2023~2024学年山东省泰安市高二(上)期末模拟物理试卷(解析版)

这是一份2023~2024学年山东省泰安市高二(上)期末模拟物理试卷(解析版)，共14页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、选择题：本题共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，第7-10题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。
1. 在物理学发展过程中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列说法正确的是（ ）
A. 奥斯特发现了电流间的相互作用规律
B. 伽利略提出了行星运动定律后，牛顿发现了万有引力定律
C. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
D. 法拉第观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流
【答案】C
【解析】A．安培发现了电流间的相互作用规律，故A错误；
B．开普勒提出了三大行星运动定律后，牛顿发现了万有引力定律，故B错误；
C．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，故C正确；
D．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流静止导线附近的固定导线圈中，不会出现感应电流，故D错误．
2. 如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为（ ）
A. 0B. C. D. 2B0
【答案】C
【解析】在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零，如下图所示：
由此可知，外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，即B1=B0；依据几何关系，及三角知识，则有：BPcs30°=B0； 解得P或Q通电导线在a处的磁场大小为BP=B0；
当P中的电流反向，其他条件不变，再依据几何关系，及三角知识，则有：B2=B0；因外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，磁场大小为B0；最后由矢量的合成法则，那么a点处磁感应强度的大小为B=，故C正确，ABD错误．
3. 学校运动会进行跳远比赛时，要在沙坑里填沙．这样做的目的是为了减小人触地过程中的（ ）
A. 作用时间B. 动量变化量
C. 动量变化率D. 受到的冲量
【答案】C
【解析】跳远比赛时，运动员从与沙坑接触到静止动量的变化量相等，设为，由动量定理可知，人受到的合力的冲量是一定的，人落在沙坑中比落在地面上延长了人与沙坑的接触时间，t变大，由动量定理得：，，一定，t越长，动量变化率越小，人受到的合外力越小；故能减小的只有动量的变化率，故C正确，ABD错误．
4. 如图所示是个单摆在时间内做简谐运动的图象，由图象可知（ ）
A. 在时间内，摆球受到的回复力越来越小
B. 时刻，摆球的速度最大
C. 摆球的动能和重力势能相互转化的周期为
D. 摆球的动能和重力势能相互转化的周期为
【答案】D
【解析】在时间内，摆球的位移增大，受到的回复力越来越大，故A错误；由图可知，该摆球的周期为，且，质点位移最大，可知在时刻质点的位移也是最大，速度为零，故B错误；动能与势能都是标量，它们变化的周期等于简谐振动的周期的一半，所以摆球的动能和重力势能相互转化的周期为，故C错误，D正确．
5. 关于电磁感应现象，下列说法错误的是（ ）
A. 变压器铁芯做成片状是为了减小涡流
B. 真空冶炼炉的炉外线圈应通入高频交流电
C. 灵敏电流表在运输时总要把两接线柱用导体连接起来，是利用了电磁驱动
D. 车站和重要场所的安检门可以探测人身携带的金属物品
【答案】C
【解析】A项：变压器的铁芯用硅钢片代替整块铁芯，是为了减小涡流损失，故A正确；
B项：真空冶炼炉的炉外线圈通过的电流是高频交流电．故B正确；
C项：将两个接线柱连接起来，从而形成闭合电路，当因晃动，导致线圈切割磁感线，从而产生感应电流，出现安培阻力，进而阻碍其运动，是利用电磁阻尼原理减弱表针摆动，进而保护表针不被损坏，故C错误；
D项：安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到．故D正确．
6. 如图所示的电路中，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．某时刻闭合开关S，经过一段时间后，灯泡D正常发光．下列说法正确的是（ ）
A. 闭合S，灯泡D中的电流逐渐增大到一稳定值
B. 断开S，灯泡D先闪亮一下再熄灭
C. 断开S，灯泡D中的电流方向与原来相反
D. 断开S，电感L中电流方向与原来相反
【答案】C
【解析】闭合S瞬间，由于线圈的电流变大，导致其产生电动势，从而阻碍电流的变大，所以电流表R中的电流逐渐增大，电源消耗的内电压增大，则灯泡两端得电压减小，灯泡的电流逐渐减小，故A错误；由于电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，所以电路稳定后R上的电流小于灯泡的电流，断开S，灯泡不会闪亮，故B错误；断开S瞬间，线圈电流变小，从而产生电动势，维持R与L内的电流方向不变，该电流流过灯泡时，电流的方向与灯泡D中的电流方向与原来相反，故C正确，D错误．所以C正确，ABD错误．
7. 下列关于机械波的说法中正确的是（ ）
A. 一列声波由空气传播到水中，频率和波长都发生变化
B. 火车鸣笛时向观察者驶来，观察者听到的笛声频率比声源发出的频率高
C. 在波动中，振动相位总是相同的两个质点间的距离，叫做波长
D. 对于同一障碍物，波长越长的波越容易发生明显衍射现象
【答案】BD
【解析】A．一列声波由空气传播到水中，频率不变，波速变大，由知波长变长，故A错误；
B．火车鸣笛时向观察者驶来，产生多普勒效应，观察者听到的笛声频率比声源发出的频率高，故B正确；
C．在波动中，相邻的振动相位总是相同的两个质点间的距离，叫做波长，故C错误；
D．波长越长的波波动性越强，对于同一障碍物，波长越长的波越容易发生明显衍射现象，故D正确．
8. 一段长为L的通电直导线，设单位长度导线中有n个自由电子，每个自由电子的电荷量都是e，它们的定向移动速度大小为v，现加一匀强磁场，其方向垂直于导线，磁感应强度为B，已知这段导线受到安培力为F，则导线中每个自由电子受到的洛伦兹力（ ）
A. 大小为evB，方向和安培力F方向相反
B. 大小为evB，方向和安培力F方向一致
C. 大小为，方向和安培力方向一致
D. 大小为，方向和安培力F方向一致
【答案】BC
【解析】每米导线中有n个自由电荷，每个自由电荷的电量均为e，它们定向移动的平均速率为v，所以电流的大小为，磁场对这段导线的安培力，则导线中每个自由电子受到的洛伦兹力，根据左手定则可知方向和安培力F方向一致，故BC正确，AD错误．
9. 如图所示，质谱仪由两部分区域组成，左侧M、N是对水平放置的平行金属板，分别接到直流电源两极上，板间在较大范围内存在着电场强度为E的匀强电场和磁感应强度大小为的匀强磁场，右侧是磁感应强度大小为的另匀强磁场．一束带电粒子不计重力由左端射入质谱仪后沿水平直线运动，从点垂直进入右侧磁场后分成甲、乙两束，其运动轨迹如图所示，两束粒子最后分别打在乳胶片的、两个位置，、、三点在同一条整直线上，且则下列说法正确的是（ ）
A. 两束粒子的速度都是
B. 甲束粒子的比荷小于乙束粒子的比荷
C. 若甲、乙两束粒子的电荷量相等，则甲、乙两束粒子的质量比为4：3
D. 若甲、乙两束粒子的质量相等，则甲、乙两束粒子的电荷量比为4：3
【答案】ABC
【解析】A．粒子在平行金属板间沿直线运动，说明洛伦兹力和电场力平衡，则，得，故A正确；
B．由题意，得比荷，比荷与半径成反比，因为故甲束粒子的比荷小于乙束粒子的比荷，故B正确；
C．若甲、乙两束粒子的电荷量相等，，故C正确；
D．若甲、乙两束粒子的质量相等，，故D错误．
10. 如图所示，在光滑的水平面上有两个滑块P、Q，滑块Q的左端固定连着一轻质弹簧．两个滑块分别以一定大小的速度沿着同一直线相向运动，滑块P的质量为2m，速度方向向右，滑块Q的质量为m．速度方向向左，则下列说法正确的是（ ）
A. P、Q两个滑块包括弹簧组成的系统动能始终保持不变
B. 当两个滑块的速度相等时，弹簧的弹性势能最大
C. 两个滑块最终能以共同的速度一起向右运动
D. 从P滑块和弹簧接触到弹簧压缩至最短的过程中，滑块Q的速度大小先减小后增大
【答案】BD
【解析】对于P、Q两个滑块包括弹簧组成的系统，由于只有弹簧的弹力做功，所以系统的机械能守恒，即系统动能和弹簧弹性势能之和不变，动能是变化的，故A错误；P以某一初速度压缩弹簧，在弹簧弹力作用下P做减速运动，Q做加速运动，当P与Q速度相等时，弹簧最短，弹性势能最大，故B正确；设最终P、Q两个滑块的速度分别为和规定向右为正方向，根据动量守恒定律得： ，根据系统的机械能守恒得，
解得：，或，，故C错误；从P滑块和弹簧接触到弹簧压缩至最短的过程中，滑块Q一直受到向右的弹力，速度先向左减小至零，再向右增大，故D正确．
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
二、实验题（本题共2小题，共12分。把答案写在答题卡中指定答题处，不要求写出演算过程）
11. 如图所示，某实验小组利用图示的实验器材将电路连接好后，进行“研究电磁感应现象”的实验．
（1）实验时，线圈A放在线圈B中保持不动，小组同学将电键突然闭合时，发现电流计指针向右侧偏转．现保持电键闭合，则下列关于实验过程中所观察到的一些现象说法正确的是______
A.滑片P快速向右移动时电流计指针将向左侧偏转
B.滑片P快速向左移动时电流计指针向左侧偏转
C.将线圈A突然拔出过程中，电流计指针向左侧偏转
D.将线圈A拔出过程中，电流计指针不发生偏转
（2）实验小组通过本实验，归纳出的实验结论是______．
【答案】（1）BC （2）感应电流产生条件：闭合回路中磁通量变化
【解析】（1）将电键突然闭合时，发现电流计指针向右侧偏转，说明穿过线圈B的磁通量增大时，则电流计指针向右偏转；当滑片P快速向右移动时，导致线圈A中的电流增大，那么穿过线圈B的磁通量增大，则电流计指针将向右侧偏转，故A错误；当滑片P快速向左移动时，导致线圈A中的电流减小，那么穿过线圈B的磁通量减小，则电流计指针将向左侧偏转，故B正确；当将线圈A突然拔出过程中，那么穿过线圈B的磁通量减小，则电流计指针将向左侧偏转，故C正确，D错误．
（2）通过本实验，得出的实验结论是感应电流产生条件：闭合回路中磁通量变化．
12. 气垫导轨工作时，导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，大大减小了滑块运动时的阻力．小明同学为了验证动量守恒定律，在水平气垫导轨上放置两个质量分别为m1、m2的滑块，滑块上固定着宽度为d的遮光片，导轨上A、B两点各有一个光电门，可以测量遮光片经过光电门的挡光时间．气垫导轨正常工作后，让两滑块以不同的速度从轨道两端开始相向运动，两滑块碰后粘在一起继续运动．光电门A记录了一个时间△t1，光电门B依次记录了三个时间△t2、△t、△t．则碰撞前两滑块的动量大小分别为_____、_____；碰撞后两滑块的动量大小分别为_____、_____．重复上述实验，多做几次，若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．
【答案】
【解析】碰撞前两滑块的速度分别为：，，碰撞后两滑块粘在一起向右运动，共同速度为，所以碰撞前两滑块的动量分别为m1v1＝m1，m2v2＝m2，碰撞后两滑块的动量分别为m1v′＝m1，m2v′＝m2．
三、计算题（共4小题，共48分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）。
13. 一列简谐横波的波形如图所示，实线表示时刻的波形图，虚线表示时刻的波形图。该波的周期为。
（1）若，求该列波的传播速度；
（2）若波速为，求波的传播方向。
【答案】（1）若波沿x轴正向传播，传播速度为100m/s，若波沿x轴负向传播为140m/s；（2）波沿x轴负向传播
【解析】（1）由图像可知该列波的波长为，由于
则波传播的距离
根据题图，若波沿x轴正向传播，则有
若波沿x轴负向传播，则有
（2）由图像可知波长，在0.1s内波传播的距离为
即
由波形平移法，可知波沿x轴负向传播。
14. 如图，足够长的固定光滑水平轨道与固定的光滑竖直圆弧轨道平滑连接．质量为的小球A以速度撞上质量为的静止小球B，已知A和B的大小相同且碰撞为弹性正碰．重力加速度g的大小取10m/s2．
（1）若，求碰撞后小球B上升的最大高度；
（2）若要求两小球只发生了一次碰撞，则的大小应满足怎样的关系?
【答案】（1） （2）
【解析】（1）取向右为正方向，则由动量守恒定律和能量守恒关系可知： ，
解得
带入数据：v1=-1m/s；v2=4m/s
小球B沿圆弧上升，无论是否冲出圆弧轨道，到达最高点时的速度一定为零，则由机械能守恒：
解得h=0.8m
（2）若两球只发生一次碰撞，则首先应该满足A小球碰后反向运动，即v1