山东省济宁市第一中学2022-2023学年高二上学期期末物理试题(含答案)

济宁市第一中学2022－2023学年度上学期期末自测试题

高二物理

一、单项选择题：共8小题，每小题3分，共24分。

1. 下列光学现象，说法正确的是（    ）

A. 泊松亮斑是衍射现象，证明了光是一种波

B. “海市蜃楼”是由于光的衍射造成的

C. 两个完全相同的日光灯发出的光相遇时，一定可以发生干涉

D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度

2. 水刀切割具有精度高，无热变形、无毛刺，无需二次加工以及节约材料等特点，因而得到广泛应用。某水刀切割机床如图所示，若横截面直径为d的圆柱形水流垂直射到要切割的钢板上，碰到钢板后水的速度减为零。已知水的流量（单位时间流出水的体积）为Q，水的密度为，则钢板受到水的平均冲力大小为（    ）

A.  B.  C.  D.

3. 飞力士棒是一种轻巧的运动训练器材，是一根弹性杆两端带有负重的器械，如图a。某型号的飞力士棒质量为600g，长度为1.5m，固有频率为4.5Hz。如图b，某人用手振动该飞力士棒进行锻炼，则下列说法正确的是（    ）

A. 使用者用力越大，飞力士棒振动越快

B. 手振动的频率增大，飞力士棒振动的频率不变

C. 手振动的频率增大，飞力士棒振动的幅度一定变大

D. 手每分钟振动270次时，飞力士棒产生共振

4. 如图所示，颠球是足球运动中的一项基本功，若某次颠球中，颠出去的足球竖直向上运动之后又落回到原位置，设整个运动过程中足球所受阻力大小不变。下列说法正确的是（    ）

A. 球从颠出到落回的时间内，重力的冲量为零

B. 球从颠出到落回的时间内，阻力的冲量为零

C. 球上升阶段与下降阶段合外力的冲量大小相等

D. 球上升阶段动量的减少量大于下降阶段动量的增加量

5. 如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为，，，，电源电动势，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是（    ）

A.  B.  C.  D.

6. 如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，电压表和电流表均为理想电表。闭合电路，当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，下列说法中正确的是（    ）

A. 电压表的示数不变  B. 电流表的示数变大

C. 定值电阻消耗的电功率变小 D. 电源的输出功率一直变大

7. 有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，一位同学想用一个卷尺测量它的质量。他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d和船长L。已知他自身的质量为m，则船的质量为（    ）

A.  B.  C.  D.

8. 如图所示，电阻均匀的圆环，固定于匀强磁场中，环平面与磁场方向垂直，M、N与直流电源相连，圆环的劣弧MGN对应的圆心角为90°，它所受的安培力大小为F，则整个圆环所受的安培力大小为（    ）

A.  B.  C.  D.

二、多项选择题：共4小题，每小题4分，共16分。

9. 一列波向右传播，经过某个有一串粒子的介质。如图所示为某一时刻各粒子的位置，虚线为对应各粒子的平衡位置。以下关于该波在图示时刻说法正确的是（    ）

A. 此波为纵波，波长为8cm B. 粒子8和10正朝同一方向运动

C. 粒子3此时速度为零  D. 粒子7和11的位移大小始终相同

10. 在某次冰壶比赛中，运动员利用红壶去碰撞对方静止的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞，如图（b）所示。碰撞前后两壶做直线运动的图线如图（c）中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量相等，则（    ）

A. 两壶发生了弹性碰撞  B. 碰后蓝壶的速度为8.0m/s

C. 碰后蓝壶移动的距离为2m D. 碰后红壶还能继续运动2s

11. 如图所示，光滑水平面上放有质量为M＝2kg的足够长的木板B，通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连的物块A叠放在B上，A的质量为，弹簧的劲度系数。初始时刻，系统静止，弹簧处于原长。现用一水平向右的拉力作用在B上，已知A、B间动摩擦因数，弹簧振子的周期为，取，。则（    ）

A. A受到的摩擦力逐渐变大

B. A向右运动的最大距离为4cm

C. 当A的位移为2cm时，B的位移为2cm

D. 当A的位移为4cm时，弹簧对A的冲量大小为

12. 利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差（约为微米量级），实验装置如图甲所示。和是具有标准平面的玻璃平晶，为标准金属丝，直径为；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为L。实验中用波长为的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻条纹的间距为。则以下说法正确的是（    ）

A.   B. A与直径相差越大，越大

C. 轻压右端，若增大则有 D. A与直径相等时可能产生图乙中的干涉条纹

三、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

13. 某同学做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验。

（1）组装单摆时，下列器材更合适的是______

长度约为100cm的无弹性细线   长度约为40cm的无弹性细线

直径为2.0cm的带孔塑料球   直径为2.0cm的带孔小钢球

（2）为了减小周期的测量误差，摆球应在经过______（填“最高点”或“最低点”）位置时开始计时，并计数为1，之后摆球每次通过该位置时计数加1，当计数为65时，所用的时间为t，则单摆周期为______。

（3）若测得摆线长为、小球直径为d、单摆周期为T，则当地的重力加速度的计算式为g＝______。

（4）该同学通过多次实验后以摆长L为横坐标、周期的平方为纵坐标，作出图线如图所示，若他计算摆长时加的是小球直径，则所画图线应为图中的直线______（填“甲”或“乙”）。

14. 小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。

（1）图中电流表的示数为______A。

（2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：

请根据表中的数据，在坐标纸上作出图线。

由图线求得：电动势______V，内阻______。（结果保留两位有效数字）

（3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合。其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为____________。

15. 如图所示，在与水平方向成的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的

金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度B；

（2）如果磁场的大小方向可变，棒依然静止，磁场沿什么方向时磁感应强度最小，最小值为多少？

16. 一足够长宽为L的长方体透明介质与右侧的荧光屏平行放置，其右表面距离荧光屏的距离也为L，在透明介质的左侧L处有一点光源S，该光源在荧光屏上的投影点为O，点光源S发出一细光束，光束与透明介质表面呈，细光束经透明介质折射后射到荧光屏上的A点，经测量可知AO两点之间的距离为，已知光在真空中的速度为c。求：

（1）该透明介质的折射率大小为多少？

（2）细光束从发射到射到荧光屏上的时间为多少？

17. 两列简谐横波P、Q在同一介质中分别沿x轴正方向和负方向传播。P、Q两列波在时刻的波形分别如图甲中实线、虚线所示，处质点的振动图像如图乙所示。简谐波P的周期为，图中、已知，未知。求：

（1）两列波在介质中的传播速度v及简谐波Q的周期；

（2）处的质点在时刻的位移y；

（3）求及处质点从时刻到时间内通过的路程s。

18. 如图为某游戏装置的示意图，由固定的竖直光滑圆弧轨道A、静止在光滑水平面上的滑板B、固定竖直挡板C组成。轨道A的底端与滑板B的上表面水平相切，初始时轨道A与滑板B左端紧靠在一起，滑板B右端与竖直挡板C相距。游客乘坐滑椅（可视为质点）从轨道A上P点由静止出发，冲上滑板B，滑板B足够长（滑椅不会从滑板表面滑出），滑板B与挡板碰撞无机械能损失。已知游客与滑椅的总质量，圆弧轨道的半径，O点为圆弧轨道的圆心，OP与竖直方向夹角，滑板B的质量，滑椅与滑板B间的动摩擦因数，空气阻力可忽略。求：

（1）游客与滑椅滑到圆弧轨道最低点时的动量大小；

（2）滑板B与竖直挡板碰撞前，游客、滑椅和滑板B组成的系统产生的内能；

（3）若滑板B右端与固定挡板C距离d可以改变，并要求滑板B只与挡板C碰撞两次，则d应满足的条件。

济宁市第一中学2022－2023学年度上学期期末自测

高二物理详解

一、单项选择题：共8小题，每小题3分，共24分。

1. A 【解析】泊松亮斑是衍射现象，而衍射现象是波特有的，证明了光是一种波，A正确；“海市蜃楼”是由于光的折射造成的，B错误；两个完全相同的日光灯发出的光也有多种频率，两种光的频率并不一定相同，不一定能发生干涉，C错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，使看得更清晰，但不能增加透射光的强度，D错误。故选A。

2. D 【解析】以水为研究对象，根据动量定理可知，而，，代入可得，故选D。

3. D 【解析】人用手振动该飞力士棒，让其做受迫振动，受迫振动的频率与驱动力的大小无关，其频率等于周期性外力的频率，即手振动的频率增大，飞力士棒振动的频率也增大，AB错误；当手振动的频率靠近该飞力士棒的固有频率时，飞力士棒振动的幅度才会变大，C错误；当手振动的频率等于该飞力士棒的固有频率时，飞力士棒产生共振，则手的振动频率为4.5Hz，即每秒钟振动4.5次，则一分钟振动270次，D正确。故选D。

4. D 【解析】由冲量定义，球从击出到落回的时间内，重力和阻力的冲量为力乘以力作用的时间，大小不为零，AB错误；球上升时合力为重力加阻力，下降时合力为重力减阻力，故上升时合外力比下降时合外力大，由牛顿第二定律，上升时加速度，大于下降时加速度，设上升阶段球的初速度为v，末速度为0，由动量定理，下降阶段初速度为0，末速度为，由于上升时加速度比下降时加速度大，根据速度位移关系，其末速度，动量的变化量，则球上升阶段动量的变化量大于下降阶段动量的变化量，球上升阶段与下降阶段合外力的冲量大小不相等，C错误，D正确；故选D。

5. A 【解析】由电路图可知与串联后与并联，再与串联。并联电路部分的等效电阻为，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流即经过的电流为，并联部分各支路电流大小与电阻成反比，则，，四个灯泡的实际功率分别为，，，，故四个灯泡中功率最大的是。故选A。

6. B 【解析】当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，则，所以总电流变大，电流表示数增大。又根据闭合欧姆定律，可知路端电压变小，即电压表示数减小，A错误，B正确；根据可知，线路总电流增大，定值电阻消耗的电功率变大，C错误；根据，，由数学知识可知，当，电源输出功率最大，但是从题仅知道滑动变阻器接入电路的电阻变小，并不知道外电路总电阻和r之间的关系，D错误。故选B。

7. B 【解析】画出如图所示的草图，设人走动时船的速度大小为v，人的速度大小为，船的质量为M，人从船尾走到船头所用时间为t。则，，人和船组成的系统在水平方向上动量守恒，取船的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得，解得船的质量，B正确，ACD错误。故选B。

8. D 【解析】由图知，圆环的劣弧MGN和圆环的其余部分是并联关系，两部分的长度之比为，电阻之比是，通过电流之比为，两部分在磁场中的等效长度相同，等效电流方向相同，则两部分所受安培力大小之比为，方向相同，所以整个圆环所受的安培力大小为，D项正确，ABC三项错误。

二、多项选择题：共4小题，每小题4分，共16分。

9. AD 【解析】从图中可以看出，有疏部和密部，故此波为纵波，3到11正好一个波长，为8cm，A正确；波向右传播，波形平移，8在靠近平衡位置，向左运动，10在远离平衡位置，向右运动，B错误；3位于平衡位置，速度最大，C错误；7跟11运动情况相反，但位移大小相等，D正确。故选AD。

10. BC 【解析】由图b所示图像可知，碰前红壶的速度，碰后速度为，碰后红壶沿原方向运动，设碰后蓝壶的速度为v，两壶碰撞过程系统动量守恒，取碰撞前红壶的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得，代入数据解得，碰前动能，碰后动能，则，碰撞过程中机械能有损失，碰撞为非弹性碰撞，A错误；由图b所示图像可知，碰前红壶的速度，碰后速度为，碰后红壶沿原方向运动，设碰后蓝壶的速度为v，两壶碰撞过程系统动量守恒，取碰撞前红壶的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得，代入数据解得，B正确；根据速度图像与坐标轴围成的面积表示位移，可得，碰后蓝壶移动的位移大小，C正确；根据“红壶碰撞前后的图线平行”知，碰撞前后红壶加速度不变，速度从1.2m/s减小到1.0m/s和速度从0.2m/s减小到0，速度变化量相同，根据，可知所用时间也相同，速度从1.2m/s减小到1.0m/s用时1s，故碰后红壶还能继续运动1s。D错误；故选C。

11. BC 【解析】开始时A受B的静摩擦力逐渐增加，当静摩擦力达到最大时，产生滑动，则此时A受滑动摩擦力保持不变，A错误；AB间的最大静摩擦力为，当静摩擦力达到最大时，A向右运动的距离为，此时弹力与摩擦力相等，A与B有共同的速度，且此时A的速度达到最大值，以后A始终受到向右的大小不变的滑动摩擦力作用，A继续向右运动，由于弹力大于摩擦力，则A将做减速运动（运动情况类似竖直方向的弹簧振子），则A还能继续向右运动2cm后速度减为零，则A向右运动的最大距离为4cm，B正确；当A的位移为2cm时，由B项分析可知，A与B有共同的速度保持相对静止，故B的位移也为2cm，C正确；当A的位移为4cm时，由B项分析可知，A的速度变为0，由动量定理可知，A的动量变化量为零，故弹簧对A的冲量大小等于摩擦力对A的冲量大小，此时弹簧振动半个周期，若所受摩擦力一直为滑动摩擦力，则，由于在物块A受到的摩擦力小于滑动摩擦力，所以弹簧对A的冲量小于，D错误。故选B。

12. AC 【解析】设标准平面的玻璃晶之间的夹角为，由题可知，有，有空气薄膜干涉的条件可知，，，A正确；由上述分析可知，与A直径相差越大，越大，越小；B错误；轻压右端，若增大则有减小，说明，C正确；当A与直径相等时，，形不成图乙中的干涉条纹，D错误。故选A。

三、非选择题：共6小题，共60分。其中第15题~第18题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

13.（5分）①AD##DA   ②最低点   ③   ④  ⑤乙

【解析】（1）实验中要选用长1m左右、不易变形的细线，小球选用质量大、体积小的小钢球，故选AD。

（2）小球经过最低点的位置速度最大，所以为了减小测量周期的误差，摆球应选经过最低点的位置开始计时。由试题分析可知，小球全振动的次数为32次，所以周期为

（3）[4]由单摆周期公式可知单摆周期为，解得

（4）[5]由单摆周期公式可得，若该同学计算摆长时加的是小球直径，则有，由图像可知乙正确。

14.（5分）①0.44  ②  ③1.6  ④1.2  ⑤干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大

【解析】（1）电流表选择的量程是0~0.6A，所以此时电流表的示数为0.44A。

（2）根据表中的数据，画出图像如图所示

根据图像可知，纵坐标的截距代表电动势的大小，直线的斜率代表内电阻的大小，所以电动势，内阻

（3）干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大。

15.（8分）（1）；（2）垂直于斜面向上，

【解析】（1）棒静止时，通过受力分析可知。则有

即

解得

（2）若要使B取值最小，即安培力F最小。显然当F平行斜面向上时，F有最小值，此时B应垂直于斜面向上，且有

所以

解得

16.（10分）（1）；（2）

【解析】（1）作出光路图如图所示

入射角为，设折射角为，光束从透明介质出射时偏离入射点距离为x，则有

则有

由折射定律

（2）细光束在透明介质中的速度

由几何关系有

解得

光束在空气中的传播时间为

因此光束从发射到射到荧光屏上的时间为

17.（14分）（1）；；（2）；（3）；

【解析】（1）由图可知简谐波P、Q的波长，

根据可得两列波在介质中的传播速度

另两列波在同种介质中传播速度相等，则

解得

（2）时间内，横波P向右移动距离

横波Q向左移动距离

此时处质点恰好处于两波的波谷叠加，故

（3）时刻起到处质点再次出现波谷与波谷叠加经历的时间为，则

当，时，对应时间，则

18.（14分）（1）；（2）2400J；（3）

【解析】（1）设滑椅滑到圆弧轨道最低点时速度为，由动能定理有

在圆弧轨道最低点时游客与滑椅的动量大小

（2）设共同速度为v，由动量守恒定律

解得

设在此过程中滑板的位移为，由动能定理有

解得

因，故达到共同速度后才与C碰撞，对系统能量守恒定律

解得

（3）设B与C板第一次碰撞前瞬间，两者的速度大小分别为、，由动量守恒定律

设B与C板第二次碰撞前瞬间，两者的速度大小分别为、，由动量守恒定律

若要碰撞两次，则需要满足，

根据B往返运动的对称性，对B动能定理

联立上式，由

可得

由

可得

即d应满足的条件