山东省郓城第一中学2022-2023学年高二上学期期末物理试题(含答案)

2021级高二上学期期末考试物理学科试题

一、单选题（每题3 分，共24 分）

1. 下列说法正确的是（   ）

A. 在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大

B. 单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关

C. 火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低

D. 当水波通过障碍物时，只有障碍物或小孔的尺寸比波长小时，才发生明显的衍射现象

2. 如图所示，轻质弹簧下端挂一小球。现将小球向下拉离平衡位置距离A 后，由静止释放并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。则在时刻，小球的（   ）

A. 加速度最大，动能最小 B. 加速度最大，动能最大

C. 加速度最小，动能最大 D. 加速度最小，动能最小

3. 如图所示，通电长直导线MN 与闭合的矩形金属线圈abcd 彼此绝缘，可视为在同一水平面内，直导线与线框的对称轴线重合。下列情况可在abcd 线圈中产生感应电流的是（   ）

A. 当MN 中的电流逐渐增大时 B. 当MN 中的电流逐渐减小时

C. 当线圈abcd 以MN 为轴转动时 D. 当线abcd 左右平动时

4. 如图所示，R 是光敏电阻，当它受到的光照强度增大时，电阻减小，则（   ）

A. 灯泡L 变暗 B. 光敏电阻R 上的电压增大

C. 电压表V 的读数增大 D. 电容器两极板间电场强度变大

5. 一物体在y 方向上做简谐运动，其振动图像如图所示，下图中能正确反映振动物体的速度v、回复力F、加速度a 随时间变化规律的是（   ）

A.  B.

C.  D.

6. 电源电动势为12V，内阻1. 0Ω，电阻R 与小型直流电动机串联接入电源两端。已知R=1. 5Ω，电动机的内阻为0. 5Ω，通电后，电动机正常转动，通过电源电流为2. 0A。则：（   ）

A. 电动机的输出功率为14. 0W  B. 电源输出的电功率为24. 0W

C. 电动机产生的热功率2. 0W  D. 电动机两端的电压为5. 0V

7. 2022 年卡塔尔世界杯是第二十二届世界杯足球赛，是历史上首次在卡塔尔和中东国家境内举行。如图所示，某次训练过程中球员用头颠球。足球从静止开始下落20cm，被竖直顶起，离开头部后上升的最大

高度仍为20cm。已知足球与头部的作用时间为0. 1s，足球的质量为0. 4kg，重力加速度g 取，

不计空气阻力。下列说法正确的是（   ）

A. 下落到与头部刚接触时，足球动量大小为1. 6kg·m/s

B. 头部对足球的平均作用力为足球重力的4 倍

C. 从最高点下落至重新回到最高点的过程中，足球重力的冲量为2N·s

D. 与头部作用过程中，足球动量变化量为0

8. 如图所示，甲、乙两个小物块都沿光滑水平面向右运动，动量都为10kg·m/s，运动一段时间二者发生碰撞，已知碰撞后甲物块的动量变为5kg·m/s，则下列关于甲、乙两物块的质量和的关系，正确的一项是（   ）

A.  B.  C.  D.

二、多选题（每题4 分，少选2 分，多选不得分，共16 分）

9. 某同学做测玻璃折射率实验时，在白纸上放好上、下表面平行的玻璃砖，玻璃砖厚度为L，如图示入射光线与折射光线（CD 边出射光线未画出），若入射角i=60°，测出折射角r=30°，光在真空中的光速为c，则（   ）

A. 玻璃砖的折射率

B. 光在玻璃中传播的时间为

C. 光在玻璃中传播的时间

D. 若画图时误将玻璃砖向上平移一小段，导致描出的上界面AB 比实际位置高，则测得的折射率将偏大

10. 下列四幅图为光的相关现象，关于它们说法正确的是（   ）

A. 图甲为a、b 两束单色光分别通过同一双缝干涉实验器材形成的图样，在同种均匀介质中，a光的传播速度比b 光的大

B. 图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小

C. 图丙为薄膜干涉示意图，两玻璃板的中间一端用薄片垫起，构成空气劈尖，干涉条纹的产生是由于光在空气薄膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果

D. 图丁中，用自然光照射透振方向（箭头所示）互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮

11. 图甲表示一列简谐横波在t = 20s时的波形图，图乙是该列波中的质点P 的振动图像，由甲、乙两图中所提供的信息可知下列说法正确的是（   ）

A. 该波的波长为1. 5m ，波的振幅为0. 2cm

B. 该波的传播速度为0. 5m/s，速度沿 -x轴方向

C. P 质点在t = 1. 25s时沿+y方向运动

D. P 质点在任意1s 内的路程都是0. 2cm

12. 一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t = 0时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c 点，t = 0. 6s时波恰好传到e 点，波形如图中虚线所示，a、b、c、d、e 是介质中的质点，下列说法正确的是（   ）

A. 波的传播速度为5m/s

B. 当t = 0. 6s时，质点a 沿+y方向振动

C. 质点c 在0~0. 6s 时间内沿x 轴正方向移动了3m

D. x = 8m处质点在0~0. 6s时间内通过的路程为10cm

三、实验题（每空2 分，共14 分）

13. 如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O 为直线AO 与的交点. 在直线OA 上竖直地插上、两枚大头针。

（1）该同学接下来要完成的必要步骤有______

A. 插上大头针，使仅挡住的像

B. 插上大头针，使挡住的像和的像

C. 插上大头针，使仅挡住

D. 插上大头针，使挡住和、的像

（2）过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接。测量图甲中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=______。

（3）该同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图之后，过O 作垂直于的直线，以O 点为圆心，OA 为半径画圆，交的延长线于C 点，过A 点和C 点作垂直的线段分别交于B 点和D 点，如图所示。测量有关线段的长度，可得玻璃的折射率n=______。（用图中线段字母表示）

（4）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽。若其他操作均正确，则折射率的测量值______准确值（填“大于”、“小于”或“等于”）。

14. 在实验室内要测量一节干电池（电动势约为1. 5V，内阻小于1Ω）的电动势和内阻，实验室提供的用于实验的器材除了开关、导线外，还有：

电压表（0~3V）   电流表（0~0. 6A）

滑动变阻器（0~20Ω）  定值电阻（阻值1. 0Ω ）

（1）按照电路图进行实验，测量得到7 组U、I 数据，在U-I图像中描点、画图，得到的U-I图像如图所示，由图像可得被测电池的电动势E=________V，电池内电阻r=___________Ω。（结果均保留2 位小数）

（2）由于实验存在误差，导致干电池的电动势和内电阻的测量值相对于真实值都有偏差，造成这种误差的原因是_______________

A. 电流表的分压作用  B. 电流表的分流作用   C. 电压表的分流作用  D. 电压表的分压作用

四、解答题（15. 16 题10 分，17 题12 分，18 题14 分）

15. 把图甲中倾角为θ的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开。假设空气阻力可忽略不计，小球做简谐运动的位移与时间的关系如图乙。

（1）该简谐运动的周期和振幅分别是多少；

（2）写出该简谐运动的表达式；

（3）求时小球的位移。

16. 一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在t=0s 时刻波形图如图甲所示，已知x=0m 处的质点做简谐运动的图像如图乙所示，P 是x=10m 处的一个质点。

（1）判断在t=0s 时刻位置x=2m 的质点振动方向；

（2）求该简谐横波的传播速度；

（3）经过多长时间质点P 第一次出现在波峰。

17. 图（一）是我国宇航员王亚平太空授课时“玩水球”，水滴在完全失重环境下成为一透明的球体，当太阳光照射到“水球”上时，光会被折射和反射而形成彩虹。如图（二）为某均匀透明球形液滴的截面图，圆心O 在球心上。球半径为R。一束光从空中（看作真空）平行直径AOB 射到圆上的C 点，入射角i=60°，该光射入球内经过一次反射后从D 点再次平行AOB 折射向空中。求：

（1）液滴对该光的折射率n；

（2）该光从C 点射入液滴经一次反射从D 点射出在液滴内传播的时间t。（光在真空中的传播速度为c）

18. 如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为的长木板 A，A的左端放着一个质量为的小物块 B（可视为质点），两者处于静止状态，小物块与木板之间的动摩擦因数，最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力。在木板 A的左端正上方有一固定点O，用长为R=3. 6m的不可伸长的轻绳将质量为的小球C 悬于点O。现将轻绳拉直使轻绳与水平方向成（如图所示），由静止释放小球。此后小球 C与 B恰好发生弹性碰撞，碰撞过程时间极短。空气阻力不计，取。求：

（1）小球C 运动到最低点时（与B 碰撞前瞬间）的速度大小；

（2）小球C 与B 相碰后，B 的速度大小；

（3）木板长度L 至少为多大时小物块B 才不会滑出木板？

2021 级高二上学期期末考试物理学科试题答案

1. B

【详解】A. 在干涉现象中，振动加强点的振幅总比减弱点的振幅要大，位移不一定比减弱点的位移大，A 错误；

B. 单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期由驱动力周期决定，与单摆的固有周期无关，故与单摆的摆长无关，B 正确；

C. 火车鸣笛向我们驶来时，根据多普勒效应可知，我们接收的频率高于波源发出的频率，C 错误；

D. 当水波通过障碍物时，障碍物或小孔的尺寸与波长相比差不多或更小时，才发生明显的衍射现象，D 错误。

2. C

【详解】由振动图像可知，在时刻，小球位于平衡位置，根据简谐运动的特点可知，此时小球受到的回复力为零，速度最大，根据，则此时小球的加速度最小为零，动能最大。

3. D

【详解】ABC. 由右手螺旋定制可知，当MN 中的电流逐渐增大、减小时或线圈abcd 以MN 为轴转动时，通过线圈的磁通量始终为零，都不会产生感应电流，ABC 错误；

D. 当线圈abcd 左右平动时，通过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，D 正确。

4. D

【详解】A. 当R 受到的光照强度增大时，电阻减小，根据

知电流增加，因此灯泡变亮，故A 错误；

B. 根据串联电路电阻分压

可知，光敏电阻R 减小，则其上的电压也减小，故B 错误；

C. 路端电压为

可知电流增大，路端电压减小，即电压表V 的读数减小，故C 错误；

D. 灯泡两端电压为

因为电流变大，故灯泡两端的电压变大，也即电容器两端的电压变大，根据

，

可知电容器两极板间电场强度变大，故D 正确。

5. C

【详解】A. 在简谐运动中，位移为零时速度最大，位移最大时速度为零，故A 错误；

BC. 简谐运动特征可知，回复力F 图像与位移图像的相位相反，故B 错误，C 正确；

D. 加速度a 随时间变化规律与回复力F 随时间变化规律相同，故D 错误。

故选C。

6. C

【详解】ACD. 根据题意可得电动机上电压为

电动机产生的热功率为

所以电动机的输出功率为

AD 错误，C 正确；

B. 电源输出的电功率为

B 错误。

7. C

【详解】A. 由题意可得，足球从静止开始下落20cm 时的速度为

则下落到与头部刚接触时，足球动量大小为

故A 错误；

B. 以v 的方向为正方向，由上述分析及题意可知，离开头部后上升的最大高度仍为20cm，则足球离开头部时的速度为

由动量定理可得

即合力对足球的冲量为I，即

F=20N=5mg

故B 错误；

C. 由题意可得，从最高点下落到头部的时间为

从最高点下落至重新回到最高点的过程中，足球重力的冲量为

故C 正确；

D. 由B 中分析可知，与头部作用过程中，足球动量变化量不为0，故D 错误。

8. B

【详解】由动量守恒可知

解得

碰前甲追上乙，则

即

由能量关系可知

可得

考虑到碰后甲的速度不可能大于乙的速度，即

可得

综上所示 则

9. AB

【详解】A. 由折射率的定义公式，可得玻璃砖的折射率

A 正确；

BC. 光在玻璃中传播的距离为

光在玻璃中传播的速度为

光在玻璃中传播的时间为

B 正确，C 错误；

D. 若画图时误将玻璃砖向上平移一小段，导致描出的上界面AB 比实际位置高，则有光路图如图所示，由解析图可知，入射角和折射角均不变，则测得的折射率将不变，D 错误。

10. AC

【详解】A. 根据光的干涉条纹间距公式

a 光的干涉条纹比b 光的宽，所以，，在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大，A 正确；

B. 光导纤维的原理是利用光的全反射，根据全反射的条件是从光密介质射向光疏介质，所以内芯的折射率比外套的折射率大，B 错误；

C. 两玻璃板的中间一端用薄片垫起，构成空气劈尖，干涉条纹的产生是由于光在空气薄膜的上下两表面反射形成的两列光波叠加的结果，C 正确；

D. 图丁用自然光照射透振方向（箭头所示）互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏没有光斑，没有亮线，D 错误。

11. BD

【详解】A. 由波形图可知，该波波长为1. 0m ，该波的振幅为0. 1cm ，选项A 错误；

B. 周期T=2s

则该波的传播速度为

t=20s时质点P的振动情况与t=0时刻的振动情况相同，由波形图平移可知，速度沿 -x轴方向，选项B 正确；

C. 由振动图像可知，P质点在t=1. 25s时沿 -y方向运动，选项 C 错误；

D. 根据1s=0. 5T

P 质点在任意1s内的路程都是2A=0. 2cm

故选BD。

12. ABD

【详解】A. 根据题意知，该波的传播速度为

周期为

故A 正确。

B. 由题意可得该波向右传播，由平移法可知，当t=0. 6s 时质点a 速度沿y 轴正方向。故B 正确；

C. 质点c 只在y 轴方向上振动，并不沿x 轴正方向移动。故C 错误。

D. x=8m处质点在 0~0. 6s内振动了 0. 2s，即四分之一个周期，所以质点在 0~0. 6s时间内通过的路程是1 倍的振幅，为10cm。故D 正确。

【点睛】根据波速与位移、时间的关系，求出波的传播速度，再根据波长与波速及周期的关系求出振动周期，再结合波形图进行解答。

13. BD     小于

【详解】（1）[1]该同学接下来要完成的必要步骤有：确定P3 大头针的位置，方法是插上大头针P3，使P3 能挡住P1、P2的像。确定P4 大头针的位置，方法是大头针P4 能挡住P3和P1、P2的像。故该同学接下来要完成的必要步骤有BD；

（2）[2]根据折射定律得玻璃砖的折射率

（3）[3]根据折射定律得

根据直角三角形得

根据题意得 OA=OC

（4）[4]画出光路图

虚线箭头为实验的折射角，可见实验的折射角比实际的折射角偏大，所以折射率偏小。

14. 1. 45  1. 90  C

【详解】（1）[1][2]根据闭合电路的欧姆定律

整理得

由U-I图像可得，电池的电动势为纵轴截距，即 E=1. 45V

图像的斜率

则电池内阻为

（2）[3]由电路图可知，由于电压表的分流作用，导致流过电源的电流测量值小于真实值，导致电动势和内电阻的测量值相对于真实值都有偏差，造成系统误差。

故选C。

15. （1）0. 02s，2cm； （2）或 或；

（3）-1cm

【详解】（1）由题图可知，周期为

T=0. 02s   （1分）

振幅为A=2cm （1分）

（2）角速度为

  （1 分）

又因为 （1 分）

或者

所以表达式为 （3 分）

或

也可以写为

（3）当时位移为

  （3 分）

16. （1）向y 轴正方向振动；（2）2m/s；（3）4. 5s

【详解】（1）根据上下坡法可知，在t=0s 时刻位置x=2m 的质点正在向y 轴正方向振动；（2 分）

（2）该简谐横波的传播速度

  （4 分）

（3）在t=0s 时刻，x=1m 处的质点处于波峰的位置，则质点P 第一次出现在波峰时，经过的时间为

  （4 分）

17. （1）；（2）

【详解】（1）根据对称及光路可逆性，作出光路如图所示

  （2 分）

 （2 分）

  （1 分）

  （1 分）

（2）由几何关系得

  （3 分）

光在液滴中的传播速度  （1 分）

光在液滴中的传播时间

  （2 分）

18. （1）6m/s ；（2）8m/s ；（3）8m

【详解】（1）小球C 从开始下落到与B 碰撞前瞬间，由动能定理得

  （2分）

解得   （1分）

（2）小球C 与小物块B 在碰撞后，小球C 速度为v1，小物块B 的速度为v2，由动量守恒和机械能守恒得

  （2分）

   （2 分）

联立解得B 的速度大小   （1分）

（3）小物块B 在木板A 上滑动，小物块B 和木板A 组成的系统动量守恒，设B 滑到木板A 最右端时刚好不会滑出木板的速度大小为v，则

 （2分）

解得v=2m/s （1 分）

小物块B 在木板A 上滑动的过程中，由小物块B 和木板A 组成的系统能量守恒

  （2 分）

联立解得小物块B 才不会滑出木板时，木板的最小长度 L=8m （1 分）