2022-2023學(xué)年山東省臨沂第十九中學(xué)高二上學(xué)期期末考試 物理試題（含答案）

這是一份2022-2023學(xué)年山東省臨沂第十九中學(xué)高二上學(xué)期期末考試 物理試題（含答案），共19頁。
2022-2023學(xué)年山東省臨沂第十九中學(xué)高二上學(xué)期期末考試 物理試題（含答案）一、選擇題（1——8題有一個選題正確，每題3分，9——12題有多個選項正確，每題4分，共46分）1.根據(jù)高中物理所學(xué)知識，分析下列生活中的物理現(xiàn)象：聞其聲而不見其人                  夏天雷雨后路面上油膜呈現(xiàn)彩色當正在鳴笛的火車向著我們疾馳而來時，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高；觀眾在看立體電影時要戴上特質(zhì)的眼鏡，這樣看到電影畫面的效果和眼睛直接觀看物體的效果一樣具有立體感； 這些物理現(xiàn)象分別屬于波的(    ) 折射、干涉、多普勒效率、偏振 B. 干涉、衍射、偏振、多普勒效應(yīng) C. 衍射、偏振、折射、多普勒效應(yīng) D. 衍射、干涉、多普勒效應(yīng)、偏振2.光刻機是生產(chǎn)大規(guī)模集成電路的核心設(shè)備，光刻機的曝光波長越短，分辨率越高．“浸沒式光刻”是一種通過在光刻膠和投影物鏡之間加入浸沒液體，從而減小曝光波長、提高分辨率的技術(shù)．如圖所示，若浸沒液體的折射率為，當不加液體時光刻膠的曝光波長為，則加上液體時光刻膠的曝光波長變?yōu)?/span>        B.  C.         D. 3．下列關(guān)于單擺周期的說法正確的是（　?。?/span>A．用一個裝滿沙的漏斗和長細線做成一個單擺，在擺動時沙從漏斗中緩慢漏出，周期不變B．只將擺球的質(zhì)量增大，單擺振動周期增大C．將擺由赤道移到北極，單擺振動周期減小D．將單擺的擺角由3°增加到5°（不計空氣阻力），單擺的周期減小4.如圖所示，兩質(zhì)量分別為和的彈性小球疊放在一起，從高度為處自由落下，且遠大于兩小球半徑，所有的碰撞都是完全彈性碰撞，且都發(fā)生在豎直方向．已知，不計空氣阻力，則小球反彈后能達到的高度為(    )A.  B.            C.  D. 5. 如圖所示,在光滑水平面上,有一質(zhì)量m0=3 kg的薄板和質(zhì)量m=1 kg的物塊都以v=4 m/s的初速度相向運動,它們之間有摩擦,薄板足夠長。當薄板的速度為2.9 m/s時,物塊的運動情況是(　　)A.做減速運動B.做加速運動C.做勻速運動D.以上運動都有可能6（2022·北京·高二期末）利用如圖所示裝置可探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。線圈A通過滑動變阻器和開關(guān)S連接到電源上，線圈B的兩端連接到電流表上，把線圈A裝在線圈B的里面。某同學(xué)發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)S時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可以判斷（　　）A．線圈A向上移動時，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)B．線圈A中鐵芯向上拔出時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)C．滑動變阻器的滑片向右滑動時，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)D．斷開開關(guān)S時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)7.為探究小燈泡L的伏安特性，連好圖示的電路后閉合開關(guān)，通過移動變阻器的滑片，使小燈泡中的電流由零開始逐漸增大，直到小燈泡正常發(fā)光．由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的U-I圖象應(yīng)是A B. C. D. 8．銅的電阻率為，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為。如圖所示，長方體銅柱長、寬、高分別為a、b、c，當將與接入電壓為的電路中形成電流時，已知電子的電荷量為，則該銅柱內(nèi)自由電子定向移動的速率為（　　）A． B． B． D． 9．(多選)為探討磁場對腦部神經(jīng)組織的影響及臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用，某小組查閱資料得知：“將金屬線圈放置在頭部上方幾厘米處，給線圈通以上千安培、歷時約幾毫秒的脈沖電流，電流流經(jīng)線圈產(chǎn)生瞬間的高強度脈沖磁場，磁場穿過頭顱對腦部特定區(qū)域產(chǎn)生感應(yīng)電場及感應(yīng)電流，而對腦神經(jīng)產(chǎn)生電刺激作用，其裝置如圖所示?！蓖瑢W(xué)們討論得出的下列結(jié)論正確的是（　?。?/span>A．脈沖電流流經(jīng)線圈會產(chǎn)生高強度的磁場是電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．脈沖磁場在線圈周圍空間產(chǎn)生感應(yīng)電場是電流的磁效應(yīng)C．若將脈沖電流改為恒定電流，則不會持續(xù)對腦神經(jīng)產(chǎn)生電刺激作用D．若脈沖電流最大強度不變，但縮短脈沖電流時間，則在腦部產(chǎn)生的感應(yīng)電場及感應(yīng)電流會增強10. (多選)一列簡諧橫波從左向右以的速度傳播，某時刻的波形圖如圖所示．下列說法中正確的是(　　)A．處質(zhì)點再經(jīng)過周期將傳播到點B．處質(zhì)點正在向下運動C．處質(zhì)點再經(jīng)過回到平衡位置D．處質(zhì)點再經(jīng)過將到達波峰的位置 11. (多選)如圖所示，△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面，、兩束可見單色光從空氣垂直射入棱鏡底面(兩束可見單色光關(guān)于對稱)，在棱鏡側(cè)面、上反射和折射的完整光路如圖所示，下列說法正確的是(　　)A．若光束從玻璃棱鏡中射向空氣，則光束更容易發(fā)生全反射B．在玻璃棱鏡中，光的傳播速度小于光的傳播速度C．若保持光入射點位置不變，將光束順時針旋轉(zhuǎn)，則面可能有光線射出D．用、光在同樣的裝置做“雙縫干涉”實驗，光的條紋間距大12．(多選)如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線，曲線Ⅲ是一個小燈泡的U－I圖線，如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接，則下列說法正確的是(　　)A．電源1比電源2的內(nèi)阻大B．電源1和電源2的電動勢相等C．小燈泡與電源1連接時消耗的功率比與電源2連接時消耗的功率小D．小燈泡與電源1連接時消耗的功率比與電源2連接時消耗的功率大二、實驗題（共16分）13.光電計時器同打點計時器一樣，也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示；、分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從、間通過時，光電計時器就可以顯示出物體的擋光時間。氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為無摩擦的運動。我們可以用帶有光電門、的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊和來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖乙所示，采用的實驗步驟如下：A.用天平分別測出滑塊、的質(zhì)量、；B.調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平狀態(tài)；C.在和間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，系統(tǒng)靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上。D.用游標卡尺測量小滑塊的寬度，卡尺示數(shù)如圖丙所示，讀出滑塊的寬度________。E.按下電鈕放開卡銷，光電門、各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為和?；瑝K通過光電門的速度________，滑塊通過光電門的速度________。結(jié)果保留三位有效數(shù)字利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達式是________。用題中字母表示14.如下圖所示：某同學(xué)對實驗裝置進行調(diào)節(jié)并觀察實驗現(xiàn)象：圖甲、圖乙是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是_________填或．下述現(xiàn)象中能夠觀察到的是：(    )A.將濾光片由藍色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬B.將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬C.換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄D.去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失已知雙縫之間距離為，測的雙縫到屏的距離為，相鄰條紋中心間距為，由計算公式_________，可求得波長。如果測得第一條亮條紋中心與第六條亮條紋中心間距是，求得這種色光的波長為__________。已知雙縫間距，雙縫到屏的距離，計算結(jié)果保留一位小數(shù)。三、計算題（共38分）15.（8分）如圖所示，一質(zhì)量為的物體放在水平地面上，一勁度系數(shù)為N/m的輕質(zhì)彈簧，下端與物體相連，上端與一質(zhì)量為kg的物體相連，在的上方放一物體，彈簧呈豎直狀態(tài)且整體靜止不動?，F(xiàn)在突然去掉物體后，物體就沿豎直方向上下做簡諧運動，且當物體豎直向上運動到最高點時，物體對地面壓力剛好為零。，試求：（1）沿豎直方向上下做簡諧運動的振幅；（2）物體的質(zhì)量。  16.（8分）如圖所示,“∠”形金屬框架MON所在平面與勻強磁場垂直,磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,導(dǎo)體棒ab能緊貼金屬框架運動,且始終與ON垂直。(1)若B=0.1 T,ab從O點出發(fā),向右以1 m/s的速度勻速運動4 s時,穿過回路的磁通量的變化量是多少?(2)在圖中,若回路面積從S0=8 m2變成St=18 m2,B從B0=0.2 T變到Bt=0.8 T,則穿過回路的磁通量的變化量是多少?    17.（10分）超強超短光脈沖產(chǎn)生方法曾獲諾貝爾物理學(xué)獎，其中用到的一種脈沖激光展寬器截面如圖所示。在空氣中對稱放置四個相同的直角三棱鏡，頂角為。一細束脈沖激光垂直第一個棱鏡左側(cè)面入射，經(jīng)過前兩個棱鏡后分為平行的光束，再經(jīng)過后兩個棱鏡重新合成為一束，此時不同頻率的光前后分開，完成脈沖展寬。已知相鄰兩棱鏡斜面間的距離，脈沖激光中包含兩種頻率的光，它們在棱鏡中的折射率分別為和。取，，。為使兩種頻率的光都能從左側(cè)第一個棱鏡斜面射出，求的取值范圍；若，求兩種頻率的光通過整個展寬器的過程中，在空氣中的路程差保留位有效數(shù)字。               18.（12分）光滑的水平地面上停一小車，車上固定一“L”型輕桿（不可形變），輕桿的末端用輕繩懸掛一小球，將小球用外力懸起，如圖所示，輕繩與豎直方向夾角為，從靜止釋放小球，小車也從靜止開始運動。當小球運動至最低點時，長為的輕繩恰好斷開，此時小球距地面高度為，小球落地后停止運動。不計一切阻力，，輕繩始終沒有松弛，小球可視為質(zhì)點，則：（1）輕繩能夠承受的最大拉力；（2）小球從最低點飛出后，小球和小車之間的距離。  答案1.【答案】 【解析】衍射是繞過阻礙物繼續(xù)傳播，而干涉是兩種頻率相同的波相互疊加出現(xiàn)明暗相間的現(xiàn)象，對于多普勒效應(yīng)現(xiàn)象是接收到的頻率在發(fā)生變化。無論反射、衍射還是干涉，其頻率均不變，而多普勒效應(yīng)接收到的頻率發(fā)生變化。【解答】“聞其聲而不見其人”，聽到聲音，卻看不見人，這是聲音的衍射；夏天里雷雨后路面上油膜呈現(xiàn)彩色是薄膜干涉現(xiàn)象；當正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高。音調(diào)變高就是頻率變高，因此這是多普勒效應(yīng)現(xiàn)象；觀眾在看立體電影時要戴上特質(zhì)的眼鏡，這樣看到電影畫面的效果和眼睛直接觀看物體的效果一樣具有立體感是利用光的偏振現(xiàn)象；由以上分析可知ABC錯誤，D正確故選D。  2.【答案】 【解析】根據(jù)求解光在空氣中的波長，由求解光在液體中的傳播速度，再根據(jù)求解光在液體中的波長。解決該題需要熟記光速與波長、頻率之間關(guān)系，掌握光速與折射率之間的關(guān)系式，知道光的頻率由光源來決定，與介質(zhì)無關(guān)。【解答】加上液體時光刻膠的曝光波長為：，光在液體中的傳播速度為，不加液體時聯(lián)立得故B正確，ACD錯誤。故選B。  3．答案：C4.【答案】 【解析】下降過程為自由落體運動，觸地時兩球速度相同，但碰撞地之后，速度瞬間反向，大小相等，而也會與碰撞，選與碰撞過程為研究過程，碰撞前后動量守恒，能量守恒，列方程解得速度，之后做豎直上拋運動，由運動學(xué)公式求解反彈高度．選準作用過程，應(yīng)用動量守恒定律和能量守恒定律列方程解決，有一定難度．【解答】下降過程為自由落體運動，觸地時兩球速度相同，，碰撞地之后，速度瞬間反向，大小相等，選與碰撞過程為研究過程，碰撞前后動量守恒，設(shè)碰后、速度大小分別為、，選向上方向為正方向，則：由能量守恒定律得：，，聯(lián)立解得：，反彈后高度為：，故選D． 5. 【解析】選A。開始階段,物塊向左減速,薄板向右減速,當物塊的速度為零時,設(shè)此時薄板的速度為v1。規(guī)定向右為正方向,根據(jù)動量守恒定律得(m0-m)v=m0v1,代入數(shù)據(jù)解得v1=2.67m/s<2.9m/s。所以當薄板的速度為2.9m/s時,物塊處于向左減速的過程中,故選項A正確。6.【解析】選A。閉合開關(guān)S時即通過線圈B的磁通量增加，可知當穿過線圈B的磁通量增大時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。線圈A向上移動時、線圈A中鐵芯向上拔出時、斷開開關(guān)S時，穿過線圈B的磁通量均減小，電流表指針均應(yīng)向左偏轉(zhuǎn)， A正確，BD錯誤；C．滑動變阻器的滑片向右滑動時，通過A的電流增大，則穿過線圈B的磁通量增加，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，C錯誤。故選A。7.【解析】選C。當滑動變阻器在最左端時，燈泡連端電壓為0，滑動變阻器逐漸向右移動，小燈泡的亮度逐漸變亮，直到正常發(fā)光．隨著小燈泡兩端電壓的升高，電流也在升高，但是，小燈泡燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大，在圖像上各點切線斜率應(yīng)越來越大．故C正確8．答案：B【詳解】沿電流方向銅柱的電阻為通過銅柱的電流為電流的微觀表達式為聯(lián)立以上三式解得故選B。9．答案：CD【詳解】A．脈沖電流流經(jīng)線圈會產(chǎn)生高強度的磁場是電流的磁效應(yīng)，故A錯誤；B．脈沖磁場在線圈周圍空間產(chǎn)生感應(yīng)電場是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故B錯誤；C．若將脈沖電流改為恒定電流，線圈將會產(chǎn)生恒定磁場，腦部特定區(qū)域不會產(chǎn)生持續(xù)的感應(yīng)電場及感應(yīng)電流，對腦神經(jīng)不會持續(xù)產(chǎn)生電刺激作用，故C正確；D．脈沖磁場對腦部特定區(qū)域產(chǎn)生感應(yīng)電場及感應(yīng)電流，滿足若脈沖電流最大強度不變，但縮短脈沖電流時間，則腦部特定區(qū)域的磁通量改變量大小不變，但磁通量改變的時間縮短，所以感應(yīng)電場及感應(yīng)電流增大，故D正確。故選D。10. 【答案】BD【解析】在波的傳播過程中，質(zhì)點不隨波傳播，處質(zhì)點不可能傳播到點，故A錯誤；波向右傳播，根據(jù)“平移法”判斷質(zhì)點的振動方向，可知處質(zhì)點正在向上振動，故B正確；處質(zhì)點向上振動，靠近平衡位置平均速度大，回到平衡位置所用時間小于八分之一周期，故C錯誤；由波的傳播方向可判斷處質(zhì)點正向下運動，經(jīng)過四分之三周期將到達波峰的位置，D正確．11. 【答案】ACD【解析】由光路圖看出，光束在面上發(fā)生了全反射，而光束在面上沒有發(fā)生全反射，而入射角相同，說明光的臨界角小于光的臨界角，由分析得知，玻璃對光束的折射率小于光束的折射率，由得知，在玻璃磚中光的傳播速度比光大，故A正確，B錯誤；由以上分析可知，若保持光入射點位置不變，將光束順時針旋轉(zhuǎn)，在面上的入射角減小，入射角可能小于臨界角，則面可能有光線射出，故C正確；由于玻璃對光的折射率小于的折射率，則光的頻率比光的低，光的波長比光的長，而雙縫干涉條紋間距與波長成正比，所以光束的條紋間距大，故D正確．12．答案ABC解析:由閉合電路的歐姆定律E＝U＋Ir知，當I＝0時電動勢E等于路端電壓U，即電源的U－I圖線與U軸的交點就是電源電動勢的大小，由題圖知，電源1和電源2的電動勢相等，故B正確；電源內(nèi)阻r＝，即電源的U－I圖線的斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，由題圖知r1>r2，故A正確；小燈泡的U－I圖線與電源的U－I圖線的交點即為小燈泡的工作狀態(tài)，由題圖知，小燈泡與電源1連接時消耗的功率P1＝U1I1小于小燈泡與電源2連接時消耗的功率P2＝U2I2，故C正確，D錯誤 二、實驗題（共16分） 13.【答案】；；；。 【解析】游標卡尺的讀數(shù)的方法是先讀主尺的刻度，再看游標尺上有多少個刻度，再看游標尺的第幾個刻度線與主尺上的刻度線對齊，則游標尺的讀數(shù)為，則總的讀數(shù)為主尺上的讀數(shù)游標尺的讀數(shù)為。滑塊的寬度除以滑塊通過光電門的時間即為滑塊通過光電門時的速度。由于系統(tǒng)水平方向所受合外力為，故系統(tǒng)水平方向動量守恒，在釋放前系統(tǒng)的動量為，故在釋放后系統(tǒng)的動量仍然為，則有。一定要掌握游標卡尺的讀數(shù)的方法，這是高考的重點內(nèi)容。【解答】滑塊的寬度應(yīng)該是主尺的示數(shù)與副尺的示數(shù)的和，而副尺共有個小格，即精確到，由于第三個小格與主尺刻度線對齊，故讀數(shù)為，所以滑塊的寬度為；滑塊通過光電門的速度；滑塊通過光電門的速度； 由于系統(tǒng)水平方向所受合外力為，故系統(tǒng)水平方向動量守恒，在釋放前系統(tǒng)的動量為，故在釋放后系統(tǒng)的動量仍然為，則有。  14.【答案】；；  ； 【解析】雙縫干涉條紋特點是等間距、等寬度、等亮度；根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式判斷干涉條紋的間距變化；根據(jù)，求得相鄰亮紋的間距；根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式推導(dǎo)波長的表達式，并求出波長的大小。本題關(guān)鍵是明確實驗原理，體會實驗步驟，最好親手做實驗；解決本題的關(guān)鍵掌握雙縫干涉條紋的間距公式；解決本題的關(guān)鍵掌握雙縫干涉的條紋間距公式，明確相鄰亮紋的間距與亮紋中心間距的關(guān)系。【解答】雙縫干涉條紋特點是等間距、等寬度、等亮度；衍射條紋特點是中間寬兩邊窄、中間亮、兩邊暗，且不等間距；根據(jù)此特點知甲圖是干涉條紋，故選A；根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式知，將濾光片由藍色的換成紅色的，頻率減小，波長變長，則干涉條紋間距變寬，故A正確；B.根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式，將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距不變，故B錯誤；C.根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式，換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄，故C正確；D.去掉濾光片后，通過單縫與雙縫的光是白色光，白色光通過雙縫后，仍然能發(fā)生干涉現(xiàn)象．故D錯誤．故選AC；根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式，可得；已知第條亮紋中心到第條亮紋中心間距，可得，由得：；代入得：故答案為；；  ；  三、計算題（共38分）15.（8分）【答案】（1）0.07m；（2）3.5kg【解析】（1）當處于簡諧運動的平衡位置時，設(shè)彈簧的壓縮量為，對物體，有（1分）解得0.03m（1分）當物體C運動到最高點時，設(shè)彈簧的伸長量為，對物體，有（1分）解得0.04m（1分）設(shè)物體在豎直方向做簡諧運動的振幅為，由簡諧運動規(guī)律知（1分）（2）設(shè)物體的質(zhì)量為，物體放上之后，整體靜止時，設(shè)彈簧的壓縮量為，對物體和整體，有（1分）又（1分）解得（1分）16.（8分）答案.(1)0.8 Wb　(2)12.8 Wb解析：(1)導(dǎo)體棒向右以1 m/s的速度勻速運動4 s時,位移為x=vt=1×4 m=4 m(2分)由于∠MON=45°,此時回路的面積為S=x2=×42 m2=8 m2(2分)穿過回路的磁通量的變化量為ΔΦ1=BS-0=0.8 Wb(2分)(2)初始時Φ0=B0S0=1.6 Wb(2分)回路面積從S0=8 m2變到St=18 m2,B從B0=0.2 T變到Bt=0.8 T時的磁通量為Φt=BtSt=0.8×18 Wb=14.4 Wb(2分)故穿過回路的磁通量的變化量為ΔΦ2=Φt-Φ0=12.8 Wb(2分) 17.（10分）【答案】解：設(shè)是全反射的臨界角，光線在第一個三梭鏡右側(cè)斜面上恰好發(fā)生全反射時，根據(jù)折射定律得：代入較大的折射率得：所以頂角的范圍為或；脈沖激光從第一個三棱鏡右側(cè)斜面射出時發(fā)生折射，設(shè)折射角分別為和，由折射定律得：，設(shè)兩束光在前兩個三棱鏡斜面之間的路程分別為和，則滿足：，，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：答：為使兩種頻率的光都能從左側(cè)第一個棱鏡斜面射出，的取值范圍為；若，求兩種頻率的光通過整個展寬器的過程中，在空氣中的路程差為。  18.（12分）【答案】（1）；（2）【解析】（1）小球擺至最低點的過程，小球和小車水平方向上動量守恒系統(tǒng)機械能守恒解得小球速度為小車速度為小球在最低點根據(jù)牛頓第二定律解得（2）小球飛出后做平拋運動，豎直方向滿足解得小球做平拋運動的水平位移為小車做勻速直線運動的位移為）二者的間距