山东省济南市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试题 附答案

2024年1月高二期末学习质量检测物理试题1.本试卷共8页，满分100分，考试用时90分钟。2.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。3.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0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。4.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。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.下列说法正确的是（）A.磁通量是矢量 B.只能适用于匀强磁场C.磁通量与线圈的匝数成正比 D.磁通量为零的位置磁感应强度一定为零2.如图所示，灯泡、、与滑动变阻器及电源连成电路，电源内阻不能忽略。闭合开关，当的触头向右滑动时，下列说法正确的是（）A.变暗、变亮、变暗 B.变亮、变亮、变暗C.变暗、变亮、变亮 D.变暗、变暗、变亮3.一根粗细均匀的木筷，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，速度为，周期为，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的重锤升高到的高度后释放，重锤在地面上砸出一个深坑，重锤冲击地面的时间为。不计空气阻力，重力加速度取，则重锤对地面的平均作用力大小为（）A. B. C. D.5.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，两根相同轻质弹簧下端挂有质量为的等腰梯形金属框，金属框的上底、腰和下底长度分别为、和，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，金属框静止后弹簧的压缩量均为。已知弹簧的劲度系数为，重力加速度为，则磁感应强度大小为（）A. B. C. D.7.如图所示，光滑的水平面上放置一长度为的木箱，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，重力加速度取。现给木块一水平向右的初速度，速度大小为，木块与木箱碰撞无能量损失，则最终木块距离木箱右端的距离为（）A. B. C. D.8.如图所示，边长为的正三角形内存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为。的中心处有一粒子源，能够沿平面向任意方向发射速率为的粒子，粒子的质量为，电荷量为，不计粒子的重力。则粒子在磁场中运动的最短时间为（）A. B. C. D.二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0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40kg额定电压48V载重75kg额定电流12A最大行驶速度20km/h额定输出功率350WA.电动机的输入功率为576W B.电动机的内电阻为4ΩC.自行车获得的牵引力为63N D.自行车受到的阻力为17.5N11.下图中实线是一列正弦波在的波形图，经过，其波形如虚线所示。则时坐标处的质点振动情况可能是（）A.处于波峰 B.处于波谷C.处于平衡位置，沿轴正方向运动 D.处于平衡位置，沿轴负方向运动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以速度向左运动，与A相碰后立即粘在一起后不分开并开始计时。A、B运动的图像如图乙所示，、分别表示到时间内A、B的图线与坐标轴所围面积的大小。已知三个物块质量均为，下列说法正确的是（）A. B.C.内墙对B的冲量大小为 D.在时刻弹簧的弹性势能为三、非选择题：本题共6小题，共60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、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__________（取，结果保留三位有效数字）。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，为了较准确的测量，选用以下仪器：电源（，内阻可不计）、滑动变阻器（阻值为）、电流表（，内阻约）、电压表（，内阻约）、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、、B.、、C.、、测量结果如图乙所示，直径__________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“”或“”）；用刻度尺测量其长度，某次实验电压表的示数为，电流表的示数为，用实验测量的物理量、、、表示电阻率，则表达式为__________；（4）不考虑偶然误差，通过该实验测得的电阻率__________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。15.如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，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、。甲、乙之间只有一个波谷。（1）写出甲的振动方程；（2）求波速。16.如图所示，直角三角形是由某种材料制成的光学元件的横截面。一束单色光从边上的点入射，长度为，入射光与边成30°，经面折射、面反射后垂直面射出。已知，长度为，光在真空中的传播速度为。求：（1）单色光在元件中临界角的正弦值；（2）单色光在元件里的传播时间（不考虑光的多次反射）。17.如图甲所示，一个棱长为的立方体空间中存在着磁感应强度大小为，沿轴负方向的匀强磁场，质量为、电量为的带正电的粒子从左侧面的中心沿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轴正方向的匀强电场，粒子射出时的速度方向偏转了。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，右侧区域加上沿轴负方向的匀强磁场，磁感应强度大小为。粒子先后穿过电场和磁场区域，垂直面射出，求电场强度。18.如图所示，水平地面上固定倾角的斜面和足够长的桌面。桌面上放置长度的“L”形木板，木板左端静置一滑块。一小球从点静止释放，与斜面在点发生碰撞（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，的距离。已知小球质量，滑块质量，木板质量，滑块与木板间的动摩擦因数，木板与桌面间的动摩擦因数。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球和滑块均视为质点，所有碰撞都是弹性碰撞，不计碰撞时间和空气阻力，重力加速度。求：（1）小球与斜面碰撞后速度的大小与方向；（2）滑块与木板发生碰撞后两个物体速度的大小；（3）整个过程桌面对木板摩擦力的冲量。2024年1月高二期末学习质量检测物理试题1.本试卷共8页，满分100分，考试用时90分钟。2.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。3.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0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。4.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。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.下列说法正确的是（）A.磁通量是矢量 B.只能适用于匀强磁场C.磁通量与线圈的匝数成正比 D.磁通量为零的位置磁感应强度一定为零【答案】B【解析】【详解】A．磁通量是标量，故A错误；B．只能适用于匀强磁场，故B正确；C．磁通量与线圈无关，故C错误；D．磁通量为零的位置，磁感应强度不一定为零，可能是回路平面与磁场方向平行，故D错误。故选B。2.如图所示，灯泡、、与滑动变阻器及电源连成电路，电源内阻不能忽略。闭合开关，当的触头向右滑动时，下列说法正确的是（）A.变暗、变亮、变暗 B.变亮、变亮、变暗C.变暗、变亮、变亮 D.变暗、变暗、变亮【答案】A【解析】【详解】分析电路可知，与并联，和串联，再和与并联；当的触头向右滑动时，电阻减小，则总电阻减小，故根据闭合电路欧姆定律，可知，总电流增大，根据可知，路端电压减小，故变暗；对根据欧姆定律可知可知减小，故流过支路的电流增大，故变亮；对根据欧姆定律可知两边电压增大，根据故减小，故变暗。故选A。3.一根粗细均匀的木筷，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，速度为，周期为，下列图像正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】由于木筷在水中做简谐运动，以木筷振动的最低点为计时起点，竖直向上为正方向，可知木筷相对于平衡位置的位移计时时由负向最大逐渐减小；速度由零逐渐增大，方向为正方向，且运动的速度、相对平衡位置的位移随时间的关系均为三角函数的波形，结合选项图像。故选C。4.如图所示，建筑工地上的打夯机将质量为的重锤升高到的高度后释放，重锤在地面上砸出一个深坑，重锤冲击地面的时间为。不计空气阻力，重力加速度取，则重锤对地面的平均作用力大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】取向上为正方向，以重锤为研究对象，根据动量定理代入数据，解得根据牛顿第三定律，重锤对地面的平均作用力大小为。故选B。5.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.【答案】D【解析】【详解】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。故选D。6.如图所示，两根相同轻质弹簧下端挂有质量为的等腰梯形金属框，金属框的上底、腰和下底长度分别为、和，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，金属框静止后弹簧的压缩量均为。已知弹簧的劲度系数为，重力加速度为，则磁感应强度大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】上方导线与AB导线并联，则根据平衡条件，对整体受力分析，结合几何关系受力分析可得解得故选C。7.如图所示，光滑的水平面上放置一长度为的木箱，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，重力加速度取。现给木块一水平向右的初速度，速度大小为，木块与木箱碰撞无能量损失，则最终木块距离木箱右端的距离为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】根据动量守恒定律可知，二者共速时速度大小为v，则解得根据能量守恒定律可知解得故最终木块距离木箱右端的距离为故选A。8.如图所示，边长为的正三角形内存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为。的中心处有一粒子源，能够沿平面向任意方向发射速率为的粒子，粒子的质量为，电荷量为，不计粒子的重力。则粒子在磁场中运动的最短时间为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】假设粒子带正电，磁场的方向垂直纸面向里，粒子运动轨迹的半径满足解得则当轨迹如图所示，即粒子水平向左进入磁场时由图可知，轨迹对应的圆周角为，粒子在磁场中的周期为粒子在磁场中运动的最短时间为故ABD错误，C正确。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0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【答案】AD【解析】【详解】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。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40kg额定电压48V载重75kg额定电流12A最大行驶速度20km/h额定输出功率350WA.电动机的输入功率为576W B.电动机的内电阻为4ΩC.自行车获得的牵引力为63N D.自行车受到的阻力为17.5N【答案】AC【解析】【详解】A．电动机的输入功率为故A正确；B．对电动机有代入数据解得故B错误；C．根据题意有解得故C正确；D．当自行车以最大速度行驶时，自行车受到的阻力与牵引力大小相等，即空气阻力为63N，故D错误。故选AC。11.下图中实线是一列正弦波在的波形图，经过，其波形如虚线所示。则时坐标处的质点振动情况可能是（）A.处于波峰 B.处于波谷C.处于平衡位置，沿轴正方向运动 D.处于平衡位置，沿轴负方向运动【答案】AB【解析】【详解】如果波向右传播，则有解得处质点的振动方程为故当时，坐标处的质点可以位于波峰位置或波谷位置，但不能处于平衡位置；同理如果波向左传播，则有处质点的振动方程为故当时，坐标处的质点可以位于波峰位置或波谷位置，但不能处于平衡位置；故选AB12.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以速度向左运动，与A相碰后立即粘在一起后不分开并开始计时。A、B运动的图像如图乙所示，、分别表示到时间内A、B的图线与坐标轴所围面积的大小。已知三个物块质量均为，下列说法正确的是（）A. B.C.内墙对B的冲量大小为 D.在时刻弹簧的弹性势能为【答案】BC【解析】【详解】C．二者碰撞过程中动量守恒，可得解得在内对AC研究，设水平向左为正方向，由动量定理可得而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，故内墙对B的冲量大小为，故C正确；B．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，时刻AC的速度为v，AC的加速度为0，此时弹簧恢复原长，B开始离开墙壁，到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，即，故故B正确；A．A的加速度为时弹簧压缩量最大，即解得根据牛顿第二定律可得在时，三者共速，则根据能量守恒定律可知解得解得根据牛顿第二定律可得故故A错误；D．B离开墙壁后整体机械能守恒，则故在时刻，根据能量守恒定律可知解得故D错误。故选BC。三、非选择题：本题共6小题，共60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__________（取，结果保留三位有效数字）。【答案】①.C②.1.90③.9.76【解析】【详解】（1）[1]A．在“用单摆测量重力加速度”的实验中，不计摆线的质量，并要测量长度，且摆球大小忽略，所以摆线要选择细些的、这样质量比较小；摆线伸缩性小些的，这样在摆动过程中长度变化小，并且适当长一些的，这样摆球的大小相对于摆线可以忽略不计，故A错误；B．摆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看成简谐运动了，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些，适当长一些，故D错误。故选C。（2）[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则单摆的周期为（3）[3]由单摆周期公式，可得由图示T2-L图像可知，图像的斜率解得重力加速度为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，为了较准确的测量，选用以下仪器：电源（，内阻可不计）、滑动变阻器（阻值为）、电流表（，内阻约）、电压表（，内阻约）、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、、B.、、C.、、测量结果如图乙所示，直径__________mm；（2）请将电路实物连线补充完整______；（3）闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于__________端（填“”或“”）；用刻度尺测量其长度，某次实验电压表的示数为，电流表的示数为，用实验测量的物理量、、、表示电阻率，则表达式为__________；（4）不考虑偶然误差，通过该实验测得的电阻率__________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。【答案】①.B②.2.960##2.959##2.961③.④.a⑤.⑥.小于【解析】【详解】（1）[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。故选B。[2]螺旋测微器上的读数为（2）[3]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，根据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）[4][5]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，根据电阻定律可知（4）[6]本实验采用的是外接法，通过该实验测得的电阻值小于真实值，故所测电阻率也小于真实值。15.如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，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、。甲、乙之间只有一个波谷。（1）写出甲的振动方程；（2）求波速。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由图像知，，则可得甲的振动方程为（2）甲、乙之间只有一个波谷，由图像可得得则波速16.如图所示，直角三角形是由某种材料制成的光学元件的横截面。一束单色光从边上的点入射，长度为，入射光与边成30°，经面折射、面反射后垂直面射出。已知，长度为，光在真空中的传播速度为。求：（1）单色光在元件中临界角的正弦值；（2）单色光在元件里的传播时间（不考虑光的多次反射）。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由题意得：AB面的入射角为，AB面的折射角为，（2）设光在该元件中的速度为由AB射到BC的光程由BC射到AD的光程为光在元件中的传播时间为17.如图甲所示，一个棱长为的立方体空间中存在着磁感应强度大小为，沿轴负方向的匀强磁场，质量为、电量为的带正电的粒子从左侧面的中心沿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；