山东省淄博实验中学2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

山东省淄博实验中学2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.下列说法正确的是( )
A. 磁感应强度描述空间某点磁场的强弱和方向
B. 磁通量是矢量，方向与磁感应强度的方向有关
C. 磁感应强度的单位是特斯拉，
D. 磁通量描述穿过单位面积磁感线条数的多少
2.“洗”是中国古代盥洗用的脸盆，用青铜铸成。倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花。这种现象主要是( )
A. 多普勒效应 B. 共振 C. 波的折射 D. 波的衍射
3.舞中幡是中国传承千年的杂技项目之一，如图所示，杂技演员用手顶住中幡，将幡从胸口处竖直向上抛起，时间后在自己的胸口相同位置处开始接幡，并缓慢下蹲，经时间幡到达最低点。已知一根中幡质量为，重力加速度为，忽略空气阻力。则( )
A. 幡被抛出时的速度大小为
B. 幡被抛出后，仅在最高点时加速度大小为
C. 杂技演员接幡过程中，手对幡的冲量大小为
D. 杂技演员接幡过程中，手对幡的冲量大小为
4.若用表示电源电动势，表示路端电压，表示内电压，表示外电路的总电阻，表示电源的内阻，表示总电流，则下列各式中正确的是( )
A. B. C. D.
5.如图所示，、是两列波的波源，时，两波源同时开始垂直纸面做简谐运动，其振动表达式分别为、，产生的两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播。是介质中的一点，时开始振动，已知，，则( )
A. 两列波的波速均为
B. 两列波的波长均为
C. 点合振动的振幅为
D. ，沿着传播的方向运动了
6.如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量为的小球从槽高处开始自由下滑，下列说法正确的是( )
A. 在以后的运动过程中，小球和槽的水平方向动量始终守恒
B. 在下滑过程中槽对小球的支持力不做功
C. 全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒，且水平方向动量守恒
D. 被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，但小球不能回到槽高处
7.如图甲所示为以点为平衡位置，在、两点间运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是( )
A. 在时，弹簧振子的加速度为正向最大
B. 在与两个时刻，弹簧振子的速度不同
C. 从到时间内，弹簧振子做加速度增大的加速运动
D. 在时，弹簧振子有最小的位移
8.某实验小组设计了用单摆测量海底深度的实验。在静止于海底的蛟龙号里，测得摆长为的单摆，完成次全振动用时为。设地球为均质球体，半径为，地球表面的重力加速度大小为。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。则下列说法正确的是( )
A. 此海底处的重力加速度大于地球表面的重力加速度
B. 此海底处的重力加速度为无穷大
C. 此海底处的深度为
D. 此海底处的重力加速度大小为
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.一列简谐横波在同一均匀介质中沿轴正方向传播，当传播到处的质点时开始计时，时的波形如图所示，且此时波刚好传播到处，、两质点此时的位移均为。下列说法正确的是( )
A. 该波传播的速度大小为
B. 之后，质点比质点回到平衡位置要晚
C. 时质点将运动到的位置
D. 时，平衡位置在处的质点的位移为
10.在如图所示的电路中，电源电动势、内阻恒定，、是定值电阻。闭合开关，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器的滑片向上滑动一段长度，理想电压表、、的示数变化量的绝对值为、、，电流表是理想电流表。下列说法正确的是( )
A. 电流表示数变小，电压表的示数变大
B.
C. 的滑片向上滑动过程中，定值电阻中有从流向的瞬间电流，带电液滴将向上运动
D. 电源效率减小
11.矿井空气中的瓦斯浓度超过时，容易发生瓦斯爆炸。某同学通过查阅资料得知含有瓦斯的空气折射率大于干净空气的折射率，他利用光的干涉监测瓦斯浓度。如图，在双缝后面放置两个完全相同的薄壁透明容器、，容器中是干净的空气，容器与矿井中空气相通。用某种单色光照射单缝，观察屏上的干涉条纹，就能够大致判断瓦斯的浓度。下列说法正确的是( )
A. 若屏的正中央是亮纹，说明中的空气一定不含瓦斯
B. 若屏的正中央是暗纹，说明中的空气一定含有瓦斯
C. 同种频率的光在含有瓦斯的空气中比在干净空气中传播的速度小
D. 用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变小
12.如图所示，质量为的足够长木板静置在光滑水平面上，质量为的小物块静止放在光滑的四分之一圆弧形凹槽的最低点，圆弧形凹槽质量为且未被固定。现有一质量为的滑块以的水平初速度从木板左端冲上木板，滑块在木板上运动一小段时间，二者达到共速后，木板与小物块发生弹性正碰，碰撞后木板立即被锁定。小滑块继续运动一段时间后从薄木板上滑下，落在水平面上时，水平方向速度不变，竖直方向速度变为。之后小滑块在水平面上运动足够长时间，始终未能追上或。已知小物块可看做质点，，，滑块与木板之间的动摩擦因数为，。碰撞时间不计，下列说法正确的是( )
A. 木板与小物块碰撞后瞬间小物块的速度大小为
B. 相对于水平面，小物块在圆弧形凹槽能上升的最大高度
C. 小物块最终将以的速度做匀速直线运动
D. 若调整木板的长度为，小滑块将能够与小物块发生碰撞
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
13.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用如图所示装置测量红光的波长：
图中标示的器材“”应为_____。
下列操作正确的是______。
A.先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头
B.接通电源前把输出电压调到小灯泡额定的电压
C.观察到条纹比较模糊，可以调节拨杆进行调整
D.测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线与该亮纹边缘重合
下列图示中条纹间距表示正确的是______
A. ．
C. ．
14.某学习小组用两种不同的金属电极插入柠檬做了一个“水果电池”，如图所示。将该水果电池给“、”的小灯泡供电，发现小灯泡不发光，检查电路无故障，测量电路中的电流，发现读数不足。
你认为电路中电流不足的原因是________；
为了测量水果电池的电动势和内阻，进行如下实验，电路图如图所示。请按照电路图，将图中的实物图连线补充完整________。
连好电路后闭合开关，发现滑动变阻器在阻值较大范围内调节时，电压表示数变化不明显，其原因是所选用的滑动变阻器________；
按要求更换滑动变阻器后，调节滑动变阻器，记录电压表和微安表的示数。作出图像，如图所示。由图像求得水果电池的电动势________，内阻________结果保留三位有效数字。
四、计算题：本大题共4小题，共44分。
15.如图甲所示，一列简谐横波由点向点传播，，两点相距，振动图像如图乙所示，实线为点的振动图像，虚线为点的振动图像，求：
质点的振动方程；
该波的传播速度。
16.如图所示，截面为半圆形的玻璃砖的半径为，一束单色平行光向右垂直直面射向玻璃砖，在玻璃砖右侧可看到圆弧面上有三分之二的区域被照亮已知光在真空中的速度为，求：
该玻璃砖对此单色光的折射率自不同点出射的光在玻璃砖中的传播时间不同，计算得出最短传播时间不考虑光在玻璃砖内的多次反射．
17.潜艇从高密度海水区域驶入低密度海水区域时，浮力顿减，潜艇如同“汽车掉下悬崖”，称之为“掉深”，曾有一些潜艇因此沉没。我海军某潜艇在执行任务期间，突然遭遇“水下断崖”急速“掉深”，全艇官兵紧急自救脱险，创造了世界潜艇史上的奇迹。总质量为的某潜艇，在高密度海水区域距海平面，距海底处沿水平方向缓慢潜航，如图所示。当该潜艇驶入低密度海水区域点时，浮力突然降为，后，潜艇官兵迅速对潜艇减重排水，结果潜艇刚好零速度“坐底”并安全上浮，避免了一起严重事故。已知在整个运动过程中，潜艇所受阻力大小恒为潜艇减重的时间忽略不计，海底平坦，重力加速度取，，求：
潜艇“掉深”时的速度；
潜艇减重排出水的质量；
潜艇从点开始“掉深”到返回点过程中阻力的冲量。结果取位有效数字
18.如图所示，上表面粗糙、长的长木板与半径的光滑四分之一圆弧轨道平滑连接二者构成一个整体，静止在光滑水平面上，整体的总质量，质量的物块放在长木板上的左端。一根长度且不可伸长的细线一端固定于点，另一端系一质量的小球，小球位于最低点时与物块处于同一高度并恰好接触。拉动小球使细线伸直，当细线水平时由静止释放小球，小球与物块沿水平方向发生弹性碰撞碰撞时间极短，碰撞后，物块沿着长木板上表面运动，小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度取。求：
小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小；
小球与物块碰撞后的瞬间，物块动量的大小；
若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置且不脱离圆弧轨道，物块与水平长木板间的动摩擦因数。
答案和解析
1.
【解析】A.磁感应强度是描述空间某点磁场的强弱和方向的物理量，其是矢量，故A正确；
B.磁通量是标量，有正负，其正负与磁感应强度的方向有关，故B错误；
C.根据
可知，磁感应强度的单位是特斯拉，且有
故C错误；
D.磁感应强度描述穿过单位面积磁感线条数的多少，而磁通量描述穿过闭合平面内的磁感线条数的多少，故D错误。
故选A。
2.
【解析】用双手摩擦盆耳，起初频率非常低，逐渐提高摩擦频率，当摩擦频率等于盆的固有频率时，会发生共振现象，则嗡声是因为共振现象，此时溅起的水花振幅最大。
故选B。
3.
【解析】A.幡被抛出时的速度大小为，故A错误；
B.幡被抛出后，在幡仅受重力过程中，幡的加速度大小一直为，故B错误；
幡从最高点开始下落到到达最低点，设手对幡的冲量大小为，
取竖直向下为正方向，由动量定理有，解得，故C错误，D正确。
4.
【解析】A.由欧姆定律知：，A正确；
B.由闭合电路欧姆定律知：，B错误；
C.由闭合电路欧姆定律知，故C错误；
D.由欧姆定律知：，故D错误。
故选A。
5.
【解析】、两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播，故两列波的波速相同；根据质点开始振动的时间可得：，故A正确；
B、由振动方程可得：两列波的周期相同，即：，故两列波的波长均为：，故B错误；
C、、两列波的波程差为，故点为振动减弱点，点合振动的振幅为：，故C错误；
D、质点不会随波迁移，故D错误。
故选：。
6.
【解析】A.当小球与弹簧接触后，小球与槽组成的系统在水平方向所受合外力不为零，系统在水平方向动量不守恒，故A错误；
B.下滑过程中两物体都有水平方向的位移，而力是垂直于球面的，故力和位移夹角不垂直，故两力均做功，故B错误；
C.全过程小球和槽、弹簧所组成的系统只有重力与弹力做功，系统机械能守恒，小球与弹簧接触过程系统在水平方向所受合外力不为零，系统水平方向动量不守恒，故C错误；
D.球在槽上下滑过程系统水平方向不受力，系统水平方向动量守恒，球与槽分离时两者动量大小相等，由于，则小球的速度大小大于槽的速度大小，小球被弹簧反弹后的速度大小等于球与槽分离时的速度大小，小球被反弹后向左运动，由于球的速度大于槽的速度，球将追上槽并要槽上滑，在整个过程中只有重力与弹力做功系统机械能守恒，由于球与槽组成的系统总动量水平向左，球滑上槽的最高点时系统速度相等水平向左系统总动能不为零，由机械能守恒定律可知，小球上升的最大高度小于，小球不能回到槽高处，故D正确。
故选D。
7.
【解析】A.时，弹簧振子到达正向位移最大位置，此时速度为零，加速度为负向最大，A错误；
B. 时，弹簧振子的速度沿正方向，与弹簧振子经过同一位置，两个时刻的速度大小相等，方向相反，二者的速度不同，B正确；
C. 到时间内，弹簧振子逐渐远离平衡位置，弹簧振子的速度减小，加速度增大，故弹簧振子做加速度增大的减速运动，C错误；
D. 时，弹簧振子具有负向最大位移，D错误。
故选B。
8.
【解析】根据万有引力提供重力，则在星球表面
化解得
已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，所以此海底处的 减小，重力加速度减小，故AB错误；
根据单摆周期公式
则此海底处的重力加速度大小为
所以
解得
此海底处的深度为
故C错误，D正确。
故选D。
9.
【解析】A.由题意知周期，由图像可知，则波速

故A正确；
B.处的质点开始振动时，位移

由图分析可知，点正在向下振动，再经 回到平衡位置，点正在向上振动，再经 回到平衡位置，即质点比质点晚的时间回到平衡位置，故B错误；
C.质点不随波迁移，故C错误；
D.从开始计时到波传播到处，需用时，振动时间为 ，由于起振方向向上，则时处的质点的位移，故D正确。
故选AD。
10.
【解析】A、分析电路可知，当开关闭合，滑动变阻器与定值电阻串联后接在电源两端将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，电路电流减小，理想电流表示数减小理想电压表测量定值电阻两端的电压，据欧姆定律可得电路电流减小，则变小，即理想电压表示数减小而理想电压表测量电源的路端电压，据闭合电路欧姆定律可得电路电流减小，电源内阻上分得的电压变小，电源路端电压增大，理想电压表的示数增大，故 A正确
B、理想电压表测量滑动变阻器两端的电压，据闭合电路欧姆定律可得电路电流减小，则增大理想电压表测量定值电阻两端的电压，据欧姆定律可得，理想电压表测量电源的路端电压，据闭合电路欧姆定律可得，故，，
，所以，故B正确
C、根据可知电容器的电荷量增大，电容器充电，所以定值电阻中有从流向的瞬间电流，又，增大，向上的电场力增大，则带电液滴将向上运动，故C正确
D、电源效率，滑动变阻器接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，电源效率变大，故 D错误。
故选ABC。
11.
【解析】A.若屏的正中央是亮纹，说明中的空气可能不含瓦斯，也可能含有瓦斯，故A错误
B.若屏的正中央是暗纹，说明中的空气一定含有瓦斯，故B正确
C.同种频率的光在含有瓦斯的空气中比在干净空气中传播的速度小，故C正确
D.用频率更大的单色光照射单缝时，波长变小，屏上出现的干涉条纹间距变小，故D正确。故选BCD。
12.
【解析】、设
以、为研究对象，设向右为正，由动量守恒定律有
解得木板与滑块达到共速时速度的大小
以、为研究对象，与发生弹性碰撞过程，设向右为正，
由动量守恒定律可有
由机械能守恒定律可知
联立解得小物块碰后速度
从碰后到小物块运动到最高点，、两者水平共速，设此时水平速度为，
可得，故A正确，B错误；
C、从、碰后到、分离，设分离时的速度为，的速度为，则
可得，，
故小物块最终将以的速度做匀速直线运动，故C错误；
D、小滑块与开始到共速过程
解得：
小滑块能够滑下，则，
解得
小滑块在水平面上运动足够长时间，始终未能追上或，则小物块最终速度小于等于，
则，
解得：
所以木板的长度的取值范围，
即时，小滑块能从薄木板上滑下，且始终未能追上或。
故若调整木板的故长度为，小滑块将能够与小物块发生碰撞，故D正确。
13.红光滤光片或滤光片

【解析】题图中标示的器材“”应为红光滤光片。
根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验操作步骤可知，安装器材的过程中，先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再安装单缝、双缝以及测量头，故A正确；
B.若要小灯泡正常发光，则接通电源前把输出电压调到小灯泡的额定电压，故B正确；
C.观察到条纹比较模糊，可能是单缝与双缝不平行，可以调节拨杆进行调整，故C正确；
D.测量某亮条纹位置时，目镜分划板中心刻度线应与该亮纹的中心重合，故D错误。
故选ABC。
干涉条纹的宽度是指相邻的明条纹或暗条纹的中心之间的距离，可知，第三个选择项符合要求。
故选C。
14.水果电池内阻太大，电路的电流很小，灯泡的实际功率很小不足以使灯泡发光；
阻值偏小；
；
【解析】水果电池内阻太大，电路的电流很小，灯泡的实际功率很小不足以使灯泡发光；
实物图连线如图
连好电路后闭合开关，发现滑动变阻器在阻值较大范围内调节时，电压表示数变化不明显，由于水果电池内阻很大，而滑动变阻器采用的是限流式接法，所以导致的原因是所选用的滑动变阻器阻值偏小；
根据闭合电路欧姆定律
化解得
可解得
图像斜率绝对值表示电源内阻，可得
15.质点 的振动周期 ，振幅 设质点 的振动方程为
当 时， ，得
则 取 ，得
波由 传播到 的最短时间为
因此由 传到 所需的时间为
、 两点的距离为
解得
波速为

16.【解析】由于在玻璃砖右侧可看到圆弧面上有三分之二的区域被照亮，由几何分析可得，此单色光在玻璃砖中全反射的临界角
又
得该玻璃砖对此单色光的折射率；
光在玻璃砖中的最短传播距离
又，
得最短传播时间。
答：该玻璃砖对此单色光的折射率为；
自不同点入射的光在玻璃砖中的传播时间不同，最短传播时间为。
17.【解析】设潜艇刚“掉深”时的加速度大小为 ，
对潜艇，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
末的速度为 ；
掉深时，潜艇下落的高度：
潜艇减速下落的高度：
在减速阶段： ，解得
潜艇减重后的质量为 ，潜艇减重后以 的加速度匀减速下沉过程中，
由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
排水前潜艇的质量
“掉深”过程中排出水的质量：
向下减速所需时间为
设上浮过程潜艇的加速度大小为 ，由牛顿第二定律得：

解得：
在上浮过程中，根据位移一时间公式可得：
解得
故：潜艇下降过程阻力的冲量 方向竖直向上
潜艇上升过程中阻力的冲量 方向竖直向下
全程阻力的冲量
方向竖直向上
18.小球运动到最低点的过程中，由动能定理有
解得小球运动到最低点的速度大小
在最低点，对小球由牛顿第二定律有
解得小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小为
小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律得
小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小为
解得小球与物块碰撞后的瞬间，物块动量的大小为
若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置，此时两者共速，则对物块与长木板和圆弧轨道组成的整体由水平方向动量守恒得
由能量守恒定律得
解得物块与水平长木板间的动摩擦因数

第7页，共18页