2022_2023山东省济宁市第一中学高二（上）期末物理试卷（含解析）

2022~2023学年山东省济宁市第一中学高二（上）期末物理试卷
得分
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。
1. 下列光学现象，说法正确的是( )
A. 泊松亮斑是衍射现象，证明了光是一种波
B. “海市蜃楼”是由于光的衍射造成的
C. 两个完全相同的日光灯发出的光相遇时，一定可以发生干涉
D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
2. 水刀切割具有精度高，无热变形、无毛刺，无需二次加工以及节约材料等特点，因而得到广泛应用。某水刀切割机床如图所示，若横截面直径为的圆柱形水流垂直射到要切割的钢板上，碰到钢板后水的速度减为零。已知水的流量单位时间流出水的体积为，水的密度为，则钢板受到水的平均冲力大小为( )
A. B. C. D.
3. 飞力士棒是一种轻巧的运动训练器材，是一根弹性杆两端带有负重的器械，如图。某型号的飞力士棒质量为，长度为，固有频率为。如图，某人用手振动该飞力士棒进行锻炼，则下列说法正确的是( )
A. 使用者用力越大，飞力士棒振动越快
B. 手振动的频率增大，飞力士棒振动的频率不变
C. 手振动的频率增大，飞力士棒振动的幅度一定变大
D. 手每分钟振动次时，飞力士棒产生共振
4. 如图所示，颠球是足球运动中的一项基本功，若某次颠球中，颠出去的足球竖直向上运动之后又落回到原位置，设整个运动过程中足球所受阻力大小不变。下列说法正确的是( )
A. 球从颠出到落回的时间内，重力的冲量为零
B. 球从颠出到落回的时间内，阻力的冲量为零
C. 球上升阶段与下降阶段合外力的冲量大小相等
D. 球上升阶段动能的减少量大于下降阶段动能的增加量
5. 如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为，，，，电源电动势，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是( )
A. B. C. D.
6. 如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，电压表和电流表均为理想电表。闭合电路，当滑动变阻器的滑片由端向端滑动过程中，下列说法中正确的是( )
A. 电压表的示数不变 B. 电流表的示数变大
C. 定值电阻消耗的电功率变小 D. 电源的输出功率一直变大
7. 有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离，然后用卷尺测出船长。如图所示。已知他自身的质量为，则渔船的质量为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示，电阻均匀的圆环，固定于匀强磁场中，环平面与磁场方向垂直，、与直流电源相连，圆环的劣弧对应的圆心角为，它所受的安培力大小为，则整个圆环所受的安培力大小为( )
A. B. C. D.
9. 一列波向右传播，经过某个有一串粒子的介质。如图所示为某一时刻各粒子的位置，虚线为对应各粒子的平衡位置。以下关于该波在图示时刻说法正确的是( )
A. 此波为纵波，波长为 B. 粒子和正朝同一方向运动
C. 粒子此时速度为零 D. 粒子和的位移大小始终相同
10. 在某次冰壶比赛中，运动员利用红壶去碰撞对方静止的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞，如图所示。碰撞前后两壶做直线运动的 图线如图中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量相等，则
A. 两壶发生了弹性碰撞 B. 碰后蓝壶的速度为
C. 碰后蓝壶移动的距离为 D. 碰后红壶还能继续运动
11. 如图所示，光滑水平面上放有质量为的足够长的木板，通过水平轻弹簧与竖直墙壁相连的物块叠放在上，的质量为，弹簧的劲度系数。初始时刻，系统静止，弹簧处于原长。现用一水平向右的拉力作用在上，已知、间动摩擦因数，弹簧振子的周期为，取，。则( )
A. 受到的摩擦力逐渐变大
B. 向右运动的最大距离为
C. 当的位移为时，的位移为
D. 当的位移为时，弹簧对的冲量大小为
12. 利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差约为微米量级，实验装置如图甲所示。和是具有标准平面的玻璃平晶，为标准金属丝，直径为；为待测金属丝，直径为；两者中心间距为。实验中用波长为的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻条纹的间距为。则以下说法正确的是( )
A.
B. 与直径相差越大，越大
C. 轻压右端，若增大则有
D. 与直径相等时可能产生图乙中的干涉条纹
13. 某同学做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验。
组装单摆时，下列器材更合适的是______
A.长度约为的无弹性细线 长度约为的无弹性细线
C.直径为的带孔塑料球 直径为的带孔小钢球
为了减小周期的测量误差，摆球应在经过______填“最高点”或“最低点”位置时开始计时，并计数为，之后摆球每次通过该位置时计数加，当计数为时，所用的时间为，则单摆周期为______。
若测得摆线长为、小球直径为、单摆周期为，则当地的重力加速度的计算式为______。
该同学通过多次实验后以摆长为横坐标、周期的平方为纵坐标，作出图线如图所示，若他计算摆长时加的是小球直径，则所画图线应为图中的直线______填“甲”或“乙”。
14. 小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。
图中电流表的示数为________。
调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：
请根据表中的数据，在坐标纸上作出图线。______
由图线求得：电动势________，内阻________。结果保留两位有效数字
实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合。其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_______。
15. 如图所示，在与水平方向成的光滑金属导轨间连一电源，在相距的平行导轨上放一重力为的金属棒，棒上通以的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。，求：
匀强磁场的磁感应强度；
如果磁场的大小方向可变，棒依然静止，磁场沿什么方向时磁感应强度最小，最小值为多少？
16. 一足够长宽为的长方体透明介质与右侧的荧光屏平行放置，其右表面距离荧光屏的距离也为，在透明介质的左侧处有一点光源，该光源在荧光屏上的投影点为，点光源发出一细光束，光束与透明介质表面呈，细光束经透明介质折射后射到荧光屏上的点，经测量可知两点之间的距离为，已知光在真空中的速度为。求：
该透明介质的折射率大小为多少？
细光束从发射到射到荧光屏上的时间为多少？
17. 两列简谐横波、在同一介质中分别沿轴正方向和负方向传播。、两列波在时刻的波形分别如图甲中实线、虚线所示，处质点的振动图像如图乙所示。简谐波的周期为，图中、已知，未知。求：
两列波在介质中的传播速度及简谐波的周期；
处的质点在时刻的位移；
求及处质点从时刻到时间内通过的路程。
18. 如图为某游戏装置的示意图，由固定的竖直光滑圆弧轨道、静止在光滑水平面上的滑板、固定竖直挡板组成。轨道的底端与滑板的上表面水平相切，初始时轨道与滑板左端紧靠在一起，滑板右端与竖直挡板相距。游客乘坐滑椅可视为质点从轨道上点由静止出发，冲上滑板，滑板足够长滑椅不会从滑板表面滑出，滑板与挡板碰撞无机械能损失。已知游客与滑椅的总质量，圆弧轨道的半径，点为圆弧轨道的圆心，与竖直方向夹角，滑板的质量，滑椅与滑板间的动摩擦因数，空气阻力可忽略。求：
游客与滑椅滑到圆弧轨道最低点时的动量大小；
滑板与竖直挡板碰撞前，游客、滑椅和滑板组成的系统产生的内能；
若滑板右端与固定挡板距离可以改变，并要求滑板只与挡板碰撞两次，则应满足的条件。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查光学的有关知识。解决问题的关键是清楚泊松亮斑、海市蜃楼的形成原因，知道光发生干涉的条件，知道镜头前加偏振片的原因。
【解答】
A.泊松亮斑是光绕过很小的不透明圆板后所发生的衍射现象，证明了光是一种波，故A正确；
B.“海市蜃楼”是由光的折射和全反射造成的，故B错误；
C.日光灯的光不是相干光，所以不会发生干涉，故C错误；
D.拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片以减小反射光的强度，而不是增加透射光强度，故D错误。

2.【答案】
【解析】以水为研究对象，根据动量定理可知，而，，代入可得，根据牛顿第三定律，钢板受到水的冲力。
故选D。
3.【答案】
【解析】人用手振动该飞力士棒，让其做受迫振动，其频率等于周期性外力的频率，即手振动的频率增大，飞力士棒振动的频率也增大，故AB错误；
C.当手振动的频率靠近该飞力士棒的固有频率时，飞力士棒振动的幅度才会变大，故C错误；
D.当手振动的频率等于该飞力士棒的固有频率时，飞力士棒产生共振，则手的振动频率为，即每秒钟振动次，则一分钟振动次，故D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】
【分析】
由冲量的定义知重力冲量不为零；球受阻力大小不变，则上升阶段合力为重力加阻力，下降阶段合力为重力减阻力，两个过程的加速度不同，运动时间不同，落回出发点的速度大小也不同，然后根据运动学公式和动量定理的公式进行比较即可。
【解答】
、力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量，重力的方向不变，故重力冲量的大小不为零，由于上升阶段足球的加速度较大，下降阶段足球的加速度较小，由运动学规律知上升阶段的时间比下降阶段的时间短，且整个过程中阻力的大小不变，故阻力的冲量也不为，故AB错误；
C、球上升时合力为重力加阻力，下降时合力为重力减阻力，故上升时合外力比下降时合外力大，上升时加速度大于下降时加速度，设上升阶段球的初速度为，末速度为，则动量的变化量，下降阶段初速度为，由于上升时加速度比下降时加速度大，根据可知，其末速度，则动量的变化量，则球上升阶段动量的变化量大于下降阶段动量的变化量，由动量定理可知，球上升阶段动量的变化量即球上升阶段所受的合外力的冲量，球下降阶段动量的变化量即球下降阶段所受的合外力的冲量，则球上升阶段合外力的冲量大于下降阶段合外力的冲量，故C错误；
D.根据分析，落回时的速度小于上升时的速度，根据动能定理，上升时的动能减少量等于，下降时的动能增加量等于，所以球上升阶段动能的减少量大于下降阶段动能的增加量，故D正确。
故选：。
5.【答案】
【解析】由电路图可知与串联后与并联，再与串联。并联电路部分的等效电阻为，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流即经过的电流为，并联部分各支路电流大小与电阻成反比，则，，
四个灯泡的实际功率分别为，，，，故四个灯泡中功率最大的是。
故选A。
6.【答案】
【解析】当滑动变阻器的滑片由端向端滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，则，所以总电流变大，电流表示数增大。又根据闭合欧姆定律可知路端电压变小，即电压表示数减小，故A错误，B正确；
C.根据可知，线路总电流增大，定值电阻消耗的电功率变大，故C错误；
D.根据，，由数学知识可知，当，电源输出功率最大，但是从题仅知道滑动变阻器接入电路的电阻变小，并不知道外电路总电阻和之间的关系，无法判断电源输出功率的变化情况，故D错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】设人走动时船的速度大小为，人的速度大小为，人从船尾走到船头所用时间为，取船的运动方向为正方向，则，，
根据动量守恒定律得，解得船的质量。
故选B。
8.【答案】
【解析】由图知，圆环的劣弧和圆环的其余部分是并联关系，两部分的长度之比为：，电阻之比是：，通过电流之比为：，两部分在磁场中的等效长度相同，等效电流方向相同，则两部分所受安培力大小之比为：，方向相同，所以整个圆环所受的安培力大小为，故D项正确，三项错误。
故选D。
9.【答案】
【解析】A.从图中可以看出，有疏部和密部，故此波为纵波，到正好一个波长，为，A正确；
B.波向右传播，波形平移，在衡位置，向左运动，在远离平衡位置，向右运动，B错误；
C.位于平衡位置，速度最大，C错误；
D.跟相距半个波长，位移大小相等，D正确。
故选AD。
10.【答案】
【解析】由图所示图象可知，碰前红壶的速度，碰后速度为，
碰后红壶沿原方向运动，设碰后蓝壶的速度为，两壶碰撞过程系统动量守恒，取碰撞前红壶的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得
代入数据解得
碰前动能
碰后动能
则碰撞过程中机械能有损失，碰撞为非弹性碰撞，故AB错误；
C.根据速度图象与坐标轴围成的面积表示位移，可得，碰后蓝壶移动的位移大小，故C正确；
D.根据“红壶碰撞前后的图线平行”知，碰撞前后红壶加速度不变，速度从减小到和速度从减小到，速度变化量相同，根据可知所用时间也相同，故碰后红壶还能继续运动，故D错误。
故选：。
11.【答案】
【解析】A.的最大加速度为，若拉力作用的瞬间、整体一起向右加速，加速度为，则 ，则一开始二者就发生相对运动，一直受滑动摩擦力保持不变，A错误；
B.由于一直受滑动摩擦力，则当向右运动的距离为时弹力与摩擦力相等，的速度达到最大值，由于惯性继续向右运动，但由于弹力大于摩擦力，则将做减速运动运动情况类似竖直方向的弹簧振子，则还能继续向右运动后速度减为零，则向右运动的最大距离为，B正确；
C.设初始位置为位置，以处为平衡位置做简谐振动，当的位移为时，即处于平衡位置时，运动的时间可能是， ，，，或者， ，，，，由题可得。对木板，加速度为，则当的位移为时，即处于平衡位置时，运动的位移为或者，当的位移为时，的位移不一定为，C错误；( )
D.当的位移为时，结合选项BC分析可知，的速度变为，由动量定理可知，的动量变化量为零，故弹簧对的冲量大小等于摩擦力对的冲量大小，当的位移为时，运动的时间为， ，，，，则当的位移为时，弹簧对的冲量大小为， ，，，，则当的位移为时，弹簧对的冲量大小不一定为，则D错误。
故选B。
12.【答案】
【解析】A.设标准平面的玻璃晶之间的夹角为，由题可知，有，由空气薄膜干涉的条件可知，，，故A正确；
B.由上述分析可知，与直径相差越大，越大，越小，故B错误；
C.轻压右端，若增大则有减小，说明，故C正确；
D.当与直径相等时，为，形不成图乙中的干涉条纹，故D错误。
故选AC。
13.【答案】；
最低点，；
；
乙
【解析】实验中要选用长左右、不易变形的细线，小球选用质量大、体积小的小钢球，故选AD；
为了减小测量周期的误差，摆球应选经过最低点的位置开始计时；
由试题分析可知，小球全振动的次数为次，所以周期为；
由单摆周期公式可知单摆周期为，解得；
由单摆周期公式可得，若该同学计算摆长时加的是小球直径，则有，由图像可知乙正确。
14.【答案】；
，，；
通电时间较长会使电动势和内阻发生变化，导致实验误差增大
【解析】电流表选择的量程是，所以此时电流表的示数为；
根据表中的数据，画出图象如图所示：
根据图象可知，纵坐标的截距代表电动势的大小，直线的斜率代表内电阻的大小，所以电动势，内阻；
干电池通电时间较长会使电动势和内阻发生变化，导致实验误差增大。
15.【答案】解：棒静止时，通过受力分析可知．
有：
即：
解得：；
若要使取值最小，即安培力最小．显然当平行斜面向上时，有最小值，此时应垂直于斜面向上，且有：
所以：
。
【解析】本题主要考查了安培力作用下的平衡问题，解决本题的关键会运用合成法处理共点力平衡问题，掌握运用平行四边形定则求出力的最小值。
根据共点力平衡求出安培力的大小，从而根据求出磁感应强度的大小；
当安培力平行斜面向上时，有最小值，即磁感应强度具有最小值。
16.【答案】解：作出光路图如图所示：
入射角为，设折射角为，光束从透明介质出射时偏离入射点距离为，则有，
则有，
由折射定律；
细光束在透明介质中的速度，
由几何关系有，解得，
光束在空气中的传播时间为，
因此光束从发射到射到荧光屏上的时间为。
【解析】作出光路图，由几何关系结合折射定律求解折射率大小。
17.【答案】解：由图可知简谐波、的波长，，
根据可得两列波在介质中的传播速度，
另两列波在同种介质中传播速度相等，则，解得；
在时间内，横波向右平移距离，
横波向左平移距离，
此时处质点恰好处于两波的波谷叠加，故；
时刻起到处质点再次出现波谷与波谷叠加经历的时间为，则，
当，时，对应时间，则，
由图乙可知，处质点从时刻到时间内通过的路程。
【解析】同一介质传播速度相等，从而解得的周期。
18.【答案】解：设滑椅滑到圆弧轨道最低点时速度为，由动能定理有：
在圆弧轨道最低点时游客与滑椅的动量大小：
假设达到共同速度后滑板才与碰撞，设共同速度为，由动量守恒定律：
解得：
设在此过程中滑板的位移为，由动能定理有：
解得：
因，所以假设成立，对系统能量守恒定律：
解得：
设与板第一次碰撞前瞬间，两者的速度大小分别为，由动量守恒定律：
设与板第二次碰撞前瞬间，两者的速度大小分别为，由动量守恒定律：
若要碰撞两次，则需要满足：，
对动能定理：
联立上式，由：，可得：
由，可得：
即应满足的条件：。

【解析】根据动能定理和动量表达式求解；
根据动量守恒、动能定理和能量守恒求解；
根据动量守恒、动能定理结合只与挡板碰撞两次的条件求解。
本题是一道力学综合题，分清运动过程，选择合适的运动学规律求解，具有一定的难度。
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