2023枣庄滕州高二上学期期末考试物理试题含解析

高二年级质量检测

物理试题

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. 2021年举行的东京奥运会上，中国小将全红婵以近乎完美的五跳拿到了10米台金牌。如果将其某次跳水全程的运动简化为：全红婵在跳台上由静止开始竖直下落，入水后做减速运动，速度减为零时并未到达池底。不计空气阻力，则全红婵（　　）

A. 在空中运动阶段，重力的冲量大于其动量变化量

B. 从刚入水到速度减为零的过程中，其动量的改变量等于水的作用力的冲量

C. 从开始下落到速度减为零的过程中，其重力的冲量大小大于水的作用力的冲量大小

D. 从开始下落到速度减为零的过程中，其重力的冲量大小等于水的作用力的冲量大小

【答案】D

【解析】

【详解】A．因为不计空气阻力，所以在空中运动阶段，全红婵只受到重力作用，故由动量定理知重力的冲量等于其动量变化量，故A错误；

B．因为从刚入水到速度减为零的过程中，全红婵受到重力和水的作用力，所以其动量的改变量等于重力和水的作用力的合冲量，故B错误；

CD．从开始下落到速度减为零的过程中，由动量定理得

即

故从开始下落到速度减为零的过程中，其重力的冲量大小等于水的作用力的冲量大小。

故C错误，D正确。

故选D。

2. 平安同学先用多用电表的欧姆表“10”挡测量，发现指针偏转角度很大而读数很小。为了减小测量误差，他再次进行测量前应该进行的操作步骤顺序是（　　）

①将红表笔和黑表笔接触

②把选择开关旋转到“×100”位置

③把选择开关旋转到“×1”位置

④调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点

A. ③①④ B. ②①④ C. ③④① D. ②④①

【答案】A

【解析】

【详解】指针的偏转角过大，表明选用的倍率过大，应当减小倍率，故把选择开关旋转到“×1”位置，更换挡位之后，应重新进行欧姆调零，再进行测量读出数据，故合理的操作顺序为③①④。故A正确，BCD错误。

故选A。

3. 如图所示，电路中、为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表。闭合开关S，使滑动变阻器的滑片向左滑动，则下列说法正确的是（　　）

A. 电压表示数变小 B. 电流表示数变大

C. 电阻消耗的功率变大 D. 电池的输出功率一定变大

【答案】C

【解析】

【详解】ABC．滑动变阻器的滑片向左滑动，则阻值变大，总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，则电压表示数变大，R1上的电压减小，则R2上的电压变大，电流变大，功率变大，则通过电流表的电流减小，AB错误，C正确；

D．因电源内阻和外电阻的大小关系不能确定，则不能判断电池的输出功率如何变化，D错误。

故选C。

4. 如图所示，某同学设计了一种利用放射性元素衰变的电池。该电池采用金属空心球壳结构，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空。球心处的放射性物质向四周均匀发射电子，电子的电荷量为e。已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，在金属壳外表面有一块较小的圆形面积S，大小为金属壳表面积的，则通过S的电流大小约为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】由题意可知，单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，则有在t时间内从放射性物质射出的电荷量为

则t时间内，通过金属壳表面较小的圆形面积S的电荷量是

由电流的定义式可得

故选A。

5. 无限长直导线在周围某点产生的磁场的磁感应强度大小与导线中电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比。三根无限长直导线垂直纸面平行放置，分别位于直角三角形OMN的三个顶点处。导线中通入大小分别为2I、I、和I的恒定电流，方向如图所示。P为MN连线中点，则P处磁感应强度方向为（　　）

A. 水平向右 B. 水平向左 C. 竖直向下 D. 竖直向上

【答案】A

【解析】

【详解】根据右手螺旋定则结合几何关系，N处导线在P点产生的磁感应强度方向垂直MN向上（与水平方向夹角为60°），大小为B，M处导线在P点产生的磁感应强度方向垂直MN向上，大小为B，O处导线在P点产生的磁感应强度方向垂直OP向下（与水平方向夹角为60°），大小为2B，根据平行四边形定则，故P处合磁感应强度方向水平向右。

故选A。

6. 如图甲所示，一水平弹簧振子在M、N两点间沿x轴方向做简谐运动，以平衡位置O为坐标原点，向右为x轴正方向。振子的振动图像如图乙所示，其中时振子的位移为。已知弹簧劲度系数为15N/cm，则（　　）

A. 振子从平衡位置O向N点运动过程中，加速度不断减小，速度不断减小

B. 振子从M点运动到N点所用时间为9s

C. 图乙中时振子的速度方向指向x轴的正方向

D. 图乙中时振子所受的回复力大小为7.5N，方向指向x轴的正方向

【答案】D

【解析】

【详解】A．振子从平衡位置O向N点运动过程中，偏离平衡位置的距离不断增大，加速度不断增大，速度不断减小，A错误；

B．根据振动图可知，弹簧振子的周期为

振子从M点运动到N点所用时间为半个周期

振子从M点运动到N点所用时间为，B错误；

C．由图可知，时弹簧振子向负方向运动，速度方向指向x轴的负方向，C错误；

D．结合振动图，当时，弹簧振子的回复力为

此时回复力的大小为，方向指向x轴的正方向，D正确。

故选D。

7. 为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到使车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带，可有效降低车速。如果某路面上的减速带间距为2m，一辆固有频率为4Hz的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是（　　）

A. 汽车速度越大，颠簸一定越厉害

B. 汽车以约8m/s的速度行驶时颠簸最厉害

C. 汽车以约8m/s的速度行驶时颠簸最轻

D. 汽车以10m/s的速度行驶时，其振动频率为4Hz

【答案】B

【解析】

【详解】A．驱动力频率越接近汽车的固有频率，颠簸越厉害，A错误；

BCD．汽车以约8m/s的速度行驶时，驱动力的周期为

驱动力的频率为

汽车做受迫振动的振动频率为4Hz，恰好等于汽车的固有频率，汽车发生共振，振幅最大，颠簸最厉害，B正确，CD错误。

故选B。

8. 如图所示，实线是沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速是，则下列说法正确的是（　　）

A. 这列波的周期是

B. 这列波传播方向为轴正方向

C. 这列波在内向轴负方向传播了个波长

D. 从时刻开始，处的质点经振动到波峰

【答案】D

【解析】

【详解】A．从题图中可知，故波的周期为，故A错误；

BC．经过0.2s即经过周期，波从实线位置传到虚线位置，根据波形的平移法可得知，该波x轴负方向传播，且在0.2s内向x轴负方向传播了个波长，故BC错误；

D．根据波的平移法，在一个周期内x=13cm处的波峰传播到x=5cm处，需要的时间为

故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. 电磁波已广泛应用在很多领域。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）

A. 在电磁波的可见光区，紫光的折射率比红光更大

B. 电磁波不能产生偏振现象

C. 麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出磁场，空间将产生电磁波

D. 赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论

【答案】AD

【解析】

【详解】A．光的波长越大，在同一介质中折射率越小，在电磁波的可见光区，紫光的波长比红光的小，因此紫光的折射率比红光更大，A正确；

B．因电磁波是横波，所以电磁波能产生偏振现象，B错误；

C．均匀变化的电场能激发出恒定的磁场，恒定的磁场不能产生电场，麦克斯韦认为周期性变化的电场在空间引起周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又在空间引起周期性变化的电场，变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，空间将产生电磁波，C错误；

D．赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，D正确。

故选AD。

10. 两块标准平面玻璃板形成一个劈形空间。内部为空气时，用单色光垂直照射玻璃板上表面，产生等间距的明暗相间的干涉条纹。下列说法正确的是（　　）

A. 干涉条纹是由空气膜上下两个表面的反射光叠加而成

B. 观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的另一侧

C. 若在劈形空间内充满水，则相邻的条纹间距将变小

D. 若在劈形空间内充满水，则相邻的条纹间距将变大

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．干涉条纹是由空气膜上下两个表面的反射光叠加而成，眼睛应在入射光的同一侧观察薄膜干涉条纹，故A正确，B错误；

CD．若在劈形空间内充满水，根据

，，

可知波长减小，相邻的条纹间距将变小，故C正确，D错误。

故选AC。

11. 某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝、的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙，图丙所示图样。下列描述正确的是（　　）

A. 图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，不会同时发生衍射

B. 遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度减小

C. 照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙相邻暗条纹的中心间距增大

D. 照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的整数倍，P点处一定是暗条纹

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由图可知，图乙是等间距条纹，因此图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，会同时发生衍射，A错误；

B．狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度减小，B正确；

C．照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，由条纹间距公式可知，图乙相邻暗条纹的中心间距增大，C正确；

D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的整数倍，P点处一定是亮条纹，D错误。

故选BC。

12. 如图所示，光滑水平轨道上放置足够长木板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端。A、B间动摩擦因数为0.5，三者质量分别为，，。开始时C静止，A、B一起以5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后立即一起向右运动。取，则（　　）

A. A与C碰撞后瞬间，A的速度为3m/s

B. A与C碰撞后瞬间，A的速度为2.5m/s

C. A与B之间摩擦产生的热量为15J

D. 若长木板A的长度为0.6m，则滑块B不会滑离木板A

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．在A与C碰撞中，因碰撞时间极小，动量守恒，设碰撞后瞬间A与C共同速度为vAC，以右为正方向，由动量守恒定律可得

mAv0=（mA+mC）vAC

解得

vAC=2.5m/s

A错误，B正确

C．当最终ABC相对静止时，由动量守恒

mBv0+（mA+mC）vAC=（mA +mB+mC）v共

解得

v共=3m/s

A与B之间摩擦产生的热量为

选项C错误；

D．木板最小长度为

因此若长木板A的长度为0.6m，则滑块B不会滑离木板A，选项D正确。

故选BD。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 某同学用单摆测量学校所在地的重力加速度。实验步骤如下：

（1）某次测量摆长时，刻度尺上的“0”刻度与悬点对齐，下端刻度如图1所示，用游标卡尺测量小球的直径，读数如图2所示，则摆长为______cm；

（2）用停表测量时间的操作中，为减小误差计时起点为小球运动到______；

（3）某同学实验时，误将悬挂点与小球下端之间的距离作为摆长，其他操作测量都无误。则他作出的图像是图3中的______（选填“1”、“2”或者“3”）。如果图线斜率都为k，则当地的重力加速度g=______。（用题中“k”表示）

【答案】    ①. 80.3080.3180.3280.3380.34    ②. 平衡位置    ③. 1    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]由图可知，刻度尺最小分度为0.1mm，再估读一位，则悬点到摆球下端的距离为

由题图2可知小球的直径为

所以摆长为

（2）[2]摆球在最高点附近运动速度较小，人由于视觉原因不可能精确定位摆球是否经过最高点，由此造成时间测量的相对误差较大。摆球在最低点附近速度较大，由位置判断的误差对时间测量的影响较小，所以应在摆球经过最低点时开始计时。
（3）[3][4]将悬挂点与小球下端之间的距离作为摆长，根据单摆周期公式有

变形得

则图像为是图3中的1所示；根据

可得

14. 一同学探究阻值约为的待测电阻在范围内的伏安特性。可用器材有：电压表V（量程为，内阻很大），电流表A（量程为，内阻为），电源E（电动势约为，内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值可选或），定值电阻（阻值可选或），开关S，导线若干。

（1）要求通过的电流可在范围内连续可调，在答题卡上将图（a）所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图________；

（2）实验时，图（a）中的R应选最大阻值为______（填“”或“”）的滑动变阻器，应选阻值为______（填“”或“”）的定值电阻；

（3）测量多组数据可得的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图（b）和图（c）所示，则此时两端的电压为______V，流过的电流为_____，此组数据得到的的阻值为______（保留3位有效数字）。

【答案】    ①.     ②.     ③.     ④.     ⑤.     ⑥.

【解析】

【详解】（1）[1]电流表内阻已知，电流表与并联扩大电流表量程，进而准确测量通过的电流，电压表单独测量的电压；滑动变阻器采用分压式接法，电表从开始测量，满足题中通过的电流从连续可调，电路图如下

（2）[2]电路中应选最大阻值为的滑动变阻器，方便电路的调节，测量效率高、实验误差小；

[3]通过的电流最大为，需要将电流表量程扩大为原来的倍，根据并联分流的规律示意图如下

根据并联分流，即并联电路中电流之比等于电阻的反比，可知

解得

（3）[4]电压表每小格表示，向后估读一位，即；

[5]电流表每小格表示，本位估读，即，电流表量程扩大倍，所以通过的电流为；

[6]根据欧姆定律可知

15. 一列简谐横波沿水平直线由A点向B点传播。如图甲、乙分别是A、B两质点的振动图像。已知该波波长大于2m，A、B两点相距4m，求这列波可能的波速。

【答案】m/s、m/s

【解析】

【详解】由振动图像可得质点振动周期

T＝0.4s

由甲乙两图，B点比A点晚振动的时间

因此A、B间的距离为

因λ>2m，且；

解得

n＝0或n＝1

根据

解得

16. 宇航员王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验。在空间站中的微重力环境下有一个水球，如果在水球中心注入空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点，如图所示。一束单色光从外球面上的A点以与AO连线成i角度射入球中，已知水的折射率为，内球面半径为R，外球面半径为2R，光速为c。求：

（1）光在水中的传播速度v；

（2）为使光在内球表面上发生全反射，入射角i的最小正弦值。

【答案】（1）；（2）0.5

【解析】

【详解】（1）由折射率表达式

解得

（2）光在内球表面上恰好发生全反射，入射角最小，设为i，光路如下图所示。

根据

由几何知识

在中，由正弦定理得

根据折射定律有

联立解得

即入射角i的最小正弦值为0.5。

17. 如图所示，电源电动势E=12V，，电容器的电容C=350μF，定值电阻，灯泡电阻，电动机的额定电压，线圈电阻。开关S闭合，电路稳定后，电动机正常工作，求：

（1）电动机输出的机械功率；

（2）若电动机被卡住后，电源的总功率；

（3）电动机被卡住后，需要断开开关检查故障。求开关S断开后，流过电动机电荷量。

【答案】（1）8W；（2）50.4W；（3）

【解析】

【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律，干路电流为

流过灯泡的电流

流过电动机的电流

则电动机的输出功率为

联立解得

（2）电动机卡住后，设电动机与灯泡并联电阻为，则有

干路电流

电源总功率为

联立解得

（3）断开S前，电容器电压

电容器带电荷量

断开S后电容器放电，流过电动机的电荷量为

代入数据联立解得

18. 如图所示，在光滑的水平面上固定一竖直挡板，一轻弹簧的左端固定在挡板上，另一端能自然伸长到N点。N点处静止放置质量为m0=0.1kg的物块，N点右侧的水平面上静止放置n个质量均为m=0.2kg的相同小球，相邻两球间有一定距离，弹簧、物块及所有小球均处在同一直线上。用外力缓慢推物块向左压缩弹簧（物块与弹簧不拴接）至某处，此时弹簧的弹性势能Ep=1.8J，现撤去外力，弹簧将物块向右弹出，弹簧与物块、物块与小球、小球与小球之间发生的碰撞都是弹性正碰，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）释放物块后至物块第一次到达N点的过程，弹簧的弹力对物块的冲量大小；

（2）物块第一次与小球碰撞后，物块的速度大小及方向；

（3）这n个小球最终获得的总动能。

【答案】（1）；（2），方向水平向左；（3）（n=1,2,3，…）

【解析】

【详解】（1）释放物块后至物块第一次到达N点的过程，根据能量守恒有

解得

根据动量定理有

（2）物块第一次与小球碰撞过程中，由于m0<m，碰后物块被向左反弹，设物块碰后速度大小为v1，小球速度大小为u1，发生弹性正碰，则有

解得

，方向水平向左

（3）由于小球质量相等，且发生的都是弹性正碰，它们之间将进行速度交换，物块向左弹回后与弹簧作用后，再以原速率v1向右弹回，再跟小球1弹性正碰，同理，第二次碰撞后，物块和小球的速度大小分别为

，

以此类推，物块和小球1经过n（n=1,2,3，…）次碰撞后，它们的速度大小分别为

，

由于相邻小球之间每次相互碰撞都进行速度交换，所以，最终从小球1开始至小球n，它们的速度大小依次为un、un-1、un-2、…、u1，则n个小球的总动能为

代入数据，解得

（n=1,2,3，…）