2021-2022学年山东省临沂市沂南第一中学高二（下）开学考试物理试题

高二年级学科阶段调研测试物理试题2022.02.16时间：90分钟分值：100分注意事项：1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，考试结束后，将本答题纸和答题卡一并交回。2.答题前，考生在答题纸上上务必用直径0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号填写清楚。3.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，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。第Ⅰ卷（40分）一、选择题（1-8题为单选题，每小题3分，共24分；9-12题为多选题，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。）1.在五彩缤纷的大自然中，我们常常会见到一些彩色光现象，下列现象中，属于光的衍射现象的是（）A.雨后天空出现彩虹B.肥皂泡在阳光照射下呈现彩色C.雨后公路上的油膜在阳光照射下出现彩色条纹D.通过一狭缝观察日光灯看到彩色条纹【答案】D【解析】【详解】A．雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，故A错误；B．肥皂泡在阳光照射下呈现彩色属于薄膜干涉现象，故B错误；C．雨后公路上的油膜在阳光照射下出现彩色条纹属于薄膜干涉现象，故C错误；D．通过一狭缝观察日光灯看到彩色条纹，属于单缝衍射，故D正确；故选D。2.下列说法正确的是（）A.原子从低能态向高能态跃迁时放出光子能量等于前后两个能级之差B.爱因斯坦提出了能量子的假设，得出了黑体辐射强度按波长分布的公式C.变化的磁场能产生电场，变化的电场不能产生磁场D.电磁波谱按照波长由大到小顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线【答案】D【解析】【详解】A．原子从低能态向高能态跃迁时吸收光子能量等于前后两个能级之差，故A错误；B．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元，故B错误；C．变化的磁场能产生电场，变化的电场也能产生磁场，故C错误；D．电磁波按波长由大到小的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，故D正确。故选D。3.如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是（）

A.在真空中光束b的波长小于光束c的波长B.在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度C.玻璃砖对光束b的折射率小于对光束c的折射率D.b、c两束单色光由玻璃射入空气时b光束发生全反射的临界角更大【答案】A【解析】【详解】C．由图可知，玻璃砖对光束b的折射程度较大，则玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率，故A错误；B．根据可知在玻璃砖中光束b的传播速度小于光束c的传播速度，故B错误；A．折射率越大，则光的频率越大，根据可知在真空中光束b的波长小于光束c的波长，故A正确；D．根据可知b、c两束单色光由玻璃射入空气时b光束发生全反射的临界角更小，故D错误。故选A。4.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动。取向右为正方向，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（）

A.在t=0.6s时，振子位于B点B.从t=0到t=0.2s时间内，振子的动能逐渐增大C.在t=0.1s与t=0.7s两个时刻，振子的速度方向相反D.在t=0.4s时，振子正在向左运动且速度最大【答案】D【解析】【详解】A．由图乙知，在t=0.6s时，振子的位移为负向最大，振子位于A点，故A错误；B．从t=0到t=0.2s时间内，振子的位移越来越大，速度越来越小，则动能逐渐减小，势能逐渐增大，故B错误；C．在t=0.1s时，振子向正方向运动，在t=0.7s时，振子也在向正方向运动，即这两个时刻，振子的速度方向相同，故C错误；D．在t=0.4s时，振子正在通过平衡位置向负方向运动，即振子正在向左运动，此时势能最小，动能最大，即速度最大，故D正确。故选D。5.图甲中O点为单摆的固定悬点，现将摆球拉至A点，此时细线处于张紧状态。由静止释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，小于5且大小未知，同时由连接到计算机的力传感器得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，如图乙所示（图中所标字母以及重力加速度g均为已知量）。不计空气阻力。根据题中（包括图中）所给的信息，下列说法中正确的是（）

A.该单摆的周期为t0B.该单摆的摆长为C.增大摆球质量，周期将变大D.将此单摆从赤道处移到北极，单摆的周期将变大【答案】B【解析】【详解】A．小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律可知该单摆的周期为，故A错误；B．根据单摆周期公式求得故B正确；C．单摆运动的周期与摆球的质量无关，故C错误；D．北极的重力加速度大于赤道的重力加速度，根据可知单摆周期变小，故D错误。故选B。6.松子以其独特的香味、丰富的植物脂肪含量，成为了坚果界的宠儿。在我国东北地区，为了提高采摘效率，工程技术人员发明了振动器，将振动器固定在树干上，如图所示，机车带动振动器振动，使松果落下。则（）

A.针对不同树干，落果效果最好时的振动频率相同B.随着振动器频率增加，树干振动的幅度一定增大C.振动器正常工作时，不同树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同D.振动器对不同树干作用结束后，树干的自由振动频率相同【答案】C【解析】【详解】A．不同的树干，固有频率可能不同，根据共振的产生条件，针对不同树干，落果效果最好时的振动频率可能不相同，故A错误；B．只有振动器的频率与树干的固有频率相同时，树干振动的幅度最大，所以随着振动器频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，故B错误；C．树干在振动器的振动下，做受迫振动，所以振动器正常工作时，不同树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同，故C正确；D．振动器对不同树干作用结束后，树干振动频率为其固有频率，所以树干的自由振动频率不一定相同，故D错误。故选C。7.建筑工人利用铁锤打夯，120kg的铁锤从1.8m高处自由落下，打在地面上，与地面撞击时间是0.05s。已知重力加速度g取10m/s2，撞击时，铁锤对地面的平均冲击力大小为（）A.14400N B.15600N C.12000N D.1200N【答案】B【解析】【详解】120kg的铁锤从1.8m高处自由落下，根据公式代入数据解得撞击时，设地面对铁锤的平均冲击力大小为，取向下为正方向，对铁锤应用动量定理得解得故ACD错误B正确。故选B。8.如图，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I，此时纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度大小为B0，则（）A.a点处的磁感应强度的方向竖直向下B.若仅将直导线P的电流反向，则a点处的磁感应强度的方向竖直向下C.若仅将直导线P的电流反向，则a点处的磁感应强度大小为D.若仅将直导线P的电流反向，则a点处的磁感应强度大小为【答案】C【解析】【详解】A．在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为，如下图所示可知a点处的磁感应强度的方向水平向右，故A错误；BCD．设电流I时，导线在处产生的磁感应强度为，根据矢量的叠加可得解得若仅将直导线P的电流反向，如图所示则a点处的磁感应强度的方向竖直向上，根据矢量的叠加可得则a点处的磁感应强度大小为，故C正确，BD错误。故选C。9.在t=0时刻，位于O点的波源从平衡位置开始沿y轴方向做简谐运动，经0.25s形成如图所示的一列沿x轴正方向传播的简谐横波，此时振动恰好传播至点P（5，0），则下列说法正确的是（）A.波源的起振方向向上B.该简谐横波的周期是0.2sC.该简谐横波的波速为20m/sD.再经过0.35s质点P恰好处于波谷位置【答案】BC【解析】【详解】A．根据上下坡法则可知，P点处于上坡过程，则P点的起振方向是向下，A错误；C．该简谐横波的波速为C正确；B．由图像可知该波的波长为4m，根据B正确；D．再经过0.35s，则质点P恰好振动了，质点P处于波峰位置，D错误。故选BC。10.在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻，定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，当滑动变阻器R4的滑片向上移动时，下列说法正确的是（）A.电流表读数减小 B.电压表读数减小C.电源的效率增大 D.电源的输出功率减小【答案】ACD【解析】【详解】ABC．当滑动变阻器R4的滑片向上移动时，滑动变阻器接入电路阻值增大，则电路总电阻增大，根据可知干路电流减小，根据可知路端电压增大，即电压表示数增大，根据可知两端电压减小，则并联部分的电压增大，则流过的电流增大，总电流减小，可知流过和的电流减小，即电流表示数减小，根据可知电源的效率增大，故AC正确，B错误；D．当外部电路的总电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，当滑动变阻器在最下端时，外部电路的总电阻都大于电源内阻，可知滑动变阻器R4的滑片向上移动时，电源的输出功率减小，故D正确。故选ACD。11.如图所示，在真空中xOy坐标平面内的第一象限区域，存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子，从y轴上的M点沿着与y轴正方向成角度射入磁场。点M的坐标为（0，a），不计粒子重力，则下列说法中正确的是（）

A.若粒子带正电，则在磁场中运动的时间为B.若粒子带负电，粒子有可能通过坐标原点C.若粒子垂直x轴射出磁场，则粒子在磁场中的运动时间为D.若粒子垂直x轴射出磁场，则出射点与O点距离为【答案】AD【解析】【详解】A．若粒子带正电，粒子的运动轨迹如图所示

根据几何知识可知，其轨迹所对的圆心角为∠1=60°所以粒子的运动时间为故A正确；B．若粒子带负电，且要从坐标原点射出，则其运动轨迹如图所示

从轨迹上看出粒子还未到达坐标原点时已经从x轴射出磁场，故粒子不可能从坐标原点射出磁场，故B错误；CD．若粒子带负电，且垂直x轴射出磁场，轨迹如图所示

根据几何知识可知，其轨迹所对的圆心角为∠2=150°则粒子在磁场中的运动时间为根据几何知识可知，出射点与O点的距离为故C错误，D正确。故选AD。12.如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B1，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B2，导轨平面与水平面夹角为，两导轨分别与P、Q相连，质量为m、接入电阻为R的金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（）

A.P板为正极，导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上B.Q板为正极，导轨处磁场方向垂直导轨平面向下C.金属棒ab中的电流D.金属棒ab中的电流【答案】BC【解析】【详解】AB．根据左手定则可知P板聚集了等离子体中的负电荷，Q板聚集了等离子体中的正电荷，所以Q板为正极，所以通过金属棒ab的电流方向为a→b，由题意可知金属棒ab所受安培力方向一定为沿导轨平面向上，根据左手定则可知导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，故A错误，B正确；C．当P、Q之间电压稳定时，等离子体所受电场力与洛伦兹力大小相等，即解得金属棒ab中的电流为故C正确；D．对金属棒ab根据平衡条件有解得故D错误。故选BC。第Ⅱ卷（60分）二、实验题（13题6分，14题8分，共14分。）13.某同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律，小球1的质量为m1，它从斜槽上某点滚下，离开斜槽末端时的速度记为v1（称为第一次操作）；小球2的质量为m2，小球1第二次从斜槽上原位置滚下，跟小球2碰撞后离开斜槽末端的速度分别记为和（称为第二次操作）。

实验所验证的计算式为________________（用所给物理量表示）（2）如果第二次操作时，小球1从斜槽上开始滚下时位置比原先低一些，这将会影响计算式中物理量，如果其他的操作都正确，则__________A.碰后两球的动量之和小于m1v1B.碰后两球的动量之和等于m1v1C.碰后两球的动量之和大于m1v1（3）如果在第二次操作时，发现在第一次操作中，槽末端是不水平的，有些向上倾斜，于是把它调为水平，调整后的斜槽末端离地面高度跟原来相同。然后让小球在斜槽上原标记位置滚下进行第二次操作，分析时仍然和第一次操作的数据进行比较，其他实验操作都正确，且调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可忽略不计，则____________A.碰后两球的动量之和小于m1v1B.碰后两球的动量之和等于m1v1C.碰后两球的动量之和大于m1v1【答案】①.②.A③.B【解析】【详解】（1）[1]由系统动量守恒可知，要验证的计算式为；（2）[2]第二次操作时，小球1从斜槽上开始滚下时位置比原先低一些，会导致1球撞前速度实际变小，但带入数据时v1仍取第一次操作时的v1，等式左边不变，碰后两球的动量之和小于m1v1，故选A；（3）[3]第一次操作中，槽末端不水平，有些向上倾斜，由于是对心碰撞，实际撞前速度v1斜向上，第二次操作将槽的末端调为水平，1球到斜槽末端的速度大小仍为v1，等式左边v1取值不变，初动量大小仍是m1v1，所以碰后两球的动量之和等于m1v1，故选B。14.某同学设计了如图1所示电路进行电源特性及待测电阻阻值的测量。

（1）该同学先用欧姆表“”挡粗测该待测电阻的阻值，示数如图2所示，对应的读数是_______Ω。（2）该同学利用上面电路测定该电池组的电动势和内电阻，闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器，测得多组电压表V2和电流表A的示数，描绘出如图3所示的U2-I图线。由图可求出该电源电动势E=______V；内阻r=_______Ω。（3）该同学又利用上面电路测量该待测电阻Rx的阻值。图中两电键均闭合，调节滑动变阻器，测得多组电压表V1和电流表A的示数。以下分析正确的是________A.此接法的测量值小于真实值B.此接法适合测阻值较大的待测电阻C.此接法要求滑动变阻器R的阻值要远大于RxD.开始实验时滑动变阻器滑动头P应处在最左端【答案】①.6②.3.6③.1.2④.AD【解析】【详解】（1）[1]欧姆表的读数为（2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律有由图像可知图像的纵轴的截距表示电源的电动势，图像的斜率表示电源的内阻，则有（3）[4]A.此接法的测量值小于真实值，引起误差的原因是电压表分流，测量的是电压表内阻与待测电阻的并联值，所以偏小，则A正确；B.此接法适合测阻值较小的待测电阻，这样子电流表分流才小误差才小，所以B错误；C.此接法要求滑动变阻器R的阻值要略大于Rx，因为滑动变阻器的阻值太大，实验时调节不方便，分压式电路滑动变阻器也是才用小阻值的，所以C错误；D.开始实验时滑动变阻器滑动头P应处在最左端，是保护电路的作用，所以D正确；故选AD。三、计算题（15题12分、16题12分，1710分、18题12分，共计46分。计算题需要有必要的文字说明。）15.如图甲是沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙是介质中b点的振动图像，图丙是该波在时的波形图。则：（1）判断该波的传播方向；（2）求该波波长和周期T；（3）求0～2s内处质点运动的路程。

【答案】（1）x轴负方向；（2）6m；；（3）【解析】【详解】（1）由图乙可知，时刻，质点b向上运动，结合图甲根据上下坡法可知，波向x轴负方向传播。（2）由图甲可知，波长设处质点振动方程为代入甲丙两图像数据可得解得，故周期（3）0～2s内处质点运动经过了的周期个数当时，质点运动不足一个周期，处质点运动的路程故处质点运动的路程16.质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为e的正粒子不计重力，在加速场中由静止加速后，该粒子沿着虚线匀速通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：（1）粒子的速度v的大小；（2）速度选择器的电压U2；（3）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）粒子经加速电场加速，获得速度v，由动能定理得解得（2）在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡，由平衡条件得即解得（3）在中作圆周运动，洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得17.某公园人工湖畔的夜晚灯光五彩缤纷。如图平静湖面下有一盏灯S（视为点光源），灯S安装在一轨道装置上，且在M点的正下方，游客眼睛恰好位于岸边水面P点正上方1.8m的高度处，水面上Q点处有一浮标（点状物），Q点是水面上PM两点连线的中点，PM两点间距4.8m，此时游客发现灯光刚好被浮标挡住，已知水的折射率。（sin37°=0.6，sin53°=0.8）（1）求灯S离水面的深度h；（2）如果让灯S沿轨道缓慢向右移动，要使灯发出的光恰好无法从水面P、Q间射出，求该灯应向右移动的距离。（取）【答案】（1）3.2m；（2）1.2m【解析】【详解】（1）根据题意作出如下光路图根据折射定律有nsini1=sini2根据几何关系有，计算得i2=5