山東省泰安市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試模擬物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1高二年級(jí)考試物理試題第Ⅰ卷（選擇題共40分）一、選擇題：本題共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1-6題只有一項(xiàng)符合題目要求，第7-10題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。1.在物理學(xué)發(fā)展過程中，許多科學(xué)家做出了杰出的貢獻(xiàn)，下列說法正確的是（）A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流間的相互作用規(guī)律B.伽利略提出了行星運(yùn)動(dòng)定律后，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律C.安培根據(jù)通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場的相似性，提出了分子電流假說D.法拉第觀察到，在通有恒定電流的靜止導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圈中，會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流【答案】C【解析】A．安培發(fā)現(xiàn)了電流間的相互作用規(guī)律，故A錯(cuò)誤；B．開普勒提出了三大行星運(yùn)動(dòng)定律后，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故B錯(cuò)誤；C．安培根據(jù)通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場的相似性，提出了分子電流假說，故C正確；D．法拉第在實(shí)驗(yàn)中觀察到，在通有恒定電流靜止導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圈中，不會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤．2.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場中，兩長直導(dǎo)線P和Q垂直于紙面固定放置，兩者之間的距離為l.在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí)，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離均為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零．如果讓P中的電流反向、其他條件不變，則a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（）A.0 B. C. D.2B0【答案】C【解析】在兩導(dǎo)線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時(shí)，紙面內(nèi)與兩導(dǎo)線距離為l的a點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，如下圖所示：

由此可知，外加的磁場方向與PQ平行，且由Q指向P，即B1=B0；依據(jù)幾何關(guān)系，及三角知識(shí)，則有：BPcos30°=B0；解得P或Q通電導(dǎo)線在a處的磁場大小為BP=B0；

當(dāng)P中的電流反向，其他條件不變，再依據(jù)幾何關(guān)系，及三角知識(shí)，則有：B2=B0；因外加的磁場方向與PQ平行，且由Q指向P，磁場大小為B0；最后由矢量的合成法則，那么a點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=，故C正確，ABD錯(cuò)誤．3.學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)進(jìn)行跳遠(yuǎn)比賽時(shí)，要在沙坑里填沙．這樣做的目的是為了減小人觸地過程中的（）A.作用時(shí)間 B.動(dòng)量變化量C.動(dòng)量變化率 D.受到的沖量【答案】C【解析】跳遠(yuǎn)比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員從與沙坑接觸到靜止動(dòng)量的變化量相等，設(shè)為，由動(dòng)量定理可知，人受到的合力的沖量是一定的，人落在沙坑中比落在地面上延長了人與沙坑的接觸時(shí)間，t變大，由動(dòng)量定理得：，，一定，t越長，動(dòng)量變化率越小，人受到的合外力越??；故能減小的只有動(dòng)量的變化率，故C正確，ABD錯(cuò)誤．4.如圖所示是個(gè)單擺在時(shí)間內(nèi)做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象，由圖象可知（）A.在時(shí)間內(nèi)，擺球受到的回復(fù)力越來越小B.時(shí)刻，擺球的速度最大C.擺球的動(dòng)能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化的周期為D.擺球的動(dòng)能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化的周期為【答案】D【解析】在時(shí)間內(nèi)，擺球的位移增大，受到的回復(fù)力越來越大，故A錯(cuò)誤；由圖可知，該擺球的周期為，且，質(zhì)點(diǎn)位移最大，可知在時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移也是最大，速度為零，故B錯(cuò)誤；動(dòng)能與勢能都是標(biāo)量，它們變化的周期等于簡諧振動(dòng)的周期的一半，所以擺球的動(dòng)能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化的周期為，故C錯(cuò)誤，D正確．5.關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.變壓器鐵芯做成片狀是為了減小渦流B.真空冶煉爐的爐外線圈應(yīng)通入高頻交流電C.靈敏電流表在運(yùn)輸時(shí)總要把兩接線柱用導(dǎo)體連接起來，是利用了電磁驅(qū)動(dòng)D.車站和重要場所的安檢門可以探測人身攜帶的金屬物品【答案】C【解析】A項(xiàng)：變壓器的鐵芯用硅鋼片代替整塊鐵芯，是為了減小渦流損失，故A正確；B項(xiàng)：真空冶煉爐的爐外線圈通過的電流是高頻交流電．故B正確；C項(xiàng)：將兩個(gè)接線柱連接起來，從而形成閉合電路，當(dāng)因晃動(dòng)，導(dǎo)致線圈切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，出現(xiàn)安培阻力，進(jìn)而阻礙其運(yùn)動(dòng)，是利用電磁阻尼原理減弱表針擺動(dòng)，進(jìn)而保護(hù)表針不被損壞，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)：安檢門利用渦流探測人身上攜帶的金屬物品原理是：線圈中交變電流產(chǎn)生交變的磁場，會(huì)在金屬物品產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流，而金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起線圈中交變電流發(fā)生變化，從而被探測到．故D正確．6.如圖所示的電路中，電感L的電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值．某時(shí)刻閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時(shí)間后，燈泡D正常發(fā)光．下列說法正確的是（）A.閉合S，燈泡D中的電流逐漸增大到一穩(wěn)定值B.斷開S，燈泡D先閃亮一下再熄滅C.斷開S，燈泡D中的電流方向與原來相反D.斷開S，電感L中電流方向與原來相反【答案】C【解析】閉合S瞬間，由于線圈的電流變大，導(dǎo)致其產(chǎn)生電動(dòng)勢，從而阻礙電流的變大，所以電流表R中的電流逐漸增大，電源消耗的內(nèi)電壓增大，則燈泡兩端得電壓減小，燈泡的電流逐漸減小，故A錯(cuò)誤；由于電阻R的阻值大于燈泡D的阻值，所以電路穩(wěn)定后R上的電流小于燈泡的電流，斷開S，燈泡不會(huì)閃亮，故B錯(cuò)誤；斷開S瞬間，線圈電流變小，從而產(chǎn)生電動(dòng)勢，維持R與L內(nèi)的電流方向不變，該電流流過燈泡時(shí)，電流的方向與燈泡D中的電流方向與原來相反，故C正確，D錯(cuò)誤．所以C正確，ABD錯(cuò)誤．7.下列關(guān)于機(jī)械波的說法中正確的是（）A.一列聲波由空氣傳播到水中，頻率和波長都發(fā)生變化B.火車鳴笛時(shí)向觀察者駛來，觀察者聽到的笛聲頻率比聲源發(fā)出的頻率高C.在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波長D.對(duì)于同一障礙物，波長越長的波越容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象【答案】BD【解析】A．一列聲波由空氣傳播到水中，頻率不變，波速變大，由知波長變長，故A錯(cuò)誤；B．火車鳴笛時(shí)向觀察者駛來，產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，觀察者聽到的笛聲頻率比聲源發(fā)出的頻率高，故B正確；C．在波動(dòng)中，相鄰的振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波長，故C錯(cuò)誤；D．波長越長的波波動(dòng)性越強(qiáng)，對(duì)于同一障礙物，波長越長的波越容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故D正確．8.一段長為L的通電直導(dǎo)線，設(shè)單位長度導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子，每個(gè)自由電子的電荷量都是e，它們的定向移動(dòng)速度大小為v，現(xiàn)加一勻強(qiáng)磁場，其方向垂直于導(dǎo)線，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，已知這段導(dǎo)線受到安培力為F，則導(dǎo)線中每個(gè)自由電子受到的洛倫茲力（）A.大小為evB，方向和安培力F方向相反B.大小為evB，方向和安培力F方向一致C.大小為，方向和安培力方向一致D.大小為，方向和安培力F方向一致【答案】BC【解析】每米導(dǎo)線中有n個(gè)自由電荷，每個(gè)自由電荷的電量均為e，它們定向移動(dòng)的平均速率為v，所以電流的大小為，磁場對(duì)這段導(dǎo)線的安培力，則導(dǎo)線中每個(gè)自由電子受到的洛倫茲力，根據(jù)左手定則可知方向和安培力F方向一致，故BC正確，AD錯(cuò)誤．9.如圖所示，質(zhì)譜儀由兩部分區(qū)域組成，左側(cè)M、N是對(duì)水平放置的平行金屬板，分別接到直流電源兩極上，板間在較大范圍內(nèi)存在著電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場，右側(cè)是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的另勻強(qiáng)磁場．一束帶電粒子不計(jì)重力由左端射入質(zhì)譜儀后沿水平直線運(yùn)動(dòng)，從點(diǎn)垂直進(jìn)入右側(cè)磁場后分成甲、乙兩束，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，兩束粒子最后分別打在乳膠片的、兩個(gè)位置，、、三點(diǎn)在同一條整直線上，且則下列說法正確的是（）A.兩束粒子的速度都是B.甲束粒子的比荷小于乙束粒子的比荷C.若甲、乙兩束粒子的電荷量相等，則甲、乙兩束粒子的質(zhì)量比為4：3D.若甲、乙兩束粒子的質(zhì)量相等，則甲、乙兩束粒子的電荷量比為4：3【答案】ABC【解析】A．粒子在平行金屬板間沿直線運(yùn)動(dòng)，說明洛倫茲力和電場力平衡，則，得，故A正確；B．由題意，得比荷，比荷與半徑成反比，因?yàn)楣始资Ｗ拥谋群尚∮谝沂Ｗ拥谋群桑蔅正確；C．若甲、乙兩束粒子的電荷量相等，，故C正確；D．若甲、乙兩束粒子的質(zhì)量相等，，故D錯(cuò)誤．10.如圖所示，在光滑的水平面上有兩個(gè)滑塊P、Q，滑塊Q的左端固定連著一輕質(zhì)彈簧．兩個(gè)滑塊分別以一定大小的速度沿著同一直線相向運(yùn)動(dòng)，滑塊P的質(zhì)量為2m，速度方向向右，滑塊Q的質(zhì)量為m．速度方向向左，則下列說法正確的是（）A.P、Q兩個(gè)滑塊包括彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)能始終保持不變B.當(dāng)兩個(gè)滑塊的速度相等時(shí)，彈簧的彈性勢能最大C.兩個(gè)滑塊最終能以共同的速度一起向右運(yùn)動(dòng)D.從P滑塊和彈簧接觸到彈簧壓縮至最短的過程中，滑塊Q的速度大小先減小后增大【答案】BD【解析】對(duì)于P、Q兩個(gè)滑塊包括彈簧組成的系統(tǒng)，由于只有彈簧的彈力做功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，即系統(tǒng)動(dòng)能和彈簧彈性勢能之和不變，動(dòng)能是變化的，故A錯(cuò)誤；P以某一初速度壓縮彈簧，在彈簧彈力作用下P做減速運(yùn)動(dòng)，Q做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)P與Q速度相等時(shí)，彈簧最短，彈性勢能最大，故B正確；設(shè)最終P、Q兩個(gè)滑塊的速度分別為和規(guī)定向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得，解得：，或，，故C錯(cuò)誤；從P滑塊和彈簧接觸到彈簧壓縮至最短的過程中，滑塊Q一直受到向右的彈力，速度先向左減小至零，再向右增大，故D正確．第Ⅱ卷（非選擇題共60分）二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共12分。把答案寫在答題卡中指定答題處，不要求寫出演算過程）11.如圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示的實(shí)驗(yàn)器材將電路連接好后，進(jìn)行“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)．（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，線圈A放在線圈B中保持不動(dòng)，小組同學(xué)將電鍵突然閉合時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向右側(cè)偏轉(zhuǎn)．現(xiàn)保持電鍵閉合，則下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)過程中所觀察到的一些現(xiàn)象說法正確的是______A.滑片P快速向右移動(dòng)時(shí)電流計(jì)指針將向左側(cè)偏轉(zhuǎn)B.滑片P快速向左移動(dòng)時(shí)電流計(jì)指針向左側(cè)偏轉(zhuǎn)C.將線圈A突然拔出過程中，電流計(jì)指針向左側(cè)偏轉(zhuǎn)D.將線圈A拔出過程中，電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)（2）實(shí)驗(yàn)小組通過本實(shí)驗(yàn)，歸納出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______．【答案】（1）BC（2）感應(yīng)電流產(chǎn)生條件：閉合回路中磁通量變化【解析】（1）將電鍵突然閉合時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向右側(cè)偏轉(zhuǎn)，說明穿過線圈B的磁通量增大時(shí)，則電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)；當(dāng)滑片P快速向右移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致線圈A中的電流增大，那么穿過線圈B的磁通量增大，則電流計(jì)指針將向右側(cè)偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；當(dāng)滑片P快速向左移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致線圈A中的電流減小，那么穿過線圈B的磁通量減小，則電流計(jì)指針將向左側(cè)偏轉(zhuǎn)，故B正確；當(dāng)將線圈A突然拔出過程中，那么穿過線圈B的磁通量減小，則電流計(jì)指針將向左側(cè)偏轉(zhuǎn)，故C正確，D錯(cuò)誤．（2）通過本實(shí)驗(yàn)，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是感應(yīng)電流產(chǎn)生條件：閉合回路中磁通量變化．12.氣墊導(dǎo)軌工作時(shí)，導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，大大減小了滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力．小明同學(xué)為了驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，在水平氣墊導(dǎo)軌上放置兩個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2的滑塊，滑塊上固定著寬度為d的遮光片，導(dǎo)軌上A、B兩點(diǎn)各有一個(gè)光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間．氣墊導(dǎo)軌正常工作后，讓兩滑塊以不同的速度從軌道兩端開始相向運(yùn)動(dòng)，兩滑塊碰后粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)．光電門A記錄了一個(gè)時(shí)間△t1，光電門B依次記錄了三個(gè)時(shí)間△t2、△t、△t．則碰撞前兩滑塊的動(dòng)量大小分別為_____、_____；碰撞后兩滑塊的動(dòng)量大小分別為_____、_____．重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，多做幾次，若碰撞前、后兩滑塊的總動(dòng)量在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則動(dòng)量守恒定律得到驗(yàn)證．【答案】【解析】碰撞前兩滑塊的速度分別為：，，碰撞后兩滑塊粘在一起向右運(yùn)動(dòng)，共同速度為，所以碰撞前兩滑塊的動(dòng)量分別為m1v1＝m1，m2v2＝m2，碰撞后兩滑塊的動(dòng)量分別為m1v′＝m1，m2v′＝m2．三、計(jì)算題（共4小題，共48分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）。13.一列簡諧橫波的波形如圖所示，實(shí)線表示時(shí)刻的波形圖，虛線表示時(shí)刻的波形圖。該波的周期為。（1）若，求該列波的傳播速度；（2）若波速為，求波的傳播方向?！敬鸢浮浚?）若波沿x軸正向傳播，傳播速度為100m/s，若波沿x軸負(fù)向傳播為140m/s；（2）波沿x軸負(fù)向傳播【解析】（1）由圖像可知該列波的波長為，由于則波傳播的距離根據(jù)題圖，若波沿x軸正向傳播，則有若波沿x軸負(fù)向傳播，則有（2）由圖像可知波長，在0.1s內(nèi)波傳播的距離為即由波形平移法，可知波沿x軸負(fù)向傳播。14.如圖，足夠長的固定光滑水平軌道與固定的光滑豎直圓弧軌道平滑連接．質(zhì)量為的小球A以速度撞上質(zhì)量為的靜止小球B，已知A和B的大小相同且碰撞為彈性正碰．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）若要求兩小球只發(fā)生了一次碰撞，則的大小應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系?【答案】（1）（2）【解析】（1）取向右為正方向，則由動(dòng)量守恒定律和能量守恒關(guān)系可知：，解得帶入數(shù)據(jù)：v1=-1m/s；v2=4m/s小球B沿圓弧上升，無論是否沖出圓弧軌道，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度一定為零，則由機(jī)械能守恒：解得h=0.8m（2）若兩球只發(fā)生一次碰撞，則首先應(yīng)該滿足A小球碰后反向運(yùn)動(dòng)，即v1<0，由可知m1<m2；同時(shí)還必須滿足A球碰后速度v1要大于或等于B小球的速度v2，即聯(lián)立解得m2≥3m1或者m1≤m215.如圖，電阻可忽略的足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距l(xiāng)＝1.0m，傾角θ＝30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R＝1.5Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T的勻強(qiáng)磁場垂直于軌道平面向上，阻值r＝0.5Ω，質(zhì)量m＝0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端某處由靜止釋放，下滑距離d＝1.2m時(shí)剛好達(dá)到最大速度，重力加速度g＝10m/s2，求：（1）金屬棒的最大速度vm的大??；（2）從開始運(yùn)動(dòng)到剛好達(dá)到最大速度的過程中，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱Qr；（3）金屬棒從開始運(yùn)動(dòng)到剛好達(dá)到最大速度所用的時(shí)間t．【答案】（1）2m/s（2）0.2J（3）1s【解析】（1）金屬棒的速度達(dá)到最大時(shí)，合外力0，設(shè)電流為I，由平衡條件有：mgsinθ＝BIl感應(yīng)電動(dòng)勢為：E＝Blvm由閉合電路歐姆定律有：代入數(shù)據(jù)得最大速度為：vm＝2m/s（2）設(shè)從開始運(yùn)動(dòng)到剛好達(dá)到最大速度的過程中，回路中產(chǎn)生的熱量為Q，由能量守恒定律有：又有解得：Qr＝0.2J（3）從開始運(yùn)動(dòng)