山东省聊城市2022-2023学年高二上学期期末考试物理试卷(含答案)

这是一份山东省聊城市2022-2023学年高二上学期期末考试物理试卷(含答案)，共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．2022年6月5日，中央电视台对神舟十四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法正确的是( )
A.电磁波是一种物质，也具有能量
B.电磁波跟声波一样，不能在真空中传播
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波
D.航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
2．物理学是一门以实验为基础的学科，实验是物理的灵魂，对于下列实验及现象，说法正确的是( )
A.甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的
B.乙图中，若在的两端接上交流电源（电流的大小和方向发生周期性变化），稳定后接在端的表头示数始终为0
C.丙图中，使M摆偏离平衡位置后释放，在振动稳定后，与M球距离最近的小球将获得最大的振幅
D.奥斯特利用丁图实验装置发现了电流的磁效应
3．1932年，美国物理学家安德森在宇宙线实验中发现了正电子。他利用放在强磁场中的云室来记录宇宙线粒子，并在云室中加入一块厚6mm的铅板，借以减慢粒子的速度。当宇宙线粒子通过云室内的强磁场时，拍下粒子径迹的照片。下图为安德森在云室内拍下的正电子的径迹，以下判断正确的是( )
A.正电子从下向上穿过铅板
B.正电子穿过铅板后做圆周运动的周期变大
C.磁场的方向垂直纸面向里
D.磁场的方向垂直纸面向外
4．如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列判断正确的是( )
A.小灯泡L的亮度变低B.电容器所带电荷量不变
C.电阻消耗的功率变小D.内电阻r消耗的功率变小
5．如图甲所示，每年夏季我国多地会出现日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，发生折射或反射形成的。一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上发生折射，其光路图如图乙所示，a、b为其折射出的光线中两种单色光，下列说法正确的是( )
A.在冰晶中，a光的折射率较大
B.在冰晶中，b光的传播速度较大
C.从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大
D.a、b光在真空中传播时，b光的波长较长
6．大蓝闪蝶以它熠熠生辉的蓝色翅膀而著名，下图为显微镜下其翅膀的光学结构示意图。大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的，但当白光照在翅膀的鳞片上时，会在其一系列薄薄的鳞片上反射，反射光彼此干涉，从而显现出蓝色的光泽。下列说法中正确的是( )
A.闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的偏振现象
B.闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的波长的二分之一的整数倍
C.闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的波长的四分之一的奇数倍
D.除蓝光外的其他色光，在大蓝闪蝶的翅膀上不发生干涉
7．某同学因疫情居家学习期间，偶然发现一根不可伸长的细线垂到窗沿，他想利用单摆原理粗测细线的总长度。先将线的下端系上一个小球，当小球静止时，细线恰好与窗户上沿接触且保持竖直，球在最低点B时，球心到窗上沿的距离为1m。他打开窗户，让小球在垂直于墙的竖直平面内作小角度摆动，如图所示。从小球第1次通过图中的B点开始计时，到第21次通过B点共用时24s，，。由以上数据可计算细线的长度约为( )
8．如图所示，有一边长为L的刚性正三角形导线框在竖直平面内，且水平，其重力不计，各边导线材料及粗细完全相同，处在方向垂直导线框所在平面向里的匀强磁场中。在C点悬挂一个重力为G的物体，在两顶点A、B上加上恒定电压，重物恰好对地面无压力。某时刻A、B间导线的某处突然断开，其他条件不变，则稳定后物体对地面的压力是( )
A.B.C.D.
二、多选题
9．下列说法正确的是( )
A.“闻其声而不见其人”的现象是由声波的干涉导致的
B.通过狭缝看日光灯可见彩色花纹，是光的衍射现象
C.水中的气泡看起来很明亮，是因为光从水中射向气泡时，在界面上发生了全反射
D.医学上采用“彩超”的方式测血流的速度，是利用了超声波的多普勒效应
10．离地面高度以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为。已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为，地球表面积近似为，则( )
A.该大气层的等效电阻约为600 Ω
B.该大气层的平均漏电电流约为
C.该大气层的平均电阻率约为
D.该大气层的平均电阻率约为
11．一列简谐横波，某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，B质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播，波速为
B.A、B两点的速度和位移有可能在某个时刻均相同
C.时，B质点的位移大小为0.1m
D.该列波在传播过程中遇到另一列波发生干涉，则另一列波的频率为2.5Hz
12．如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，已知时刻的速度第一次变为0，在第1秒内运动的位移为0.4m。下列说法正确的是( )
A.两物块的质量之比为
B.时刻的速度为
C.时和时弹簧的弹性势能最大，都处于最短状态
D.第1秒内弹簧长度缩短了1.8m
三、实验题
13．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图甲所示。已知双缝到屏的距离，双缝间距。
（1）实验时观察到干涉条纹比较模糊，要使条纹变得清晰，以下调节做法正确的是______。
A.旋转测量头B.移动光源C.调节拨杆使单缝与双缝平行
（2）用测量头测量条纹间的距离：如图乙所示，先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，把该亮条纹定为第1条亮纹，此时手轮的示数如图丙所示，记为；转动测量头，使分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐，此时手轮的示数如图丁所示，记为，图丁的读数______mm。根据以上信息，光的波长______m（结果保留两位有效数字）。
14．实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某物理兴趣小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。提供的器材有：
多用电表；待测电源（电动势未知，内阻小于1Ω）；
电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）；
电流表A（量程0.6A，内阻约1Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）；
定值电阻（阻值2Ω）；
定值电阻（阻值5Ω）；
开关一个，导线若干。
（1）该小组用多用电表的直流电压“2.5V”挡粗测电源电动势，指针偏转如图甲所示，则该电源的电动势约为________V。
（2）该小组按照图乙所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在坐标纸上描点，结果如图丙所示，出现该现象的主要原因是________。（单选，填正确答案标号）
A.电压表分流B.电源内阻较小
C.滑动变阻器最大阻值较小D.电流表内阻较小
（3）针对（2）中出现的问题，该小组利用提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。
请根据实验数据，回答以下问题：
①图丁中已标出后3组数据对应的坐标点，请标出前组数据对应的坐标点并画出图像。
②该电源的电动势为________V，内阻为________Ω。
四、计算题
15．聊城“水城之眼”摩天轮位于聊城南部新城行政商务中心，位于国家级风景区东昌湖南岸，设备总高130米，是亚洲三大摩天轮之一，也是全球首座建筑与摩天轮相结合的城市地标。假设其半径，匀速旋转一周的时间为。质量的某同学乘坐吊舱进行游乐体验，取重力加速度，该同学从摩天轮最高点转到最低点的过程中。
（1）求重力的冲量的大小；
（2）求合外力的冲量的大小。
16．均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆。波源从平衡位置向上起振，时刻第一象限内第一次出现如图（a）所示的波面分布，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，从时刻开始计时，A处质点的振动图像如图（b）所示，z轴正方向竖直向上。
（1）求波的传播速度v；
（2）时刻y轴上某质点刚开始振动，求该点的坐标；
（3）当时，求B处质点在这段时间内经过的路程。
17．在科学研究中，可以通过施加适当的磁场来实现对带电粒子运动的控制。在如图所示的平面坐标系xOy内，矩形区域（，）内无磁场，区域外存在磁感应强度为B，范围足够大的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的粒子从点沿y轴正方向射入磁场，从处进入无磁场区，不计粒子重力。
（1）求粒子射入磁场时的速度。
（2）求粒子离开P点后经多长时间第一次回到P点。
（3）若仅将入射速度变为，其它条件不变，求粒子从离开P点到再次到达P点过程中通过的路程。
18．如图所示，AB为一固定在竖直面内的光滑四分之一圆弧轨道，其半径，长木板P停靠在圆弧轨道末端，上表面恰好与圆弧轨道相切。小滑块从轨道A点由静止释放，到达最低点B后滑上木板，已知滑块与木板的动摩擦因数，滑块质量，木板的质量，水平地面光滑，g取。
（1）求滑块到达B点时对轨道的压力大小；
（2）要使滑块不从木板上掉下，木板的长度至少为多少。
（3）若木板足够长，物块Q静止在水平轨道上与木板的距离足够远，一段时间后木板与物块发生弹性碰撞，求物块的质量m满足什么条件时，木板与物块不会发生第二次碰撞？
参考答案
1．答案：A
解析：A.电磁波是一种物质，也具有能量，故A正确；
B.电磁波的传播不依赖介质，可在真空中传播，声波是机械波只能在介质中传播，故B错误；
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故C错误；
D.航天员讲话时画面能与声音同步，那是因为画面与声音同时转化成电信号，通过电磁波传回到地面接收器再转化成画面和声音。电磁波的速度为光速，声波的传播速度约为340m/s，故D错误。
故选A。
2．答案：D
解析：A.通电导线与通电导线之间的相互作用力是通过磁场发生的，故A错误；
B.在的两端接上交流电源，通入不断变化的电流，磁通量不断改变，线圈中产生感应电流，即接在端的表头示数不为0，故B错误；
C.根据共振的知识可知，使M摆偏离平衡位置后释放，在振动稳定后，与M球摆长最接近的小球将获得最大的振幅，故C错误；
D.奥斯特利用丁装置发现了电流的磁效应，故D正确。
故选D。
3．答案：C
解析：A.粒子穿过铅板后速度减小，粒子在磁场中运动半径减小，由图可知正电子从上向下穿过铅板。故A错误；
B.由于铅板上下的磁感应强度相同，根据可知，正电子穿过铅板后做圆周运动的周期不变。故B错误；
CD.由左手定则可知磁场的方向垂直纸面向里。故C正确，D错误。
故选C。
4．答案：A
解析：A.当滑动变阻器的滑片向左移动时，在电路中的电阻值减小，外电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，外电路中的电流增大，电源内阻上的电压降增大，电源的路端电压减小，小灯泡L的电压减小，亮度变低，选项A正确；
B.外电路电流增大，流过灯泡的电流变小，则经过、的电流增大，则两端电压增大，电容器的电压增大，给电容器充电，电容器所带电荷量增大，选项B错误；
C.外电路电流增大，两端电压增大，由电功率公式
可知，电阻消耗的功率变大，选项C错误；
D.总电流变大，则内电阻r消耗的功率变大，选项D错误。
故选A。
5．答案：C
解析：A.设入射角为α，折射角为β，由图乙可知，a光和b光入射角相等，a光折射角大于b光折射角，根据
可知，a光折射率小于b光的折射率，故A项错误；
B.由之前的分析可知b光折射率大，又因为
所以，a光在冰晶中的传播速度大，故B项错误；
C.由临界角的公式有
由之前的分析可知，b光的折射率大，所以a光的临界大于b光的临界角，故C项正确；
D.由于a光的折射率小于b光的折射率，所以a光频率小于b光频率，根据
可知，a光的波长大于b光的波长，故D项错误。
故选C。
6．答案：B
解析：A.闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的薄膜干涉现象，A错误；
BC.根据薄膜干涉的规律，干涉加强区域有
（，2，3…）
解得
（，2，3…）
B正确，C错误；
D.大蓝闪蝶翅膀的鳞片上各个地方的厚度不确定是否满足其它色光的干涉条件，除蓝光外的其他色光，亦有可能在大蓝闪蝶的翅膀上发生干涉，D错误。
故选B。
7．答案：B
解析：设细线的长度为L，球心到窗上沿的距离为d，由题意可知，该单摆振动周期为
由单摆的周期公式可得
代入数据解得
故选B。
8．答案：C
解析：由于AC边于CB边先串联再与AB边并联，则在A、B未断开时，设ACB中的电流为I，则AB边中的电流为2I，由平衡条件可得
当某时刻A、B间导线的某处突然断开时，由平衡条件可得
联立，解得
由牛顿第三定律，可知稳定后物体对地面的压力大小为。
故选C。
9．答案：BCD
解析：A.“闻其声而不见其人”的现象是由声波的衍射导致的，A错误；
B.因为日光灯光由多种单色光组成，产生光的衍射现象时，不同色光的波长不同，衍射条纹的位置不同，形成彩色条纹，因此通过狭缝看日光灯可见彩色花纹，是光的衍射现象，B正确；
C.水中的气泡看起来很明亮，是因为光从水中射向气泡时，水相对空气是光密介质，在界面上发生了全反射，C正确；
D.医学上采用“彩超”的方式测血流的速度，是利用了超声波的多普勒效应，D正确。
故选BCD。
10．答案：BC
解析：根据题述，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为，由，可得该大失层的平均漏电电流约为，选项B正确；由欧姆定律，，可得该大气层的等效电阻约为，选项A错误；由，解得该大气层的平均电阻率约为，选项C正确，D错误。
11．答案：CD
解析：A.根据B质点的振动图像可知，时刻，该质点在平衡位置向下振动，根据波形图可知，该波沿x轴负方向传播，波速为
选项A错误；
B.A、B两点的平衡位置相距半个波长，则振动情况相反，即两质点的速度和位移不可能在某个时刻均相同，选项B错误；
C.由振动图像可知，时，B质点的位移大小为0.1m，选项C正确；
D.该波的频率为2.5Hz，则该列波在传播过程中遇到另一列波发生干涉，则另一列波的频率为2.5Hz，选项D正确。
故选CD。
12．答案：AD
解析：A.系统动量守恒，从开始到时刻有
将，代入得
A正确；
B.时刻
解得的速度为
B错误；
C.时间内，逐渐减速，逐渐加速，弹簧被压缩，时刻二者速度相等，系统动能最小，弹性势能最大，弹簧的压缩量最大；
时间内，弹簧先逐渐恢复原长，继续加速，先减速到零，然后反向加速，时刻两物块加速度均为零，弹簧恢复原长，由于此时两物块速度方向相反，因此弹簧的长度继续增大，开始减速，先减速到零，然后反向加速，时刻两物块速度相等，系统动能最小，弹性势能最大，弹簧伸长量最大；
时间内，弹簧由伸长状态逐渐恢复原长，以后重复这个过程；
由上述分析可知，在、时刻两物块达到共同速度，在时刻弹簧处于压缩状态，在时刻弹簧处于伸长状态，C错误；
D.若考虑两物体从到的时间内，加速运动，减速运动，因
则在任意时刻两物体的加速度之比为
若用微元法考虑，则两物体间的距离
则“”对应的位移（面积）为
则“”对应的位移（面积）为1.2m，该两部分面积之和与0~1s内对应的虚线面积相等，如图所示
即1.8m，即0~1s内弹簧的长度缩短1.8m。D正确。
故选AD。
13．答案：（1）C（2）19.25；
解析：（1）若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行；要使条纹变得清晰，值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行。
（2）手轮的示数图丁中主尺读数为19mm，游标读数为
所以最终读数为
根据
得
14．答案：（1）1.55
（2）B
（3）①
②1.56（1.50～1.60之间都算对）；0.64（0.55～0.65之间都算对）
解析：（1）指针偏转如图甲所示，则该电源的电动势约为1.55V；
（2）该小组按照图乙所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在坐标纸上描点，结果如图丙所示，由图丙可以看出电流表示数变化明显，电压表示数变化不明显，根据闭合电路欧姆定律知
说明出现该现象的主要原因是电源内阻较小导致的。
故选B。
（3）①描点画出的图像如图所示
②实验改进后，根据闭合电路欧姆定律知
可得
电动势在1.50～1.60V之间都算对；
图像的斜率绝对值为
解得
内阻在0.55～0.65Ω之间都算对。
15．答案：（1）（2）
解析：（1）该同学从最高点转到最低点的过程，所用时间
重力的冲量大小
（2）该同学做匀速圆周运动的线速度大小
规定最低点的速度方向为正方向，从最高点转到最低点的过程中，由动量定理
代入数据，解得
16．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）由图a、图b可知，该波的波长，周期，波速
（2）波源从平衡位置向上起振，而A点第一次到达波峰，则A点从开振动到波峰的振动时间为，可知波沿y轴到达A点后又传播了。则时刻刚开始振动的质点坐标。
（3）由（2）可知时刻该波传到处，波传至B点需要的时间
到时间内质点B振动的时间为
由图b知，该波的振幅。时间内质点B经过的路程
17．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）粒子从P点沿y轴正方向射入磁场，沿y轴负方向从进入无磁场区，粒子做圆周运动的半径，由
得
（2）如图所示，粒子从P到Q做匀速圆周运动的时间
进入无磁场区，粒子从Q到M的时间
粒子离开P点后第一次回到P点的时间
（3）粒子入射速度变为，运动半径
如图所示，粒子从P点射入磁场，由L点与x轴成30°角进入无磁场区，从N点射出无礠场区后回到P点。粒子从P到L的路程
从L到N点的路程
从N点到P点的路程
综上：粒子从P点射出再次到达P的总路程
18．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）滑块从A到B的过程中，由动能定理
B点
解得
由牛顿第三定律，滑块在B点对轨道的压力大小
（2）滑块从B点滑上木板后，最终和木板有共同的速度v，对滑块和木板，由动量守恒定律
此时滑块在木板上滑动的距离为，由能量守恒
解得
要使滑块不从木板上滑下，木板的长度至少为。
（3）木板足够长，物块与木板足够远，当木板与物块碰撞时，滑块与木板已经具有相同的速度，且滑块不会滑离木板。木板与物块发生弹性碰撞，由动量守恒得
由机械能守恒
解得
①
此时滑块与木板发生相对滑动，当再次具有共同速度时，由动量守恒
②
由①②式得
要使木板与物块不发生二次碰撞，需满足
联立以上各式得
序号
1
2
3
4
5
6
7
0.08
0.14
0.20
0.26
0.32
0.36
0.40
1.35
1.20
1.05
0.88
0.73
0.71
0.52