山东省滨州市2022-2023学年高二上学期期末物理试卷(含答案)

这是一份山东省滨州市2022-2023学年高二上学期期末物理试卷(含答案)，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、下列说法正确的是( )
A.法拉第发现电流的磁效应后，奥斯特发现电磁感应现象
B.光子说是爱因斯坦提出的
C.麦克斯韦电磁波理论中变化的磁场一定产生变化的电场
D.煤炭、石油和天然气所蕴含的能量都来源于太阳能，所以是可再生资源
2、图甲为利用发波水槽得到的水面波形图，两起振触头步调一致同时起振。波的图样如图乙，用实线表示波峰，虚线表示波谷，C点为AB连线的中点。下列说法正确的是( )
A.这是波的衍射现象B.此时C点的振动方向向上
C.B点处于振动的减弱区D.此时A点的位移为正向最大
3、近年来，机器人逐渐走入我们的生活。如图所示，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是( )
A.电动机消耗的热功率为UIB.电源的输出功率为
C.电源的效率为D.电动机消耗的总功率为EI
4、三根相互平行的通电长直导线放在等边三角形的三个顶点上，图为其截面图，电流方向如图所示.若每根导线的电流均为I，每根直导线单独存在时，在三角形中心O点产生的磁感应强度大小都是B，则三根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为( )
A.0B.BC.2BD.
5、如图为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由a光和b光组成的复色光沿AO方向由真空从OD面射入玻璃，分别从B、C两点射出，其中从B点射出的为b光，从C点射出的为a光。下列说法正确的是( )
A.玻璃对a光的折射率大
B.在玻璃砖中b光的传播速度大
C.在玻璃砖中a光和b光传播时间相等
D.在玻璃砖中a光传播时间长
6、如图是某电阻R的图象，时图象的切线交I轴于1A处。将该电阻与电动势，内阻的电源连成闭合回路，根据图中给出的信息可以得出( )
A.该电阻的电阻率随电压的增大而减小
B.该闭合回路接通时，电阻的阻值
C.该闭合回路接通时，电阻的电功率
D.该闭合回路接通时，电源的总功率
7、在光滑水平面上，有一弹簧振子做周期为T、振幅为A的简谐运动。弹簧的弹性势能表达式。振子运动到平衡位置开始计时，且规定此时运动方向为正，下列关系图像正确的是( )
A.B.
C.D.
8、如图光滑水平面上放置两个相互接触的四分之一圆形光滑曲面A、B，A固定B可自由滑动，小滑块C静置于曲面B最低端，小滑块D由距曲面A最低端高的地方自由滑下，与C发生弹性正碰，已知小滑块C质量，小滑块D质量，曲面B质量，重力加速度。则滑块C、D所能达到的最大高度之比为( )
A.2:1B.1:2C.3:1D.1:3
二、多选题
9、下列图片是光的衍射现象的是( )
A.X射线下的DNA晶体B.彩色的油膜
C.泊松亮斑D.光经过大头针的针尖
10、如图一列简谐横波中的A、B两质点平衡位置相距0.30m。当A处在波峰处时，B刚好在平衡位置处，则这列波的波长可能是( )
11、质量为的两个物体在光滑水平面上正碰，碰撞时间不计，其图象如图，下列说法正确的是( )
A.
B.
C.两物体的碰撞为弹性碰撞
D.两物体的碰撞为非弹性碰撞
12、2022年6月2日，北京正负电子对撞机“撞”出里程碑式新发现。如图是对撞测量区的简化示意图，I区磁感应强度大小为B，磁场边界MN平行于PQ、EF垂直于MN。正负电子分别以相同速率、平行EF且垂直磁场的方向入射，由注入口C、D进入I区，在II区平行于EF方向上进行对撞。已知：注入口C、D到EF的距离均为d，边界MN和PQ的间距为4d，正、负电子的质量均为m，所带电荷量分别为e和，且速率均为，电子重力不计，下列说法正确的是( )
A.正电子由注入口C注入对撞测量区
B.负电子由注入口C注入对撞测量区
C.II区磁感应强度大小为B
D.正、负电子在对撞测量区经过时间相撞
三、计算题
13、如图为一块透明材料的横截面，其中、。现有一细光束从AB边上的F点垂直AB边射入，恰好在BC边上发生全反射。已知，，光在真空中的速度。求：
（1）透明材料的折射率；
（2）光线从射入材料到第一次射出所需的时间（结果保留1位有效数字）。
14、如图为一列机械波在时的波动图象，M、N、Q三个质点中某点的振动方程为。求：
（1）这列机械波的波速；
（2）从时起，M处的质点经过多长时间回到平衡位置；
（3）在时，处质点的位移。
15、2022年11月30日5时42分，历时6.5小时，神舟十五号对接在核心舱的前向口，中国两个航天员乘组在中国人自己的“太空家园”里留下了一张足以载入史册的太空合影。我国正进行太阳帆推进器和离子推进器的研究，宇宙飞船上携带面积很大反射率极高的太阳帆，太阳帆推进器利用太阳光作用在太阳帆的压力提供动力，离子推进器利用电场加速后的离子气体的反冲作用加速航天器。由量子理论可知每个光子的动量为，光子的能量为（ν为光子的频率），调整太阳帆使太阳光垂直照射。已知真空中光速为c，光子的频率ν，普朗克常量h，太阳帆面积为S，时间t内太阳光垂直照射到太阳帆每平方米面积上的太阳光能为E，宇宙飞船的质量为M，所有光子照射到太阳帆上后全部被等速率反射。
（1）求时间t内作用在太阳帆的光子个数；
（2）求在太阳光压下宇宙飞船的加速度大小；
（3）若该飞船离开太阳系后通过加速电压U，加速N个质量为m的二价氧离子，通过反冲原理使宇宙飞船获得加速，不考虑发射粒子后飞船质量变化，元电荷为e。求发射N个氧离子后飞船的速度大小（以发射氧离子前飞船为参考系）。
16、如图等边三角形ACD内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B；只有一个小孔D的圆形绝缘筒内存在垂直纸面向里的匀强磁场。的角平分线GD的延长线正好经过圆筒的圆心O，AD的延长线与圆相交于E点，且，现有一质量为m、电荷量为q的粒子（重力不计）以一定速度沿的角平分线垂直磁场射入，粒子恰好经过孔D打在圆筒上的E点，经过与圆筒发生几次碰撞后最终离开磁场区域，粒子与圆筒碰撞前后电量不交、速度等大反向。求：
（1）粒子的速度大小；
（2）圆筒的半径及其内部磁场的磁感应强度大小；
（3）粒子在磁场区域内的运动总时间。
四、实验题
17、如图利用冲击摆装置可测量弹簧的弹性势能，扳动弹簧枪的扳机释放弹簧，弹簧的弹性势能转化为弹丸的动能，弹丸离开枪口，击中摆块并陷入其中，打击时间极短，摆块推动指针摆动，重力加速度为g，不计空气阻力。实验步骤为：
（1）测出弹丸的质量m和摆块的质量M；
（2）调节摆块静止时高度与枪口保持水平，测出悬点到摆块中心的距离为l；
（3）发射弹丸，击中摆块，弹丸与摆块摆动推动指针到最高点，指针显示摆角为θ，解决下列问题（结果用题目所给物理量及测量数据的符号表示）；
①弹丸击中摆块后两者的速度_______，击中摆块前弹丸速度_______。
②若不计枪筒摩擦力，可测得弹簧枪内弹簧发射弹丸前的弹性势能为_______。
18、某物理实验兴趣小组测量“水果电池”电动势和内阻。为了尽可能的准确测量，设计电路图如下。各器材规格为：
A.电流表（0~2mA，内阻约5Ω）
B.电流表（0~0.5mA，内阻为50Ω）
C.定值电阻（电阻为950Ω）
D.滑动变阻器（0~1500Ω）
E.自制水果电池
F.开关、导线若干
（1）依据该电路图进行实物图连接。
（2）根据两个电流表的测量数据，描点作出图象，由图象计算水果电池的内阻_______Ω，电动势_______V。（结果均保留1位小数）
（3）利用该实验电路测出电动势和内阻的测量值和真实值相比：_______，_______（填“大于”“小于”或“等于”）。
参考答案
1、答案：B
解析：A.奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现电磁感应现象，A错误；
B.爱因斯坦提出了光子说，B正确；
C.麦克斯韦电磁波理论中均匀变化的磁场产生恒定的电场，非均匀变化的磁场产生变化的电场，C错误；
D.煤炭、石油和天然气是不可再生资源，D错误。
故选B。
2、答案：D
解析：A.两起振触头引起列波传播，这两列波相遇的叠加是波的干涉现象，选项A错误；
B.从图中可知B点靠近波源是波谷，因此C点将向波谷方向振动，则振动方向向下，选项B错误；
C.B点是波谷和波谷相遇，处于振动的加强区，选项C错误；
D.从图中可知A点是波峰与波峰相遇，此时A点的位移为正向最大，选项D正确。
故选D。
3、答案：C
解析：A.电动机消耗的热功率是
A错误；
B.电源的输出功率等于电动机的输入功率，得
B错误；
C.电源的总功率为IE，内部发热的功率为，所以电源的效率为
C正确；
D.电动机消耗的总功率是
D错误。
故选C。
4、答案：C
解析：根据安培定则判断得知：三根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：上面导线产生的B方向水平向左，大小为B；
下面左边导线产生的B方向斜向左上方，与水平成60°角；
下面右边导线产生的B方向斜向右上方，与水平成60°角；
则根据平行四边形定则进行合成可知，上方的导线与右下方的导线产生的磁场夹角为120°，则合场强大小为B，方向沿左上方与水平方向成60°角，所以三根导线同时存在时的磁感应强度大小为2B，方向沿左上方与水平方向成60°角。
故选C。
5、答案：C
解析：A.从图中可知入射角i相同，b光的折射角r小，根据可知玻璃对b光的折射率大，选项A错误；
B.b光的折射率大，根据可知在玻璃砖中b光的传播速度v小，选项B错误；
CD.光在玻璃砖中传播时间
由于入射角i相同，因此在玻璃砖中a光和b光传播时间相等，选项C正确，D错误。
故选C。
6、答案：D
解析：A. 图线上某点和原点连线的斜率表示电阻的倒数，可知该电阻的倒数随电压的增大而减小，该电阻的阻值随电压的增大而增大，根据电阻定律
可知该电阻的电阻率随电压的增大而增大，故A错误；
B. 根据闭合电路欧姆定律有
即
在图象中作出上述表达式的图线，如下图所示
可知电阻的工作电压为4V，电流为2A，故电阻阻值为
故B错误；
C. 该闭合回路接通时，电阻的功率为
故C错误；
D.该闭合回路接通时，电源的总功率为
故D正确。
故选D。
7、答案：D
解析：弹簧振子做简谐运动，位移x与t成正弦函数关系，即，而回复力，所以，加速度，BC错误；弹簧振子运动到最大位移处动能为零，弹性势能最大，因此总能量为，根据机械能守恒可知，整理得，速度大小，D正确，A错误。
8、答案：B
解析：小滑块D沿曲面A滑下，设末速度，由机械能守恒定律得
解得
滑块D与C发生弹性正碰，取向右为正，碰后C、D速度分别为、，由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
联立解得
由机械能守恒定律可得
解得小滑块D能达到的最大高度
滑块C与曲面B相互作用过程有
联立解得
所以滑块C、D所能达到的最大高度之比为
故选B。
9、答案：ACD
解析：A.X射线下的DNA晶体，是通过X射线的衍射拍到的，故A正确；
B.彩色的油膜是薄膜干涉现象，故B错误；
C.泊松亮斑是由于光的衍射形成的，故C正确；
D.光经过大头针的针尖时，大头针尖边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象，故D正确。
故选ACD。
10、答案：AC
解析：当A处在波峰处时，B刚好在平衡位置处，则
或（，1，2...）
解得
或（，1，2...）
故选AC。
11、答案：BD
解析：AB.由图象可知，碰前a物体速度为5m/s，b物体静止，碰后a物体速度为，b物体速度为2.5m/s，由动量守恒有
代入数据得
A错误，B正确；
CD.碰前系统总动能为
碰后系统总动能为
代入数据可知
则两物体碰撞为非弹性碰撞，C错误，D正确。
故选BD。
12、答案：BC
解析：AB.正负电子在II区平行于EF方向上进行对撞，正负电子应向右偏转，由左手定则可知，从C入射的为负电子，从D入射的为正电子，选项A错误，B正确；
C.电子的速率，则电子在I区域的运动半径为
边界MN和PQ的间距为4d，两电子要在II区域平行于EF方向上进行对撞，则根据几何关系可知电子在II区域的运动半径为
所以II区磁感应强度大小为B，选项C正确；
D.电子在I、II区域运动的周期均为
正、负电子在对撞测量区相撞经过的时间
选项D错误。
故选BC。
13、答案：（1）（2）
解析：（1）画出光路图
根据几何关系可知，临界角
所以折射率
（2）根据几何关系图中
光在宝石中传播速度
光线从射入材料到第一次射出所需的时间
14、答案：（1）20m/s，方向为x轴负方向（2）0.15s（3）5cm
解析：（1）根据振动方程为，可得
则周期
则波速
将代入，发现此时该质点的位移为零，故该振动方程为N点的，根据振动方程可知时质点N正在向上振动，则波的传播方向为x轴负方向。
（2）由图发现时M处的质点位于波谷，则再经个周期即0.15s回到平衡位置；
（3）到经过了个周期即波传播了4m，则波动图象与波动图象向x轴正方向平移4m相同，则时，处质点的位移与时，处质点的位移相同，即为
15、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）太阳帆面积为S，时间t内太阳光垂直照射到太阳帆每平方米面积上的太阳光能为E，则时间t内作用在太阳帆的能量为
解得时间t内作用在太阳帆的光子个数
（2）光子照射到太阳帆上后全部被等速率反射，对光子根据动量定理有
解得
根据牛顿第三定律可知宇宙飞船受到的力
则在太阳光压下宇宙飞船的加速度大小
（3）对于每个氧离子，在加速电压U的作用下加速，有
解得
在工作过程中，氧离子和飞船组成的系统受合外力为零，则动量守恒，有
解得
16、答案：（1）（2）2B（3）
解析：（1）一质量为m、电荷量为q的粒子（重力不计）以一定速度沿的角平分线垂直磁场射入，粒子恰好经过孔D，由几何关系可知圆周运动半径
根据
解得
（2）因为DE连线与水平夹角为30°，且
所以磁场半径
粒子恰好经过孔D打在圆筒上的E点，根据几何关系知，粒子从D点进入正好沿GD方向，则根据几何关系可知，运动半径
解得
（3）经过与圆筒发生几次碰撞后最终离开磁场区域，因为每次运动对应圆形磁场区域的圆心角为120°，对应轨迹圆心角为60°，一共经过3次碰撞，运动周期为
运动时间
17、答案：①；②
解析：①击中摆块并陷入其中，由于打击时间极短，该过程满足动量守恒定律，则
击中摆块后，弹丸与摆块摆动并推动指针到最高点过程，有
联立解得
②发射弹丸过程，弹簧的弹性势能转化为弹丸的动能，即
18、答案：（1）
（2）475.0；0.7
（3）小于；小于
解析：（1）依据该电路图连接实物图如图：
（2）根据闭合电路欧姆定律有
整理得
所以有
解得
由图象可得
解得
（3）若考虑电表内阻的影响，则有
整理得
所以
解得
，
可见利用该实验电路测出电动势和内阻的测量值和真实值相比：小于，小于。