第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學年山東省淄博市高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共8小題，共24分。1.如圖所示是我國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中記錄了“古琴正聲”實驗，該實驗比世界上其他同類實驗早了500多年。其操作是：剪一小紙人放在需要調整音準的弦上，然后撥動另一個音調準確的琴上對應的琴弦，同樣的撥動力度下，小紙人跳動越明顯代表音調越準確。下列說法正確的是(

)A.“古琴正聲”實驗是利用了聲音的反射現象

B.“古琴正聲”實驗是利用了聲音的衍射現象

C.“古琴正聲”實驗是利用了聲音的干涉現象

D.“古琴正聲”實驗是利用了聲音的共振現象2.甲、乙兩個物塊在光滑水平桌面上沿同一直線運動，甲追上乙，并與乙發生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度隨時間的變化如圖中實線所示。已知甲的質量為0.1kg，則碰撞過程中兩物塊損失的機械能為(

)A.0.3J

B.0.4J

C.0.5J

D.0.6J3.如圖所示為某品牌玩具的電動機及其伏安特性曲線，由該圖像可知(

)A.該電動機內阻為2.5Ω

B.電壓為1V時該電動機損失的熱功率為0.2W

C.電壓為1V時該電動機的輸出功率為0.4W

D.電壓為1V時該電動機的總功率為0.6W4.常規材料的折射率都為正值(n>0)?，F已有針對某些電磁波設計制作的人工材料，其折射率可以為負值(n<0)，稱為負折射率材料。位于空氣中的這類材料，入射角i與折射角仍滿足sinisinr=n，但是折射光線與入射光線位于法線的同一側(此時折射角取負值)。現空氣中有一上下表面平行的負折射率材料，一束電磁波從其上表面射入，下表面射出，若該材料對此電磁波的折射率n=?2A. B.

C. D.5.2023年8月6日2時33分，德州市平原縣發生5.5級地震。已知地震波分三種：橫波(S波)，波速vS=4.5km/s；縱波(P波)，波速vp=9km/s；面波(L波)，是由縱波與橫波在地表相遇后激發產生的混合波，波速vL<vS。某地震觀測臺記錄到的該地震曲線，如圖甲所示；另外位于震源上方某中學的簡易地震預警裝置，由單擺A和豎直彈簧振子B組成，A.地震發生時最先明顯振動的是單擺A

B.地震曲線中a為橫波(S波)

C.地震曲線中c為面波(L波)

D.若在地震曲線上測得縱波(P波)與橫波(S波)的時間差為6s，則地震觀測臺距震源約為40km6.小齊同學利用光的雙縫干涉原理測量液體的折射率。方法是將待測液體填充到特制透明容器中(容器未畫出，不考慮器壁對光的影響)，放置在雙縫與光屏之間(之前為空氣)，如圖所示。測量填充前的相鄰兩條亮條紋中心間距x1和填充后的相鄰兩條亮條紋中心間距x2，然后可以計算出該液體的折射率。已知常見的液體折射率如表所示，某次實驗測得x1=0.75mm介質水酒精煤油花生油折射率1.331.361.451.47A.水 B.酒精 C.煤油 D.花生油7.如圖所示，回旋加速器兩個D形金屬盒分別和一高頻交流電源兩極相接，兩盒放在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，粒子源A置于盒的圓心附近。若粒子源射出的粒子(初速度不計)電荷量為q，質量為m，粒子最大回旋半徑為R，則(

)A.粒子在D形金屬盒內做勻加速運動

B.所加交流電源的周期為πmqB

C.粒子加速后獲得的最大速度大小為qBR2m

D.8.元好問曲中有“驟雨過，珍珠亂糝，打遍新荷”。為估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產生的平均壓強，小齊在雨天將一圓柱形水杯置于露臺，測得1小時內杯中水上升了36mm。查詢得知，當時雨滴豎直下落速度約為8m/s。據此估算該壓強約為(設雨滴撞擊蓮葉后無反彈，不計雨滴重力，雨水的密度為1×103kg/A.0.04Pa B.0.08Pa C.0.16Pa D.0.36Pa二、多選題：本大題共4小題，共16分。9.如圖所示，寬為L、電阻不計的平行光滑金屬導軌與水平面成α角放置。質量為m、長度為L的金屬桿水平放置在導軌上，與導軌接觸良好。空間存在著勻強磁場，調節電阻箱使回路總電流為I時，金屬桿恰好能靜止，重力加速度為g，則(

)A.若磁場方向豎直向上，則磁感應強度B的大小應為mgILsinα

B.若磁場方向豎直向上，則磁感應強度B的大小應為mgILtanα

C.磁感應強度B最小值為mgL，此時磁場方向應垂直于金屬桿水平向左

D.10.如圖所示，磁感應強度大小為B的勻強磁場方向垂直紙面向里，圖中虛線為磁場的邊界，其中bc段是半徑為R的四分之一圓弧，ab、cd的延長線通過圓弧的圓心，Ob長為R。一束質量為m、電荷量為q的帶正電粒子，在紙面內以不同的速率從O點垂直ab射入磁場，已知所有粒子均從圓弧邊界射出，其中M、N是圓弧邊界上的兩點，不計粒子間的相互作用和重力。下列說法正確的是(

)A.所有粒子在磁場中運動的速度最小值為qBRm

B.所有粒子在磁場中運動的最短時間為2πm3qB

C.從M點射出粒子的速率一定小于從N點射出粒子的速率

D.從M點射出粒子在磁場中運動時間一定小于從11.將力傳感器連接到計算機上可以測量快速變化的力。圖甲中，O為單擺的懸點，將傳感器接在擺線與O點之間，把可視為質點的擺球拉到A點，細線處于張緊狀態，釋放擺球，擺球在豎直平面內的A、C之間來回擺動，B點為運動最低位置，∠AOB=∠COB=α，α小于5°且是未知量。圖乙是由計算機得到細線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的圖像，且圖中t=0為擺球從A點開始運動時刻，重力加速度大小g=10m/s2，則(

)

A.單擺的周期T=0.3πs

B.單擺的擺長L=0.9m

C.擺球的質量m=0.04kg

D.擺球運動過程中的最大速度的大小為312.如圖，水平面上有兩個靜止的可視為質點的小物塊a和b，其連線與墻垂直，a、b之間以及b與墻之間距離均為L=1m；a的質量為m，b的質量為M(已知m<M)，a與水平面間光滑，b與水平面間的動摩擦因數為μ=0.2，現使a以初速度v0=10m/s向右滑動，與b發生彈性碰撞。若b與墻發生碰撞，該碰撞為時間極短的彈性碰撞。重力加速度大小為g=10m/s2A.若b能與墻發生碰撞，需滿足1<Mm<9

B.若b能與墻發生碰撞，需滿足1<Mm<11

C.若Mm=2，b與a發生第一次碰撞到第二次碰撞的時間間隔為5?7三、實驗題：本大題共2小題，共14分。13.2023年9月21日，“天宮課堂”演示了“驗證動量守恒定律的實驗”。

(1)如圖甲所示，質量的測量是通過艙壁上打開的一個支架形狀的質量測量儀完成的。在計算機設定的恒力F作用下，物體由靜止開始運動，測量裝置能夠測量出物體運動的距離x和時間t，從而計算出質量m=______(用F、x、t表示)。

(2)如圖乙所示，質量為500g的鋼球A靜止懸浮在空中，航天員用手推出質量為100g的鋼球B，使它以一定的初速度水平向左撞向鋼球A，撞后鋼球A、B同時沿水平向相反方向運動。已知后面的背景板上小方格的邊長為10cm，分析航天員上述演示的鋼球碰撞實驗視頻，在航天員推出B球后，每隔0.5s連續截取三張照片，如圖丙所示。

選取水平向左為正方向，則兩球碰撞前：A、B的總動量為______kg?m/s；兩球碰撞后：A的動量為______kg?m/s，B的動量為______kg?m/s。比較A14.一粗細均勻的導電材料樣品，截面為同心圓環，該樣品的外徑D=4mm，內徑d=2mm，如圖甲所示。某同學設計實驗測量該樣品的電阻率，實驗步驟如下：

(1)如圖乙所示，用游標卡尺測得該樣品長度L=______mm。

(2)用多用電表測得該樣品阻值約為110Ω，為精確的測量其電阻阻值，可供選擇的器材如下：

待測導電樣品Rx

電流表A1(量程600mA，內阻為1Ω)

電流表A2(量程150mA，內阻為20Ω)

電流表A3(量程30mA，內阻50Ω)

定值電阻R1=50Ω

定值電阻R2=350Ω

滑動變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)

直流電源E(電動勢約為12V，內阻不計)

開關一只，導線若干

①根據實驗器材，設計實驗電路如圖丙所示，圖中電流表A應選擇______，圖中電流表A′應選擇______，定值電阻R0應選擇______。(選填所選器材的字母代號)

②實驗中調節滑動變阻器，測得電流表A、A′對應的多組電流值I、I′，做出I?(I′?I)的圖像如圖丁所示，可得該導電樣品的電阻阻值為______Ω。

四、計算題：本大題共4小題，共46分。15.如圖，一半徑為R的透明材料半球，O點是半球的球心，虛線OO′表示光軸(過球心O與半球底面垂直的直線)。已知該材料的折射率為2，光在真空中的傳播速度為c。現有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光線能從球面射出(不考慮被半球的內表面反射后的光線)。

(1)半球底面上多大區域面積的入射光線能夠直接從球面射出；

(2)距光軸R2的入射光線，經球面折射后與光軸相交，求該光線從進入半球到該交點的時間t。(已知sin15°=16.一列簡諧橫波在介質中沿x軸正方向傳播，波長不小于12cm。O和A是介質中平衡位置分別位于x=0和x=6cm處的兩個質點。t=0時開始觀測，此時質點O的位移y=5cm，質點A處于波峰位置；t=13s時，質點O第一次回到平衡位置：t=1s時，質點A第一次回到平衡位置。求：

(1)簡諧波的周期、波速和波長；

(2)質點O17.小車C靜置于光滑水平面上，小車上表面由長為2L的水平軌道與半徑為R=34L的14光滑圓弧軌道平滑連接組成。一個質量為m的滑塊B靜止在小車的左端。用一根不可伸長、長度為L的輕質細繩懸掛一質量也為m的小球A，小球A靜止時恰好和B接觸，現將小球A向左拉到與懸點同一高度處(細線處于伸直狀態)由靜止釋放，小球A擺到最低點時與滑塊B發生彈性正碰(碰撞時間極短)，A、B均可視為質點，B、C間動摩擦因數為μ，重力加速度為g。

(1)A、B碰前瞬間，求繩對球A的拉力大小F；

(2)若μ=0，A、B碰后，滑塊B水平沖上小車C恰好可以滑到圓弧軌道的最高點，求小車的質量M；

(3)保持小車質量與(2)問相同，若μ=0.25，將輕質細繩懸點位置提高至原來的3倍，使繩長變為3L，再次將小球A向左拉到與懸點等高處(細線處于伸直狀態)由靜止釋放，小球A與滑塊B彈性正碰后，求滑塊B上升過程中距圓弧軌道最低點的最大高度H18.如圖所示，建立平面直角坐標系xOy，在第一象限0≤x≤10d區域I中充滿磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向外的勻強磁場。在第四象限0≤x≤10d區域Ⅱ中充滿磁感應強度大小為kB(k為常數)，方向垂直紙面向里的勻強磁場。x軸為兩個不同磁場區域的分界線。t=0時刻，一質量為m，電荷量為q的帶正電粒子(不計粒子重力)從位于O點正上方的P點以v0=4qBdm的初速度沿x軸正方向進入磁場。

(1)若OP=6d，求粒子第一次經過x軸時的橫坐標x1以及時間t1；

(2)若OP=6d、k=2，求粒子第二次經過x軸回到區域I中速度沿y軸正方向時的位置坐標(x2,y2)；

(3)若k=3，為了使粒子不從左邊界離開磁場，求OP的最大值ym；

(4)

參考答案1.D

2.A

3.C

4.C

5.C

6.B

7.D

8.B

9.BD

10.BC

11.BCD

12.AC

13.Ft22x

0.06

0.10

?0.04

在碰撞過程中A、14.31.4

A3

A2

R2

10015.解：(1)光路圖如圖所示：

設從底面上A處射入的光線在球面上發生折射時的入射角i剛好等于全反射臨界角C時，對應入射光線到光軸的距離最大，從球面射出的光線對應的面積最大；

由全反射臨界角公式sinC=1n=12=22，解得臨界角C=45°，

根據數學知識OA=Rsin45°=22R，

半球底面上的最大面積Sm=π?OA2=πR22，

故入射光線能夠直接從球面射出的底面上面積為πR22；

(2)設距光軸R2的入射光線在球面E點發生折射時的入射角和折射角分別為i和r，光路圖如圖所示：

根據數學知識sini=R2R=12，解得入射角i=30°，

根據數學知識DE=Rcos30°=3R2，

根據折射率公式v=cn=16.解：(1)由于質點A在0～1s內由波峰位置第一次回到平衡位置，經歷的是14個周期，故

14T=1s

解得周期T=4s

由于t=13s時O點在平衡位置，t=1s時，A在平衡位置，時間差Δt=1s?13s=23s

則波速v=ΔxΔt=623cm/s=9cm/s

波長λ=vT=9×4cm=36cm

(2)設質點O的位移隨時間變化的關系為y=Asin(2πTt+φ0)=

由于在t=0時，y=5cm，則

5=Asinφ0

在t=13s時，y=0，則

0=sin17.解：(1)球A由靜止釋放至擺到最低點的過程中由動能定理得

mgL=12mv2

B碰前瞬間，對球A由牛頓第二定律得

F?mg=mv2L

解得

F=3mg

(2)取水平向右為正方向，A、B碰撞過程中由動量守恒定律和能量守恒定律得

mv=mvA+mvB

12mv2=12mvA2+12mvB2

取水平向右為正方向，滑塊B水平沖上小車C至滑到圓弧軌道的最高點的過程中由動量守恒定律和能量守恒定律得

mvB=(m+M)vBC

12mvB2=12(m+M)vBC2+mgR

解得

M=3m

(3)球A由靜止釋放至擺到最低點的過程中由動能定理得

mg3L=12mv′2

取水平向右為正方向，