山東省煙臺市2020-2021學年高二（上）期末學業(yè)水平診斷物理試題（解析版）

高二第一學期期末學業(yè)水平診斷物理1.答題前，考生先將自己的姓名、考生號、座號填寫在相應位置。2選擇題答案必須用2B鉛筆正確填涂：非選擇題答案必須用0.5毫米黑色簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3.請按照題號在各題目的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙試題卷上答題無效保持卡面清潔，不折疊不破損。一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共2分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.電磁波和機械波具有的共同性質是（）A.都橫波B.都能夠傳輸能量C.傳播都需要介質D.在介質中的傳播速度都與波的頻率有關【答案】B【解析】【詳解】A．電磁波是橫波，機械波有橫波也有縱波，A錯誤；B．兩種波都能傳輸能量，B正確；C．電磁波可以在真空中傳播，機械波傳播需要介質，C錯誤；D．機械波在介質中傳播速度由介質決定，與波的頻率無關，D錯誤。故選B。2.將一單擺的周期變?yōu)樵瓉淼?倍，下列措施可行的是（）A.只將擺球的質量變?yōu)樵瓉淼腂.只將擺長變?yōu)樵瓉淼?倍C.只將擺長變?yōu)樵瓉淼?倍D.只將振幅變?yōu)樵瓉淼?倍【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)單擺的周期公式將一單擺的周期變?yōu)樵瓉淼?倍，則需要將擺長變?yōu)樵瓉淼?倍。故選C。3.如圖所示，金屬棒MN兩端由等長的輕質細線水平懸掛，處于豎直向上的勻強磁場中，金屬棒中通以由M向N的電流，平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為，若僅改變下列一個條件，能夠使夾角變小的是（）

A.減小金屬棒的質量B.增大磁感應強度C.減小金屬棒中的電流D.增大兩等長輕質細線的長度【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)左手定則可知，安培力方向水平向右，對導體棒受力如圖所示，根據(jù)平衡條件可知

由公式可得A．減小金屬棒的質量，θ角變大，A錯誤；B．增大磁感應強度，θ角變大，B錯誤；C．減小金屬棒中的電流，θ角變小，C正確；D．增大兩等長輕質細線的長度，θ角不變，D錯誤。故選C。4.霓是大氣中有時和虹一起出現(xiàn)的一種光的現(xiàn)象，也叫“副虹”。它的形成原理與彩虹大致相同，太陽光在水珠中的反射比彩虹多了一次，是經過水珠的兩次折射和兩次反射形成的，其成因的簡化示意圖如圖所示，其中a、b是兩種不同頻率的單色光，則a、b兩光相比較（）

A.b光的頻率更高B.在同一介質中，a光的傳播速度更快C.分別照射同一狹縫，a光通過狹縫時的衍射現(xiàn)象更明顯D.從水中射入空氣時，b光發(fā)生全反射的臨界角更大【答案】D【解析】【詳解】A．由光路圖可知，在第一次折射時，a、b兩光的入射角相同，可b光的折射角明顯大于a光折射角，由折射率公式，b光折射率小，頻率也小，A錯誤；B．在相同介質中傳播時，由可知，因nb<na，所以va<vb，B錯誤；C．分別照射同一狹縫，由產生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，a、b光相比，波長越長衍射現(xiàn)象越明顯，因為b光的頻率小，波長大，所以b光的衍射現(xiàn)象更明顯，C錯誤；D．從水中射入空氣，滿足從光密介質射入光疏介質的條件，會產生全反射，由臨界角公式可知，因nb<na，所以b光臨界角更大，D正確。故選D。5.如圖所示，足夠長的導體棒MN固定在相互平行的金屬導軌上，導軌寬度為0.5m，通過的電流為1A，導體棒MN與水平導軌的夾角為30°，且處于垂直于紙面向外的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度為0.2T，則導體棒MN所受的安培力大小為（）

A.0.02N B.0.05N C.0.1N D.0.2N【答案】D【解析】【詳解】導體棒MN在導軌間的有效長度為1m，由安培力公式得故選D。6.如圖所示，在虛線cd兩側分別存在磁感應強度大小相等、方向相反的勻強磁場，磁場方向均垂直于紙面，虛線ab在紙面內與虛線cd相互垂直。一矩形導線框位于紙面內，開始時矩形導線框的兩條對稱軸分別與虛線ab、cd重合，下列能使矩形導線框中產生感應電流的是（）A.將矩形導線框沿虛線ab移動B.將矩形導線框沿虛線cd移動C.將矩形導線框繞虛線ab轉動D.將矩形導線框繞虛線cd轉動【答案】A【解析】【詳解】A．將矩形導線框沿虛線ab移動，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，產生感應電流，A正確；B．將矩形導線框沿虛線cd移動，磁通量一直為零，穿過線圈的磁通量沒有發(fā)生變化，不產生感應電流，B錯誤；C．將矩形導線框繞虛線ab轉動，磁通量一直為零，穿過線圈的磁通量沒有發(fā)生變化，不產生感應電流，C錯誤；D．將矩形導線框繞虛線cd轉動，穿過線圈左右兩側的磁場都是均勻變化，穿過線圈的磁通量沒有發(fā)生變化，不產生感應電流，D錯誤。故選A。7.有一額定電流為2A的直流電動機，線圈電阻為0.5Ω，在正常工作時對外做功的功率為6W，則在正常工作時，電動機（）A.兩端的電壓為1V B.兩端的電壓為3VC.發(fā)熱功率為4W D.消耗的電功率為8W【答案】D【解析】【詳解】由電功率公式P=IU可知，電動機消耗的功率P=IU，電動機的焦耳熱功率P熱=I2R=22×0.5W=2W電動機的輸出功率6W，由能量守恒定律可得P=P出+P熱=8W電動機兩端的電壓ABC錯誤，D正確。故選D。8.一質量為2kg的物塊在合力F的作用下從靜止開始沿直線運動，合力F隨時間t變化的關系圖像如圖所示，則（）

A.t=2s時，物塊的動量大小為0B.t=3s時，物塊的速率為1m/sC.t=0到t=1s時間內，合力F對物塊沖量的大小為1N·sD.t=2s到t=3s時間內，物塊動量變化量的大小為2kg·m/s【答案】B【解析】【詳解】A．圖像和時間軸所圍成的面積表示物體受到的沖量，根據(jù)動量定理則有解得A錯誤；B．圖像和時間軸所圍成的面積表示物體受到的沖量，根據(jù)動量定理解得B正確；C．t=0到t=1s時間內，合力F對物塊沖量的大小C錯誤；D．t=2s到t=3s時間內，物塊動量變化量大小D錯誤。故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.下列關于磁感應強度和磁通量的說法中正確的是（）A.由可知，B與F成正比，與I和L的乘積IL成反比B.磁感應強度是描述磁場強弱的物理量，由磁場本身決定C.穿過一個面的磁通量為零，該處的磁感應強度不一定為零D.磁感應強度和磁通量都是矢量【答案】BC【解析】【詳解】A．公式為比值法定義，B與F、與I和L的乘積IL均無關。A錯誤；B．磁感應強度是描述磁場強弱的物理量，由磁場本身決定。B正確；C．如果平面與磁場平行，則穿過該面的磁通量為零，但是該處的磁場不為零。C正確；D．磁感應強度是矢量，磁通量是標量。D錯誤。故選BC。10.一振源S帶動細繩上各點上下做簡諧運動，從S起振時開始用頻閃照相機對繩波進行頻閃拍照如圖所示為頻閃照相機每隔0.2s拍攝一次所得到的頻閃照片，通過照片測得繩波上P、Q兩點間的距離為0.8m，則下列說法中正確的是（）

A.繩波的波長為1.6mB.繩波的波速為2m/sC.質點Q的起振方向向下D.從振源S起振開始，經過2s時繩上P、Q兩點的振動方向相同【答案】BD【解析】【詳解】A．繩波的波長為λ=0.8m×4=3.2m選項A錯誤；B．繩波的波速為選項B正確；C．由圖可知，繩波剛傳到的質點起振方向向上，可知質點Q的起振方向向上，選項C錯誤；D．因周期從振源S起振開始，經過2s時，即經過T，此時振源S到達最高點，則繩上P、Q兩點都向上振動，振動方向相同，選項D正確。故選BD。11.1930年勞倫斯提出回旋加速器的理論，1932年首次研制成功。它的工作原理如圖所示，D1和D2是兩個中空的半圓金屬盒，兩盒之間有一定的電勢差。兩個半圓盒處于與盒面垂直的勻強磁場中。A處的粒子源產生的帶電粒子在兩盒之間被電場加速后進入磁場中做勻速圓周運動，繞行半圈后粒子再次到達兩盒間的縫隙時，這時控制D形盒間電壓使其恰好改變正負，于是粒子經過盒間縫隙時再一次被加速，通過電源正負極的交替變化，可使帶電粒子經兩盒間電場多次加速后獲得足夠高的能量。若帶電粒子在電場中運動的時間可忽略不計，且加速過程中不考慮相對論效應和重力的影響，則下列說法中正確的是（）

A.帶電粒子離開回旋加速器時獲得的動能與金屬盒的半徑有關B.帶電粒子離開回旋加速器時獲得的動能與加速電壓的大小無關C.帶電粒子在磁場中做圓周運動的周期等于電場變化的周期D.帶電粒子做圓周運動的周期隨圓周運動半徑的增大而增大【答案】ABC【解析】【詳解】AB．根據(jù)得那么帶電粒子獲得的最大動能與加速的電壓無關，與金屬盒的半徑有關，AB正確；CD．根據(jù)回旋加速器原理可知，粒子在該磁場中做勻速圓周運動的周期與回旋加速器所加交變加速電壓的周期相等，與圓周運動半徑無關，D錯誤C正確。故選ABC。12.如圖甲所示，一質量為M、右端固定豎直擋板的木板靜置于光滑的水平面上，現(xiàn)有一質量為m的小物塊以v0=6m/s的水平初速度從木板的最左端P點沖上木板，最終小物塊在木板上Q點（圖甲中未畫出）與木板保持相對靜止，二者運動的速度隨時間變化的關系圖像如圖乙所示。已知小物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ恒定，重力加速度g=10m/s2，則下列說法中正確的是（）

A.m:M=1:2B.小物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1C.P、Q兩點間的距離為3mD.小物塊與擋板間的碰撞為非彈性碰撞【答案】AC【解析】【詳解】A．系統(tǒng)動量守恒，有代入數(shù)據(jù)得A正確；B．由圖可知，1s末，木塊與木板相撞，撞前，木板勻加速，有解得μ=0.2B錯誤；CD．1s末碰前瞬間，動量守恒，有代入解得碰后，有由圖可知，因為所以小物塊與擋板間的碰撞為彈性碰撞。1s內的相對位移為木板的長度，即第2s內的相對位移為P、Q兩點間的距離為C正確，D錯誤。故選AC。三、非選擇題：本題共6小題，共60分13.某實驗小組做“用插針法測定玻璃折射率”的實驗。(1)在白紙上放好平行玻璃磚，aa′和bb′分別是玻璃磚與空氣的兩個界面，如圖所示。在玻璃磚的一側插上兩枚大頭針P1和P2，用“”表示大頭針的位置，然后在另一側透過玻璃磚觀察，并依次插上大頭針P3和P4，在插P3時，應使P3______，在插P4時，應使P4______；

(2)該小組完成了四次實驗，記錄的玻璃磚界線和四個大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實驗操作正確的是______；A.B.C.D.(3)該小組選取了操作正確的實驗記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點O為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于A、B點，再過A、B點作法線NN′的垂線，垂足分別為C、D點，如圖所示，則玻璃的折射率n=______（圖中線段的字母表示）。

【答案】①.擋住P1、P2的像②.擋住P3以及P1、P2的像③.D④.【解析】【詳解】(1)[1][2]在插P3時，應使P3擋住P1、P2的像，在插P4時，應使P4擋住P3以及P1、P2的像；(2)[3]光線經過玻璃磚后出射光線和入射光線是平行的，且錯開一定的距離，即圖像D正確。(3)[4]玻璃的折射率14.某實驗小組設計如圖甲所示的電路來測量一電源的電動勢和內阻，所用的實驗器材如下：A.待測電源B.電阻箱R（阻值的變化范圍為0～999.9Ω）C，定值電阻R0（阻值為3.0Ω）D.電流表A（量程為200mA、內阻為6.0Ω）E開關S和導線若干

(1)該實驗小組通過多次調節(jié)電阻箱，記下每次電阻箱的阻值R及對應的電流表示數(shù)I，并得到電流I的倒數(shù)，分別用E和r表示電源的電動勢和內阻，則與R的關系式為______；(2)實驗得到的部分數(shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R=4.0Ω時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則表格中應填寫的數(shù)據(jù)①②分別為______、______；R/Ω4.05.06.07.08.09.0I/A①0.1250.1080.1020.0910.084/A-1②8.09.310.011.011.9(3)然后以為縱坐標，R為橫坐標，請你根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙中描繪-R圖線______；(4)根據(jù)圖線求得電源電動勢E=______V，內阻r=______Ω（計算結果均保留一位有效數(shù)字）。

【答案】①.②.0.143~0.147③.6.8~7.0④.⑤.3⑥.1【解析】【詳解】(1)[1]根據(jù)閉合電路的歐姆定律得代入數(shù)據(jù)得(2)[2]電流表讀數(shù)為0.145A。[3]電流的倒數(shù)為6.9A-1。(3)[4]圖像如圖所示

(4)[5]圖像的斜率為解得[6]將、代入，解得15.如圖所示，實線是一列簡諧橫波在t1=0時刻的波形圖，虛線是在t2=0.2s時刻的波形圖。(1)若波速為55m/s，求x=5m處的質點M在t1時刻的振動方向：(2)在t1到t2時間內，x=5m處的質點M通過的路程為1.8m，求波的傳播速度。

【答案】(1)質點M沿y軸負方向振動；(2)45m/s【解析】【詳解】（1）從波的圖像可以看出，波長為λ=4m若波沿x軸正方向傳播，波傳播的距離為波傳播的速度為無論n取值多少不能求出波速55m/s若波沿x軸負方向傳播，波傳播的距離為波傳播的速度為當，解得則波沿x軸負方向傳播，根據(jù)波速與質點的振動方向的關系，則質點M沿y軸負方向振動。（2）從波的圖像可以看出振幅為，M通過的路程為1.8m，則經歷的時間是兩個周期再加四分之一周期，波傳播的距離為波速大小為如圖所示，空氣中有一透明的柱體材料，其橫截面是圓心角為、半徑為R的扇形OAB，OB因被黑紙貼住而不透光。一束平行光平行于橫截面，以i=的入射角照射到OA上，若只考慮首次入射到圓弧AB上的光，發(fā)現(xiàn)從O點入射的光線恰好從C點射出，圓弧BC的弧長為。求：(1)該透明材料的折射率n；(2)圓弧AB上有光射出部分的弧長L。

【答案】(1)；(2)【解析】【詳解】⑴連結O、C，由幾何知識得折射角故透明材料的折射率為n=⑵由sinC=得臨界角C=45°由題意可知，圓弧BC上沒有光線射出，設從E點入射的光線經折射后到達D點時剛好發(fā)生全反射，則

∠ODE=C=45°即圓弧AD上沒有光線射出，由幾何關系得∠AOD=180°－（30°＋90°＋45°）=15°由幾何關系得沒有光線射出的圓弧對應圓心角為θ=90°－（30°+15°）=45°所以圓弧AB上有光射出部分DC的弧長L=輪滑運動員表演時用到一輛質量為M=60kg帶光滑槽的車子，如圖所示，車子放在光滑水平地面上，光滑槽的AB部分為位于豎直平面內的圓弧，BC分水平且距地面的高度為h=1.25m，AB與BC相切于B點。質量為m=40kg的輪滑運動員，以水平初速度v0=10m/s從車子最右端的C點滑上車子，從A點騰空而起，最終從C點滑離車子，安全落到地面上。運動員可視為質點，自滑上車子到落地的運動過程中，沒有生物能向機械能的轉化不計空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。求：(1)運動員相對于BC部分上升的最大高度；(2)運動員落地時，車子最右端C點與運動員之間的水平距離。

【答案】(1)3m；(2)5m【解析】【詳解】（1）運動員達到最高點時，豎直方向的速度為0，水平方向的速度與車子相同，運動員與車子組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒系統(tǒng)機械能守恒解得（2）運動員從車子右端滑離車子時