山东省济南市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含答案）

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山东省济南市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.在下列四幅图象中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是( )
A. B.
C. D.
2.如图是一种叫“指尖陀螺”的玩具。当将陀螺绕位于中心的转轴旋转时，陀螺上、两点的周期、角速度及线速度的关系正确的是( )
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
3.关于涡流，下列说法中错误是( )
A. 真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B. 家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的
C. 阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动
D. 变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流
4.雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”。如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手摇脚踏板，使后轮匀速转动，泥巴就被甩下来。如图所示，图中、、、为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置，则( )
A. 泥巴在图中、位置的向心加速度大于、位置的向心加速度
B. 泥巴在图中的、位置时最容易被甩下来
C. 泥巴在图中的位置时最容易被甩下来
D. 泥巴在图中的位置时最容易被甩下来
5.科学家们在距离地球约光年的地方，发现了一颗可能有生命存在的“超级地球”。科学家们把这颗“超级地球”命名为，质量至少是地球的倍，半径约为地球的倍，围绕一颗比太阳小得多的恒星运行，每天运行一周。若已知地球的第一宇宙速度，根据以上信息可以算出“超级地球”的( )
A. 所绕恒星的质量 B. 公转的线速度 C. 第一宇宙速度 D. 密度
6.高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，是一种极不文明的行为，而且会带来人身伤亡和重大财物损失等很大的社会危害。假设有一质量为的玻璃瓶从高的楼上掉出窗外不计空气阻力，落地时破碎，其与地面作用时间为，重力加速度取，则玻璃瓶落地时对地面的压力是( )
A. B. C. D.
7.一根有质量的金属棒，两端用细软导线连接后悬挂于两点。棒的中部处于方向垂直纸面向外的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从流向。为了使悬线中的拉力等于零，可以( )
A. 只适当减小磁感应强度
B. 只适当减小电流强度
C. 使磁场反向，并需要考虑是否调整磁感应强度的大小
D. 使磁场反向，不需要考虑是否调整磁感应强度的大小
8.某试验卫星在地球赤道平面内一圆形轨道上运行，每天对某城市访问一次，下列关于该卫星的描述中正确的是( )
A. 线速度可能大于第一宇宙速度 B. 角速度可能大于地球自转角速度
C. 高度一定小于同步卫星的高度 D. 向心加速度可能大于地面的重力加速度
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
9.交流电压表和交流电流表的测量量程有限，不能直接接在大电压或大电流的电路中使用，但可以利用互感器来实现测量。如图甲和乙是两个互感器的原理图，下列说法正确的是( )
A. 图甲是电压互感器，表中测量的电压比线路中的电压小
B. 图甲是电流互感器，表中测量的电流比线路中的电流大
C. 图乙是电压互感器，表中测量的电压比线路中的电压大
D. 图乙是电流互感器，表中测量的电流比线路中的电流小
10.如图是一种简易风速仪的示意图当水平方向有风吹来时，风速仪的外接电流计就有示数下列说法正确的有( )
A. 该风速仪工作时应用了电磁感应原理
B. 该风速仪工作时应用了电流的磁效应
C. 风速越大，电流计的示数越大
D. 风速越大，电流计的示数越小
11.如图甲为洛伦兹力演示仪的实物照片，图乙为其工作原理图。励磁线圈为两个圆形线圈，线圈通上励磁电流后，在两线圈间可得到垂直线圈平面的匀强磁场，其磁感应强度的大小和成正比，的大小可通过“励磁电流调节旋钮”调节；电子从被加热的灯丝逸出初速不计，经加速电压加速形成高速电子束，的大小可通过“加速电压调节旋钮”调节。玻璃泡内充有稀薄气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。某次实验中，电子加速后向右飞出，垂直进入磁场，在磁场中逆时针运动形成一个完整的圆周轨迹。下列说法正确的是( )
A. 所加励磁电流的方向为顺时针
B. 所加励磁电流的方向为逆时针
C. 要使圆周轨迹的半径变为原来的一半，可以只调节励磁电流变为倍
D. 要使圆周轨迹的半径变为原来的一半，可以只调节加速电压变为
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
12.某实验小组利用如图甲所示装置测量小球在离开水平桌面边缘点时做平抛运动的初速度。在地面上沿抛出的速度方向水平放置一把刻度尺，让悬挂在抛出点处的重锤的投影恰好落在刻度尺的零刻度线上，利用小球在刻度尺上的落点位置，就可以直观地得到小球做平抛运动的初速度，并可以制成如图乙所示的速度标尺图中点为重锤的投影位置。
由标尺信息可知，小球在空中的飞行时间为______。
桌面离地面的高度______重力加速度取保留三位有效数字。
关于该速度标尺，下列说法正确的是______
A.增大桌面离地面高度，速度刻度的间距将变大
B.增大桌面离地面高度，速度刻度的间距将变小
C.增大桌面上倾斜轨道的倾角，速度刻度的间距将变大
D.增大桌面上倾斜轨道的倾角，速度刻度的间距将变小
13.某实验小组用如图所示的装置验证碰撞前后动量守恒。光滑的圆弧形轨道固定在粗糙水平面上，下端与水平面相切。实验时，测出、两滑块的质量、，先让多次从圆弧形轨道上同一位置由静止释放，记下其在水平面上滑行距离的平均值，然后把静置于轨道下端与水平面相切的位置，并将从轨道上同一位置由静止释放，与发生正碰。重复多次实验并进行验证。
关于实验中滑块的要求，下列说法正确的是______
A.两个滑块的材质可以不同，且不必测量滑块与水平面间的动摩擦因数
B.两个滑块的材质必须相同，且必须测量滑块与水平面间的动摩擦因数
C.两个滑块的材质必须相同，且不必测量滑块与水平面间的动摩擦因数
为确保实验中不反向运动，则应满足 ______填“大于”、“小于”或“等于”。
写出实验中还需要测量的物理量及符号：______。
若碰撞前后动量守恒，写出要验证的表达式：______。
四、计算题：本大题共4小题，共46分。
14.宇航员站在某一星球距离表面高度处，以某一初速度沿水平方向抛出一个小球，经过时间后小球落到星球表面，已知该星球的半径为，引力常量为，求：
该星球表面的重力加速度的大小；
该星球的质量．
15.质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具。如图所示，一个质量为、电荷量为的带正电粒子从小孔飘入电势差为的加速电场，初速度几乎为。加速后从出射，再经过垂直进入匀强磁场中，最后打在荧光屏的中点，中点与的距离为，荧光屏的宽度为。求：
匀强磁场的磁感应强度大小；
若匀强磁场的磁感应强度从到范围内可调，求能在荧光屏上检测到的粒子比荷的范围。
16.如图所示，竖直面内两条长直金属导轨成楔形分布，所夹角度为，上端相连于点，导轨电阻不计，处于方向垂直于导航平面、磁感应强度为的匀强磁场中。一质量为的导体棒受到向上的拉力，以速度匀速向下运动。导体棒单位长度的电阻为，重力加速度为，不计一切阻力。当导体棒从点开始向下运动距离为时，求：
导体棒产生的感应电动势；
通过导体棒的电流和通过的电荷量；
拉力的功率。
17.如图所示，光滑水平面的右侧平滑连接一竖直放置的半圆形光滑轨道，轨道半径。物块和分别置于水平面上，，。现使物块以速度向右运动，与发生正碰，碰后物块能恰好通过半圆形轨道的最高点，重力加速度取。
碰撞后物块的速度大小；
物块和在碰撞过程中损失的机械能；
不同质量的物块之间发生的碰撞效果是不同的，若保证碰撞后物块均恰好能经过半圆形轨道的最高点，求物块的质量范围。
1.
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13. 大于 碰撞后、在水平面滑行的距离、
14.解：小球在星球表面做平抛运动，由得
该星球表面的重力加速度
设该星球的质量为，则由
得：
将 代入得
答：
该星球表面的重力加速度为．
该星球的质量为．
15.解：在电场中由动能定理得，在磁场中，对粒子受力分析可知：，，联立以上各式解得；
由可以推导出，最小半径，
且对应最小的磁感应强度时，比荷最大，，
最大半径，
且对应最大的磁感应强度时，比荷最小，，
能在荧光屏上检测到的粒子比荷的范围。
答：磁感应强度大小为；
比荷的取值范围为。
16.解：当导体棒从点开始向下运动距离为时，有效切割长度为：
根据感应电动势公式得：；
当导体棒从点开始向下运动距离为时，回路中的电阻为：
根据闭合电路欧姆定律得：
解得：，说明电流强度为定值。
根据可得电荷量：；
由平衡条件可知，，再，
解得：
答：导体棒产生的感应电动势为；
通过导体棒的电流为，通过的电荷量为；
拉力的功率为。
17.解：物块恰好能过最高点，在最高点，由牛顿第二定律
物块由到的过程，由动能定理
解得
物块和的碰撞过程，规定向右为正方向，由动量守恒定律
解得
损失的机械能
代入数据可得
要使物块均能过最高点，则碰撞后的速度均为
若碰撞是完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律
解得
若碰撞是完全弹性碰撞，根据动量守恒定律和能量守恒定律
代入数据，解得
，
所以物块的质量范围
答：碰撞后物块的速度大小为；
物块和在碰撞过程中损失的机械能为；
物块的质量范围为。
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