【物理】山東省淄博市2023-2024學年高二上學期期末教學質量檢測試題（解析版）

成就未來，新教育伴你成長聯(lián)系電話：400-186-97862023—2024學年度第一學期高二教學質量檢測物理一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每個題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.如圖所示是我國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中記錄了“古琴正聲”實驗，該實驗比世界上其他同類實驗早了500多年。其操作是：剪一小紙人放在需要調整音準的弦上，然后撥動另一個音調準確的琴上的對應的琴弦，同樣的撥動力度下，小紙人跳動越明顯代表音調越準確。下列說法正確的是（）A.“古琴正聲”實驗是利用了聲音的反射現(xiàn)象B.“古琴正聲”實驗是利用了聲音的衍射現(xiàn)象C.“古琴正聲”實驗是利用了聲音的干涉現(xiàn)象D.“古琴正聲”實驗是利用了聲音的共振現(xiàn)象【答案】D【解析】調弦過程中音調準確的琴弦的振動導致另一根要調整的弦也發(fā)生受迫振動，小紙人跳動越明顯，說明要調整的琴弦與音調準確的琴弦產生了共振，此時兩琴弦的頻率相同，“古琴正聲”實驗是利用了聲音的共振現(xiàn)象。2.甲、乙兩個物塊在光滑水平桌面上沿同一直線運動，甲追上乙，并與乙發(fā)生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度隨時間的變化如圖中實線所示。已知甲的質量為0.1，則碰撞過程中兩物塊損失的機械能為（）A.0.3J B.0.4J C.0.5J D.0.6J【答案】A【解析】由v-t圖可知，碰前甲、乙的速度分別為，；碰后甲、乙的速度分別為，，甲、乙兩物塊碰撞過程中，由動量守恒得解得則損失的機械能為解得故選A。3.如圖所示為某品牌玩具的電動機及其伏安特性曲線，由該圖像可知（）A.該電動機內阻為2.5ΩB.電壓為1V時該電動機損失的熱功率為0.2WC.電壓為1V時該電動機的輸出功率為0.4WD.電壓為1V時該電動機的總功率為0.6W【答案】C【解析】A．由圖可知電壓為0.2V時電動機開始轉動，電壓為0.2V時由歐姆定律得故A錯誤；B．電壓為1V時該電動機損失的熱功率為故B錯誤；D．電壓為1V時該電動機的總功率為故D錯誤；C．電壓為1V時該電動機的輸出功率為故C正確；故選C。A. B.C. D.【答案】C【解析】A．本題給定信息“光的折射光線和入射光線位于法線的同側”，故A錯誤。BCD．由光的折射定律可知，折射率為同側的折射角小于入射角，故C正確，BD錯誤。故選C。5.2023年8月6日2時33分，德州市平原縣發(fā)生5.5級地震。已知地震波分三種：橫波（S波），波速；縱波（P波），波速；面波（L波），是由縱波與橫波在地表相遇后激發(fā)產生的混合波，波速。某地震觀測臺記錄到的該地震曲線，如圖甲所示；另外位于震源上方某中學的簡易地震預警裝置，由單擺A和豎直彈簧振子B組成，A、B的固有周期相同，如圖乙所示。下列說法正確的是（）A.地震發(fā)生時最先明顯振動的是單擺AB.地震曲線中a為橫波（S波）C.地震曲線中c為面波（L波）D.若在地震曲線上測得縱波（P波）與橫波（S波）的時間差為6s，則地震觀測臺距震源約為40【答案】C【解析】A．縱波的速度最快，所以縱波最先到達，在甲圖中地震發(fā)生時最先劇烈振動的是彈簧振子B，故A錯誤；BC．由題意可知，縱波的速度最快，橫波次之，面波速度最小，最先到達的是縱波，最后到達的是面波，故a為P波，b為S波，c為L波，故B錯誤，C正確；D．根據(jù)可以求出地震臺距震源的距離x=54km故D錯誤。故選C。6.小齊同學利用光的雙縫干涉原理測量液體的折射率，方法是將待測液體填充到特制透明容器中（容器未畫出，不考慮器壁對光的影響），放置在雙縫與光屏之間（之前為空氣），如圖所示。測量填充前的相鄰兩條亮條紋中心間距和填充后的相鄰兩條亮條紋中心間距，然后可以計算出該液體的折射率。已知常見的液體折射率如圖所示，某次實驗測得，，則該液體為（）介質水酒精煤油花生油折射率1.331.361.451.47A水 B.酒精 C.煤油 D.花生油【答案】B【解析】由雙縫干涉條紋間距公式可得根據(jù)折射率表達式，有可知解得由表中數(shù)據(jù)可知，該液體為酒精。故選B。7.如圖所示，回旋加速器兩個D形金屬盒分別和一高頻交流電源兩極相接，兩盒放在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，粒子源A置于盒的圓心附近、若粒子源射出的粒子（初速度不計）電荷量為q，質量為m，粒子最大回旋半徑為R，則（）A.粒子在D形金屬盒內做勻加速運動B.所加交流電源的周期為C.粒子加速后獲得的最大速度大小為D.粒子加速后獲得的最大動能等于【答案】D【解析】A．粒子在D形金屬盒內的磁場中做勻速圓周運動，故A錯誤；CD．根據(jù)洛倫茲力提供向心力，有得粒子加速后獲得的最大速度大小為粒子加速后獲得的最大動能等于故C錯誤，D正確；B．粒子在磁場中運動周期所加交流電源的周期等于粒子做圓周運動的周期。故B錯誤。故選D。8.元好問曲中有“驟雨過，珍珠亂糝，打遍新荷”。為估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產生的平均壓強，小齊在雨天將一圓柱形水杯置于露臺，測得1小時內杯中水土升了36。查詢得知，當時雨滴豎直下落速度約為8，據(jù)此估算該壓強約為（）（設雨滴撞擊蓮葉后無反彈，不計雨滴重力，雨水的密度為）A.0.04 B.0.08 C.0.16 D.0.36【答案】B【解析】設杯子橫截面積為S，可得內下落至杯中雨水的總質量為以這部分雨水為研究對象，在其撞擊荷葉過程中設蓮葉對其彈力為，選豎直向下為正方向，根據(jù)動量定理可得雨滴對蓮葉的壓力大小為則雨滴對蓮葉壓強為代入題中數(shù)據(jù)可求得二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每個題給出的四個選項中，有多項符合題目要求.全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖所示，寬為L、電阻不計的平行光滑金屬導軌與水平面成角放置。質量為m、長度為L的金屬桿水平放置在導軌上，與導軌接觸良好。空間存在著勻強磁場，調節(jié)電阻箱使回路總電流為I時，金屬桿恰好能靜止，重力加速度為g，則（）A.若磁場方向豎直向上，則磁感應強度B的大小應為B.若磁場方向豎直向上，則磁感應強度B的大小應為C.磁感應強度B最小值為，此時磁場方向應垂直于金屬桿水平向左D.磁感應強度B最小值為，此時磁場方向應垂直于導軌平面向上【答案】BD【解析】AB．若磁場方向豎直向上，根據(jù)左手定則可知安培力水平向左，根據(jù)共點力的平衡可知解得A錯誤，B正確；CD．根據(jù)共點力平衡可知，安培力的方向沿斜面向上時，安培力最小，此時的磁感應強度B最小，根據(jù)左手定則可知磁場方向應垂直于導軌平面向上，由解得C錯誤，D正確；故選BD。10.如圖所示，磁感應強度大小為B的勻強磁場方向垂直紙面向里，圖中虛線為磁場的邊界，其中段是半徑為R的四分之一圓弧，，的延長線通過圓弧的圓心，長為R。一束質量為m、電荷量為q的帶正電粒子，在紙面內以不同的速率從O點垂直射入磁場，已知所有粒子均從圓弧邊界射出，其中M、N是圓弧邊界上的兩點，不計粒子間的相互作用和重力。下列說法正確的是（）A.所有粒子在磁場中運動的速度最小值為B.所有粒子在磁場中運動的最短時間為C.從M點射出粒子的速率一定小于從N點射出粒子的速率D.從M點射出粒子在磁場中運動時間一定小于從N點射出粒子運動時間【答案】BC【解析】A．由于所有粒子均從圓弧邊界射出，粒子在磁場中運動的軌跡為劣弧，則弦越短，速度越小，可知，恰好從b點飛出的粒子速度最小，根據(jù)幾何關系有粒子做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，則有解得故A錯誤；B．粒子做圓周運動的周期，解得令圓心角為，則粒子在磁場中運動時間為在圓弧上任意取一點P，將該點與O連接，如圖所示根據(jù)幾何關系有可知，越大，粒子圓周運動軌跡對應圓心角越小，當與圓弧相切時，最大，對應圓心角最小，時間最短，根據(jù)幾何關系可知解得則有結合上述有故B正確；C．根據(jù)上述解得，圓周運動的半徑速度越大，粒子在磁場中圓周運動的軌跡跨度越大，飛出點越沿磁場圓弧邊界上移，可知，從M點射出粒子的速率一定小于從N點射出粒子的速率，故C正確；D．根據(jù)上述可知，粒子從P點飛出時間最短，可知，子飛出磁場位置沿磁場圓弧邊界向上移動過程，粒子運動的時間先減小后增大，由于M點與N點位置關系不確定，可知，從M點射出粒子在磁場中運動時間與從N點射出粒子運動時間關系也不確定，故D錯誤。11.將力傳感器連接到計算機上可以測量快速變化的力。圖甲中，O為單擺的懸點，將傳感器接在擺線與O點之間，把可視為質點的擺球拉到A點，細線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，擺球在豎直平面內的A、C之間來回擺動，B點為運動最低位置，，小于5°且是未知量.圖乙是由計算機得到細線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的圖像，且圖中為擺球從A點開始運動時刻，重力加速度大小，則（）A.單擺的周期B.單擺的擺長C.擺球的質量D.擺球運動過程中的最大速度的大小為【答案】BCD【解析】A．單擺的周期選項A錯誤；B．根據(jù)可得單擺的擺長選項B正確；CD．在A點時在B點時從A到B由動能定理解得擺球的質量選項CD正確。12.如圖，水平面上有兩個靜止的可視為質點的小物塊a和b，其連線與墻垂直，a、b之間以及b與墻之間距離均為；a的質量為m，b的質量為M（已知），a與水平面間光滑，b與水平面間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)使a以初速度向右滑動，與b發(fā)生彈性碰撞。若b與墻發(fā)生碰撞，該碰撞為時間極短的彈性碰撞。重力加速度大小為。（）A.若b能與墻發(fā)生碰撞，需滿足B.若b能與墻發(fā)生碰撞，需滿足C.若，b與a發(fā)生第一次碰撞到第二次碰撞的時間間隔為D.若，b與a發(fā)生第一次碰撞到第二次碰撞的時間間隔為【答案】AC【解析】AB．碰后做勻減速運動，加速度能與墻碰撞，臨界條件為到達墻時速度為零根據(jù)、碰撞為彈性碰撞解得所以當越大，越小，綜上故A正確，B錯誤；CD．若，碰后反向，大小為，做勻速運動，的速度此后做加速度大小勻減速運動，與墻碰撞后，加速度大小不變，若與墻碰撞后速度減到與共速前能與發(fā)生碰撞，則可發(fā)生第二次碰撞，設第一次碰撞到第二次碰撞時間間隔為，則，解得（舍去），所以可發(fā)生第二次碰撞，時間為故C正確，D錯誤。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.2023年9月21日，“天宮課堂”演示了“驗證動量守恒定律的實驗”。（1）如圖甲所示，質量的測量是通過艙壁上打開的一個支架形狀的質量測量儀完成的。在計算機設定的恒力F作用下，物體由靜止開始運動，測量裝置能夠測量出物體運動的距離x和時間t，從而計算出質量_______（用F、x、t表示）。（2）如圖乙所示，質量為500g的鋼球A靜止懸浮在空中，航天員用手推出質量為100g的鋼球B，使它以一定的初速度水平向左撞向鋼球A，撞后鋼球A、B同時沿水平向相反方向運動。已知后面的背景板上小方格的邊長為，分析航天員上述演示的鋼球碰撞實驗視頻，在航天員推出B球后，每隔0.5s連續(xù)截取三張照片，如圖丙所示。選取水平向左為正方向，則兩球碰撞前：A、B的總動量為__________；兩球碰撞后：A的動量為__________，B的動量為__________。比較A、B碰撞前后的動量之和，得出的實驗結論是____________________?！敬鸢浮浚?）（2）0.060.10.04見解析【解析】（1）[1]根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)勻變速直線運動位移與時間的關系有聯(lián)立解得（2）[2]選取水平向左為正方向，則兩球碰撞前A處于靜止狀態(tài)，B勻速直線運動，則B速度為則兩球碰撞前A、B的總動量為[3]兩球碰撞后：A的動量為[4]B的動量為[5]A、B碰撞后的動量之和為故A、B碰撞前后動量守恒。14.一粗細均勻的導電材料樣品，截面為同心圓環(huán)，該樣品的外徑，內徑，如圖甲所示。某同學設計實驗測量該樣品的電阻率，實驗步驟如下：（1）如圖乙所示，用游標卡尺測得該樣品長度______。（2）用多用電表測得該樣品阻值約為110Ω，為精確的測量其電阻阻值，可供選擇的器材如下：待測導電樣品電流表（量程600，內阻約為1Ω）電流表（量程150，內阻約為20Ω）電流表（量程30，內阻為50Ω）定值電阻定值電阻滑動變阻器R（0-20Ω，額定電流2A）直流電源E（電動勢約為12V，內阻不計）開關一只，導線若干①根據(jù)實驗器材，設計實驗電路如圖丙所示，圖中電流表A應選擇______，圖中電流表應選擇______，定值電阻應選擇______。（選填所選器材的字母代號）②實驗中調節(jié)滑動變阻器，測得電流表A、對應的多組電流值I、，做出的圖像如圖丁所示，可得該導電樣品的電阻阻值為______Ω.（3）由以上數(shù)據(jù)，計算可得該樣品電阻率為______。（π取3.14）【答案】（1）31.4（2）A3A2R2100（3）0.03【解析】（1）[1]游標卡尺測得該樣品長度為（2）[2][3]為準確測量，由給出的圖線結合電路圖可知，電流表A應選擇A3，電流表應選擇A2。[4]由電路圖及圖丁數(shù)據(jù)可知故R0應選擇R2。[5]由電路圖可知整理可得則解得（3）[6]由可得該樣品電阻率為15.如圖，一半徑為R的透明材料半球，O點是半球的球心，虛線表示光軸（過球心O與半球底面垂直的直線）。已知該材料的折射率為，光在真空中的傳播速度為c。現(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光線能從球面射出（不考慮被半球的內表面反射后的光線）。（1）半球底面上多大區(qū)域面積的入射光線能夠直接從球面射出；（2）距光軸的入射光線，經球面折射后與光軸相交，求該光線從進入半球到該交點的時間t。（已知）【答案】（1）；（2）【解析】（1）當光線在球面發(fā)生全反射，即入射角為臨界角C時，入射光線到光軸距離最大，設此時入射點到球頂點的豎直距離為h，由入射光線能夠直接從球面射出的面積應該是一個球冠，則有聯(lián)立解得（2）如圖所示由幾何關系由折射定律可得解得光在半球中的速度為在半球運動中運動的時間由正弦定理解得光在空中運動的時間則該光線從進入半球到該交點的時間16.一列簡諧橫波在介質中沿x軸正方向傳播，波長不小于12cm。O和A是介質中平衡位置分別位于和處的兩個質點。時開始觀測，此時質點O的位移，質點A處于波峰位置，時，質點O第一次回到平衡位置，時，質點A第一次回到平衡位置。求：（1）簡諧波的周期、波速和波長；（2）質點O的位移隨時間變化的關系式?！敬鸢浮浚?）4s，9cm/s，36cm；（2）【解析】（1）0時刻，質點A處于波峰位置，1s時刻，質點A第一次回到平衡位置，則有解得根據(jù)題意，波沿傳播，波長不小于12cm，時，質點O第一次回到平衡位置，由于小于四分之一周期，可知，0時刻，質點O位于波峰與平衡位置之間，根據(jù)同側法可知，質點O向下振動，作出0時刻O和A間的波形如圖所示由于，時，質點O第一次回到平衡位置，時，質點A第一次回到平衡位置，則質點O的波形傳播到質點A所需要時間根據(jù)解得根據(jù)結合上述解得（2）設質點O的位移隨時間變化的關系式為結合上述，根據(jù)周期與角速度關系，可得將t=0時，y=5cm，時，y=0代入解得A=10cm，解得17.小車C靜置于光滑水平面上，小車上表面由長為2L的水平軌道與半徑為的光滑圓弧軌道平滑連接組成。一個質量為m的滑塊B靜止在小車的左端。用一根不可伸長、長度為L的輕質細繩懸掛一質量也為m的小球A，小球A靜止時恰好和B接觸，現(xiàn)將小球A向左拉到與懸點同一高度處（細線處于伸直狀態(tài)）由靜止釋放小球A擺到最低點時與滑塊B發(fā)生彈性正碰（碰撞時間極短），A、B均可視為質點，B、C間動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g。（1）A、B碰前瞬間，求繩對球A的拉力大小F；（2）若，A、B碰后，滑塊B水平沖上小車C恰好可以滑到圓弧軌道的最高點，求小車的質量M；（3）保持小車質量與（2）問相同，若，將輕質細繩懸點位置提高至原來的3倍，使繩長變?yōu)?L，再次將小球A向左拉到與懸點等高處（細線處于伸直狀態(tài)）由靜止釋放，小球A與滑塊B彈性正碰后，求滑塊B上升過程中距圓弧軌道最低點的最大高度H?！敬鸢浮浚?）；（2）3m；（3）【解析】（1）球A由靜止釋放至擺到最低點的過程中由動能定理得B碰前瞬間，對球A由牛頓第二定律得解得（2）A、B碰撞過程中由動量守恒定律和能量守恒定律得解得（3）球A由靜止釋放至擺到最低點的過程中由動能定理得A、B碰撞過程中由動量守恒定律和能量守恒定律得小球飛出后，豎直方向做豎直上拋運動，則豎直方向上有小球B上升過程中距圓軌