山东省泰安市2024-2025学年高二(上)1月期末物理试卷（解析版）

这是一份山东省泰安市2024-2025学年高二(上)1月期末物理试卷（解析版），共26页。
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示，半径为R的圆盘边缘有一钉子B，在水平光线下，圆盘的转轴A和钉子B在右侧墙壁上形成影子O和P，以O为原点在竖直方向上建立x坐标系。t=0时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘，角速度为ω，则P做简谐运动的表达式为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由图可知，影子P做简谐运动的振幅为R，以向上为正方向，设P的振动方程为
由图可知，当时，P的位移为，代入振动方程解得
则P做简谐运动的表达式为
故选A。
2. 如图所示，电源内电阻r=1Ω，滑动变阻器的最大电阻，定值电阻，调节的阻值，发现稳定后的消耗功率最大为0.75W，则电源电动势为（ ）
A. 1VB. 2VC. 3VD. 4V
【答案】C
【解析】将R2看做电源内阻，则
r内=r+R2=3Ω
因为当外电阻等于电源内阻时外电阻消耗功率最大，则当R1功率最大时
R1=r内=3Ω
此时功率满足
解得
E=3V
故选C。
3. 如图所示，一轻杆一端可绕O点在竖直平面内自由转动，另一端固定一小球，把小球拉至A点由静止释放，运动到与A点关于圆心的对称点B。不计一切阻力，这一过程中轻杆对小球作用力的冲量（ ）
A. 在水平方向上的分量为零
B. 在水平方向上的分量方向向右
C. 在竖直方向上的分量一定大于重力对小球的冲量
D. 在竖直方向上的分量一定小于重力对小球的冲量
【答案】C
【解析】AB．设与水平方向的夹角为，从A点到B点，根据机械能守恒可得
可得
根据动量定理，这一过程中轻杆对小球作用力的冲量在水平方向上的分量大小为
方向水平向左，故AB错误；
CD．这一过程中竖直方向根据动量定理可得
可知这一过程中轻杆对小球作用力的冲量在竖直方向上的分量一定大于重力对小球的冲量，故C正确，D错误。
故选C。
4. 在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的“正八角形”线框，磁场方向垂直于线框平面向里，a、c两点接一直流电源，电流方向如图所示。已知abc边受到的安培力大小为F，则整个线框所受安培力大小为（ ）
A. 3FB. C. D.
【答案】B
【解析】根据题意，由电阻定律可知，两段导线的电阻之比为，欧姆定律可知，电流之比为，由于两段导线的有效长度相等，由公式
可知，长导线所受安培力为，由左手定则可知，两段导线所受安培力方向相同，则整个线框所受安培力大小为
故选B。
5. 如图所示为双缝干涉实验装置的截面图，单色光源S到双缝、的距离相等，O是、连线中垂线与光屏的交点。介质为空气时，O点出现亮条纹。若将中垂线上方充满折射率为的介质，下方仍为折射率n=1的空气，则原本在O点处的亮条纹将会（ ）
A. 向上移动B. 向下移动C. 保持不变D. 无法判断
【答案】A
【解析】开始时两狭缝到O点的距离相等，即两狭缝到O点的距离是波长的倍数相等；
由于
光在的介质中传播时
频率不变，波速减小，故波长变短。则光屏上到狭缝S1和S2的距离等于波长倍数相等的位置上移，因此中央亮纹向上移动。
故选A。
6. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒面的匀强磁场中，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 仅增大狭缝间的加速电压，则同一粒子射出加速器时的动能增大
B. 仅增大D形金属盒的半径，则同一粒子射出加速器时的动能不变
C. 仅增大磁场的磁感应强度且使电场变化周期与粒子做圆周运动周期相同，则同一粒子射出加速器时的动能不变
D. 仅增大粒子的质量且使电场变化周期与粒子做圆周运动周期相同，粒子出射时的动能减小
【答案】D
【解析】A B．仅增大加速电压，则每次加速获得的动能变大。设D形金属盒的半径为r，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子的最大动能为
联立解得
由此可知，粒子射出加速器时的动能大小与加速电压无关，故A正确，B错误；
C．由
可知仅增大磁场的磁感应强度且使电场变化周期与粒子做圆周运动周期相同，则同一粒子射出加速器时的动能变大，故C错误；
D．由
可知仅增大粒子的质量且使电场变化周期与粒子做圆周运动周期相同，粒子出射时的动能减小，故D正确。
故选D。
7. 如图所示的电路中，电源的电动势E=12V，内阻忽略不计，电阻的阻值分别为，滑动变阻器的最大阻值R=30Ω，电容器M、N的电容C=30μF。现将滑动触头P置于滑动变阻器最左端a点，合上开关S，待电路稳定后，将P缓慢地从a点右移到的过程中，通过导线PN的电荷量为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】滑动触头P置于滑动变阻器最左端a点时，电容器N极板带正电，此时有
其中
解得
P从a点右移到的时，滑动变阻器左、右侧电阻分别为
令D点电势为0，则此时有
其中
解得
可知，此时电容器M极板带正电，N极板带负电
解得
则通过导线PN的电荷量为
8. 一半径为R的圆筒处于匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴线平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔M、N，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过120°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒，不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子运动的速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】粒子恰好从小孔N飞出圆筒时筒转过120°，由几何关系得，粒子在磁场中做匀速圆周运动所转过的圆心角为60°，半径为R，如图所示
则粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
根据
结合洛伦兹力提供向心力
解得
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，倾角为β的斜面固定在水平面上，一根不可伸长的轻绳一端连接在置于斜面上质量为M的物体a上，另一端绕过光滑的定滑轮与小球b连接，轻绳与斜面平行，定滑轮到小球b的距离为l。用手按住物体a不动，把小球b拉开很小的角度θ（θ