山东省淄博市2021-2022学年高二上学期期末考试物理试题

2021-2022 学年度第一学期高二教学质量检测 物理 一、单项选择题：本题共8 小题，每小题3 分，共24 分．在每个题给出的四个选项 中，只有一项是符合题目要求的． 1. 警车向路上的车辆发射固定频率的超声波，同时探测反射波的频率．下列说法正确的是（ ） A. 当车辆匀速驶向停在路边的警车时，警车探测到的反射波频率增高 B. 当车辆匀速驶离停在路边的警车时，警车探测到的反射波频率增高 C. 当警车匀速驶向停在路边的汽车时，警车探测到的反射波频率降低 D. 当警车匀速驶离停在路边的汽车时，警车探测到的反射波频率不变 2. 晴朗的 夜空繁星闪烁，有的恒星颜色偏红，有的恒星颜色偏蓝关于“红星”和“蓝星”表面的 温度，下列说法正确的是（ ） A. 恒星表面的 温度越高，表面颜色越偏红，所以“红星”表面的温度高 B. 恒星表面的温度越高，表面颜色越偏蓝，所以“蓝星”表面的温度高 C. “红星”和“蓝星”表面的温度一样高 D. 恒星的表面颜色与其表面温度无关 3. 充电宝内部的主要部件是锂电池，充电宝中的锂电池在充电后，就是一个电源，可以给手机 充电．充电宝的铭牌通常标注的是“mA h ”（毫安时）的数量，即锂电池充满电后全部放电的 电荷量．机场规定：严禁携带额定能量超过160W h  的充电宝搭乘飞机．根据以下充电宝铭牌， 不能带上飞机的是（ ） A. “ 25000mA h ”和“3.7V ” B. “30000mA h ”和“5.0V ” C. “35000mA h ”和“5.0V ” D. “ 40000mA h ”和“3.7V ” 4. 如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN 沿框架 以速度v 向右做匀速运动。 0  t 时，磁感应强度为 0 B ，此时MN 到达的位置恰好使MDEN 构 成一个边长为l 的正方形。为使MN 棒中不产生感应电流，从 0  t 开始，下列磁感应强度B 随 时间t 变化的关系式正确的是（ ） A. 0 l B B l vt  B. 0 l vt B B vt   C. 0 1 B B vt  D. 0 l vt B B l   5. 如图甲所示，弹簧振子B 上放一个物块A，AB 一起以O 点为平衡位置，沿光滑水平面在M、 N 两点之间做简谐运动．取水平向右为正方向，振子的位移x 与时间t 的关系图象如图乙所示， 下列描述正确的是（ ） A. 1s t  时，物块A 的加速度最大，方向水平向右 B. 2s  t 时，物块A 的速度最大，方向水平向右 C. 3s t  时，物块A 所受的摩擦力最大，方向水平向左 D. 物块A 所受摩擦力也随时间做周期性的变化，周期为4s 6. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后， 观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是（ ） A. 增大光源到单缝的距离 B. 增大双缝之间的距离 C. 增大双缝到光屏之间的距离 D. 换用频率更高的单色光源 7. 如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，电压表和电流表均为理想电表，电阻 A R 、 B R 的阻 值与滑动变阻器的最大阻值相等．在滑动变阻器的滑片P 从a 端滑到b 端的过程中，下列说法正 确的是（ ） A. 电压表示数U 与电流表示数I 的比值不变 B. 电流表的示数增大 C. 电压表的示数增大 D. 电源的效率先增大后减小 8. 如图所示，质量为M，内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上，在箱子正中间放一质量为 m 的小物块（可视为质点），现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N 次后恰又 回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止。已知小物块与箱子发生的碰撞均为弹性碰撞，重力 加速度为g。则小物块与箱子底板间的动摩擦因数为（ ） A. 2 ( ) Mv N M m gL  B. 2 (2 1)( ) Mv N M m gL   C. 2 2 ( ) Mv N M m gL  D. 2 (2 1)( ) Mv N M m gL   二、多项选择题：本题共4 小题，每小题4 分，共16 分．在每个题给出的四个选项 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. 某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n，如图甲所示，O 是圆心，MN 是法线，AO 、 BO 分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径，该同学测得多组入射角i 和折射角 r，并作出sin sin i r  图象如图乙所示．下列说法正确的是（ ） A. 光线由A 经O 到B B. 光线由B 经O 到A C. 玻璃砖的折射率为 1.5 n  D. 玻璃砖的折射率为 0.67 n  10. 把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动 力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示，该共振筛的共振曲线如图乙所示．已知增大电压， 可使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可增大筛子的固有周期，现在，在某电压下偏心轮的转 速是54r/min ，下列说法正确的是（ ） A. 此时共振筛的振动频率为0.9Hz B. 增大筛子质量，筛子的振幅会增大 C. 转速调至48r/min 时，筛子出现共振现象 D. 增大电压，筛子振幅会先增大后减小 11. 如图所示，电源内阻 1 r ，小灯泡L 的规格为“2V 0.4W ”，先将开关S 接1，当电阻箱 阻值调到 4 R 时，小灯泡L 正常发光；再将开关S 接2，小灯泡L 和电动机M 均正常工作． 下列说法正确的是（ ） A. 电源的电动势为2.8V B. 电动机的正常工作电压为0.8V C. 电动机的内阻为4 D. 电动机的额定功率为0.16W 12. 如图所示，光滑的水平导轨上套有一质量为1kg 、可沿杆自由滑动的滑块，滑块下方通过一 根长为1m 的轻绳悬挂着质量为 0.99kg 的木块，开始时滑块和木块均静止，现有质量为10g 的子 弹以500m / s 的水平速度击中木块并留在其中（作用时间极短），重力加速度g 取 2 10m/s ，下 列说法正确的是（ ） A. 子弹留在木块以后的过程中，由子弹、木块和滑块组成的系统动量不守恒，但系统的机械能 守恒 B. 子弹和木块摆到最高点时速度为零 C. 滑块的最大速度为5m/s D. 子弹和木块摆起的最大高度为0.625m 三、非选择题：本题共6 小题，共60 分 13. 将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下部分露于筒 外），如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振动过程中悬线不 会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心之间的距离L，并通 过改变L 而测出对应的摆动周期T，再以 2 T 为纵轴、L 为横轴作出 2 T L  函数关系图象，那么就 可以通过此图象得出小筒的深度h 和当地的重力加速度g． （1）现有如下测量工具：A．毫米刻度尺；B．秒表；C．天平，本实验所需的测量工具有_____ __； （2）如果实验中所得到的 2 T L  关系图象如图乙所示，那么对应的图象应该是a、b、c 中的___ _____； （3）由图可知，小筒的 深度h _______m；计算可求当地重力加速度g  _______ 2 m/s （取 3.14 ，g 值计算结果保留三位有效数字）． 14. 某实验小组为了测量某一电阻Rx的阻值，他们先用多用电表进行粗测，测量出Rx的阻值约为 18Ω．为了进一步精确测量该电阻，实验台上备有以下器材： A．电流表（量程15mA，内阻未知） B．电阻箱（0～99.99Ω） C．电阻箱（0～999.9Ω） D．电源（电动势约3V，内阻约1Ω） E．开关2 只 F．导线若干 (1)甲同学设计了如图甲所示的实验原理图并连接好实验器材，按照如下步骤完成实验： a．先将电阻箱阻值调到最大，闭合S1，断开S2，调节电阻箱阻值，使电流表指针有较大的偏转， 读出此时电阻箱的阻值R1和电流表的示数I； b．保持开关S1闭合，再闭合开关S2，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为I，记下此时电 阻箱的阻值R2． ①根据实验步骤和实验器材规格可知，电阻箱应选择_____（选填器材前的字母）； ②根据实验步骤可知，待测电阻Rx＝_____（用步骤中所测得的物理量表示）． (2)乙同学认为该电路也可以用来测量电源的电动势和内阻．若已知所选电流表的内阻为RA，同 时闭合开关S1和S2，调节电阻箱R，读出多组电阻值R 和电流I 的数据；由实验数据绘出的 1 I ﹣ R 图象如图乙所示，图象的斜率为k、截距为b，由此可求得电源电动势E＝_____，内阻r＝ _____（用本题所给物理量表示）． 15. 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。如图所示， 一个质量为 60kg m  的运动员，从离水平网面 1 3.2m h  高处自由落下，着网后沿竖直方向恰能 蹦回到离水平网面 2 5.0m h  高处，通过压力传感器测得运动员与蹦床接触过程中网面受到的平 均作用力大小为 2400N F  ，g 取 2 10m / s ，不计空气阻力，试求： （1）运动员与蹦床接触的时间； （2）从开始自由落下到蹦回到离水平网面 2 5.0m h  高处，这一过程中运动员所受重力的 冲量。 16. 均匀介质中，波源位于点的简谐横波在xOy 水平面内传播， 0  t 时刻，所有波峰、波谷的 分布如图甲所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，坐标  0,20 处的质点P 处于波峰． 质点P 的振动图象如图乙所示，z 轴正方向竖直向上．求： （1）该波的传播速度大小； （2）坐标  0,40 处的质点M 第一次处于波谷的时刻； （3）坐标  10,0 处的质点N 的振动方程及8.5s 末质点N 在z 轴上的坐标。 17. 将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B 正对放置，圆心上下错开一定距离，如图 所示。用一束单色光沿半径方向照射半圆柱体A，设圆心处入射角为 ，当 53  时，A 右侧 恰好无光线射出；当 45   时，有光线沿B 的半径方向射出，射出位置与A 的圆心相比下移 h；光在真空中传播速度为c，不考虑光的多次反射。已知sin53 0.8  ，cos53 0.6  ，求： （1）半圆柱体对该单色光的折射率n； （2）两个半圆柱体之间的距离d； （3）当 45   时，单色光从射入半圆柱体A 到射出半圆柱体B 经过的总时间t。 18. 如图所示，水平地面上静止放置着物块B 和C，相距 1.0m L  ，物块A 以 0 10m/s v  的速度 沿水平方向与B 正碰．碰撞后A 和B 牢固地粘在一起向右运动，并再与C 发生正碰，碰后瞬间C 的速度 2.0m/s v  ．已知A 和B 的质量均为m，C 的质量为A 质量的k 倍，物块与地面的动摩擦 因数均为 0.45  ，（设碰撞时间很短，物块ABC 均视为质点，g 取 2 10m/s ） （1）求AB 与C 碰撞前瞬间，AB 的速度大小； （2）若 3 K ，求AB 与C 碰撞后瞬间，AB 的速度； （3）根据AB 与C 的碰撞过程分析k 的取值范围，并讨论与C 碰撞后AB 的可能运动方向。 1【答案】A 2【答案】B 3【答案】C 4【答案】A 5【答案】D 6【答案】C 7【答案】D 8【答案】C 9【答案】BC 10【答案】AC 11【答案】BD 12【答案】ACD 13【答案】 ①. AB ②. a ③. 0.3 ④. 9.86 14【答案】 ①. C ②. R2﹣R1 ③. 1 k ④. b k ﹣RA 15【答案】（1） 0.45s ；（2）1350N s  【详解】（1）由题意运动员自由落体到网面的速度满足 2 1 1 2 v gh  向上离开网面的速度满足 2 2 2 2 v gh  设向上为正，则从接触网面到离开网面过程由动量定理得 2 1 Ft mv mv   解得运动员与蹦床接触的时间为 0.45s t  （2）运动员自由落体到网面的时间满足 2 1 1 1 2 h gt  运动员从离水平网面到 2 5.0m h  高处所用时间满足 2 2 2 1 2 h gt  所以从开始自由落下到蹦回到离水平网面 2 5.0m h  高处所用总时间为 1 2 ' t t t t   则这一过程中运动员所受重力的冲量为 ' I mgt  解得 1350N s I   16【答案】（1）v=5m/s；（2）t=6s；（3） -2co 2 s z t   （cm）， 2cm 【详解】（1）由题知图甲中实线表示波峰，虚线表示相邻的 波谷，则有 2  =10m 图乙为质点P 的振动图象则 T=4s 根据波速计算公式有 v= T  =5m/s （2）由图甲可知当波谷传到坐标（0，40）处的质点M 时，走过的位移为 x=30m 则需要的时间为 t= x v =6s （3）由图乙知 T=4s，A=2cm 则 2 = 2 T     则可写出坐标（10，0）处的质点N 的振动方程为 - cos 2 2 - cos z A t t     （cm） 将t=8.5s 代入上式可得8.5s 末质点N 在z 轴上的坐标 2cos 8.5 cm 2cm 2 z           （ ） 17 【 答 案 】 （ 1 ） 1.25 n  ； （ 2 ） 7(2 2 ) 10 h R d   ； （ 3 ） 2 5 2 2(2 2 ) cos 2 5 d R R h R t c c c c n       【详解】（1）当 53  时，A 右侧恰好无光线射出，即光线发生全反射，根据全反射条件有 1 sin n   代入数据解得 1.25 n  （2）当 45   时，有光线沿B 的半径方向射出，作出光路图如图所示： 在半圆柱A 表面，根据折射定律有 sin sin n    代入数据解得 5 sin 2 8  在半圆柱B 表面，根据发射定律，有 sin sin n    代入数据解得 45   设两半圆柱体圆心距离为d，单色光从圆柱体B 射出位置相对A 的圆心下移距离 tan sin h d R     联立解得 7(2 2 ) 10 h R d   （3）当 45   时，单色光从射入半圆柱体A 到射出半圆柱体B 经过的总时间 2 5 2 2(2 2 ) cos 2 5 d R R h R t c c c c n       18【答案】（1）4m/s；（2）1m/s；（3）见解析 【详解】（1）设AB 碰撞后的速度为 1 v ，AB 碰撞过程，取向右为正方向 由动量守恒定律得 0 1 2 mv mv  解得 1 5m/s v  设与C 碰撞前瞬间AB 的速度为 2 v ，由动能定理得 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 2 mgL mv mv      解得 2 4m/s v  （2）若 3 k ，设与C 碰撞后AB 的速度是 3 v ，碰撞过程中的动量守恒有 2 3 2 2 mv mv kmv   解得 3 1m/s v  （3）设与C 碰撞后AB 的速度是 3 v ，碰撞过程中的动量守恒有 2 3 2 2 mv mv kmv   解得   3 4 m/s v k   根据碰撞的能量特点有 2 2 2 2 3 1 1 1 2 2 2 2 2 C mv mv m v    联立得 6 k  即当 6 k  时碰撞过程是弹性碰撞， k 6  是非弹性碰撞； 碰撞后AB 向右运动的速度不能大于C 的速度，即 4 2 k   解得 2 k  所以k 的合理取值范围是 6 2 k  总上所述得：当 4 k 时， 3 0 v ，即与C 碰后AB 静止；当2 4 k  时， 3 0 v  ，即与C 碰后 AB 继续向右运动；当4 6 k  时， 3 0 v  ，即碰后AB 被反弹向左运动。