山东省烟台市莱州市第一中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题

2023级离二第二次质量检测物理试题 出题人吕晓凤审题人蒸守军 一、单选题：本大题共12小题，每题3分选错不得分，共36分。 1.一个单摆在地面上做受迫振力，其共振曲线如图所示，则() A.此单摆的固有频帘约为4rad/s ◆Alom B.此单摆的摆长约为2m C.此单摆的最大速度约为8πcn/S D.若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动，且单摆的固有频率增大 00.250.50.73 2.某同学为了研究两束单色光a和b做了一个小实验。先用同一装贸做单缝衍射实验，发现a 光的中央亮条纹更宽。再让单色光α和b合成一束复色光由空气射入一块平行玻璃砖，经折射 又分成两束单色光a和b,下列光路图符合该同学实验的是( 3.在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过 激光束来读取的。若红、蓝激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发 生偏折而改变行进的方向。如图所示。下列说法中正确的是(】 、人射激光 盘面 A.图中光束①是红光，光束②是蓝光 透明介质层 2 B.在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度更快 载有信息 的基层 光盘截面示意图 C.若光束①、②先后通过同一小孔，则（①衍射现象更明显 D.若光束①、②从透明介质层以相同逐渐增大的入射角射向空气中，则①先发生全反射 4.如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的 距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样（图 第1页，共12页 中阴彩部分农示暗条纹)。下列说法正确的是() 甲 丙 A.图乙是光的衍射图样，图丙是光的干涉图样 B.遮住一条狭缝，仅减小另一狭缝的宽度，图丙中亮条纹宽度将变宽 C.照射双缝时，仅增加L,图乙中相邻充条纹的中心间距减小 D.照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹 5.如图所示，通电直导线和闭合矩形线圈abcd在同一平面内，现让矩形线圈绕cd轴转动180° 到虚线框位置，则() A.转动过程中穿过线圈平面的磁通量先变小后变大 B.初、末两个状态穿过线圈的磁通量一样 C.如果直接将线圈平移到虚线位置，穿过线圈的磁通量与绕cd转动时一样 D.如果让线图以通电导线为轴转动，穿过线圈平面的磁通量变大 6.如图甲所示，质量不等的a、b两物块，静止在粗糙水平地面上，用大小相等的水平恒定推 力F分别作用α、b一段时间后撤去推力，由于惯性，物体将继续运动一段时间后才能停下， 两物体的v-t图像如图乙中a、b所示，已知图中线段AB/CD,则() A摩擦力对a、b两物块的冲量1a<lb 4 B.摩擦力对a、b两物块的冲量1a>Ih /7771777777777 C.推力F对a、b的冲量Ifa=lpb 777777777777 B D D.a、b两物块的质量ma Amo 7.己知通电长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为B=k:其中为电流强 度，丫为该位置到长直导线的距离，k为常数。如图所示，现有两根通电的长 直导线分别固定在正方体abcd-efgh的两条边dh和ab上且彼此绝缘，电流 方向如图所示。已知导线ab在c点磁感应强度大小为B,ab中电流和dh中电流 强度相等。则f点的磁感应强度大小为() A竖8 B.√2B D.√B 第2页，共12页 8.一列横波在某介质中沿x轴传播，如图甲所示为=1.0s时的波形图-如图乙所示为x= 2.0m处的质点L的银动图像。已知图甲中M、N两点的平附位图分别为xM=3.0m,xw= 4.0m,则下列说法正确的是() cm A.该波沿x轴负方向传播 B.图甲中质点M的速度与加速度均为零 C.在t=2.5s时刻，该质点L与质点N位移相同 D.该波在传播过程中遇到宽度为0.1m的障碍物，不能发生明显的衍射现象 9.光纤在现代通信中有着巨大作用，如图所示，由透明材料制成的光 纤纤芯折射率大于包层折射串，若纤芯的折射率为1，包层材料的折 射率为2，则当光由纤芯射向包层时，发生全反射的临界角C满足 光纤 s血C=器·施工工程要求在菜处需漫光纤轴线的特弯半径为R,设整 束光垂直于端面且平行轴入射，为保证所有的光信号都能发生全反 射，则在铺设光纤时，光纤纤芯的横截面半径a最大为() Aa=-n2迟 B.a=-2AC.a=-2迟 D.a=(-12)R 2n3 (n1+n2) 2(n1+n2) 10.如图所示，建筑工地上的打夯机将质量为20t的重锤升高到5m的高度后释 放，靈堡在地面上砸出一个深坑，重锤冲击地面的时间为025。不计空气阻 力，重力加速度取10m/s2,则重锤对地面的平均作用力大小为() A1×105N B.1.2×105NC.1.5×106W D.2×105N 11.如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于0、0'并处于匀 强磁场中。当导线中通以沿x轴正方向的电流/，且导线保持静止 时，悬线与竖直方向夹角为日，重力加速度为g·关于磁感应强度 0 的大小和方向，下列说法正确的是() A.m2tan9,沿z轴负方向 B.ma 沿z轴正方向 L C.是，沿y轴负方向 D.兕an8,沿y轴正方向 第3页，共12页 12.直流电动机在生产和生活中有普广泛的应用，但是电动机启动瞬间，转了还未转动，电动 机的启动电流很大。为了减小启动电流，保护用电器，如图所示，将一 线圈电阻为M的电动机与电阻箱串联后按在电源电动势6=8V,内阻 ”=12的电源两端，电压表可以视为理想吸，现利用也动机竖直向上举 引一质量为m=0.1kg的物体，已知重力加速度为g=10m/s2。调节电 阻箱至R=17n后，闭合开关S,电动机转子稳定转动时，物体以速度 v=0.6m/s匀速.上升，电压表示数为U=3.4V,下列说法正确的是() A.电动机的线圈电阻rM=72 B电动机转动稳定时，其输入电压为4.6V C.电动机转动稳定时，其输出功率为6W D.调节电阻箱至R=17Q后，闭合开头S,电动机的启动电流为03A 二、多选题：本大题共6小题，每题4分，选对给4分选不全给2分选错不得分，共24分。 13.下列四种光学现象，对其原理解释正确的是( 单色光 标准样板 厚玻璃板 甲 丙 A.图甲为薄膜干涉的应用，可检验平面的平整度，条纹间距左窄右宽 B.图乙为泊松亮斑，是光通过小圆板衍射形成的 C.图丙为立体电影原理，和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理相同 D.图丁为水中明亮的气泡，其原理与光导纤维的原理相同 14.下图为某一时刻。波源S1、S2在水槽中形成的水波，其中实线裘示波峰，避线表示波谷。 已知两列波的频率相同，振幅相同，则下列说法正确的是() A.这两列波的波长相同，在两波相遇的区域中会产生干涉 B.a、b、c三点位移始终最大，等于两列波的振幅之和 C.a、c、d三点的振动始终加强，b点的振幅始终为零 D.c处的质点会随时间沿c、d方向移动 第4页，共12页 15.如图所示电路中，电源的电动势、内阻及各电阻的阴值都标记在了图中，电压表和电流表 均为理想电表，当滑动变阻器R3的滑片P向a端移动时，电压表V、V1和V2的示数分别为U、 U1和U2,三个电压表示数变化登的绝对值分别为4U,4U1和4U2,电流表A的示数为/，电流 表示数变化量的绝对值为41，以下说法中正确的是() A兴增大，兴不变 B.电源的总功率和效率均增大 C.4U2=4U1+4U D.如果设流过电阻R2的电流变化量的绝对值为4I2,流过滑动变阻器R3的电流变化量的绝对 值为△I3,则412<△13 16.如图所示，半径为R、质量为m的半圆轨道小车静止在光滑水平地面上，直径AB水平。现 将质盘为m的小球从距A点正上方ho高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出， 在空中能上升的最大高度为。，不计空气阻力.则：) A.小球和小车组成的系统动量不守恒 B.小车向左运动的最大距离为号 C.小球离开小车后做斜上抛运动 D.小球第二次能上升的最大高度h,<h<n) 17.如图所示，在均匀介质中的一条直线上的两个振源A、B相距6m,振动频率相等.t0=0 时刻A,B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等且均为1m,A的振动图象为甲，B的 振动图象为乙，若由A向右传播的机械波与由B向左传播的机械波在1=03s时恰好相遇，则 下列判断正确的是 A在两列波相通过程中，中点C的最大位移大 m /m 小为2mm B.两列波的波长都是2m i! C在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点 D.t2=0.75s时刻B点处于最大位移处 18.如图甲所示，物块A、B用轻弹费拴接，放在光滑水平面上，B左侧与竖直墙壁接触。物块 C以速度o向左运动，与A相碰后立即粘在一起后不分开并开始计时。A、B运动的a一t图像 第5页，共12页 如图乙所示，S1、S2分别表示t到t2时间内A、B的a-t图线与坐标轴所围面积的大小，已知 三个物块质量均为m,下列说法正确的是() A.a2=2a1 B.S2 =2S1 C.0~t1内墙对B的冲量大小为2m r000000 D.在t时刻弹簧的弹性势能为号mvo2 三、实验题：本大题共2小题，每空2分共16分，共26分。 19.(8分)(1)物理探究小组在实验室进行光学实验。 ①图甲是测量光的波长的实验装置，在实验操作过程中，下列说法正确的是」 A将屏向靠近双缝的方向移动，从目镀中观察到的条纹个数会增加 B将单链向双缝芷近，从目镜中观察到的条纹个数会增加 C若将红色滤光片换成绿色滤光片，则屏上的干涉条纹间距将变窄 D.去掉滤光片后，干涉现象消失 ②图乙是观察到的屏上的干涉条纹，测得双缝间距d=0.3mm,A、B两条亮条纹中心间距为 4x=0.78cm,缝到屏的距离为=0.6m,则该单色光的波长为m(结果保留3位有效数 字)： 凸滤单双 光 光缝缝 (2)长方体形状的玻璃砖有一个表 面镀银（光线不能透过），现利用 “插针法”测定此玻璃砖的折射 率。如图甲所示，实验时先将玻璃砖平放到水平面内的白纸上，镀银面与纸面垂直，在纸上 画出玻璃砖前后界面直线m1m2和kk2,其中 m1m2侧为镀银面。然后在白纸上竖直插上两枚大 头针P1、P2。 ①准备插第三枚大头针时，应在一外侧观察( 选填“mm2”或“kk2”): ②插完所猫大头针，补全光路。图乙为光路的一部分，A1、B均为光路上的点，过A1、B1作 直线k1k2的垂线，垂足分别为A2、B2,测得图中A10=B10、A20=1.5B20,则该玻璃砖的 折射率为一。 第6，共12四 20.(8分)某学习小组的同学们想利用电压装和电阻箱 测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器 材：电池组（四节于电池）、灵敏电流计G(洲偏电流！。，内 阻R)、定值电阻R,定值电阻R2,变阻符R(阻值范围可 调)，开关，导线若干。同学们思考讨论后设计电路如图甲。 (1)若灵敬电流计G(满偏电流g=1mA,内阳R,=500.2)改装成最程为6V的电压袭，则定值 电阻R2的阻值为D。 (②)采集灵敏电流计G和变阻箱R的读数，作出了图像如图乙所示，已知图线的斜率为k,纵截 距为b,则所测得电池组的电动势B=一，内阻r=一·（阴题目中所给的字母表示， 已知电源中的电流远大于电流计G中的电流) 0.5 (3)组长还组织大家进一步研究，图丙所示为他们 0.3 测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把两 个该型号的灯泡并联后再与R。=82的定值电阻串 0.1 3456UV 联起来接在上述电池组上（若测得电池组的电动势 丙 B=6.0V,内阻r=2),如图丁，则每只灯泡消耗的实际功率为W(保留2位有效数字 ) 四、计算题：本六题共2小题，共24分。 21.(9分)近年来，对具有负折射率人工材料的光学性质及应用的研究备受关注，该材料 折射率为负值(n<0)。如图甲所示，光从真空射入负折射部材料时，入射角和折射角的大小 关系仍然遵从折射定律，但折射角取负值，即折射光线和入射光线位于界面法线同侧。如图 乙所示，在真空中放阻两个完全相同的负折射率材料制作的直角三棱镜A、B,顶角为日，A、 B两棱镜斜面相互平行且两斜面间的距离为d。一束单色光从A棱镜上的P点垂直入射，它在棱 镜中的折射率为n=-√2，sin15°=-三，sin75°=+三。求： 4 (1)光能从棱镜A斜面射出，8的取值粒围： (2)若日=30°，则光任A、B棱镜之间的传播距离x1: 师7页，共12资 (3)在第（②）问中，光从8棱情射出时相对A棱镜入射时的侧移距离x2· 真空 负折射率材料 甲 乙 22.（15分)如图所示，质卧分别为mA=0.2kg、ma=0.4kg的两个小物块A、B(均可视为 质点)放置在水平地面上，竖直平面内半径R=0,2m的半圆形轨道与水平地面相切于C点，弹 簧左端固定。移动物块A压缩弹簧到某一位置（在弹簧弹性限度内），由静止释放物块A,物块 A离开弹簧后与物块B碰撞并黏在一起以共同速度v=4m/s向右运动，运动过程中经过一段 长为5、两物块与水平地面的动摩擦因数μ=0.2，接着冲上圆轨道。轨道其余部分均不摩 擦。(g取10m/s2) (1)刚要释放物块A时弹簧的弹性势能是多大？ (2)若s=1m,求两物块刚过C点时对轨道的压力大小。 (3)若两物块能冲上圆形轨道，且不脱离圆形轨道，s应满足什么条件？ R 77777777777777777777777777祭量经牛以处尊守的过成答案和解析官北小 1.C2.B3D4B5A6.A7.A.8,A)9C10.B11A12A 13.BD 14.AC 15 ACD 16.AD 17.BD 18 BC @八=， 19.【答案】AC 6.50×10-7 一e十m)言源关到庙，中然0这儿克的 kik2 5(a有r:≤小 1.5 建2花之之 【解析】(1)ABC由双缝干涉的条纹间距公式4x=2可知，将屏向靠近双缝的方向移动，变 从小，干涉条纹间距变窄，从目镜中观察到的条纹个数会增加；若将红色滤光片换成绿色滤光 片，减小，干涉条纹间距变窄：将单缝向双缝移动一小段距高后，干涉条纹间距不变，从目 镜中观察到的条纹个数不变，故B错误，AC正确：兰率， D.去掉滤光片后，干涉现象不会消失，图样将变为彩色条纹，故D错误。 故选AC: A、B两条亮条纹中心间距为4x=0.78cm,可知相邻两条亮条纹中心间距4x=78am 0.13cm, t按0了E②@0①：0：6 根据4以=台， 美1 可得1=4'4=013x10-2x03x103 m=6.50×10~7m; 0.6 (2)确定第三枚大头针P位置的作图方法：由于mm2表面镀银，只能反射，所以光路为：入 射光线、经过k1k2的折射光线、经过m1m2的反射光线、再次经过k1k2的折射后的出射光线， 作出此光路，即可标出P3的位置， 则准备插第三枚大头针时，应在k1k2外侧观察： 4z0 根据折射定律可得n=加 sinr =1.5. B10 B20 99= 20.【答案】(1)5500 Rg+R2 2,）张藏的9得 b 修洁，语米出计( 6-R 0.30 【解析】(1)若想灵敏电流计G改装成量程为6V的电压表，孺要串联一个定值电阻2，该定值 电阻的阻值R=号-R,=2-500n=500: (2②)油电路图可得E=+](R+)+1R,+R2) 因已知电源中的电流远大于电流计G中的电流，则可写成E=(R1+)+1(R,+R2) R 即=，++n+ B R E O然世高亲天再 则k=®+28tD,b=+ @说十的产西复学部开到 解得B=,T=台-R 2=的 (3)设灯泡两端电压为U,每个灯泡的电流为1，由闭合电路欧姆定律U=E-21(R。+)= 6.0-201 实器伊年者验容装的学 则有1=-六0+03 将此关系图像画在丙图中，如图所示专发兴【学 z=式地南国 0.4 ✉迅之编3抛韩发福空相 0.3 酸头支脚文点花的女 0.2 0.1 m5-fg作+斗一w( 0123 4 5 6UN在十m,“+同-序时宝工睫章明 两图形交点即为一个灯泡的工作电流与电压，每只灯泡的功率P=U1售1.25×0.24w= 0.30W。 21【答案】解：(1)分析可知光线的入射角等于棱镜的顶角日，若光线能从棱镜A斜面射 出，8应小于临界角，根据sinC=扁O 解得C=45°② 0022(分安答2 所以0的取值范围为0°<0<45③ (2)作出光传播的光路，图如图所示 花可 15的0ù行，培红，( 0优记产--多 B 十，=5方e 根据折射定律有n=C@中)：。：，4出 sine 根据几何关系有x=心品=V2a⑥ (3)根据几何关系有x2=xsin(0+81)⑥ 解得x2=d⑦ 2 冻的学个室小两) ①④每式2分②③⑤⑥⑦每式1分共9分 108- 【解析】详细解答和解析过程见【答案】 E6+= 22【答案】(1物块A、B碰撞动量守恒有m0=(4+m:)p①万当面京u 可得物块A的初速度为v=12m/s② 刚要释放物块A时弹簧的弹性势能为马，=m6=14,4③ (2)设两物块经过C点时速度为c,两物块受到轨道支持力为wc,由功能关系得. (m%+mB)p2-u(m%+mB)gs=(ma+mg)呢④ 根据牛顿第二定律有Fwc-(m+mg=(mA+mg)竖⑤ 联立解得Fwc=42⑥店的1F小针L的个一式发洲图西 。g.0 由牛顿第三定律知，两物块对轨道的压力大小为42。⑦以口6()【】证 人容第龙：号R图 。 》之…3绍孩t本守 第11页，共12页 (3)物块不脱离轨道有两种情况：第一种情况物块能过轨道最高点。设物块经过半圆形轨道最 高点的最小速度为，则有(mA+mg)g=mA+m)烂⑧ nA108 解得u1=V2m/s⑨ ○【》 物块从碰撞后到经过最高点过程中，由功能关系有mA+mg)2-μ(m4十m)gs- : 2(m%+mg)gR≥(w+ma)@ 解得s≤1.5m① △方：公踢闾的水千家中58A)行月 第二种情况物块上滑最大高度不超过圆弧。设物块刚好到达：圆弧处速度为0， 物块从碰撞 后到最高点，由功能关系有(m4+ma)v2-u(m4+mg)gs≤(mA+mg)gR① 物块能滑出粗糙水平面，由功能关系有(m4+mg)v2≥u(mA+m:)gs⑧ 解得3m≤s≤4m☑ : 综上可知，s应满足的条件是.S≤1.5m或3m≤s≤4m。⑤，分中验两+ ①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩①⑩⑧@西每式1分共15分 m3EE.0 【解析】详细解答和解析过程见【答案】 天云世其州 01×02.8“m- y小云总达女洞 人久片，甜只用达s供法：沉圈始央大三宝两 出网海量4辉 文：雅按》武想计4，长国 断5口外 4g农：件长火三公阙 ”= 第12页，共12页