2023淄博四中高二上学期期末学情自测物理试题含解析

淄博四中高2021级高二上学期学情自测

物理·试卷

第Ⅰ卷（共62分）

一、单项选择题（本题共8个小题，每小题只有一个选项正确，每题4分，共32分）

1. 关于图中四幅图所涉及物理知识的论述中，正确的是（　　）

A. 甲图中，由两个简谐运动的图像可知：它们的振动步调不一致

B. 乙图中，演示简谐运动的图像实验中，若匀速拉动纸条的速度较小，则由图像测得简谐运动的周期较短

C. 丙图中，可利用薄膜干涉检查样品的平整度

D. 丁图中，显示的是阻尼振动的固有频率f与振幅A的关系图线

【答案】C

【解析】

【详解】A．由两个简谐运动的图像可知：它们的相位差恒定，步调一致，A错误；

B．演示简谐运动的图像实验中，若匀速拉动木板的速度较小，会导致图像的横坐标变小，但对应的时间仍不变，简谐运动的周期与单摆的固有周期相同，B错误；

C．利用薄膜干涉，由薄层空气的上、下两表面反射光，频率相同，从而进行相互叠加，达到检查样品的平整度的目的，C正确；

D．由图可知当驱动力的频率f跟固有频率相同时，才出现共振现象，振幅才最大，跟固有频率相差越大，振幅越小，D错误。

故选C。

2. 如图所示，质量为0.5kg的小球在距离车底面高20m处以一定的初速度向左平抛，落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4kg，设小球在落到车底前瞬时速度是25m/s，g取10m/s2，则当小球与小车相对静止时，小车的速度是（　　）

A. 4m/s B. 5m/s C. 8.5m/s D. m/s

【答案】B

【解析】

【详解】由题意知，小球在落到小车前做平抛运动，且小球在落到车底前瞬时速度是

此时小球的竖直分速度为

则此时的水平速度为

方向水平向左，规定水平向右为正方向，则小车的速度为

则根据动量守恒定律可得

即当小球与小车相对静止时，小车的速度是5m/s，所以B正确，ACD错误。

故选B。

3. 一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速v=4m/s，已知坐标原点（x=0）处质点的振动图象如图所示，在下列幅图中能够正确表示t=0.15s时波形的图是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】试题分析：简谐横波沿x轴负方向传播，因此在t＝0.15 s时，原点处的质点位移是为正，向负方向振动．CD图原点处的质点位移为负，所以CD错；B图向正方向振动，B错，因此选Ａ．

考点：振动图象与波的图象

4. 有一摆长为L的单摆，其悬点正下方某处有一小钉，摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部被小钉挡住，使摆长发生变化。现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M运动到左边最高点N的频闪照片如图所示（悬点与小钉未被摄入）。P为摆动中的最低点，已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点间的距离为（　　）

A.  B.  C.  D. 无法确定

【答案】C

【解析】

【详解】设每相邻两次闪光的时间间隔为t，则摆长为L时单摆摆动的周期为

摆长为'时单摆摆动的周期为

所以

T1∶T2=2∶1

又因为

故可得

所以小钉与悬点间的距离为

故选C。

5. 光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为，其侧截面如图所示，一复色光以入射角从轴心射入光导纤维后分为、两束单色光，两单色光在内芯和外套界面多次全反射后从光导纤维另一端射出，已知内芯材料对光的折射率为，真空中的光速为。下列说法正确的是（　　）

A. 内芯材料对光的折射率小于

B. 在内芯中光传播速度比光小

C. 若光恰好发生全反射，则在这段光纤中的传播时间为

D. 当逐渐增大到时，开始有光从纤维侧壁射出

【答案】D

【解析】

【详解】A．设折射角为α，根据折射定律有

由于a光的折射角大于b光的折射角，因此内芯材料对b光的折射率大于对a的折射率n，A错误；

B．根据速度与折射率的关系有

由于内芯对光a的折射率小于对b光的折射率，因此在内芯中a光传播速度比b光大，B错误；

C．光线a的临界角为C，且有

若a光恰好发生全反射，则在这段光纤中的传播时间为

C错误；

D．光线a临界角为C，如图

由于

随着入射角θ0逐渐增大，光线a与边界间的夹角逐渐减小，恰好达到临界角时，根据几何关系

而

整理得

此时开始有光从纤维侧壁射出，D正确。

故选D。

6. 如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面，导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐标原点O，e为cd的中点且在y轴上；四条导线中的电流大小相等，其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里，其余导线电流方向垂直坐标平面向外。则（　　）

A. O点的磁感应强度为0

B. O点的磁感应强度方向由O指向b

C. e点的磁感应强度方向沿y轴正方向

D. e点的磁感应强度方向沿y轴负方向

【答案】D

【解析】

【详解】AB．由题知，四条导线中的电流大小相等，且到O点的距离相等，故四条导线在O点的磁感应强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，四条导线中在O点产生的磁感应强度方向，如图所示

由图可知，与相互抵消，与合成，根据平行四边形定则，可知O点的磁感应强度方向由O指向c，其大小不为零，故A，B错误；

CD．由题知，四条导线中的电流大小相等，a、b到e点的距离相等，故a、b在e点的磁感应强度大小相等，c、d到e点的距离相等，故c、d在e点的磁感应强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，四条导线中在O点产生的磁感应强度方向，如图所示

由图可知与大小相等，方向相反，互相抵消；而与大小相等，方向如图所示，根据平行四边形定则，可知两个磁感应强度的合磁感应强度沿y轴负方向，故C错误，D正确。

故选D。

7. 如图所示，为测电源电动势和内电阻时，依据测量数据做出的路端电压与电流强度的关系图线，C、E分别是图像上D点对应的纵坐标、横坐标，A、B为图像纵截距与横截距，由图线可知（　　）

A. 比值表示电路总电阻 B. 比值表示电源内电阻

C. 比值表示电源效率 D. 矩形的面积表示电源的输出功率

【答案】D

【解析】

【详解】A．比值表示路端电压U与电流I的比值，等于外电路电阻，A错误；

BC．比值、表示图线的斜率的绝对值，表示电源的内阻，比值表示电源效率，、无具体的物理意义，BC错误；

D．矩形的面积等于路端电压U与电流I的乘积，等于电源的输出功率，D正确。

故选D。

8. 如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球A、B叠放在一起，从高度为h处自由落下，h远大于两小球半径，落地瞬间，B先与地面碰撞，后与A碰撞，所有的碰撞都是弹性碰撞，且都发生在竖直方向、碰撞时间均可忽略不计。已知m2＝3m1，则A反弹后能达到的高度为（　　）

A. h B. 2h C. 3h D. 4h

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】下降过程为自由落体运动，由匀变速直线运动的速度位移公式得

v2=2gh

解得触地时两球速度相同，为

m2碰撞地之后，速度瞬间反向，大小相等，选m1与m2碰撞过程为研究过程，碰撞前后动量守恒，设碰后m1、m2速度大小分别为v1、v2，选向上方向为正方向，由动量守恒定律得：

m2v-m1v=m1v1+m2v2

由能量守恒定律得

由题可知

m2=3m1

联立解得

反弹后高度为

故D正确，ABC错误。
故选D。

二、多项选择题（本部分共6个小题，共30分。每小题有两个或两个以上答案正确，全对得5分，对而不全得3分，有错选不得分）

9. 下列四幅图中所涉及的物理知识论述，正确的是（　　）

A. 甲图中的泊松亮斑说明光具有波动性

B. 乙图中的海市蜃楼是光的全反射现象引起的

C. 丙图是薄膜干涉演示实验中，将膜竖直放置后，观察到的干涉图样

D. 丁图中用相机拍摄玻璃橱窗内的景物时，可通过镜头表面的增透膜减弱玻璃橱窗表面的反射光影响

【答案】AB

【解析】

【详解】A．泊松亮斑是光的衍射现象，说明光具有波动性，A正确；

B．海市蜃楼是光全反射现象，B正确；

C．薄膜干涉演示实验中，将膜竖直放置，观察到的干涉图样应该是水平方向的，C错误；

D．用相机拍摄玻璃橱窗内的景物时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片清晰，D错误。

故选AB。

10. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光．在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是（   ）

A. 小灯泡L1、L2均变暗

B. 小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗

C. 电流表A的读数变小，电压表V的读数变大

D. 电流表A的读数变化量与电压表V的读数变化量之比不变

【答案】BCD

【解析】

【分析】

【详解】ABC．将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，与灯并联的电路的电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电流表读数变小，变暗，电源的内电压减小，根据闭合电路欧姆定律得知路端电压增大，电压表V的读数变大，路端电压增大，而灯电压减小，所以灯的电压增大，灯变亮，故BC正确，A错误；

D．电压表的变化量与电流表的变化量的比值为电源的内阻，电源的内阻不变，故D正确．

故选BCD。

11. 在图示U﹣I图象中，直线 a 表示某电源的路端电压与电流的关系，直线 b 为某一电阻 R 的伏安特性曲线。现用该电源直接与该电阻 R 连接成闭合电路。则下列判断正确的是（  ）

A. R的阻值为0.25

B. 电源的电动势E＝6V，电源的内阻为0.5

C. 电源的输出功率为9W

D. 电源工作效率为25%

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．由图象b可知，斜率表示阻值，即外电阻：

故A正确；

B．由图象a可知，电源电动势E=6V，短路电流I短=8A，电源内阻为：

故B错误；

C．由两图象的交点坐标，可得电源的路端电压为1.5V，干路电流为6A，电源的输出功率为：

P=UI=1.5×6W=9W，

故C正确。
D．电源的效率为：

故D正确。

故选ACD。

12. 在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M=0.6kg，m=0.2kg的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有Ep=10.8J弹性势能的轻弹簧（弹簧与两球不相连），原来处于静止状态。现突然释放弹簧，球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R=0.425m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示。g取10m/s2。则下列说法正确的是（　　）

A. 球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为3.4N·s

B. 弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为1.8N·s

C. 若半圆轨道半径可调，则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小

D. M离开轻弹簧时获得的速度为9m/s

【答案】AB

【解析】

【详解】ABD．释放弹簧过程中系统动量守恒、机械能守恒，以向右为正方向，由动量守恒得

由机械能守恒得

代入数据解得

即M离开轻弹簧时获得的速度为3m/s；m从A到B过程中，由机械能守恒定律得

解得

以向右为正方向，由动量定理得，球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为

则合力冲量大小为3.4N•s，由动量定理得，弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为

故A B正确，D错误；

C．设圆轨道半径为r时，飞出B后水平位移最大，由A到B机械能守恒定律得

在最高点，由牛顿第二定律得

m从B点飞出，需要满足：，飞出后，小球做平抛运动

解得

当时，即r=1.0125m时，x为最大，球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大先增大后减小，故C错误。

故选AB。

13. 如图所示，物体A置于物体B上，一轻弹簧一端固定，另一端与B相连，在弹性限度范围内，A和B在光滑水平面上往复运动（不计空气阻力），并保持相对静止，则下列说法正确的是（　　）

A. A和B均做简谐运动

B. 作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比

C. B对A的静摩擦力对A做功，而A对B的静摩擦力对B不做功

D. B对A的静摩擦力始终对A做正功，而A对B的静摩擦力对B做负功

【答案】AB

【解析】

【详解】A．物体A、B保持相对静止，在轻质弹簧的作用下做简谐运动，A正确；

B．对A、B整体由牛顿第二定律

对A由牛顿第二定律

解得

B正确；

CD．在靠近平衡位置的过程中，B对A的摩擦力对A做正功，在远离平衡位置的过程中，B对A的摩擦力对A做负功，同理A对B的摩擦力也做功，靠近平衡位置时做负功，远离平衡位置时做正功，CD错误。

故选AB。

14. 一列简谐横波沿轴正方向传播，在时刻与两个时刻，轴上区间的波形完全相同，如图所示。图中、两质点在时刻位移均为振幅的一半，下列说法中正确的是（　　）

A. 该波的波速可能为

B. 时刻，处的质点位移一定是

C. 从时刻起，处的质点比处的质点先回到平衡位置

D. 从时刻起，在质点第一次到达平衡位置时，质点恰好到达波峰

【答案】AC

【解析】

【详解】A．已知波沿轴正方向传播，则在△时间内，波传播距离为

△，2，3，

则该波的波速

，2，3，

当时，

故A正确；

B．由于周期不确定，不一定等于半个周期的奇数倍，则时刻，处的质点位移不一定是，故B错误；

C．因波沿轴正方向传播，再结合波形图可知从时刻起，在处的质点比处的质点先回到平衡位置，则C正确；

D．利用波的“平移法”可判断，当质点第一次到达平衡位置时，质点还在继续向上振动，没有到达波峰，故D错误；

故选AC。

第Ⅱ卷（共38分）

三、实验题（共两小题，14分）

15. 某同学在做“碰撞中的动量守恒”实验中，所用装置如图所示．

(1)下面是本实验部分测量仪器或工具，需要的是________．

A．秒表

B．天平

C．刻度尺

D．弹簧秤

(2)为了完成本实验，下列必须要求的条件是________．

A．斜槽轨道末端的切线必须水平

B．入射球和被碰球的质量必须相等

C．入射球和被碰球大小必须相同

D．入射球每次不必从轨道同一位置由静止滚下

(3)某次实验中得出的落点情况如图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为________．

【答案】    ①. (1)  BC；　    ②. (2)  AC；    ③. (3)  4：1

【解析】

【详解】（1）本实验需要天平称量物体的质量，需要刻度尺测量长度，故选BC．
（2）要保证碰撞后两个球做平抛运动，故斜槽轨道末端的切线必须水平，故A正确；入射球质量要大于被碰球质量，即m1＞m2，防止碰后m1被反弹，故B错误；为保证两球正碰，则两球大小必须相等，选项C正确；为保证碰撞的初速度相同，入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，故D错误；故选AC．
（3）根据动量守恒定律，有： 
代入数据，有：m1×0.255=m1×0.155+m2×0.400
解得：m1：m2=4：1

16. 某同学想运用如图甲所示的实验电路，测量未知电阻Rx的阻值，电流表A的内阻和电源（内阻忽略不计）的电动势，实验过程中电流表的读数始终符合实验要求。

①为了测量未知电阻Rx的阻值，他在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至__________（填“最大”或“最小”），然后闭合开关K1，将开关K2拨至1位置，调节R2使电流表A有明显读数I0；接着将开关K2拨至2位置。保持R2不变，调节R1，当调节R1=34.2Ω时，电流表A读数仍为I0，则该未知电阻的阻值Rx=____________Ω。

②为了测量电流表A的内阻RA和电源（内阻忽略不计）的电动势E，他将R1的阻值调到R1=1.5Ω，R2调到最大，将开关K2调至2位置，闭合开关K1；然后多次调节R2，并在表格中记录下了各次R2的阻值和对应电流表A的读数I；最后根据记录的数据，他画出了如图乙所示的图像；利用图像中的数据可求得，电流表A的内阻RA=_______Ω，电源（内阻忽略不计）的电动势E=_______V。

【答案】    ①. 最大    ②. 34.2    ③. 0.5    ④. 4

【解析】

【详解】①[1]为了保证电路中用电器的安全，应该在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至最大，使电路中的电流较小，不会烧掉用电器；

[2]由于两次电路中电流相等，说明两次电路中的总电阻也相等，故

②[3][4]根据闭合电路欧姆定律可知

解得

结合斜率和截距可得

四、论述计算题（本部分有两个小题，满分24分。请在答题纸上作答，书写必要的文字公式和理由，只写结果答案不给分）

17. 如图，一质量M＝6kg的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量m＝6kg，停在木板B的左端．质量为m0＝1kg的小球用长为L＝0.8m的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与物块A发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度为h＝0.2m，物块A与小球可视为质点，不计空气阻力．已知物块A、木板B间的动摩擦因数μ＝0.1，(g＝10m/s2)求：

(1)小球运动到最低点与物块A碰撞前瞬间，小球的速度大小；

(2)小球与物块A碰撞后瞬间，物块A的速度大小；

(3)为使物块A、木板B达到共同速度前物块A不滑离木板，木板B至少多长？

【答案】(1)4m/s (2)1m/s (3)0.25m

【解析】

【详解】(1)对小球下摆过程，由机械能守恒定律得：

解得：v0＝4m/s

(2)对小球反弹后过程，由机械能守恒定律得：

解得：v1＝2m/s

小球与物块A碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向

由动量守恒定律得：m0v0＝－m0v1＋mvA

解得vA＝1m/s

(3)物块A与木板B相互作用过程，系统动量守恒，以物块A的速度方向为正方向

由动量守恒定律得：mvA＝(m＋M)v，

解得v＝0.5m/s

由能量守恒定律得：

解得：x＝0.25m．

18. 如图，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边P点正上方h1=0.9 m的高度处，浮标Q离P点S1=1.2 m远，PQ水平，鱼饵灯M在浮标正前方S2=1.8 m处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知鱼饵灯离水面的深度h2=2.4m，求：

(1)水的折射率n；

(2)若让鱼饵灯继续缓慢竖直下沉至恰好有光线从P处射出，则下沉距离多大？（）

【答案】(1) (2)0.2m

【解析】

【详解】【分析】根据光的折射定律求出水的折射率，当光线恰好从P处射出时，鱼饵灯与P点的连线和竖直方向夹角为临界角C，由几何关系下沉距离．

解：(1)设空气中和水中的角分别为i、

则有：

根据光的折射定律可知

 联立并代入数据得：

(2)当光线恰好从P处射出时，鱼饵灯与P点的连线和竖直方向夹角为临界角C

则有

又

得