山东省潍坊市昌乐二中2023-2024学年高二上学期期末模拟预测物理试题

这是一份山东省潍坊市昌乐二中2023-2024学年高二上学期期末模拟预测物理试题，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
编制：高二物理组 审核：___________学科主任：___________年级主任：___________
第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一、单选题（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．甲乙两同学在实验室做薄膜干涉实验。甲将有肥皂膜铁丝圈竖直放置，形成如图甲所示的肥皂膜侧视图，用黄色光从左侧照射薄膜，会观察到明暗相间的干涉条纹。乙用平行单色光垂直照射透明薄膜，观察到如图乙所示明暗相间的干涉条纹。关于甲乙两实验下列说法正确的是（ ）
A．甲应该从薄膜右侧观察干涉图样
B．任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差相同
C．乙实验中薄膜层厚度的变化率不随坐标x变化而变化
D．乙实验中薄膜层厚度的变化率随坐标x增大而逐渐增大
2．2023年12月11日消息，随着华为Mate60系列手机携带自研麒麟5G芯片的回归，华为小折叠屏PcketS2手机已在路上，麒麟5G处理器加持，是消费者期待的机型。手机已经进入5G时代，与4G信号相比具有更高的频率。已知真空中光速，下列说法正确的是（ ）
A．5G手机周围没有磁场，不会对别的磁性物体造成影响
B．某4G手机的发射频率是，则其波长为
C．5G信号和4G信号相遇会发生干涉现象
D．5G信号属于横波，4G信号属于纵波
3．“世界航天第一人”是明朝的万户，如图所示，他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及其所携设备（火箭、椅子、风筝等）的总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的燃气相对地面以。的速度竖直向下喷出，忽略空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．火箭的推力来源于空气对它的反作用力
B．在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
C．喷出燃气后，万户及其所携设备能上升的最大高度为
D．在火箭喷气过程中，万户及其所携设备的机械能守恒
4．如图甲所示，洛伦兹力演示仪是由励磁线圈（也叫亥姆霍兹线圈）、洛伦兹力管和电源控制部分组成的。励磁线圈是一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。洛伦兹力管的圆球形玻璃泡内有电子枪，能够连续发射出电子，电子经加速电压加速，在玻璃泡内运动时，可以显示出电子运动的径迹。某次实验观察到电子束打在图乙中的P点，下列说法正确的是（ ）

A．图乙中励磁线圈的电流方向为逆时针方向
B．若使得电子的径迹为一个完整的圆，可以减小励磁线圈的电流
C．若使得电子的径迹为一个完整的圆，可以增加加速电压
D．若已知加速电压U及两线圈间的磁感应强度B，则可通过测量圆形径迹的直径来估算电子的电荷量
5．某鱼漂重为G，如图甲所示。O、M、N为鱼漂上的三个点，M、N关于O对称。当鱼漂静止时水位恰好位于O点。用手将鱼漂往下压至M点后放手。假设水面静止，鱼漂在M、N间横截面积不变，不考虑水流阻力。下列说法正确的是（ ）
A．鱼漂恰好能回升至点O过水面
B．鱼漂上升过程中还有一个位置加速度与刚放手时相同
C．若点M到达水面时浮力为，则整个上升过程中浮力最小为
D．点O过水面时，鱼漂的速度、加速度方向均向上
6．一列简谐横波沿x轴正方向传播，图1是波传播到x＝5m的M点时的波形图，图2是质点N（x＝3m）从此时刻开始计时的振动图像，Q是位于x＝10m处的质点。下列说法正确的是（ ）
A．这列波的传播速度是1.25m/s
B．质点Q经过8s第一次到达波峰
C．M点以后的各质点开始振动时的方向都沿y轴正方向
D．在0～16s内，质点Q经过的路程为1.6m
7．如图甲所示，一小物块在水平向右的推力F作用下从A点由静止开始向右做直线运动，力F的大小随时间变化的规律如图乙所示，钢块的质量，与台面间的动摩擦因数，。则小物块在时刻的速度（ ）
A．0.5m/s
B．0.92m/s
C．1.5m/s
D．2m/s
8．局部空间的地磁场对宇宙射线的作用原理可以用如下的简化模型来研究。如图所示，正圆柱体形状的空间内存在沿轴线方向、大小为B的匀强磁场。一个电量大小为e、质量为m的电子以v0的初速度从圆柱体的底面O点出发，沿与轴线成30角的方向射入磁场，一段时间后恰好经过该圆柱体空间的另一底面圆心O点。不考虑洛伦兹力以外的其它力，下列说法不正确的是（ ）
A．圆柱体空间的底面半径一定不小于mv0eB
B．电子在圆柱体空间内运动的时间可能为
C．圆柱体空间的高可能为
D．电子在圆柱体空间内运动的某段时间里动量变化量可能为零
二、多选题（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．国庆节，某游乐场在确保安全的情况下燃放烟花。质量的烟花点燃后，在时间内发生第一次爆炸，向下高速喷出少量高压气体（此过程烟花位移可以忽略）。然后被竖直发射到距地面的最高点。在最高点时剩余火药在极短时间内发生第二次爆炸，烟花被炸成两部分，其中质量为的部分以的速度向东水平飞出，不计空气阻力和火药的质量，g取。 则（ ）
A．第一次火药爆炸，烟花动量变化量的大小为
B．第一次火药爆炸过程中高压气体对烟花平均作用力大小为603N
C．第二次火药爆炸过程有180J的化学能转化为机械能
D．第二次火药爆炸后两部分烟花落地点间距为120m
10.在如图所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表，电源电动势为，内阻为。电路中定值电阻的阻值大于电源内阻，在滑动变阻器的滑片由下向上滑动的过程中，电流表，电压表示数变化量的绝对值分别为。下列说法正确的有（ ）
A．
B．电压表的示数一定减小
C．
D．电源的输出功率一定增大
11．如图甲所示，一个条形磁铁P固定在水平桌面上，以P的右端点为原点，中轴线为x轴建立一直角坐标系，一个灵敏的小磁针Q（黑色端为N极）放置在x轴上不同位置，设Q与y轴之间的夹角为θ，实验测得与x之间的关系如图乙所示，已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为，下列说法正确的是（ ）
A．P的右端为N极
B．P的中轴线与地磁场方向平行
C．P在处产生的磁场的磁感应强度大小为
D．处合磁场的磁感应强度大小为
12．如图，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直纸面向里，腰长为L的等腰直角三角形CGF区域（区域Ⅱ）内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。图中A、C、O三点在同一直线上，AO与GF垂直，且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为B1，区域Ⅱ中磁感应强度大小为B2，则粒子从CF的中点射出，它们在区域Ⅱ中运动的时间为t0。若改变电场或磁场强弱，能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为t，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．从CF中点飞出的粒子速度大小为
B．粒子的比荷为
C．若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为，则
D．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则
第II卷（非选择题 共60分）
三、实验题（13题第一问每空1分，其余每空2分，共16分）
13（8分）．某学习小组探究一标有“3V，1.5W”小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如下：
A．电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω）
B．直流电流表（0~0.6A，内阻约为0.125Ω）
C．直流电压表（0~3V，内阻约3kΩ）
D．直流电压表（0~15V内阻约15kΩ）
E．滑动变阻器（10Ω，5A）
F．滑动变阻器（1kΩ，300mA）
G．开关、导线若干
（1）本实验中电压表选用 （选填“C”或“D”），滑动变阻器应选用 （选填“E”或“F”）。
（2）请在图甲虚线框内画出描绘小灯泡伏安特性曲线的电路图 。
（3）某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为 A。
（4）该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，将这个小电珠与阻值为9Ω的定值电阻R0串联，接到电动势为4V、内阻为1Ω的电源两端，这个小电珠的实际功率为 W。（保留两位有效数字）
14（6分）．图甲是验证动量守恒定律的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。
（1）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道左端向右运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。为使导轨水平，可调节Q使轨道右端 （选填“升高”或“降低”）一些；
（2）测出滑块A和遮光条的总质量为，滑块B和遮光条的总质量为。将滑块A静置于两光电门之间，将滑块B静置于光电门2右侧，推动B，使其获得水平向左的速度，经过光电门2并与A发生碰撞且被弹回，再次经过光电门2。光电门2先后记录的挡光时间为、，光电门1记录的挡光时间为。小明想用上述物理量验证该碰撞过程动量守恒，则他要验证的关系式是 ；
（3）小徐猜想该碰撞还是弹性碰撞，他用了一个只包含、和的关系式来验证自己的猜想，则他要验证的关系式是 。
四、解答题
15（8分）．如图所示，ΔABC为一直角三棱镜的横截面，BC面涂有反光膜，，CM⊥AB，垂足M与B点的距离为L。与AC平行的一光线PM从M点射入三棱镜，经BC反射后的光线射到CA上的E点（图中未画出）。三棱镜对该光线的折射率，光在真空中的传播速度大小为c。
求：（1）通过计算判断该光线射到E点时是否发生全反射；
（2）求该光线从M点传播到E点的时间t。

16（10分）．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x轴-0.2m和1.2m处，两波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。如图为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x轴0.2m和0.8m的P、Q两质点开始振动。求：
（1）当两列波传播到M点后，请判断M点加强点还是减弱点；
（2）写出x=1.2m处波源从t=0开始的振动方程；
（3）求从t=0到t=3.25s内质点M经过的路程。
17（12分）．如图所示，一半径为R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道与光滑水平轨道cd在d处平滑连接，且与足够长的粗糙水平轨道ab在同一竖直平面内。在ab的最右端放置一个质量M=4kg的木板，其上表面与cd等高，木板与轨道ab间的动摩擦因数μ1=0.1，质量mQ=2kg的滑块Q置于cd轨道上且与c点距离为6m。现在圆弧轨道的最高点处由静止释放一质量mP=6kg的滑块P，一段时间后滑块P与Q发生弹性正碰，碰撞时间极短。从P与Q碰撞结束开始计时，3s末Q从木板左端飞出（飞出后立即被取走，对其他物体的运动不造成影响）。已知P、Q与木板间的动摩擦因数均为μ2=0.2，滑块P、Q均可视为质点，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10m/s2，求：
（1）碰撞后P、Q速度的大小和方向；
（2）木板的长度L；
（3）若P滑块滑上木板的瞬间，地面变为光滑，问P滑块能否从木板左端滑离木板？若能，求P从木板左端滑离时的速度；若不能，求P滑块相对木板静止时P滑块木板上的位置距木板右端的距离。
18（14分）．如图所示的三维空间中，yOz平面左侧区域记为Ⅰ，区域Ⅰ内存在沿y轴负方向的匀强电场；yOz平面与垂直于x轴足够大的荧光屏之间的区域记为Ⅱ，区域Ⅱ内存在沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，荧光屏与x轴交点位置的坐标不确定。一质量为m、电荷量为+q的粒子从坐标（-L，0，0）处进入区域Ⅰ，粒子初速度大小为v0，方向沿着x轴正方向，经过yOz平面时的坐标为（0，-L，0），再经过磁场偏转后击中荧光屏，不计粒子的重力。
（1） 求粒子经过yOz平面时沿y轴的速度大小vy。
（2） 若荧光屏与x轴交点的x轴坐标为，求粒子在磁场中的运动时间t。
（3） 若粒子击中荧光屏时z轴坐标为，求荧光屏与x轴交点的x坐标。
参考答案：
1．B
【详解】A．薄膜干涉是薄膜前、后两个面的反射光叠加产生的，故甲应该从薄膜左侧观察干涉图样，故A错误；
B．任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差是黄色光波长的一半，故B正确；
CD．从薄膜的上、下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为
即光程差为薄膜厚度的2倍，当光程差
时，表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为，在乙图中相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大，可知薄膜厚度变化所用的距离逐渐变大，即乙实验中薄膜层厚度的变化率随坐标x增大而逐渐减小，故CD错误。
故选B。
2．B
【详解】A．手机内有电流，电流周围会产生磁场，所以会对别的磁性物体造成影响，故A错误；
B．某4G手机的发射频率为，则其波长为
故B正确；
C．5G信号和4G信号频率不同，相遇无法发生干涉，故C错误；
D．5G信号和4G信号都是电磁波，电磁波是横波，故D错误。
故选B。
3．B
【详解】A．火箭的推力是燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，故A错误；
B．在燃气喷出后得瞬间，万户及所携设备组成的系统动量守恒，设火箭的速度大小为v，规定火箭运动方向为正方向，则有
解得火箭的速度大小为
故B正确；
C．喷出燃气后，万户及所携设备做竖直上抛运动，根据运动学公式可得，最大上升高度为
故C错误；
D．在火箭喷气过程中，燃气的内能有部分转化为系统的机械能，机械能增加，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】A．由乙图可知，电子自左向右运动且向上偏转，由左手定则可知，励磁线圈产生的磁场方向应垂直直面向外，再由安培定则可知，励磁线圈中的电流方向为逆时针方向，故A正确；
B．根据洛伦兹力提供向心力
得
减小励磁线圈的电流，则励磁线圈产生的磁场减弱，因此电子运动轨迹半径增大，故B错误；
C．对电子加速运动，由动能定理
可知，增加加速电压可以增大入射速度v，从而增大轨迹半径R，故C错误；
D．由上面关系式联立可得
则还需要知道电子质量才可估算电子电荷量，故D错误；
故选A。
5．C
【详解】根据题意可知，当鱼漂静止时，水面恰好过O点，由平衡条件有
取向下为正方向，鱼漂向下运动时，鱼漂的合力为
整理可得
可知，鱼漂的上下运动是简谐运动。
A.因为鱼漂的上下运动是简谐运动，所以鱼漂恰好能回升至点N过水面，故A错误；
B.鱼漂上升过程中不断减少，鱼漂的合力大小不断减少，所以没有一个位置加速度与刚放手时相同，故B错误；
C.若点M到达水面时浮力为，即此时合力大小为
因为鱼漂的上下运动是简谐运动，所以鱼漂在N点的合力大小跟在M点合力大小相等。所以在N点受到的浮力大小为
而N点是鱼漂在整个上升过程中受到浮力最小的位置，故C正确；
D.点O是鱼漂做简谐运动的平衡位置，所以点O过水面时，鱼漂的速度最大，方向向上。但加速度为0。故D错误。
故选C。
6．B
【详解】A．这列波的波长为λ=4m周期T=4s，则传播速度是
选项A错误；
B．当x=2m处的波峰传到Q点时，质点Q第一次到达波峰，经过时间为
选项B正确；
C．因M点在t=0时刻沿y轴负向振动，可知M点以后的各质点开始振动时的方向都沿y轴负方向，选项C错误；
D．波传到Q点的时间为
在0～16s内，质点Q振动11s=经过的路程为
s=11A=1.1m
选项D错误。故选B。
7．B
【详解】物体与水平面间的滑动摩擦力
在0-1s内力F随t变化的关系为
则当物块开始滑动时由
可得
图象与坐标轴围成的面积表示冲量，小物块在内力F的冲量为
小物块在内根据动量定理有
小物块在时刻的速度为
故选B。
8．C
【详解】A．将速度分解为沿磁场方向和垂直于磁场方向，则电子在沿磁场方向做匀速直线运动，在垂直于磁场方向做匀速圆周运动，其圆周运动半径
其在圆柱体中心一侧运动范围为直径，故圆柱体半径应不小于2r
故A选项说法正确，不符合题意；
B．一段时间后恰好经过该圆柱体空间的另一底面圆心点，则运动时间与圆周运动周期关系为
则
当时，电子在圆柱体空间内运动的时间可能为
故B选项说法正确，不符合题意；
C．电子沿磁场方向位移
当时
故C选项说法错误，符合题意；
D．电子运动时间为周期整数倍时动量变化量为零，故D选项说法正确，不符合题意。
故选C。
9．BD
【详解】A．第一次火药爆炸后，设烟花的速度为v，则有
解得
烟花动量变化量的大小为
故A项错误；
B．第一次火药爆炸过程对烟花应用动量定理有
解得高压气体对烟花平均作用力大小为
故B项正确；
C．第二次爆炸，水平方向动量守恒，有
解得
所以另一部分烟花的速度大小为40m/s，方向水平向西，转化为机械能的化学能
故C项错误；
D．两部分下落均做自由落体运动，有
两部分烟花水平方向为匀速直线运动，且运动方向相反，根据相对运动。其两部分落地点间距为
故D项正确。
故选BD。
10．BD
【详解】A．因为
无法判断其大小关系，A错误。
B．根据闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，内电压增大，路端电压示数减小，干路电流增大，定值电阻两端电压增大，增大，则一定减小，B正确；
C．总电流增大，一定减小，则电流减小，电流一定增大，但无法确定的大小关系，C错误；
D．当滑动变阻器的滑片向上滑动的过程中，电路的总阻值减小，因为电路中定值电阻的阻值大于电源内阻，外电阻更接近内阻，电源的输出功率增大，D正确；
故选BD。
11．AC
【详解】B．根据题意，当趋向无穷大时，小磁针所指的方向为地球的磁场的方向，由图乙可知，趋向无穷大时，趋向0，则趋向0，即地磁场方向沿方向，与P的中轴线垂直，故B错误；
AC．由图甲，结合B分析可知，P在轴上的磁场方向沿方向，则P的右端为N极，设P在处产生的磁场的磁感应强度大小为，结合图乙，由几何关系有
解得
故AC正确；
D．结合AC分析，由几何关系可得，处合磁场的磁感应强度大小为
故D错误。
故选AC。
12．AD
【详解】A．根据题意可知区域Ⅰ中粒子电场力和洛伦兹力相等，由此可得
解得
粒子在区域Ⅱ中做匀速圆周运动，速度大小不变，故从CF中点飞出的粒子速度大小为，故A正确；
B．在区域Ⅱ中，粒子受到的洛伦兹力提供向心力，则有
因为粒子从CF边的中点射出，根据几何关系可知，粒子转过的圆心角为90°，则
联立可得
故B错误；
C．设原来粒子在区域Ⅱ运动的周期为T，若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为2B1，在区域Ⅰ中粒子依然受力平衡，则
解得
在区域Ⅱ中，粒子受到的洛伦兹力提供向心力，则有
解得
由此可知粒子做圆周运动的半径变为原来的，周期不变，仍然从CF边射出，粒子转过的圆心角仍然为90°，故，故C错误；
D．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则根据
可得
则粒子从OF边射出，根据几何关系可知粒子转过的圆心角为45°，则此时的时间为
由于，故，故D正确。
故选AD。
13． C E 0.44 0.30
【详解】（1）[1][2]由题意知，小电珠的额定电压为3V，故电压表选择3V量程的C；该实验中电流需从零开始测量多组，故滑动变阻器需采用分压式接法，为调节方便，滑动变阻器选择阻值小额定电流大的E；
（2）[3]小电珠内阻较小，测量电路用外接法，滑动变阻器用分压式，所以电路图如图所示；
（3）[4]电流表量程为0.6A，最小分度值为0.02A，可知图中电表的读数为0.44A；
（4）[5]根据闭合电路的欧姆定律
E=U+I（r+R0）
整理得
U=-10I+4
在小电珠伏安特性曲线的同一坐标内画出该回路的U-I图线，其与伏安特性曲线的交点坐标值即为小电珠实际的电压和电流，如图所示
小电珠在该闭合回路中电压U=1.0V，电流I=0.3A，实际功率
P=UI=0.30W
14． 降低
【详解】（1）[1]滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，说明从左到右做减速运动，轨道右端偏高，故轨道右端应降低一些；
（2）[2]若碰撞过程中动量守恒，取水平向左为正方向，根据动量守恒定律有
其中
，，
联立可得
（3）[3]若碰撞是弹性碰撞，则有
结合动量守恒表达式
可得
则他要验证的关系式是
15．（1）会，见解析；（2）
【详解】（1）光路如图所示，

由几何关系可知，该光线在M点的入射角，设该光线在M点的折射角为r，有
解得
设临界角为，有
解得
由几何关系可知，该光线在E点的入射角
因为，即，所以该光线射到E点时会发生全反射。
（2）由几何关系可知
，
该光线从M点传播到E点的时间
又折射率与速度关系
解得
16．（1）加强点；（2）；（3）40cm
【详解】（1）由图像可知，左波起振方向向下，右波起振方向也向下，两列波同时到达M点，到达时间为
则M点为加强点。
（2）两列波的周期均为
右波起振方向向下，则x=1.2m处波源从t=0开始的振动方程为
（3）M点为振动加强点，从0.75s起振，振动时间为，即，则质点M经过的路程为
17．（1）2m/s，6m/s，方向均水平向左；（2）；（3）不能，；
【详解】（1）滑块P释放到与Q碰前，根据动能定理有
P、Q发生弹性碰撞，则有
，
解得
，
方向均水平向左
（2）滑块Q碰后到c点用时t1，则有
滑块P碰后到c点用时t2，则有
滑块Q滑上木板匀减速运动，则有
，
根据题意有
解得
，
由于
所以木板处于静止状态则木板的长度为
（3）滑块Q滑落木板后，滑块P滑上木板，滑块P做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动，令二者共速用时t0，则有
，μ2m2g=Ma2，v共=vp−apt0=a2t0
解得
，a2=3m/s2，t0=0.4s
令P相对木板的相对位移为，则有
解得：∆x=0.4m