泰安市2022-2023学年高二上学期期末考试
物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法中正确的是（ ）
A. 振子在振动过程中，速度相同时，加速度一定相同
B. 振子在振动过程中，速度相同时，位移一定相同
C. 振子在运动过程中的回复力为弹簧的弹力与重力的合力
D. 振子在运动过程中的回复力为弹簧的弹力
2. 如图所示，光滑水平面上静止着一质量为M的小车，小车上有一光滑的、半径为R的圆弧轨道，右侧有一固定竖直挡板。现有一质量为m的光滑小球从轨道的上端由静止开始释放，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球下滑过程中，小车和小球组成系统动量守恒
B. 小球下滑过程中，小车和小球组成的系统在水平方向上动量守恒
C. 撤去挡板，小球下滑过程中，小车和小球组成的系统动量守恒
D. 撤去挡板，小球下滑过程中，小车和小球组成的系统水平方向上动量守恒
3. 如图甲所示为“海影号”电磁推进实验舰艇，舰艇下部的大洞使海水前后贯通。舰艇沿海平面截面图如图乙所示，其与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇内电源的正极和负极，使得M、N间海水内电流方向为M→N，此时加一定方向的磁场，可使得M、N间海水受到磁场力作用而被推出，舰艇因此向右前进，则（ ）
A. 所加磁场的方向应为水平向右
B. 所加磁场的方向应为垂直纸面向外
C. 所加磁场的方向应为垂直纸面向里
D. 互换电源正负极的同时把磁场变为反向，能实现舰艇减速
4. 某次大风暴雨极端天气，造成大面积停电，电力工作人员进行高空作业抢修。若质量为70kg的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为3.2m（可视为自由落体运动）。此后经历时间1.6s安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间内安全带对人的平均作用力大小为（ ）
A. 1050N B. 700N C. 350N D. 1350N
5. 有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长（估计一吨左右）。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，轻轻从船尾上船，走到船头后停下来，而后轻轻下船。用卷尺测出船后退的距离为d，然后用卷尺测出船长L，已知他自身的质量为m，则渔船的质量为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图所示为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点。Q是平衡位置为处的质点，若时质点P第一次到达波谷，则质点Q第2次到达波峰的时间可能为（ ）
A. s B. s C. s D. 12s
7. 如图所示，空间存在着与圆台母线垂直向外的磁场，各处的磁感应强度大小均为B，圆台母线与竖直方向的夹角为θ，一个质量为m、半径为r的匀质金属环位于圆台底部。环中通以恒定的电流I，圆环由静止开始向上运动。已知重力加速度为g，不计空气阻力，磁场的范围足够大。在圆环向上运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 圆环做变加速运动 B. 圆环有扩张的趋势
C. 圆环运动的加速度为 D. 圆环运动的加速度为
8. 如图甲所示，两固定平行目光滑金属轨道MN、PQ间距为L与水平面的夹角θ，两轨道一端M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度大小为B。金属杆ab水平放置在轨道上，其电阻不能忽略。现从静止释放杆ab，测得其下滑的最大速度为。改变电阻箱的阻值R，得到与R的关系图线如图乙所示，已知该直线的斜率为k，在纵轴上的截距为，重力加速度为g，轨道足够长且电阻不计，则（ ）
A. 金属杆的质量为
B. 金属杆的质量为
C. 当时，杆ab匀速下滑的速度为
D. 当时，杆ab匀速下滑的速度为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 一束复色光由空气斜射向平行玻璃砖，入射角为θ，从另一侧射出时分成a、b两束单色光，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 在该玻璃中a光的折射率小于b光的折射率
B. a光在真空中的传播速度比b光在真空中的传播速度大
C. a光比b光更容易产生衍射现象
D. 增大θ（θ<90°），b光会消失
10. 如图所示，图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为介质中x=6m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图像，质点Q的平衡位置位于x=5m。下列说法正确的是（ ）
A. 这列波沿x轴正方向传播
B. 这列波的传播速度是15m/s
C. t=0至t=1s时间内，质点Q通过路程为30cm
D. t=0.7s时，点P的速度大于质点Q的速度
11. 全国各省市打响碧水蓝天保卫战，调查组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的测量管。该测量管由绝缘材料制成，水平放置，其长为L、直径为D，左右两端开口。整个装置处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向竖直向下（图中未画出）在前后两个内侧面a，c上固定有金属板作为电极。污水充满管口且流速处处相等，其中有大量的正，负离子，从左向右流经测量管时，显示仪器显示a、c两端电压为U，下列说法正确的是（ ）
A. a侧电势比c侧电势低
B. 污水的流速为
C. 该化工厂排污管的流量
D. 该化工厂排污管的流量
12. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环的总电阻为R，其内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω匀速转动，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器。不计其他电阻和摩擦，在金属棒匀速转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 棒产生的电动势为 B. 棒产生的电动势为
C. 电容器所带的电荷量的最小值为 D. 电容器所带的电荷量的最小值为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
（1）某同学分别选用四种材料不同、直径相同实心球做实验，各组实验的测量数据如下。若要计算当地的重力加速度值，第_________组实验数据最合理；
组别 摆球材料 摆长L/m 最大摆角 全振动次数N/次
1 铜 1.00 15° 40
2 铁 1.00 5° 40
3 铝 0.40 15° 40
4 木 0.40 5° 40
（2）用游标卡尺测小球的直径如图甲所示，其值为_________cm；
（3）该同学查资料得知，单摆在最大摆角θ较大时周期公式近似为。为了用图像法验证单摆周期T和最大摆角θ的关系，他测出摆长为l的同一单摆在不同最大摆角θ时的周期T，并根据实验数据描绘出如图乙所示的图线。
设图线延长后与横轴交点的坐标为b，则重力加速度的测量值g=_________（用题中所给字母π、l、b表示）。
14. 在双缝干涉实验中，用钠灯发出的黄光做实验，已知双缝间距为，双缝到屏的距离为1m，实验装置如图甲所示。
（1）实验时观察到干涉条纹比较模糊，要使条纹变得清晰，以下调节做法正确的是_________（单选）。
A．旋转测量头 B．移动光源
C．调节拨杆使单缝与双缝平行 D．左右转动透镜
（2）分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为，在B位置时游标卡尺读数为，相邻两条纹间距Δx=_________mm。
（3）根据以上数据可得出光的波长λ=_________m（保留两位有效数字）。
（4）若仅改用氦氖激光器作光源，其发出的红光的相邻两明条纹中心间距比钠灯发出的黄光的相邻两明条纹中心间距_________（选填“大”或“小”）。
15. 如图所示，三棱镜横截面为直角三角形ABC，∠B=2θ，AC边的长度L。一束平行于AC边的光线自AB边的M点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的N点射出，若光线在M点的入B射角和在N点的折射角相等。已知光在真空中的传播速度为c。
（1）求三棱镜的折射率；
（2）调整M点的位置，使光线恰好在AC边中点O发生反AC射，求光从M点经O到N点的传播时间。
16. 如图所示，LMN是竖直平面内固定的光滑轨道，MN水平且足够长，LM与MN平滑相接。小球A从LM上距水平轨道高为h=0.8m处由静止释放，与静止小球B发生弹性碰撞，碰撞时间为0.2s，之后B球与静止小球C发生碰撞，碰撞过程机械能损失了12J。已知小球A的质量为m1=5kg、B的质量m2=3kg、C的质量为m3=3kg，三球的体积相等，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）A、B两球碰撞过程中，A球所受平均作用力的大小；
（2）B、C两球碰完瞬间C球的速度大小。
17. 如图所示，一斜面内固定有两根平行的足够长的直金属导轨，导轨与水平面之间的夹角为，导轨间距为。两根截面为正方形的的导体棒AC、DE置于导轨上并与导轨垂直，整个装置处于方向垂直于斜面向下的匀强磁场中，磁感应强度。从某时刻开始，对导体棒AC施加一沿斜面向上的的外力F，使导体棒AC从静止开始沿斜面向上做加速度匀加速直线运动，导体棒DE运动后经撤去外力，此时导体棒DE的速度大小为；撒去外力后，导体棒DE再经速度减为零。两根导体棒的长度均为L，质量均为，电阻均为，导体棒与导轨间的动摩擦因数均为。运动过程中两导体棒均与导轨接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨电阻不计，重力加速度大小，求：
（1）需多长时间导体棒DE开始运动；
（2）撒去外力时导体棒DE的热功率；
（3）当导体棒DE速度减为0时，导体棒AC的速度。
18. 近年煤炭价格上涨，火力发电受到影响，有的地区出现了拉闸限电，再一次提醒人们要开发新能源，受控热核反应就是其中的一种。其原理主要是将发生热核反应的高能粒子束缚在磁场中，其中一种设计原理如图所示。有一环形区域，其截面内外圆半径分别为r、磁场方向均垂直于纸面，粒子在O点发生热核反应。圆形磁场区域Ⅰ的磁感应强度大小为B0。现有一电荷量为g，质量为m的粒子由O点以速度v射出，其恰好不能射出圆形磁场区域Ⅰ，不计粒子的重力，不计任何阻力。
（1）若粒子由O点射出的速度为，求粒子第一次在磁场区域Ⅰ运动的时间；
（2）要使束缚效果好，圆形磁场区域Ⅰ、环形区域Ⅱ的磁感应强度方向相同。若环形区域Ⅱ的磁感应强度为，为使粒子不能射出环形区域，求粒子速度的最大值vm（结果保留根号）；
（3）若圆形区域Ⅰ无磁场，环形区域Ⅱ磁感应强度为B，一粒子由O点以某一速度射出进入环形区域Ⅱ恰好不能从该区域射出，求该离子再次以相同的速度回到O点所用的时间。
泰安市2022-2023学年高二上学期期末考试
物理试题 答案
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
【1题答案】
【答案】C
【2题答案】
【答案】D
【3题答案】
【答案】B
【4题答案】
【答案】A
【5题答案】
【答案】B
【6题答案】
【答案】B
【7题答案】
【答案】C
【8题答案】
【答案】C
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
【9题答案】
【答案】AC
【10题答案】
【答案】BC
【11题答案】
【答案】BD
【12题答案】
【答案】AD
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
【13题答案】
【答案】 ①. 2 ②. 1.18 ③.
【14题答案】
【答案】 ①. C ②. 3.4 ③. ④. 大
【15题答案】
【答案】（1）2cosθ；（2）
【16题答案】
【答案】（1）75N；（2）4m/s
【17题答案】
【答案】（1）；（2）；（3）
【18题答案】
【答案】（1）；（2）；（3）
