2021-2022学年山东省潍坊市高二上学期期末考试物理试题 解析版

试卷类型：A

山东省潍坊市2021-2022学年高二上学期期末考试物理  2022.1

注意事项：

1．答题前，考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。

2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 在五彩缤纷的大自然中，我们常常会见到一些彩色光现象，下列现象中，属于光的衍射现象的是（　　）

A. 雨后天空出现彩虹

B. 肥皂泡在阳光照射下呈现彩色

C. 雨后公路上的油膜在阳光照射下出现彩色条纹

D. 通过一狭缝观察日光灯看到彩色条纹

【1题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，故A错误；

B．肥皂泡在阳光照射下呈现彩色属于薄膜干涉现象，故B错误；

C．雨后公路上的油膜在阳光照射下出现彩色条纹属于薄膜干涉现象，故C错误；

D．通过一狭缝观察日光灯看到彩色条纹，属于单缝衍射，故D正确；

故选D。

2. 如图所示，一闭合正方形单匝线圈在平行于纸面的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴转动。已知匀强磁场的磁感应强度为1.0T，线圈边长为20cm，线圈由垂直磁场位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为（　　）

A. 0.8Wb B. 0.08Wb C. 0.04Wb D. 0

【2题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】线圈由垂直磁场位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量变化量

故选B。

3. 如图所示是电表改装的原理图，已知表头的内阻为800Ω，满偏电流为50μA，改装后的电压表量程为1V，电流表量程为1mA，则（　　）

A. 当K接1时，为电压表的改装原理图，

B. 当K接1时，为电流表的改装原理图，

C. 当K接2时，为电压表的改装原理图，

D. 当K接2时，为电流表的改装原理图，

【3题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】AB．当K接1时，表头与R1并联，为电流表的改装原理图

故A错误，B正确；

CD．当K接2时，表头与R2串联，为电压表的改装原理图

故CD错误。

故选B。

4. 松子以其独特的香味、丰富的植物脂肪含量，成为了坚果界的宠儿。在我国东北地区，为了提高采摘效率，工程技术人员发明了振动器，将振动器固定在树干上，如图所示，机车带动振动器振动，使松果落下。则（　　）

A. 针对不同树干，落果效果最好时的振动频率相同

B. 随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大

C. 振动器正常工作时，不同树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同

D. 振动器对不同树干作用结束后，树干的自由振动频率相同

【4题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．不同的树干，固有频率可能不同，根据共振的产生条件，针对不同树干，落果效果最好时的振动频率可能不相同，故A错误；

B．只有振动器的频率与树干的固有频率相同时，树干振动的幅度最大，所以随着振动器频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，故B错误；

C．树干在振动器的振动下，做受迫振动，所以振动器正常工作时，不同树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同，故C正确；

D．振动器对不同树干作用结束后，树干振动频率为其固有频率，所以树干的自由振动频率不一定相同，故D错误。

故选C。

5. 如图所示，质量为M的小车静置于光滑水平地面上，小车上表面光滑，由圆弧和水平面组成，小车水平面离地面高度为h。现有一质量为m的小球自左端以水平速度冲上小车。关于小球此后的运动情况，下列说法正确的是（　　）

A. 小球可能从圆弧轨道上端抛出而不再落回小车

B. 小球从小车离开后，不可能向左做平抛运动

C. 小球从小车离开后，可能做自由落体运动

D. 小球从小车离开后，不可能向右做平抛运动

【5题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．小球从圆弧轨道上端抛出时，水平速度与轨道相同，必然落回小车，故A错误；

B．由上分析可知，小球必然从小车左侧离开，小球与小车系统，以右为正方向，根据动量守恒定律有

根据能量守恒有

解得

，

当m小于M时，小球速度向左，从小车离开后，可能向左做平抛运动，故B错误；

C．当m等于M时，小球速度为零，从小车离开后，可能做自由落体运动，故C正确；

D．当m大于M时，小球速度向右且小于小车速度，从小车离开后，可能向右做平抛运动，故D错误。

故选C。

6. 玩具水枪是儿童们夏天喜爱的玩具之一，但水枪伤眼的事件也时有发生，因此，限制儿童水枪的威力就成了生产厂家必须关注的问题。现有一水枪样品，如图所示，枪口直径为d，水的密度为，水平出射速度为v，垂直击中竖直目标后以大小为0.2v的速度反向溅回，则水柱水平击中目标的平均冲击力大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【6题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】设t时间内水枪喷出的水柱长度为l，则有

t时间内冲击墙壁的水的质量为

设墙壁对水柱的平均冲击力大小为F，根据动量定理有

联立以上三式解得

根据牛顿第三定律可知水柱水平击中目标平均冲击力大小为

故选B。

7. 如图所示，平行玻璃砖置于空气中，一束由两种单色光组成的复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成a，b两束。下列说法中正确的是（　　）

A. b光光子的能量大于a光光子的能量

B. a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度

C. 增大入射角θ，a光先从玻璃砖下表面消失

D. b光比a光更容易发生明显衍射现象

【7题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】由题图可分析得出a光在玻璃中的偏折程度更大，则a光折射率更大，频率更大，波长更小。

A．因为a光频率更大，根据

故a光能量更大，故A错误；

B．根据

a光折射率更大，则速度更小，故B错误；

C．下表面的入射角等于上表面的折射角，则下表面的折射角等于上表面的入射角，则两单色光均不会发生全反射，增大入射角θ，a光不会从玻璃砖下表面消失，故C错误；

D．b光波长更大，b光比a光更容易发生明显衍射现象，故D正确。

故选D。

8. 电场强度大小为E、方向竖直向上的匀强电场中，一长度为L的绝缘细线，一端固定于O点，另一端拴一质量为m、带电量为+q的小球（可质为质点），小球静止在图中A点，细线绷紧。现将小球拉至B点（），由静止释放。已知重力加速度为g。则小球做简谐运动的过程中（　　）

A. 机械能守恒

B. 回复力等于重力、电场力和细线拉力的合力

C. 周期为

D. 周期为

【8题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．小球做简谐运动过程中，电场力做功，所以机械能不守恒，故A错误；

B．回复力等于重力和电场力的合力沿轨迹切线方向的分力，故B错误；

CD．小球的等效重力加速度为

根据单摆的周期公式可得小球做简谐运动的周期为

故C错误，D正确。

故选D。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 如图所示是汽车蓄电池供电简化电路图，蓄电池电动势为E，内阻为r、、是汽车的车灯，S是汽车的启动开关。开关S闭合，电动机工作，汽车启动。关于该电路以下说法正确的是（　　）

A. 开关S闭合前后，车灯亮度不变

B. 开关S闭合后，蓄电池内阻r消耗的电功率变大

C. 开关S闭合后，车灯两端的电压变小

D. 开关S闭合前后蓄电池的输出功率不变

【9题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】AC．将、等效为一阻值为RL的电阻，S闭合前，电源输出电压为U，总电流为I

S闭合后，电源输出电压设为，由于电动机工作，通过RL的电流小于总电流

可解得

可见，S闭合后，，，所以车灯两端的电压变小，车灯亮度变暗，故A错误，C正确；

B．蓄电池内阻r消耗的电功率

闭合S后，电路总电流变大，，说明蓄电池内阻r消耗的电功率变大，故B正确；

D．蓄电池的输出功率

因为汽车蓄电池内阻很小，所以，S闭合后，总电流增大，根据上式可知，输出功率变大，故D错误。

故选BC

10. 两列分别沿x轴正方向和负方向传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，两列波的波速大小均为，波源振动的振幅均为，质点P、Q分别位于和处。此时，两列波分别传播到质点P、Q处。质点M位于处，下列判断正确的是（　　）

A. 两列波波源的起振方向相同 B. 时，质点M的位移为﹣2cm

C. M点为振动加强点，始终在最大位移处 D. 0～2s内，质点M通过的路程为20cm

【10题答案】

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据波形平移法可知时质点P、Q此时的速度方向均沿y轴负方向，所以两列波波源的起振方向相同，故A正确；

B．由图可知，两列波的周期都为

P、Q到M点的距离都是

从该时刻起两列波传到M点用时

剩下时间

即M点振动的时间为 ，可知此时两列波都使M点向下运动到最低点，位移为

故B错误；

C．由题知，两列波的频率相同，波源到M点的路程差等于零，所以M点为振动加强点，振幅为4cm，位移时刻发生变化，故C错误；

D．由以上分析可知质点M振动了

所以通过的路程为

故D正确。

故选AD。

11. 在薄膜干涉实验中，铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置，形成如图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，则（　　）

A. 实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样

B. 干涉条纹的分布上疏下密

C. 任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差不变

D. 若换用红光照射，则条纹间距将变大

【11题答案】

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．薄膜干涉是前后两个面的反射光叠加产生的，应该从入射光的同侧观察，故A错误；

B．由于薄膜不是均匀增厚的，从上到下薄膜增厚的越来越快，所以明暗相间的条纹是不等间距的，而是上疏下密，故B正确；

C．任意两相邻亮条纹处对应的薄膜厚度之差是半倍的波长，不变 ，故C正确；

D．光波的干涉条纹的间距公式为

如果换成红光照射，则波长变长，相邻条纹间距变大，故D正确。

故选BCD。

12. 图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在时刻的波形图，a、b是介质中的两个质点，图乙为质点b振动的图像，则下列说法正确的是（　　）

A. 该简谐横波沿x轴负方向传播

B. 质点b的平衡位置坐标是

C. 质点a在时刻的速度与质点b在时刻的速度相同

D. 在时刻，质点a的加速度比质点b的大，且方向相反

【12题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由于在时刻b质点速度为负值而且正在减小，因此b质点正在向下运动，结合图甲可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；

B．波传播0.3s，质点 b 会到达平衡位置，速度最大，波平移了

而

所以

则质点b的平衡位置坐标是

故B 正确；

C．质点a的振动状态与处质点振动状态相同，而质点 b的振动状态传播到处需要的时间为

故质点a在时刻的速度与质点b在时刻的速度相同，故C错误；

D．经过0.5s，恰好是，a到达负向最大位移处，a加速度为最大，方向向上；b已经过平衡位置，正在向上运动，加速度不等于零且正在增大，方向向下，故D正确。

故选BD。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：

(1)已知双缝到光屏的距离，双缝间距，单缝到双缝的距离。某同学在测量时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A亮纹的中心，手轮上的读数是4.077mm；然后继续转动手轮，使分划板中心刻线对准B亮纹的中心，如图所示，手轮上的读数是______mm。则所测单色光的波长______m（保留2位有效数字）。

(2)若实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善方法有______。

A．增大双缝间距                    B．减小双缝间距

C．增大双缝到屏的距离            D．增大双缝到单缝的距离

【13题答案】

【答案】    ①. 5.665    ②. 5.3×10-7    ③. BC

【解析】

【详解】(1)[1]手轮上的读数为

[2]根据

解得

(2)[3]根据

可以采用的改善方法有：减小双缝之间的距离d，或者增大双缝到屏的距离L，BC正确，AD错误。

故选BC。

14. 某研究小组参观一家电子设备工厂时得到一块旧电池，该组成员用下列器材测量该电池的电动势、内阻和未知电阻的阻值。

电流表A（量程0～100mA）；

电压表V（量程0～8V）；

滑动变阻器R（阻值0～300Ω）；

开关S一个，导线若干条。测量步骤如下：

（1）按图甲所示，正确连接电路。

（2）测量过程：

①将图中未接导线的A端接在D点。闭合电键，调节滑动变阻器的阻值，读出多组电压表和电流表的示数U、I，并记录。以U为纵轴，I为横轴，描点作图，得到如图乙所示的一条图线。

②断开电键，将未接导线的A端由D点改接在C点，闭合电键，调节滑动变阻器的阻值，读出多组电压表和电流表的示数U、I，并记录，描点作图，得到如图乙所示的另一条图线。

你认为图乙中的图线Ⅱ是未接导线的A端接在______点（填“C”或“D”）获得的。

（3）数据处理。由图像可知该电池的电动势______V；电池内阻______Ω；未知电阻______Ω。（结果均保留2位有效数字）

【14题答案】

【答案】    ①. D    ②. 6.0    ③. 25    ④. 17

【解析】

【详解】（2）[1]图像的斜率表示内阻可知，未接导线的A端接在C点测的是电源的内阻较小为图线I，而未接导线的A端接在D点测的是等效内阻较大为图线Ⅱ；

（3）[2]图像的纵截距电动势，则

[3]由图线I的斜率可得

 [4]由图线Ⅱ的斜率可得

则未知电阻为

15. 荡秋于是一项很刺激的娱乐项目，人们可以尽情体验因超失重带来的乐趣。如图所示，秋千由踏板和绳构成，人在秋千上的摆动过程可以简化为单摆的摆动，等效“摆球”的质量为m，人蹲在踏板上时摆长为，人站立时摆长为。不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度大小为g。

（1）如果摆长为，“摆球”摆到最高点时摆角为θ，求此时摆球加速度的大小；

（2）在没有别人帮助的情况下，人可以通过在低处站起、在高处蹲下的方式使“摆球”摆得越来越高。人蹲在踏板上从最大摆角开始运动，到最低点时突然站起，假定人在最低点站起前后“摆球”摆动速度大小不变，求此后保持站立姿势摆到另一边的最大摆角（可用反三角函数表示）。

【15题答案】

【答案】（1）gsinθ；（2）

【解析】

【详解】（1）在最高点时受力如图

此时加速度垂直于摆线沿轨迹切线方向，由牛顿第二定律：

mgsinθ=ma

所以

 a=gsinθ

（2）设人在最低点站起前后“摆球”的摆动速度大小为v，根据机械能守恒，人蹲在踏板上从最大摆角θ1开始运动到最低点的过程中，有

mgL1(1−cosθ1)＝mv2

保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为θ2的过程中，有

mgL2(1−cosθ2)＝mv2

由此可得

mgL1（1-cosθ1）=mgL2（1-cosθ2）

解得

16. 如图所示，一质量为2m的L形长木板静止在光滑的水平面，木板右端竖起部分内侧有粘性物质，当有其他物体与之接触时即会粘在一起。某一时刻有一质量为m的物块，以水平速度v0从L形长木板的左端滑上木板。已知物块与L形长木板上表面的动摩擦因数为μ，当它刚要与L形长木板右端竖起部分相碰时，速度减为，碰后即粘在一起。求：

（1）物块在L形长木板上的滑行时间及此时木板在地面上滑行的距离；

（2）物块与L形长木板右端竖起部分相碰过程中，长木板受到的冲量大小。

【16题答案】

【答案】（1）；（2）mv0

【解析】

【详解】（1）设物块在L形长木板上的滑行时间为t，由动量定理得

－μmgt＝m－mv0

解得

t＝

物块与L形长木板右端竖起部分相碰前系统动量守恒有

mv0＝m＋2mv1

解得

v1＝

由动能定理得

μmgs＝·2m

解得

s＝

（2）物块与L形长木板右端竖起部分相碰系统动量守恒，则

mv0＝3mv2

对长木板由动量定理得

I＝2mv2－2mv1＝mv0

17. 如图甲是沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙是介质中b点的振动图像，图丙是该波在时的波形图。则：

（1）判断该波的传播方向；

（2）求该波波长和周期T；

（3）求0～2s内处质点运动的路程。

【17题答案】

【答案】（1）x轴负方向；（2）6m；；（3）

【解析】

【详解】（1）由图乙可知，时刻，质点b向上运动，结合图甲根据上下坡法可知，波向x轴负方向传播。

（2）由图甲可知，波长

设处质点振动方程为

代入甲丙两图像数据可得

解得

，

故周期

（3）0～2s内处质点运动经过了的周期个数

当时，质点运动不足一个周期，处质点运动的路程

故处质点运动的路程

18. 如图所示，在倾角的足够长斜面上放置一凹槽，凹槽与斜面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，凹槽两侧壁A，B间的距离。现将小球放在凹槽内上端靠侧壁A处，并同时由静止释放小球和凹槽，不计小球与凹槽之间的摩擦，且小球与凹槽发生弹性碰撞，时间极短。已知小球和凹槽的质量均为m，重力加速度，，。求：

（1）由静止释放小球和凹槽后，小球加速度和凹槽加速度的大小；

（2）由静止释放小球和凹槽到二者发生第一次碰撞所用的时间；

（3）第一次碰撞后的瞬间，小球速度和凹槽速度的大小；

（4）小球第n次到达凹槽侧壁所用的时间。

【18题答案】

【答案】（1）6m/s2；0；（2）0.2s；（3）0；1.2m/s；（4） （n=1、2、3……）

【解析】

【详解】（1）对小球根据牛顿第二定律可得

mgsin37°=ma1

解得

a1=6m/s2

对槽根据牛顿第二定律可得

mgsin37°-μ•2mgcos37°=ma2

解得

a2=0

（2）根据

解得

t1=0.2s

（3）对小球运用运动学公式可得

v2=2a1d

解得

v=1.2m/s

取沿斜面向下为正方向，根据动量守恒定律可得

mv=mv1′+mv2′

根据机械能守恒定律可得

解得小球与槽的侧壁发生第1次碰撞后的瞬间，小球和槽的速度大小分别为

v1′=0

v2′=1.2m/s

（3）小球第一次与槽碰撞经过的时间为t1，第一次碰撞后再次与槽碰撞经过的时间为t2，第一次碰撞后槽匀速运动且速度为v2′=1.2m/s，小球匀加速且加速度仍为a1，故有

解得

t2=0.4s

故从小球开始运动至与槽的侧壁发生第2次碰撞所需的时间为

T2=t1+t2=0.2s+0.4s=0.6s

第三次碰前小球和槽的速度分别为2.4m/s和1.2m/s，碰后两者再次交换速度，即槽的速度为v2′′=2.4m/s ，球的速度为v1′′=1.2m/s，碰后第四次碰撞经过的时间为t3，则

解得

t3=0.4s

则以此类推，当小球第n次到达凹槽侧壁所用的时间

（n=1、2、3……）