.采摘振动头停止振动后树干的振动频率逐渐减小

C.采摘振动头振动的频率越大落果效果一定越好

D.不同的树木落果效果最好时采摘振动头的振动频率不同10.下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，若该车在额定功率状态下以最大速度行驶，不计其自身机械损耗。下列说法正确的是(

)自重40额定电压48载重75额定电流12最大行驶速度20额定输出功率350A.电动机的输入功率为576W B.电动机的内电阻为4Ω

C.自行车获得的牵引力为63N 11.如图中实线是一列正弦波在t=0的波形图，经过0.5s，其波形如虚线所示。则t=4.25sA.处于波峰 B.处于波谷

C.处于平衡位置，沿y轴正方向运动 D.处于平衡位置，沿y轴负方向运动12.如图甲所示，物块A、B用轻弹簧拴接，放在光滑水平面上，B左侧与竖直墙壁接触。物块C以速度v0向左运动，与A相碰后立即粘在一起并开始计时。A、B运动的a−t图像如图乙所示，S1、S2分别表示t1到t2时间内A、B的a−A.a2=2a1 B.S2=2S1

C.0三、实验题：本大题共2小题，共14分。13.了解地球表面重力加速度的分布，对地球物理学、航空航天技术及大地测量等领域有十分重要的意义。某同学利用图甲所示的装置测量重力加速度。请回答下列问题：

(1)下列操作中，有助于减小实验误差的是______；

A.摆线要选择细些的、弹性大些的，并使其适当长一些

B.拉开摆球时使摆角尽量大些

C.实验时必须保证小球在同一竖直面内摆动

D.改变摆长重复实验时，摆线长度的变化尽量小些

(2)实验中用停表测量单摆的周期。摆球某次经过最低点开始计时并数0，当摆球第60次经过最低点停止计时，停表的示数如图乙所示，则单摆的周期为______s(结果保留三位有效数字)；

(3)改变摆长，多次测量，做出周期的平方与摆长的图像如图丙所示，则重力加速度为______m/14.某小组测量一段电阻丝的电阻率，先用欧姆表测出其阻值约为200Ω，为了较准确的测量，选用以下仪器：

电源(20V，内阻可不计)；

滑动变阻器(阻值为0～20Ω)；

电流表(0～100mA，内阻约5Ω)；

电压表(0～15V，内阻约30kΩ)；

开关和导线若干。

(1)用图甲中的螺旋测微器测量直径时，将电阻丝放在测砧与测微螺杆之间，先旋动______，当测微螺杆快靠近物体时，再旋动______，直到听见“喀喀”的声音，再扳动______并读数。上述操作选择的部位依次是______；

A.a、b、c

B.b、c、a

C.c、b、a

测量结果如图乙所示，直径d=______mm；

(2)请将电路实物连线补充完整；

(3)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______端(填“a”或“b”)；用刻度尺测量其长度四、简答题：本大题共4小题，共46分。15.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，其中两个质点甲、乙的振动图像分别如图中实线和虚线所示。甲、乙平衡位置的坐标分别为x甲=1m、x乙=7m。甲、乙之间只有一个波谷。16.如图所示，直角三角形ABC是由某种材料制成的光学元件的横截面。一束单色光从AB边上的P点入射，BP长度为L，入射光与AB边成30°，经AB面折射、BC面反射后垂直AC面射出。已知∠A=30°，BC长度为23

17.如图甲所示，一个棱长为L的立方体空间中存在着磁感应强度大小为B，沿y轴负方向的匀强磁场，质量为m、电量为q的带正电的粒子从左侧面的中心P沿x轴正方向射入立方体空间，粒子重力忽略不计。

(1)若粒子的速度大小任意取值，求粒子在磁场中运动的最长时间；

(2)若粒子从dcfg面射出，求粒子速度大小的取值范围；

(3)如图乙所示，将磁场撤掉，在立方体空间中加上沿z轴正方向的匀强电场，粒子射出时的速度方向偏转了45°。如图丙所示，保持粒子的入射速度不变，再将立体空间分成左右相等的两个区域，左侧区域保持电场不变，右侧区域加上沿y18.如图所示，水平地面上固定倾角θ=30°的斜面和足够长的桌面。桌面上放置长度x=1.6m的“L”形木板，木板左端静置一滑块。一小球从O点静止释放，与斜面在P点发生碰撞(碰撞前后沿斜面方向速度不变，垂直于斜面方向的速度等大反向)，之后恰好水平击中滑块，OP的距离h=53m。已知小球质量m0=0.6kg，滑块质量m1=0.6kg，木板质量m2答案和解析1.【答案】B

【解析】解：A、磁通量是标量，故A错误；

B、Φ=BS只能适用于匀强磁场，故B正确；

C、磁通量与线圈匝数无关，故C错误；

D、磁通量为零的位置，磁感应强度不一定为零，可能是线圈平面与磁场方向平行，故D错误。

故选：B。

根据磁通量的标矢性判断A选项；根据Φ=BS使用条件判断2.【答案】A

【解析】解：电源的内阻不能忽略，符合“串反并同”的条件，因为灯泡L1和L3与滑动变阻器并联，而灯泡L2与滑动变阻器串联，且滑动变阻器接入电路中的电阻在减小，则L1变暗、L2变亮、L3变暗，故A正确，BCD错误；

故选：3.【答案】C

【解析】解：设木筷的横截面积为S，质量为m，水的密度为ρ，静止时水下长度为x0，

根据平衡条件得：ρgSx0=mg，

设向上提的距离为x，木筷受到的浮力：F浮=ρgS(x0−x)

木筷受到的合力：F=F浮−mg=−ρgS4.【答案】B

【解析】解：重锤自由下落过程中经过的时间为t1，则有：h=12gt12

代入数据解得：t1=1s

设重锤对地面的平均作用力大小为F，取向上为正方向，全过程根据动量定理可得：

Ft2−mg(t15.【答案】D

【解析】解：薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成的干涉条纹，在入射光为复色光时，出现彩色条纹，因为重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，由于干涉条纹的间距上疏下密，故越向下肥皂膜厚度变化越来越大。故ABC错误，D正确。

故选：D。

根据薄膜干涉条纹特点进行分析。

本题主要考查薄膜干涉形成特点，解题关键理解薄膜干涉产生得原因。6.【答案】C

【解析】解：对金属框受力分析，金属框受到重力，向上的电磁力和向下的弹力，如图示

从而保持平衡。根据平衡条件有FB=mg+2kx，由于金属框AB处连着导线，所以金属框被分为两部分，第一部分是下底，第二部分是由上底和腰组成。因为两部分并联，所以两部分分得的电流与电阻成反比，而电阻又和长度成正比，所以第一部分的电流为35I，第二部分的电流为25I。

由安培力公式得FB=37.【答案】A

【解析】解：木块与木箱滑行中，由于没有外力作用，所以动量守恒，令木块质量为m，木箱质量为M，选择水平向右为正方向，有：

mv=(M+m)v′

根据功能关系，令木块相对于木箱移动的距离为x，有：

12mv2=12(M+m)v′2+8.【答案】C

【解析】解：根据洛伦兹力提供向心力可得：qvB=mv2R，粒子的速率为v=3qBL6m，解得粒子的轨迹半径r=36L

由于粒子源在三角形abc的中心，粒子在磁场中运动的时间最短时，粒子轨迹对应的圆心角最小，即轨迹最短、轨迹所对应的弦长最短，其中一条轨迹如图所示：

根据几何关系可得：9.【答案】AD【解析】解：A.工作中，树干做的是受迫振动，其振动频率等于采摘振动头的振动频率。故A正确；

B.采摘振动头停止振动，则树干的振动频率不变，振幅逐渐减小，故B错误；

C.当采摘振动头振动频率等于树干的固有频率时，将发生共振现象，此时树干的振幅最大，采摘落果的效果最好，所以采摘振动头振动的频率越大落果效果不一定越好，故C错误；

D.由于不同的树木树干的固有频率不同，所以落果效果最好时采摘振动头的振动频率也应不同，故D正确。

故选AD。

受迫振动的频率等于驱动力的频率；振动头停止振动，树干的频率不变，树干振动的振幅逐渐减小；发生共振时效果最好；不同的树木固有频率不同。

10.【答案】AC【解析】解：A、电动机的输入功率

P=UI=48×12W=576W，故A正确；

B、电动机正常工作时为非纯电阻电路，不能用欧姆定律求内电阻，即电动机内电阻R≠UI=484Ω=12Ω，故B错误；

C、电动车速度最大时，牵引力F11.【答案】AB【解析】解：如果波向右传播，则有：t=nT+14T=0.5s

解得：T=24n+1

x=0.5m处质点的振动方程为：y=Acos[(4n+l)πt+π4]

故当12.【答案】BC【解析】解：C.二者碰撞过程中动量守恒，选择水平向左为正方向，可得mv0=(m+m)v，解得v=12v0，在0～t内对AC研究，设水平向左为正方向，由动量定理可得I=−2mv−2mv=−2mv0，而B处于静止状态，墙壁对B的冲量大小等于弹簧弹力对A的冲量大小，故0～t1内墙对B的冲量大小为2mv0，故C正确；

B.a−t图线与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，AC物体初速度为v，根据对称性可知，t1时刻AC的速度为v，AC的加速度为0，此时弹恢复原长，B开始离开墙壁，到t2时刻加速度均达到最大，此时弹簧的伸长量达到最大，速度相同，选择水平向右为正方向，即2mv=3mv1，S2=v1，S1=13.【答案】C

1.90

9.76

【解析】解：(1)A、实验中摆线应选择细些的，弹性小一些的，避免长度发生较大的变化，同时摆线的长度要适当长一些，故A错误；

B、白球的周期与摆角无关，且要求摆球的摆角要小于5°，否则摆球的运动就不能视为简谐运动了，故B错误；

C、实验时，应使摆球在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆，从而减小实验误差，故C正确；

D、改变摆长重复实验时，摆线长度的变化尽量大一些，适当长一些，故D错误；

故选：C。

(2)摆球某次经过最低点开始计时并数0，当摆球第60次经过最低点停止计时，则摆球经过30次全振动，由图乙可知单摆在30次全振动所用的时间为：

t=30s+27.10s=57.10s

则单摆的周期为：

T=tn=57.1030s=1.90s

(3)根据单摆的周期公式T=214.【答案】b

c

a

B

2.960

a

πUd2【解析】解：(1)用图甲中的螺旋测微器测量直径时，将电阻丝放在测砧与测微螺杆之间，先旋动旋钮b，当测微螺杆快靠近物体时，再旋动微调旋钮c，直到听见“喀喀”的声音，再扳动锁紧装置a并读数，故AC错误，B正确。

故选：B。

螺旋测微器的精度为0.01mm，读数为：d=2.5mm+46.0×0.01mm=2.960mm。

(2)由于滑动变阻器的阻值比所测电阻的阻值小的多，所以滑动变阻器用分压式接法，待测电阻的阻值较小，所以电流表采用外接法，故补充完整的实物电路如图所示

(3)滑动变阻器的滑片置于a端，短路了工作电路，同时可以使电路的总电阻达到最大，可以起到保护电路的目的。

根据电阻定律R=ρLS，结合R=UI、S=πd24，可得：ρ=15.【答案】解：(1)根据甲的振动图像，T=12s，故甲的角速度ω=2πT，代入数据ω=π6，故甲的振动方程y=4sinπ6t(cm)；

(2)甲、乙平衡位置的坐标分别为【解析】(1)根据振动图像找周期，再根据周期求角速度，确定振动方程；

(2)根据题意，分析出Δx16.【答案】解：(1)由光路图得

AB面的入射角为α=60°，AB面的折射角为β=30°，

n=sinαsinβ=sin60°sin30∘=3，

根据sinC=1n，

解得sinC=【解析】(1)根据全反射临界角求得折射率；

(2)根据题意做光的折射图，结合几何关系可求得传播时间。17.【答案】解：(1)由分析可知，粒子从左侧面飞出时时间最长。根据牛顿第二定律，由洛伦兹力提供向心力

qv0B=mv02R

粒子在磁场中运动的周期为