2023-2024学年山东省淄博市高二（上）期末物理试卷（含答案）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年山东省淄博市高二（上）期末物理试卷一、单选题：本大题共8小题，共24分。1.如图所示是我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记录了“古琴正声”实验，该实验比世界上其他同类实验早了500多年。其操作是：剪一小纸人放在需要调整音准的弦上，然后拨动另一个音调准确的琴上对应的琴弦，同样的拨动力度下，小纸人跳动越明显代表音调越准确。下列说法正确的是(

)A.“古琴正声”实验是利用了声音的反射现象

B.“古琴正声”实验是利用了声音的衍射现象

C.“古琴正声”实验是利用了声音的干涉现象

D.“古琴正声”实验是利用了声音的共振现象2.甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为0.1kg，则碰撞过程中两物块损失的机械能为(

)A.0.3J

B.0.4J

C.0.5J

D.0.6J3.如图所示为某品牌玩具的电动机及其伏安特性曲线，由该图像可知(

)A.该电动机内阻为2.5Ω

B.电压为1V时该电动机损失的热功率为0.2W

C.电压为1V时该电动机的输出功率为0.4W

D.电压为1V时该电动机的总功率为0.6W4.常规材料的折射率都为正值(n>0)。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n<0)，称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角仍满足sinisinr=n，但是折射光线与入射光线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)。现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出，若该材料对此电磁波的折射率n=−2A. B.

C. D.5.2023年8月6日2时33分，德州市平原县发生5.5级地震。已知地震波分三种：横波(S波)，波速vS=4.5km/s；纵波(P波)，波速vp=9km/s；面波(L波)，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波，波速vL<vS。某地震观测台记录到的该地震曲线，如图甲所示；另外位于震源上方某中学的简易地震预警装置，由单摆A和竖直弹簧振子B组成，A.地震发生时最先明显振动的是单摆A

B.地震曲线中a为横波(S波)

C.地震曲线中c为面波(L波)

D.若在地震曲线上测得纵波(P波)与横波(S波)的时间差为6s，则地震观测台距震源约为40km6.小齐同学利用光的双缝干涉原理测量液体的折射率。方法是将待测液体填充到特制透明容器中(容器未画出，不考虑器壁对光的影响)，放置在双缝与光屏之间(之前为空气)，如图所示。测量填充前的相邻两条亮条纹中心间距x1和填充后的相邻两条亮条纹中心间距x2，然后可以计算出该液体的折射率。已知常见的液体折射率如表所示，某次实验测得x1=0.75mm介质水酒精煤油花生油折射率1.331.361.451.47A.水 B.酒精 C.煤油 D.花生油7.如图所示，回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源A置于盒的圆心附近。若粒子源射出的粒子(初速度不计)电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为R，则(

)A.粒子在D形金属盒内做匀加速运动

B.所加交流电源的周期为πmqB

C.粒子加速后获得的最大速度大小为qBR2m

D.8.元好问曲中有“骤雨过，珍珠乱糁，打遍新荷”。为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小齐在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水上升了36mm。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为8m/s。据此估算该压强约为(设雨滴撞击莲叶后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103kg/A.0.04Pa B.0.08Pa C.0.16Pa D.0.36Pa二、多选题：本大题共4小题，共16分。9.如图所示，宽为L、电阻不计的平行光滑金属导轨与水平面成α角放置。质量为m、长度为L的金属杆水平放置在导轨上，与导轨接触良好。空间存在着匀强磁场，调节电阻箱使回路总电流为I时，金属杆恰好能静止，重力加速度为g，则(

)A.若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B的大小应为mgILsinα

B.若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B的大小应为mgILtanα

C.磁感应强度B最小值为mgL，此时磁场方向应垂直于金属杆水平向左

D.10.如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向垂直纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中bc段是半径为R的四分之一圆弧，ab、cd的延长线通过圆弧的圆心，Ob长为R。一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在纸面内以不同的速率从O点垂直ab射入磁场，已知所有粒子均从圆弧边界射出，其中M、N是圆弧边界上的两点，不计粒子间的相互作用和重力。下列说法正确的是(

)A.所有粒子在磁场中运动的速度最小值为qBRm

B.所有粒子在磁场中运动的最短时间为2πm3qB

C.从M点射出粒子的速率一定小于从N点射出粒子的速率

D.从M点射出粒子在磁场中运动时间一定小于从11.将力传感器连接到计算机上可以测量快速变化的力。图甲中，O为单摆的悬点，将传感器接在摆线与O点之间，把可视为质点的摆球拉到A点，细线处于张紧状态，释放摆球，摆球在竖直平面内的A、C之间来回摆动，B点为运动最低位置，∠AOB=∠COB=α，α小于5°且是未知量。图乙是由计算机得到细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像，且图中t=0为摆球从A点开始运动时刻，重力加速度大小g=10m/s2，则(

)

A.单摆的周期T=0.3πs

B.单摆的摆长L=0.9m

C.摆球的质量m=0.04kg

D.摆球运动过程中的最大速度的大小为312.如图，水平面上有两个静止的可视为质点的小物块a和b，其连线与墙垂直，a、b之间以及b与墙之间距离均为L=1m；a的质量为m，b的质量为M(已知m<M)，a与水平面间光滑，b与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，现使a以初速度v0=10m/s向右滑动，与b发生弹性碰撞。若b与墙发生碰撞，该碰撞为时间极短的弹性碰撞。重力加速度大小为g=10m/s2A.若b能与墙发生碰撞，需满足1<Mm<9

B.若b能与墙发生碰撞，需满足1<Mm<11

C.若Mm=2，b与a发生第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔为5−7三、实验题：本大题共2小题，共14分。13.2023年9月21日，“天宫课堂”演示了“验证动量守恒定律的实验”。

(1)如图甲所示，质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。在计算机设定的恒力F作用下，物体由静止开始运动，测量装置能够测量出物体运动的距离x和时间t，从而计算出质量m=______(用F、x、t表示)。

(2)如图乙所示，质量为500g的钢球A静止悬浮在空中，航天员用手推出质量为100g的钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向钢球A，撞后钢球A、B同时沿水平向相反方向运动。已知后面的背景板上小方格的边长为10cm，分析航天员上述演示的钢球碰撞实验视频，在航天员推出B球后，每隔0.5s连续截取三张照片，如图丙所示。

选取水平向左为正方向，则两球碰撞前：A、B的总动量为______kg⋅m/s；两球碰撞后：A的动量为______kg⋅m/s，B的动量为______kg⋅m/s。比较A14.一粗细均匀的导电材料样品，截面为同心圆环，该样品的外径D=4mm，内径d=2mm，如图甲所示。某同学设计实验测量该样品的电阻率，实验步骤如下：

(1)如图乙所示，用游标卡尺测得该样品长度L=______mm。

(2)用多用电表测得该样品阻值约为110Ω，为精确的测量其电阻阻值，可供选择的器材如下：

待测导电样品Rx

电流表A1(量程600mA，内阻为1Ω)

电流表A2(量程150mA，内阻为20Ω)

电流表A3(量程30mA，内阻50Ω)

定值电阻R1=50Ω

定值电阻R2=350Ω

滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流2A)

直流电源E(电动势约为12V，内阻不计)

开关一只，导线若干

①根据实验器材，设计实验电路如图丙所示，图中电流表A应选择______，图中电流表A′应选择______，定值电阻R0应选择______。(选填所选器材的字母代号)

②实验中调节滑动变阻器，测得电流表A、A′对应的多组电流值I、I′，做出I−(I′−I)的图像如图丁所示，可得该导电样品的电阻阻值为______Ω。

四、计算题：本大题共4小题，共46分。15.如图，一半径为R的透明材料半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)。已知该材料的折射率为2，光在真空中的传播速度为c。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。

(1)半球底面上多大区域面积的入射光线能够直接从球面射出；

(2)距光轴R2的入射光线，经球面折射后与光轴相交，求该光线从进入半球到该交点的时间t。(已知sin15°=16.一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，波长不小于12cm。O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=6cm处的两个质点。t=0时开始观测，此时质点O的位移y=5cm，质点A处于波峰位置；t=13s时，质点O第一次回到平衡位置：t=1s时，质点A第一次回到平衡位置。求：

(1)简谐波的周期、波速和波长；

(2)质点O17.小车C静置于光滑水平面上，小车上表面由长为2L的水平轨道与半径为R=34L的14光滑圆弧轨道平滑连接组成。一个质量为m的滑块B静止在小车的左端。用一根不可伸长、长度为L的轻质细绳悬挂一质量也为m的小球A，小球A静止时恰好和B接触，现将小球A向左拉到与悬点同一高度处(细线处于伸直状态)由静止释放，小球A摆到最低点时与滑块B发生弹性正碰(碰撞时间极短)，A、B均可视为质点，B、C间动摩擦因数为μ，重力加速度为g。

(1)A、B碰前瞬间，求绳对球A的拉力大小F；

(2)若μ=0，A、B碰后，滑块B水平冲上小车C恰好可以滑到圆弧轨道的最高点，求小车的质量M；

(3)保持小车质量与(2)问相同，若μ=0.25，将轻质细绳悬点位置提高至原来的3倍，使绳长变为3L，再次将小球A向左拉到与悬点等高处(细线处于伸直状态)由静止释放，小球A与滑块B弹性正碰后，求滑块B上升过程中距圆弧轨道最低点的最大高度H18.如图所示，建立平面直角坐标系xOy，在第一象限0≤x≤10d区域I中充满磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。在第四象限0≤x≤10d区域Ⅱ中充满磁感应强度大小为kB(k为常数)，方向垂直纸面向里的匀强磁场。x轴为两个不同磁场区域的分界线。t=0时刻，一质量为m，电荷量为q的带正电粒子(不计粒子重力)从位于O点正上方的P点以v0=4qBdm的初速度沿x轴正方向进入磁场。

(1)若OP=6d，求粒子第一次经过x轴时的横坐标x1以及时间t1；

(2)若OP=6d、k=2，求粒子第二次经过x轴回到区域I中速度沿y轴正方向时的位置坐标(x2,y2)；

(3)若k=3，为了使粒子不从左边界离开磁场，求OP的最大值ym；

(4)

参考答案1.D

2.A

3.C

4.C

5.C

6.B

7.D

8.B

9.BD

10.BC

11.BCD

12.AC

13.Ft22x

0.06

0.10

−0.04

在碰撞过程中A、14.31.4

A3

A2

R2

10015.解：(1)光路图如图所示：

设从底面上A处射入的光线在球面上发生折射时的入射角i刚好等于全反射临界角C时，对应入射光线到光轴的距离最大，从球面射出的光线对应的面积最大；

由全反射临界角公式sinC=1n=12=22，解得临界角C=45°，

根据数学知识OA=Rsin45°=22R，

半球底面上的最大面积Sm=π⋅OA2=πR22，

故入射光线能够直接从球面射出的底面上面积为πR22；

(2)设距光轴R2的入射光线在球面E点发生折射时的入射角和折射角分别为i和r，光路图如图所示：

根据数学知识sini=R2R=12，解得入射角i=30°，

根据数学知识DE=Rcos30°=3R2，

根据折射率公式v=cn=16.解：(1)由于质点A在0～1s内由波峰位置第一次回到平衡位置，经历的是14个周期，故

14T=1s

解得周期T=4s

由于t=13s时O点在平衡位置，t=1s时，A在平衡位置，时间差Δt=1s−13s=23s

则波速v=ΔxΔt=623cm/s=9cm/s

波长λ=vT=9×4cm=36cm

(2)设质点O的位移随时间变化的关系为y=Asin(2πTt+φ0)=

由于在t=0时，y=5cm，则

5=Asinφ0

在t=13s时，y=0，则

0=sin17.解：(1)球A由静止释放至摆到最低点的过程中由动能定理得

mgL=12mv2

B碰前瞬间，对球A由牛顿第二定律得

F−mg=mv2L

解得

F=3mg

(2)取水平向右为正方向，A、B碰撞过程中由动量守恒定律和能量守恒定律得

mv=mvA+mvB

12mv2=12mvA2+12mvB2

取水平向右为正方向，滑块B水平冲上小车C至滑到圆弧轨道的最高点的过程中由动量守恒定律和能量守恒定律得

mvB=(m+M)vBC

12mvB2=12(m+M)vBC2+mgR

解得

M=3m

(3)球A由静止释放至摆到最低点的过程中由动能定理得

mg3L=12mv′2

取水平向右为正方向，