山東省德州市2022屆高三上學(xué)期物理期末考試試卷

山東省德州市2022屆高三上學(xué)期物理期末考試試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單選題1．在水槽里放兩塊擋板，中間留一個狹縫，水波通過狹縫的傳播情況如圖所示。若在擋板后的M點放置一乒乓球，以下說法正確的是（）A．乒乓球會隨水波的傳播向遠(yuǎn)處運動B．若僅將右側(cè)擋板向左平移一小段距離，乒乓球的振動會變得比原來明顯C．若僅增大水波波源的振動頻率，乒乓球的振動會變得比原來明顯D．此實驗研究的是水波的干涉2．如圖所示，長方體金屬塊各處的電阻率相同，三邊長分別為a、b、c，當(dāng)M、N兩端的電壓為U時，金屬塊中的電流為I；當(dāng)P、Q兩端的電壓為U時，金屬塊中的電流為（）A．I B．a(chǎn)2c2I C．3．如圖甲所示，懸掛在天花板上的輕彈簧下端連著物體M，M和物體N又通過輕繩相連，M、N兩物體的質(zhì)量相等，并且都處于靜止?fàn)顟B(tài)。t=0時刻輕繩斷裂，不計空氣阻力，之后M偏離平衡位置的位移x隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示，以下說法正確的是（）A．t1B．t1C．t2D．t44．如圖甲所示，兩固定導(dǎo)體線圈a、b在同一平面內(nèi)，a在內(nèi)側(cè)，b在外側(cè)．現(xiàn)使a接交流電源，規(guī)定逆時針方向為正方向，a中的電流i隨時間t按正弦規(guī)律變化，圖像如圖乙所示，以下說法正確的是（）A．t3B．t2C．t1D．t15．海浪機械能是未來可使用的綠色能源之一，利用海浪發(fā)電可加速地球上碳中和的實現(xiàn)．某科技小組設(shè)計的海浪發(fā)電裝置的俯視圖如圖所示，圓柱體磁芯和外殼之間有輻射狀磁場，它們可隨著海浪上下浮動，磁芯和外殼之間的間隙中有固定的環(huán)形導(dǎo)電線圈，線圈的半徑為L，電阻為r，所在處磁場的磁感應(yīng)強度大小始終為B，磁芯和外殼隨海浪上下浮動的速度為v，v隨時間t的變化關(guān)系為v=vA．2π2BC．2B2v6．如圖所示，△ABC為一等腰直角棱鏡的橫截面，其材料的折射率為2，同一顏色的光線1、2、3都平行BC入射到AB面，經(jīng)BC面反射后都能從AC面射出。不考慮光在棱鏡內(nèi)的多次反射，則下列敘述錯誤的是（）A．三條光線都在BC面上發(fā)生全反射B．三條光線在AC面上射出后仍平行BCC．從AC射出后，光線從上到下的順序為3、2、1D．若光線3繞入射點逆時針轉(zhuǎn)過一小角度，則可能從BC面射出棱鏡7．某同學(xué)要測量德州市某點地磁場的磁感應(yīng)強度，選取的電流元的電流大小為I，長度為L。測得電流元豎直放置時地磁場對它的力的大小為F1；水平東西放置時地磁場對它的力的大小為F2，設(shè)地磁場在該點磁感應(yīng)強度的大小為B，與水平方向的夾角為A．B=F2IL，cosα=FC．B=1ILF12+F8．如圖所示電路中，a、b、c、d為四個完全相同的電阻，MN端接電壓恒定的正弦交流電，滑片P處于變壓器右側(cè)線圈的中點時，通過a、b、c、d四個電阻的電流都為I，當(dāng)滑片P處于變壓器右側(cè)線圈的最下端時，通過電阻a的電流為（）A．32I B．2I C．167二、多選題9．1834年，洛埃利用平面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實驗）．某實驗小組重做該實驗，如圖所示，水平放置的平面鏡MN左側(cè)有一與紙面垂直的縫光源S，S僅發(fā)出單一頻率的光，平面鏡右側(cè)固定有豎直放置的光屏，平面鏡所在水平線與光屏的交點為P，對光屏上呈現(xiàn)的干涉圖樣以下說法正確的是（）A．光屏上呈現(xiàn)水平的明暗相間的干涉條紋B．光屏上呈現(xiàn)的條紋關(guān)于P點上下對稱C．若將縫光源S水平向右移動一小段距離，光屏上的條紋間距將變大D．若將縫光源S豎直向下移動一小段距離，光屏上的條紋間距將變大10．如圖所示電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，電壓表和電流表均為理想電表，使滑動變阻器R3的滑片自a端向b端移動，ΔU表示電壓表示數(shù)的變化量；ΔIA．電阻R1的功率減小 C．|ΔUΔI|增大 D．電阻R11．如圖所示，傾角為α的固定足夠長斜面上方有垂直紙面向外的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，在斜面上由靜止開始釋放一帶負(fù)電的物塊，物塊的質(zhì)量為m，帶電量大小為q，與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，μ<tanA．物塊做勻變速直線運動B．物塊機械能的減小量等于克服摩擦力做的功C．物塊的最大速度為mgD．若僅將磁場改為與原來相反的方向，物塊的運動方向一直不變12．如圖所示，足夠大的光屏與x軸平行，并且垂直于xOy平面，xOy平面還有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，在坐標(biāo)原點O有一粒子源，粒子源不停地向xOy平面內(nèi)的各個方向發(fā)射帶負(fù)電的粒子，所有粒子的質(zhì)量均為m，帶電量均為q，初速度大小均為v，粒子擊中光屏?xí)r會被光屏吸收．初速度在第一象限內(nèi)與x軸成30°角的粒子恰好擊中光屏與y軸的交點M，不計粒子間的相互作用，以下說法正確的是（）A．M點的坐標(biāo)為(0B．在磁場中運動時間最短的粒子的運動時間為2πmC．光屏上被擊中區(qū)域最右側(cè)的x坐標(biāo)為mvD．光屏上被擊中區(qū)域最左側(cè)的x坐標(biāo)為?三、實驗題13．某同學(xué)用圖甲所示的裝置做“用單擺測定重力加速度”的實驗。（1）以下說法正確的是____。A．實驗所用小球的密度不要太大B．測量周期時只需測得小球做一次周期性運動的時間即可C．實驗時小球的擺動幅度應(yīng)大些D．懸掛小球的細(xì)繩的質(zhì)量要盡可能小些（2）圖乙和圖丙為細(xì)線上端的兩種不同的懸掛方式．應(yīng)該選圖所示的懸掛方式。（3）該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑．測量的刻度部分如圖丁所示，則小球的直徑為cm。（4）該同學(xué)通過改變細(xì)線長度進(jìn)行多次測量，記錄每次測得的周期T和對應(yīng)的細(xì)線長度L，畫出的T2?L圖像如圖戊所示，π≈3.1414．要精確測量某電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供的器材如下：待測電池：電動勢約為4V；兩完全相同的電壓表V1、V2滑動變阻器R1阻值范圍定值電阻R2：阻值為定值電阻R3阻值為開關(guān)S，導(dǎo)線若干（1）設(shè)計的測量電路如圖甲所示，虛線框內(nèi)的定值電阻應(yīng)為（選填“R2”或“R（2）電壓表V1的示數(shù)記為U1；電壓表V2的示數(shù)記為U2，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動變阻器進(jìn)行多次測量，根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的U1?U2（3）在第（2）問中，測得的（選填“電動勢”或“內(nèi)阻”）有系統(tǒng)誤差，其來源于。四、解答題15．如圖所示為某容器的剖面，容器壁的厚度不計，高度為d，盛有的液體的深度為37d，現(xiàn)用某單色平行光平行紙面自容器外部向容器內(nèi)部照射，所有光線與豎直方向的夾角都為37°，容器壁在液體底部形成的影子長度為914（1）容器內(nèi)液體對該單色光的折射率；（2）光線自液體表面到達(dá)液體底部的時間。16．一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，t=0時刻恰好傳播到x=6.0cm處，波形圖如圖所示。t=2.（1）寫出x=3.（2）自t=0至t=3s，x=8.17．如圖甲所示，金屬板A、B豎直放置，電容器兩極板C、D水平放置，光屏M與金屬板A、B平行，A板上的S點與光屏上的O點連線水平且與電容器的中線重合．A、B間電壓與電容器兩極板間的電壓都為U；電容器兩極板間還有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小用B0（未知）表示；電容器右邊緣到光屏M之間有如圖乙所示的垂直紙面的勻強磁場．現(xiàn)從A板上S點無初速度釋放一個電子，電子在A、B間加速后沿著電容器中線水平通過，在t=0時刻離開電容器．已知電容器兩極板間的距離為d，電容器右邊緣到光屏M的距離為2（1）電容器兩極板間勻強磁場的磁感應(yīng)強度B0（2）電子擊中光屏上的位置與O點的距離；（3）若在電容器右邊緣與光屏M之間再施加垂直紙面的勻強電場，所施加勻強電場的電場強度大小為電容器極板間電場強度大小的9倍，計算得出電子擊中光屏上的位置與O點的距離。18．如圖甲所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，虛線PQ右側(cè)有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B=5T，導(dǎo)體棒MN和正方形導(dǎo)線框abcd靜止在PQ右側(cè)的導(dǎo)軌上，且導(dǎo)體棒MN和導(dǎo)線框的ab、cd兩邊都垂直于導(dǎo)軌，導(dǎo)線框的邊長、導(dǎo)體棒MN的長度及導(dǎo)軌的寬度都為L=0.2m?，F(xiàn)固定導(dǎo)線框，將與MN垂直的水平恒力作用在導(dǎo)體棒MN的中點上，水平恒力的大小F=2N，當(dāng)MN達(dá)到最大速度后撤掉恒力，同時釋放導(dǎo)線框，經(jīng)過一段時間，導(dǎo)線框達(dá)到最大速度，此時導(dǎo)線框cd邊還沒有到達(dá)虛線PQ處，又經(jīng)過一段時間，當(dāng)導(dǎo)線框的cd邊到達(dá)虛線PQ時，立即將導(dǎo)體棒MN固定。已知導(dǎo)體棒MN和導(dǎo)線框的質(zhì)量都為m=0.1kg；導(dǎo)體棒MN及導(dǎo)線框ab、cd邊的電阻都為（1）導(dǎo)線框的最大速度；（2）導(dǎo)線框離開磁場的過程中，整個回路產(chǎn)生的焦耳熱；（3）將導(dǎo)線框的cd邊到達(dá)PQ時做為零時刻，自零時刻起對導(dǎo)線框施加水平方向的作用力f，使導(dǎo)線框以a=3.①通過推導(dǎo)寫出作用力f（單位：N）隨時間t（單位：s）變化的函數(shù)表達(dá)式；②在圖乙中定性畫出作用力f隨位移x變化的圖像。（推導(dǎo)過程不做要求，但要標(biāo)出初末狀態(tài)對應(yīng)的坐標(biāo)值）

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A．乒乓球會在平衡位置附近振動，但不會向遠(yuǎn)處傳播，A不符合題意；B．將右側(cè)擋板向左平移一小段距離，縫的寬度減小，衍射現(xiàn)象更加明顯，所以乒乓球的振動會變得比原來更明顯，B符合題意；C．增大波源的振動頻率，則波長會變小，衍射現(xiàn)象較之前比變得不明顯，乒乓球的振動沒有原來明顯，C不符合題意；D．此實驗研究的是水波的衍射，D不符合題意。故答案為：B。

【分析】乒乓球只在平衡位置附近振動，不會隨波傳播；將縫的寬度減小，則波衍射現(xiàn)象更明顯；增大波源頻率會導(dǎo)致波長減小則波的衍射現(xiàn)象不明顯；此實驗研究的是波的衍射現(xiàn)象。2．【答案】B【解析】【解答】根據(jù)電阻定律和歐姆定律可知RMN=ρabc，U=IRMN，同理R故答案為：B。

【分析】利用電阻定律結(jié)合歐姆定律可以求出金屬塊電流的大小。3．【答案】D【解析】【解答】A．由x-t圖像可知t1B．t1C．因為t2時刻彈簧處于負(fù)向最大位移處，且根據(jù)對稱性，此時的加速度與正向最大位移處的加速度相等，由題意開始時物體加速度滿足F?mg=ma，而M、N兩個物體等質(zhì)量，故F=2mg，所以解得a=g，方向豎直向上，故在負(fù)向最大位移處加速度也為g，且方向豎直向下，故此時滿足F'+mg=mg，故此時F'=0故答案為：D。

【分析】當(dāng)t1時刻M處于平衡位置時，回復(fù)力等于0；當(dāng)回復(fù)力等于0時彈簧處于伸長狀態(tài)；利用M的位置可以判別彈簧長度及彈性勢能的大?。焕门ｎD第二定律結(jié)合彈力的大小可以判別M的加速度大小及方向。4．【答案】B【解析】【解答】A．由圖像乙可知t3B．t2C．t1D．t1故答案為：B。

【分析】利用楞次定律可以判別感應(yīng)電流的方向；利用圖象斜率可以判別感應(yīng)電流最大的時刻；利用線圈b電流等于0可以判別相互作用力的大??；利用電流的方向結(jié)合左手定則可以判別線圈之間的相互作用力的方向。5．【答案】A【解析】【解答】環(huán)形導(dǎo)電線圈隨著磁芯和外殼隨海浪上下浮動而切割磁感線，由法拉第電磁感應(yīng)定律E=Blv，環(huán)形線圈各部分產(chǎn)生的電動勢對回路來說是同向的（實際指感應(yīng)電流方向），其有效切割長度由微元法可知l=2πL，聯(lián)立v=v0sin2πTt，可得線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式故答案為：A。

【分析】利用動生電動勢的表達(dá)式可以求出電動勢的瞬時值的表達(dá)式，結(jié)合電動勢的有效值及電功率的表達(dá)式可以求出產(chǎn)生的電能大小。6．【答案】D【解析】【解答】A．光線射到AB面上的折射角為sinr=sin45°B．由幾何關(guān)系可知，光線射到AC面上的入射角仍為30°，從AC射出時的折射角仍為45°，則三條光線在AC面上射出后仍平行BC，B正確，不符合題意；C．根據(jù)光路圖可知，光線1射到BC邊上時的位置離C點最近，則從AC射出后離C點最近，則從AC射出后光線從上到下的順序為3、2、1，C正確，不符合題意；D．若光線3繞入射點逆時針轉(zhuǎn)過一小角度，則在AB面上的入射角變大，折射角變大，光線射到BC邊上的入射角大于75°，仍能在BC邊發(fā)生全反射，不可能從BC面射出棱鏡，D錯誤，符合題意。故答案為：D。

【分析】利用折射率的大小可以判別發(fā)生全反射的臨界角的大??；利用幾何關(guān)系可以判別三條出射光線仍舊平行；利用入射角的大小可以判別是否發(fā)生全反射。7．【答案】A【解析】【解答】因為地磁場的外部磁場的方向由地理南極到地理北極，故地磁場在該點磁感應(yīng)強度的大小為B，與水平方向的夾角為α，所以地磁場在該點水平方向的分磁感應(yīng)強度為B1=Bcosα，所以電流元豎直放置時地磁場對它的力的大小為F1=B故答案為：A。

【分析】利用平行四邊形定則可以判別水平方向磁感應(yīng)強度的大小，結(jié)合安培力的表達(dá)式可以求出安培力的大小，結(jié)合力的分解可以求出夾角余弦值的大小。8．【答案】C【解析】【解答】設(shè)M、N端輸入的電壓為U，原線圈的電流為I1，原線圈的電壓為U1，副線圈的電流為I2，副線圈的電壓為U2，設(shè)四個完全相同的電阻的阻值為R，則U1U2=n1n2，解得U1=U2n1n2，根據(jù)I2故答案為：C。

【分析】利用電流的大小可以求出匝數(shù)之比，結(jié)合原線圈的歐姆定律可以求出原線圈輸入電壓的大小，再利用原線圈的歐姆定律可以求出通過a電流的大小。9．【答案】A,D【解析】【解答】A．光源發(fā)出直接到屏上的光和被平面鏡反射到屏上的光是相干光，該干涉現(xiàn)象可以看成雙縫干涉，故光屏上出現(xiàn)與平面鏡平行的明暗相間的條紋，A符合題意；B．在P點下方?jīng)]有反射光線照射，故不會有干涉條紋，B不符合題意；C．光源到屏的距離可以看成雙縫到屏的距離L，光源S到平面鏡中虛像的間距看成雙縫的間距d，根據(jù)雙縫干涉的相鄰條紋之間的距離公式Δx=LD．光源到屏的距離可以看成雙縫到屏的距離L，光源S到平面鏡中虛像的間距看成雙縫的間距d，根據(jù)雙縫干涉的相鄰條紋之間的距離公式Δx=L故答案為：AD。

【分析】利用雙縫干涉可以判別光屏出現(xiàn)與平面鏡平行的明暗相間的條紋；在P點下方?jīng)]有干涉條紋；利用干涉條紋的間距的表達(dá)式結(jié)合雙縫間距及到屏幕距離的變化可以判別干涉條紋間距的變化。10．【答案】A,B【解析】【解答】A．使滑動變阻器R3的滑片自a端向b端移動，則R3阻值變大，總電阻變大，總電流減小，根據(jù)P=I2R可知電阻RB．電源的效率η=IUC．因為E=U+I(R1+r)，則|ΔUD．將R1看做是電源的內(nèi)阻，則當(dāng)R1+r=R2R3R2+R3故答案為：AB。

【分析】滑動變阻器的滑片移動的過程根據(jù)歐姆定律以及電功率的表達(dá)式得出電阻R1功率的變化情況，利用電路的分析進(jìn)行分析判斷。11．【答案】B,C【解析】【解答】A．物塊由靜止釋放，由于μ<tanα，可知mgsinθ>μmgcosθ，物塊有向下的加速度，加速下滑；物塊有沿斜面向下的速度，由左手定則，受垂直斜面向下的洛倫茲力，導(dǎo)致物塊對斜面壓力變大，滑動摩擦力增大，以沿斜面向下為正方向，根據(jù)牛頓第二定律mgsinθ?f=ma①，f=μB．物塊下滑過程中，做功的只有重力和滑動摩擦力，洛倫茲力和支持力不做功，根據(jù)功能關(guān)系，物塊機械能的減小量等于因摩擦所放出的熱量，等于克服摩擦力做的功，B符合題意；C．當(dāng)物塊向下運動的加速度減小到零時，速度達(dá)到最大值，由受力平衡知mgsinθ=μ(D．若僅將磁場改為與原來相反的方向，則物塊下滑受洛倫茲力垂直斜面向上，則FN2=mgcosθ?qvB⑤，聯(lián)合故答案為：BC。

【分析】利用牛頓第二定律結(jié)合垂直斜面的平衡方程可以求出物塊加速度的表達(dá)式，進(jìn)而判別其速度的變化；利用能量守恒定律可以判別機械能減少量等于克服摩擦力做功的大??；利用平衡方程可以求出最大速度的大??；當(dāng)磁場方向改變時，利用牛頓第二定律可以求出加速度的大小，當(dāng)洛倫茲力大于重力的分力時物塊離開斜面做曲線運動。12．【答案】B,C【解析】【解答】A．洛倫茲力提供向心力，可得qvB=mv2r，解得r=mvB．洛倫茲力提供向心力，可得qvB=m2πTv，t=θ2πT，整理得C．分析得光屏上被擊中區(qū)域最右側(cè)如下圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系，x坐標(biāo)為x右D．光屏上被擊中區(qū)域最左側(cè)時，由幾何關(guān)系可知最左側(cè)的x坐標(biāo)為x左故答案為：BC。

【分析】粒子在磁場中運動，利用牛頓第二定律可以求出軌跡半徑的大小，結(jié)合幾何關(guān)系可以求出M點的坐標(biāo)；粒子在磁場中運動的軌跡所對圓心角結(jié)合周期的大小可以求出運動的時間；利用幾何關(guān)系可以求出最右側(cè)的坐標(biāo)；利用幾何關(guān)系可以求出最左側(cè)的坐標(biāo)。13．【答案】（1）D（2）丙（3）0.965（4）9.86【解析】【解答】（1）A．實驗所用小球的密度要大，體積要小，A不符合題意；B．為了減小誤差，測量周期時要測量至少30次全振動的時間，然后計算周期的平均值，B不符合題意；C．實驗時小球的擺動幅度不大于5°，否則就不是簡諧振動了，C不符合題意；D．為了減小誤差，懸掛小球的細(xì)繩的質(zhì)量要盡可能小些，D符合題意。故答案為：D。（2）圖乙和圖丙為細(xì)線上端的兩種不同的懸掛方式．乙圖中當(dāng)擺球擺動時會導(dǎo)致擺長變化，則應(yīng)該選圖丙所示的懸掛方式。（3）小球的直徑為0.9cm+0.05mm×13=0.965cm。（4）根據(jù)T=2πLg，可得T2=

【分析】（1）實驗使用的小球密度要大，體積要小；測量周期應(yīng)該利用多次全振動的時間除以振動的次數(shù)；實驗的擺角不能太大；

（2）選用丙的懸掛方式可以調(diào)節(jié)擺長的大小；

（3）利用游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)和精度可以讀出對應(yīng)的直徑；

（4）利用單擺的周期公式結(jié)合圖象斜率可以求出重力加速度的大小。14．【答案】（1）R（2）4.40；1.20（3）內(nèi)阻；電壓表V2【解析】【解答】（1）設(shè)計的測量電路如圖甲所示，虛線框內(nèi)的定值電阻選擇與滑動變阻器阻值相當(dāng)?shù)?，則應(yīng)為R2（2）由電路可知E=U1+U2+U（3）在第（2）問中，因電壓表V2的內(nèi)阻的影響，使得表達(dá)式應(yīng)該為E=U1+U2+(U2

【分析】（1）虛線內(nèi)的定值電阻阻值應(yīng)該與滑動變阻器相當(dāng)；

（2）利用閉合電路的歐姆定律結(jié)合圖象斜率和截距可以求出電動勢和內(nèi)阻的大??；

（3）由于電壓表的分流導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)誤差。15．【答案】（1）解：對最右側(cè)光線，入射角為a=37°，由幾何知識得，折射角的正弦sin容器內(nèi)液體對該單色光的折射率n=解得n=（2）解：光線自液體表面到達(dá)液體底部路程L=又n=光線自液體表面到達(dá)容器底部的時間t=解得t=【解析】【分析】（1）已知光折射的路徑，利用入射角和折射角的正弦值，結(jié)合折射定律可以求出折射率的大小；

（2）光線到達(dá)底部時，利用幾何關(guān)系可以求出光傳播的路徑，結(jié)合傳播的速度可以求出傳播的時間。16．【答案】（1）解：由3得該簡諧橫波的周期T=3sx=3.0cm（2）解：由圖可知，得該簡諧橫波的波長λ=6波速v=波自x=6.0cm處傳播到x=8平衡位置位x=8.0cmt=3s時，該質(zhì)點的位移y自t=0至t=3s，平衡位置位x=8.0cm【解析】【分析】（1）已知質(zhì)點振動的時間，利用振動的時間及位置的變化可以求出周期的大??；結(jié)合振幅和角速度可以求出質(zhì)點位移的函數(shù)關(guān)系式；

（2）從圖象可以得出波長的大小，結(jié)合周期的大小可以求出波速的大??；利用質(zhì)點間的距離可以求出傳播的時間，利用振動的方程