山东省泰安第一中学2023-2024学年高二上学期期末模拟物理试卷(含答案)

这是一份山东省泰安第一中学2023-2024学年高二上学期期末模拟物理试卷(含答案)，共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．下列关于动量和冲量的说法正确的是( )
A.物体所受合外力冲量越大，它的动量也越大
B.物体所受合外力冲量不为零，它的动量可能不改变
C.物体动量增量的方向，就是它所受冲量变化的方向
D.物体所受合外力越大，它的动量变化就越快
2．如图所示，站在车上的人，用锤子连续敲打小车。初始时，人、车、锤子都静止。假设水平地面光滑，关于这一物理过程，下列说法中正确的是( )
A.人、车和锤子组成的系统动量不守恒
B.因为人、车和锤子组成的系统合外力不为零，所以机械能不守恒
C.连续敲打可使小车持续向右运动
D.人、车和锤子组成的系统在水平方向上动量不守恒
3．如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图，根据测得的数据作出了如图乙所示的图线，以下实验结论正确的是( )
A.电池内阻的测量值为3.50Ω
B.电池电动势为1.40V
C.外电路发生短路时的电流为0.40A
D.电压表的示数为1.20V时，电流表的示数
4．如图所示，质量为、足够长的平板小车静置在光滑水平地面上，时刻，质量为的小物块以、水平向右的速度滑上平板小车，同时对物块施加一水平向左、大小恒定的拉力F，后两者达到的共同速度(方向水平向右)，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，下列说法正确的是( )
A.小物块与小车间的动摩擦因数
B.内小物块与小车间的相对位移为
C.内小物块与小车间因摩擦产生的热量为
D.恒力F的大小为
5．如图(甲)所示，玻璃皿的中心放置一个圆柱形电极P，紧贴边缘内壁放一个圆环形电极Q，将与12V直流电源的两极相连后，间电场线分布如图(乙)所示，为电场中的两个点｡往玻璃皿中倒入导电液体(如硫酸铜溶液)，再将其放在如图甲所示的磁场中｡下列分析正确的有( )
A.该电场为匀强电场
B.两点的场强大小，电势
C.导电液体中阴､阳离子将在电场力的驱动下运动，并受到与运动方向相同的洛伦兹力
D.从上往下看，可观察到液体在玻璃皿中缓慢沿顺时针方向旋转
6．如图所示，实线为空气和水的分界面，一束黄光从水中的A点沿方向(点在分界面上，图中点和入射光线都未画出)射向空气中，折射后通过空气中的B点，图中O点为连线与分界面的交点，C点、D点分别为B点正下方和正上方的一点，下列说法正确的是( )
A.点在O点的左侧
B.黄光从水中射入空气中后，波长变短
C.若沿方向射向空气中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点
D.若红光沿方向射向空气中，则折射光线有可能通过B点正下方的C点
7．如图所示，竖直向下的匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有电容器C。导体棒AD放置在导轨上，在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，运动过程中棒始终与导轨垂直且与导轨电接触良好，不计棒和导轨的电阻。则( )
A.导体棒向右做加速度减小的加速运动B.导体棒向右做匀加速运动
C.恒力F做的功等于导体棒增加的动能D.电容器所带的电荷量先增加后保持不变
8．如图甲所示，一倾角为30°、上端接有定值电阻的粗糙导轨，处于磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨间距，导轨电阻忽略不计、且ab两点与导轨上端相距足够远。一质量、阻值的金属棒，在棒中点受到沿斜面且平行于导轨的拉力F作用，由静止开始从ab处沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度—位移图像如图乙所示（b点位置为坐标原点）。若金属棒与导轨间动摩擦因数，，则金属棒从起点b沿导轨向上运动。的过程中( )
A.金属棒做匀加速直线运动B.通过电阻R的感应电荷量为1C
C.拉力F做的功为38.25JD.金属棒上产生的焦耳热为2.25J
二、多选题
9．电磁技术在生活中的应用非常广泛：图甲是霍尔元件，当通以如图所示的电流I和磁场B时，即可在两极处产生电压，电压的大小可以用来检测磁场的变化；图乙是冶炼合金钢的真空冶炼炉的示意图。则下列说法正确的是( )
A.图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，则N点的电势高于M点
B.图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，则M点的电势高于N点
C.图乙中，当真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，线圈电阻产生焦耳热，从而炼化金属
D.图乙中，当真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属
10．如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，所加磁场的磁感应强度大小为B、方向如图所示，用来加速质量为m、电荷量为q的质子()，质子从质子源A由静止出发，回旋加速后，从出口处射出，下列说法正确的是( )
A.回旋加速器加速完质子后在不改变所加交变电压和磁场情况下，不能直接对氦核()进行加速
B.只增大交变电压U，则质子在加速器中获得的最大动能将变大
C.回旋加速器所加电压变化的频率为
D.加速器可以对质子进行无限加速
11．一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形如图所示，此时质点Q位于波峰，质点P沿y轴负方向运动0.04s后，质点P第一次到达平衡位置，则下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴负方向传播
B.P点的横坐标
C.在0~1.2s内，质点P通过的路程为0.2m
D.质点Q的振动方程为
12．如图所示，电阻不计的光滑金属导轨水平放置，间距为d，两侧接有电阻，阻值均为右侧有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、长度也为d的金属杆置于左侧，在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，经时间t到达时撤去恒力F，金属杆在到达之前减速为零，已知金属杆电阻也为R，与导轨始终保持垂直且接触良好，下列说法正确的是( )
A.杆减速的最大加速度大小为B.电阻两端的最大电势差为
C.杆在磁场中前进的距离为D.整个过程电阻上产生的焦耳热为
三、填空题
13．如图(a)所示，是多用电表欧姆挡内部的部分原理图，已知电源电动势，内阻，灵敏电流计满偏电流，内阻为，表盘如图b所示，欧姆表表盘中值刻度为15。
(1)多用电表的选择开关旋至“Ω”区域的某挡位时，将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图(b)所示，则该电阻的阻值为_______Ω。
(2)若将选择开关旋至“”，则需要将灵敏电流计并联一阻值为_______Ω的电阻，再欧姆调零。
(3)多用电表长时间使用后，电源内阻变大，电动势变小，但此表仍能调零。此因素会造成被测电阻的测量值比真实值_______(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
四、实验题
14．某学习小组采用图甲所示的装置验证滑块碰撞过程中的动量守恒。
(1)用天平测得滑块(均包括挡光片)的质量分别为、；
(2)两挡光片的宽度相同，用游标卡尺测量其宽度时的示数如图乙所示，则该读数为_______mm；
(3)接通充气泵电源后，导轨左侧放一滑块并推动滑块，滑块通过两个光电门时，与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.07s、0.06s，则应将导轨右端_______(选填“调高”或“调低”)，直至滑块通过两个光电门两个计时器显示的时间相等，说明气垫导轨已经调节水平；
(4)滑块B放在两个光电门之间，滑块A向左挤压导轨架上的弹片后释放滑块A，碰后滑块均一直向右运动。与光电门1相连的计时器的示数只有一个，为，与光电门2相连的计时器的示数有两个，先后为、；
(5)在实验误差允许范围内，若表达式满足等式________(用测得的物理量表示)成立，说明滑块碰撞过程中动量守恒；若表达式________(仅用、和表示)成立，说明滑块碰撞过程中机械能和动量均守恒。
五、计算题
15．如图所示，某玻璃砖的截面为半圆的一部分，O为圆弧的圆心，面与面垂直，圆弧的半径为R，，一束单色光斜射到边的中点，光线方向与面的夹角为30°，折射光线刚好照射到的中点，求：
(1)玻璃砖对光的折射率；
(2)试判断折射光线照射到面上时会不会发生全反射。
16．图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在时刻的波形图，两点的坐标分别为和，已知时，M点第一次出现波峰，求：
(1)波的传播速度v；
(2)从时刻起，N点第一次出现波谷的时间；
(3)当N点第一次出现波谷时，M点通过的路程s。
17．如图所示，正方形均匀导线框的质量为m、总电阻为R、边长为L。现将导线框从有界匀强磁场的上方H处由静止自由释放。在导线框下落过程中，线框平面始终在与磁场垂直的竖直平面内运动，且边保持水平。磁场的磁感应强度大小为B、方向水平向外，磁场两个水平边界、的距离为。已知导线框边刚穿出磁场时的速度大小为v，重力加速度为g，不计空气阻力，求：
(1)边刚进入磁场时，导线框中电流I的大小；
(2)导线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热Q；
(3)从导线框开始运动到导线框穿过磁场所用的时间t。
18．如图所示，在平面直角坐标系的第一、四象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第二象限存在水平向右的匀强电场，第三象限存在垂直坐标平面向外的矩形有界匀强磁场(图中未画出)。质量为m、电荷量为q的带正电粒子从x轴上A点以初速度沿y轴正方向射入匀强电场，然后从y轴上的P点射入第一象限，经磁场偏转后从y轴上的Q点射入第三象限，经第三象限矩形有界磁场偏转后垂直打到x轴上的A点，不计粒子重力，求：
(1)匀强电场的电场强度大小E和粒子经过P点的速度v；
(2)第一、四象限磁场磁感应强度大小；
(3)若矩形有界磁场的磁感应强度，求此矩形磁场区域的最小面积(最后结果可保留根号)。
参考答案
1．答案：D
解析：A.根据动量定理可知，物体所受合外力冲量越大，它的动量变化也越大，选项A错误；
B.根据动量定理可知，物体所受合外力冲量不为零，它的动量一定改变，选项B错误；
C.由动重定理，物体动量增量的方向，就是它所受冲量的方向，选项C错误；
D.根据可知，物体所受合外力越大，它的动量变化就越快，选项D正确。
故选D。
2．答案：A
解析：A.在锤子的连续敲打下，系统竖直方向的合力不等于零，该方向系统的动量不守恒，所以系统的动量不守恒，故A正确；
B.系统合外力不为零不是判断机械能守恒的条件，而是由于人消耗体能，体内储存的化学能转化为系统的机械能，因此系统机械能不守恒，故B错误；
C.把人、锤子和车子看成一个系统，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，用锤子连续敲打车的左端，根据水平方向动量守恒可知，系统水平方向的总动量为零，锤子向左运动时，车子向右运动。锤子向右运动时，车子向左运动，所以车左右往复运动，不会持续地向右运动，故C错误；
D.当锤子速度方向竖直向下时，水平方向动量为零，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，故D错误。
故选A。
3．答案：B
解析：AB.由图像可知，电动势测量值
电源内阻
A错误，B正确；
C.外电路发生短路时的电流为
C错误；
D.电压表的示数为1.20V时，电流表的示数
D错误。
故选B。
4．答案：D
解析：AD.设向右为正方向，由动量定理可知，对物块
对小车
联立解得
A错误，D正确。
BC.内小物块的位移为
小车的位移为
小物块与小车间的相对位移为
内小物块与小车间因摩擦产生的热量为
BC错误。
故选D。
5．答案：B
解析：A.该电场与点电荷激发的电场类似，不是匀强电场，故A错误；
B.a点电场线较密，两点的场强大小，沿电场线方向，电势降低，电势，故B正确；
C.导电液体中阴、阳离子将在电场力的驱动下运动，并受到与运动方向垂直的洛伦兹力，故C错误；
D.根据左手定则可知从上往下看，液体旋转方向为逆时针，故D错误。
故选B。
6．答案：A
解析：A.光由水射入空气中折射时折射角大于入射角，画出光的光路图如图所示，可见点在O点的左侧，A正确；
B.光在真空中速度最大，当黄光从水中射入空气中时，速度变大，由知，波长变长，B错误；
C.若沿方向射向空气中的是一束紫光，水对紫光的折射率大于黄光的折射率，根据折射定律可知，紫光的偏折程度大于黄光的偏折程度，可能通过B点下方的C点，C错误；
D.若沿方向射向水中的是一束红光，水对红光的折射率小于黄光的折射率，根据折射定律可知，红光的偏折程度小于黄光的偏折程度，所以折射光线有可能通过B点正上方的D点，D错误；故选A。
7．答案：B
解析：AB.经过，电容器充电
流过电路的电流
对导体棒应用牛顿第二定律
带入电流
根据加速度的定义式
可得
加速度为定值，所以导体棒做匀加速直线运动，故A不符合题意，B符合题意；
C.根据动能定理可知，F做的功与安培力做的功之和等于导体棒增加的动能，故C不符合题意；
D.导体棒做匀加速直线运动，经过时间，导体棒产生的电动势
此时电容器的带电量
电容器所带的电荷量一直增加，故D不符合题意。
故选B。
8．答案：C
解析：A.如果金属棒做匀加速直线运动，由可知，图像应该是曲线，由题图像知是直线，则金属棒做变加速直线运动。A错误；
B.通过电阻R的感应电荷量
B错误；
C.金属棒从静止开始从ab处沿导轨向上加速运动过程ab棒产生a流向b的感应电流，受到沿斜面向下的安培力，从开始到向上运动的过程中根据动能定理得
为图像与横轴围成图形的面积，则
C正确；
D.电路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，所以金属棒上产生的焦耳热为
D错误；
故选C。
9．答案：AD
解析：AB.图甲中由左手定则可判断负离子向M偏转，故N点电势高于M点，故A正确，B错误；
CD.真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，炉内的金属会产生涡流，从而炼化金属，故C错误，D正确。
故选AD。
10．答案：AC
解析：由知，氦核()在回旋加速器中运动的周期是质子的2倍，不改变B和f，该回旋加速器不能用于加速氮核，A正确；根据得，质子的最大速度，即质子有最大速度，不能被无限加速，质子获得的最大动能，最大动能与加速电压的大小无关，B、D错误；质子在回旋加速器的磁场中运动的周期和电压变化的周期相等，由知，C正确。
11．答案：AC
解析：A.此时质点P沿y轴负方向运动，根据上下坡法可知，该波沿x轴负方向传播，A正确；
B.波的传播速度
0.04s内向左传播的距离为
由波形平移法知图中处的状态传到P点，所以P点的横坐标为
B错误；
C.改波的周期
由可知，在内，质点P通过的
路程
C正确；
D.根据
则Q点的振动方程
D错误。
故选AC。
12．答案：BC
解析：AB.杆进入磁场前的加速度，由牛顿第二定律可得
则刚进入时速度大小为
杆刚进入磁场时产生的感应电动势最大
此时的加速度最大为
则电阻两端的电势差大小为
选项A错误，B正确；
C.杆进入磁场后，由动量定理有
即
故
C正确；
D.整个过程中，产生的焦耳热，由能量守恒定律可得
则电阻上产生的焦耳热为
D错误。
故选BC。
13．答案：(1)
(2)
(3)偏大
解析：(1)调零后多用电表的总内阻
欧姆表中值电阻等于其内阻，则欧姆表的中值电阻为150Ω，由题意可知，欧姆表中央刻度为“15”，则该挡位为“”欧姆挡，则由题图(b)可知，该电阻的阻值为。
(2)因欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，若将选择开关旋至“”挡，则欧姆表的内阻为15Ω灵敏电流计满偏时电路的总电流
需要给灵敏电流计并联一个电阻
则
再进行欧姆调零。
(3)当电源电动势E变小、内阻变大时，欧姆表需重新调零，由于满偏电流不变，欧姆调零时欧姆表内阻
变小，用欧姆表测电阻时
由于变小，则I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了，电阻测量值偏大。
14．答案：(2)5.20
(3)调高
(5)；
解析：(2)由图乙可知，游标卡尺的游标尺是20分度的，游标尺的第4刻度线与主尺上某刻度线对齐，设挡光片的宽度为d，则游标卡尺的读数为
(3)滑块通过两个光电门时，与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为0.07s、
06s，可知滑块在导轨上向右做加速运动，即导轨左高右低，则应将导轨右端调高，直至滑块通过两个光电门两个计时器显示的时间相等，说明气垫导轨已经调节水平。
(5)滑块经光电门时，是滑块A经光电门1时的时间，是滑块B被滑块A碰撞后经光电门2的时间，是滑块A与滑块B碰撞后经光电门2的时间，因此则有滑块A经光电门1时的速度，即碰撞前的速度为
滑块A与滑块B碰撞后A的速度
滑块B被碰撞后的速度
在实验误差允许范围内，若表达式
即为
成立，说明滑块在碰撞过程中动量守恒。
若表达式
即为
且与
联立解得
则有
成立，说明滑块碰撞过程中机械能和动量均守恒。
15．答案：(1)
(2)会
解析：(1)光路图如图所示
设光线与面的交点为，法线为，光线与面的交点为，法线为，由几何关系可得
由折射定律可得
(2)设光在面上发生全反射的临界角为C，则
由几何关系可得
所以光线照射到面上时会发生全反射。
16．答案：(1)
(2)
(3)30cm
解析：(1)应该经过1s后，M点第一次出现波峰，也就是这1s内，波走过的位移为6m，所以波的传播速度为
(2)时刻，第一个波谷在处，传到N点则经过的距离为9m。所以时间为
(3)波刚传到M点所用的时间为
所以M点经过波的时间已经有
而波的周期为
所以M点经历了波的个周期，所以M点通过的路程s为
17．答案：(1)
(2)
(3)
解析：(1)设边刚进入磁场时的速度为，产生的电动势为E，则
解得
(2)由能量转化与守恒定律知
解得
(3)设先后穿过磁场所用时间分别为先后穿过磁场过程中回路中的平均电流分别为和，由动量定理有
而和都满足
解得
18．答案：(1)；
(2)
(3)
解析：(1)根据题意可知，带电粒子在电场中做类平抛运动，则有
联立解得
设经过P点的速度v与y轴正方向的夹角为θ，与y轴正方向的夹角为α，则有
可得
又
联立解得
(2)带电粒子在磁场中做圆周运动，如图甲所示
由几何关系可得
根据洛伦兹力提供向心力
联立解得
(3)设粒子在第三象限进入有界磁场时做圆周运动，半径为，则有
可得
满足条件的最小矩形有界磁场的区域如图乙所示
由几何关系可得