山东省青岛第二中学2022-2023学年高二上学期1月期末物理试题

2022-2023 第一学期期末测试 高二物理 一、选择题；本题共8 小题，每小题3 分，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．某大雨天，小明同学想估算一下当时下雨的雨滴对伞面产生的平均撞击力。他于是 去实验室借来一个圆柱形容器置于露天空地上，测得10 分钟内容器中水位上升了 ，不考虑当时风的影响，可认为雨滴以 的速度竖直落向地面。现在假设雨 滴撞击伞面后无反弹，已知雨水的密度为 ，伞面的面积约为 ，请根 据上述条件估算当时雨水对伞面的平均撞击力最接近（ ） A． B． C． D． 2．在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，图的四幅图片中属于单色 光的单缝衍射图样的是 ( ) A． B． C． D． 3．如图是单摆做阻尼振动的位移—时间图像，下列说法正确的是（ ） A．阻尼振动是一种受迫振动 B．摆球在P 与N 时刻的势能相等 C．摆球在P 与N 时刻的动能相等 D．摆球在P 与N 时刻的机械能相等 4．公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板．一 段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T，取竖直向上为正方向， 以某时刻作为计时起点，即 ，其振动图象如图所示，则（ ） A．t= T 时，货物对车厢底板的压力大于货物的重力 B．t= T 时，货物对车厢底板的压力大于货物的重力 C．t= T 时，货物对车厢底板的压力大于货物的重力 D．t=T 时，货物对车厢底板的压力小于货物的重力 5．在图示的电路中U=12V，若电压表的示数也是12V，这说明可能 A．电阻R1、R2中有断路发生 B．灯泡L 断路 C．电阻R1、R2中有短路发生 D．灯泡L 和电阻R1都发生了断路 6．一列简谐横波在t=0 时刻波的图像如图所示，其中a、b、c、d 为介质中的四个质 点，在该时刻（ ） A．质点 a 的加速度最小 B．质点 b 的速度最小 C．若质点c 向上运动，则波沿x 轴正方向传播 D．若质点d 向下运动，则波沿x 轴正方向传播 7．磁场中有一点P，下列说法中正确的有（ ） A．若放在P 点的通电导线中的电流减半，则P 点的磁感应强度减半 B．若P 点没有通电导线，则P 点磁感应强度为零 C．P 点的磁感应强度越大，则垂直磁场放在P 点的通电导线受到的力越大 D．P 点的磁感应强度方向就是放在该点的通电导线受力的方向 8．在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常 是通过激光束来读取的．光盘截面示意如图所示，若入射的红、蓝混合激光束不是垂 直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向．下列说 法中正确的是（ ） A．图中光束①是红光，光束②是蓝光 B．对同一小孔，①的衍射现象更明显 C．在透明介质层中光束①比光束②传播更快 D．若光束①、②从透明介质层以相同逐渐增大的入射角射向空气中，则①先发生全 反射 二、多选题；本题共4 小题，每小题4 分，16 分． 9．在光滑的水平面上静止放置一个光滑的斜面体，斜面的倾角为 ，高度为，将 一个可看做质点的小球从斜面顶端由静止释放，斜面体的质量是小球质量的两倍，小 球运动到斜面底部的过程中（ ， ）（ ） A．斜面体对小球做负功 B．斜面体的机械能守恒 C．斜面体和小球组成系统的动量不守恒 D．斜面体运动距离为 10．一列简谐横波在x 轴上传播，平衡位置位于x=0 处的质点P 的振动图象如图甲所 示，平衡位置位于x=2m 处质点Q 的振动图象如图乙所示，波长大于2m。下列说法正 确的是（ ） A．该波的周期一定是12s B．若该波沿x 轴正向传播，则波长为12m C．若该波x 轴负向传播,则波长为 m D．该波的传播速度可能是1m/s E．若该波沿x 轴负方向传播，则由Q 传到P 的时间为9s 11．如图，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是t2=（t1+1）s 时刻的波形图。 已知该横波沿x 轴负方向传播，质点M 的平衡位置距O 点5m。下列说法正确的是（ ） A．该波的周期可能为 B．波速一定为3m/s C．质点M 在t1时刻沿y 轴负方向运动 D．若波的周期为 ，质点M 在t1到t2时间内运动的路程为3m 12．如图所示，图甲为一简谐横波在t= 2.25 s 时的波动图象，图乙为平衡位置x= 5m 的质点P 的振动图象．下列说法正确的是 A．t=l s 时，质点P 处于平衡位置且正在向y 轴正方向运动 B．该波沿x 轴负方向传播 C．该波的传播速度为2m/s D．每经过任意1s 的时间间隔，质点P 运动40 cm 的路程 三、非选择题：52 分 13．做“用双缝干涉测光的波长”实验中。使用的双缝间距d=0.20mm。双缝到光屏的 距离L=600mm，观察到的干涉条纹如图所示。 （1）在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于 x1、x2位置时，对应的示数如图所示，则分划板位置x1=_______mm，x2=_______mm； （2）相邻亮纹的间距△x=_______mm； （3）计算单色光的波长的公式 =________（用L、d、x1、x2表示） （4）代入数据计算单色光的波长 =________m（结果保留两位有效数字）. 14．在“验证动量守恒定律”的实验中。实验装置及实验中小球运动轨迹及平均落点 的情况如图所示，回答下列问题： (1)本实验需要测量的物理量是 ______（填选项前的字母）。 A．小球的质量ma、mb B．小球离开斜槽后飞行的时间ta、tb C．小球离开斜槽后飞行的水平射程xA、xB、xC D．槽口到水平地面的竖直高度H (2)实验中重复多次让小球a 从斜槽上的同一位置释放，其中“同一位置释放”的目的 是________。 (3)放置被碰小球b 前后，小球a 的落点位置为分别为图中的_______和______。 15．如图所示，三个大小相同、质量均m 的小球A、B、C 静止在光滑水平面上，且 A、B、C 共线，现让A 球以速度V0向B 运动，A、B 两球碰撞后粘在一起继续向右运 动并与C 球发生弹性碰撞，求最终A、B、C 的速度． 16．如图所示，一束激光沿与墙面成30°角的方向射到竖直墙壁上，形成一光点P。现 紧贴墙面放上一块厚度d = 3cm、折射率 的玻璃砖，让光束通过玻璃砖后再射到 墙上形成一光点P′。试求： （1）光在玻璃中的折射角； （2）光在玻璃砖中的传播速度； （3）P′与P 的距离。 17．图1 所示的电路中，电源的U-I 图像如图3 所示，灯泡的U-I 图像如图2 所示，铭 牌上标有“2.5V 0.4A”的电动机线圈电阻为r0=1.0Ω。图1 所示电路中，开关S 闭合后， 电动机刚好正常工作。求： （1）电源内阻； （2）电动机正常工作时，小灯泡的电功率； （3）若某时刻出现故障，电动机卡死不转，电动机线圈的电功率为多少。 18．如图所示，有两个质量相同的小球A 和B（大小不计），A 球用细绳吊起，细绳 长度等于悬点距地面的高度，B 球静止放于悬点正下方的地面上，现将A 球拉到距地 面高度为h 处由静止释放，摆动到最低点与B 球碰撞后粘在一起共同上摆，则它们升 起的最大高度为多少？ 参考答案： 1．C 设伞面对水滴的平均作用力大小为F，t 时间内与伞面发生相互作用的雨水的质量为m，根 据动量定理有 根据密度公式可知 联立①②解得 由题意可知 联立①②③④解得 根据牛顿第三定律可知雨水对伞面的平均撞击力大小为0.4N。 故选C。 2．B 单色光的单缝衍射图样中间条纹最亮最宽，而双缝则是明暗条纹间距相同．a 是双缝干涉 现象条纹，b 单色光的单缝衍射现象的条纹，c 是波的衍射现象，d 是白光的单缝衍射图样， BD 正确． 3．B A．阻尼振动不是一种受迫振动，故A 错误； BCD．摆球在P 与N 时刻位移相等即单摆所处高度相同，则重力势能相同，由于阻力影响， 单摆要克服阻力做功，在运动过程中机械能一直逐渐减小，故N 时刻的机械能小于P 时刻 的机械能，而两点重力势能相等，则N 时刻的动能小于P 时刻的动能，故B 正确CD 错误。 故选B。 4．A A.在 时刻，由图看出，货物m 的位移为负向最大，则货物的加速度为正向最大，根 据牛顿第二定律FN-mg=ma 可知，货物受到的弹力FN=mg+ma mg，达到最大；根据牛顿第 三定律，则货物对车厢底板的压力大于货物的重力，而且达到最大，故A 正确； BD.在 和 时刻，货物的位移为零，加速度为零，货物受到的弹力大小等于货物的 重力，根据牛顿第三定律，货物对车厢底板的压力等于货物的重力，故BD 错误； C.在 时刻，由图看出，货物的位移为正向最大，则货物的加速度为负向最大，根据 牛顿第二定律mg-FN=ma 可知，货物受到的弹力FN=mg-ma mg，达到最小；根据牛顿第三 定律，则货物对车厢底板的压力小于货物的重力，而且达到最小，故C 错误． 5．A A.电压表示数为12V，则说明电路中发生了断路或灯泡L 短路故障；如灯泡没有短路，电 压表能和电源直接相连，则可知电阻R1、R2中有断路发生，故A 正确； B.如果L 断路，则电压表示数为零，故B 错误； C.如果电阻R1、R2中有短路发生，电压表示数小于12V，故C 错误； D.如果灯泡L 和电阻R1都发生了断路，则电压表示数为零，故D 错误； 故选A. 6．D A．由图知，a 在波峰，速度最小等于零，加速度最大，A 错误； B．b 在平衡位置，速度最大，B 错误； CD．根据上下坡法可判断，若质点c 向上运动，则波沿x 轴负方向传播；若质点d 向下运 动，则波沿x 轴正方向传播，故C 错误；D 正确。 故选D。 7．C AB．P 点的磁感应强度由磁源和P 点与磁源的距离有关，与受力对象无关，故通电导线中 的电流减半，则P 点的磁感应强度不变，若P 点没有通电导线，则P 点磁感应强度也不变， 故AB 错误； C．P 点的磁感应强度越大，则垂直磁场放在P 点的通电导线受到的安培力 将越大， 故C 正确； D．由左手定则可知P 点的磁感应强度方向与放在该点的通电导线受安培力的方向垂直， 故D 错误； 故选C。 8．D A.蓝光的折射率大，①是蓝光，A 错误； B.蓝光的频率大，波长小，不容易发生衍射现象，B 错误； C.同一介质中，折射率大，传播速度小，C 错误； D.蓝光折射率大，全反射临界角小，先发生全反射现象，D 正确。 故选D。 9．ACD AB．对于小球和斜面体组成系统，只有重力做功，系统的机械能守恒，斜面体的机械能增 大，小球机械能减小，所以斜面的支持力对小球做负功，故A 正确，B 错误； C．小球在竖直方向有分加速度，斜面体和小球组成系统合外力不为零，则系统的动量不 守恒，故C 正确； D．小球和斜面体组成的系统在水平方向不受外力，所以系统在水平方向上动量守恒。设 小球的水平位移为 ，斜面体的位移为 ，取水平向左为正方向，设小球质量为m，则斜 面体的质量为2m，根据水平方向动量守恒得 得 又 解得 故D 正确。 故选ACD。 10．AC A．由图甲、乙两图可知该波的周期一定为T=12s，故A 正确； B．若该波沿x 轴正向传播，由图知t=0 时刻质点P 正通过平衡位置向上运动，质点Q 位于 波谷，则有 x=(n+ )λ=2m(n=0、1、2、3…) 波长为 λ= m 由于波长大于2m，所以波长为8m，故B 错误； C．若该波x 轴负向传播，则有 x=(n+ )λ′=2m(n=0、1、2、3…) 波长为 λ′= m 由于波长大于2m，n 取0，所以波长为 m，故C 正确； D．若该波沿x 轴正向传播，波速为 若该波x 轴负向传播，波速为 = m/s 由Q 传到P 的时间为 t= 故D 错误。 故选AC。 11．ACD A B. 波沿x 轴负方向传播，则 （ 0、1、2、3……） 从而得到周期 （ 0、1、2、3……） 波速可能为 ，周期可能为 ，A 正确，B 错误； C. 波沿负方向传播，根据上下坡法可知质点M 在t1时刻沿y 轴负方向运动，C 正确； D. 若波的周期为 ，从t1到t2时间内，质点M 运动的路程为 D 正确； E. 因该波的波长为 ，则该波遇到尺度为0.1m 的障碍物时将会发生明显衍射现象，E 错 误； 故选ACD。 12．CD A.t=1s 时，质点P 的位移为0，正处于平衡位置．根据y-t 图象的斜率表示速度，知质点P 处于平衡位置且正在向y 轴负方向运动，故A 错误． B.t=2.25s 时刻质点P 正沿y 轴正方向运动，根据波形平移法可知，该波沿x 轴正方向传播． 故B 错误． C.由甲图得到波长为λ=4m，由乙图得到周期为 T=2s，故波速： ，故C 正确． D.因t=1s=0.5T，则每经过任意1s 的时间间隔，质点P 运动的路程S=2A=40cm，故D 正确． 13． 2.189##2.190##2.191 7.867##7.868##7.869##7.870 1.420 （1）[1][2]螺旋测微器读x1，主尺读数为2mm，转动刻度0.01×19.0=0.190mm，两者相加 为2.190mm； 螺旋测微器读x2，主尺读数为7.5mm，转动刻度0.01×36.8=0.368mm，两者相加为 7.868mm； （2）[3]根据条纹图可知 （3）（4）[4][5]根据干涉的条纹公式 ，可得 代入数据可得 14． AC 为了保证小球每次平抛的初速度相同 B A (1)[1]开始时不放b 球，让a 球从某一高度静止释放，平抛的初速度为 ，落到B 点，放上 b 球后，让a 球从同一高度静止释放，碰撞后，a 球落以初速度 平抛落在A 点，b 球以初速度 平抛落在C 点，根据动量守恒定律 小球平抛运动竖直方向上的高度相同，根据 可知小球落地时间相同，动量守恒的方程两边同时乘以时间 转化为平抛运动的水平位移，即验证动量守恒的方程为 所以需要测量两小球的质量和小球平抛落地的水平位移，AC 正确，BD 错误。 故选AC。 (2)[2]保持小球a 从同一高度释放的目的是为了保证小球每次平抛的初速度相同。 (3)[3][4]根据(1)中分析可知放置被碰小球b 前后，小球a 的落点位置为分别为图中的B 和 A。 15．A、B 的速度为 ，C 的速度为 A、B 两球碰撞过程中动量守恒，根据动量守恒定律得：mv0=2mv1 ① AB 整体与C 发生弹性碰撞，动量守恒，机械能守恒，根据动量守恒定律及机械能守恒定 律得：2mv1=2mvAB+mvC ② ×2mv1 2= ×2mvAB 2+ ×mvC 2 ③ 由①②③解得：vAB= ，vC＝ 点睛：本题主要考查了动量守恒定律及机械能守恒定律的应用，知道弹性碰撞过程中机械 能守恒，难度适中． 16．（1）30°；（2） ；（3） （1）由题知入射角为 θ1= 60° 根据折射定律可知 得光在玻璃中的折射角 θ2= 30° （2）根据 得 （3）画出光路图如图所示 根据几何关系有 则 则 17．（1）1Ω；（2）0.04W；（3）1.44W （1）根据闭合电路欧姆定律可得 根据图3 可得电源电动势为 图线斜率为 （2）在图1 电路中，电动机正常工作电流为0.4A，电动机两端电压为2.5V，电源内阻的 电压为 根据闭合电路欧姆定律 解得 所以灯泡的电功率为 （3）电动机卡死不转，电动机线圈相当于一个纯电阻，此时电路简化为一个电动势为 3.0V 内阻为2.0Ω的等效电源，外接小灯泡，在灯泡的U-I 图线中作出等效电源的U-I 图线， 两图线交点即为灯泡的工作点，如图所示 由图可得此时灯泡电流为 所以流过电动机线圈电流也为1.2A，此时线圈上的热功率为 18． h A 球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得 mgh= mv2 解得： 两球碰撞过程系统动量守恒，以A 的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得 mv=（m+m）v′ 解得 根据机械能守恒定律可知 2mghm= 2mv/2 解得hm= h