湖南省百师联盟2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷（Word版附答案）

这是一份湖南省百师联盟2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷（Word版附答案），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列说法中正确的是( )
A. 地球周围存在磁感线，地磁场的N极在地理南极附近
B. 穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中一定会产生感应电流
C. 麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波
D. 某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向
2.某同学利用下图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光;调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。以下操作可以使相邻亮条纹的间距增大的是( )
A. 将单缝向双缝靠近B. 使用间距更大的双缝
C. 更换频率更低的单色光D. 将屏向靠近双缝的方向移动
3.图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置处的质点，Q是平衡位置在处的质点，M是平衡位置在处的质点;图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴正方向传播，波速大小为
B. 质点M与质点Q的运动方向总是相同
C. 时，Q点的位移为10cm
D. 质点P做简谐运动的表达式为
4.水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源内阻不计。现垂直于导轨放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为且指向右上方，如图所示，重力加速度为g，当ab棒静止时
A. ab棒受到的安培力方向水平向左
B. ab棒受到的安培力大小为
C. ab棒受到的支持力大小为
D. ab棒受到的摩擦力大小为
5.如图所示，在正四面体的顶点a、b分别固定电荷量为Q的等量异种点电荷，c、d为正四面体的另外两个顶点，f是棱ad的中点。若正四面体的棱长为L，静电力常量为k，则以下判断正确的是
A. c点电势高于d点电势
B. c点的电场强度大小为
C. c、d两点的电场强度方向不同
D. 将电子沿棱从f移动到d，电子的电势能减少
6.如图甲所示，将两大小相同、质量相等的铅球分别静止在海绵桌面和实木桌面的正上方相同高度处，然后同时由静止释放并开始计时，之后两球分别与两桌面发生碰撞。假设碰后两球均不再反弹。测出两桌面
受到的压为随时间变化的曲线①和曲线②，如图乙所示，忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 碰撞过程中，左侧铅球动量的变化量更小
B. 曲线①为左侧海绵桌面受到铅球作用力的图像
C. 曲线①在时间段与t轴所围面积小于曲线②在时间段与t轴所围面积
D. 曲线②在∽时间段，桌面受到的平均压力大小为
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.下列说法中正确的是( )
A. 如图甲，狭缝越窄，单色光通过狭缝后得到的衍射图样中央亮条纹越宽
B. 如图乙，立体电影原理和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理一样
C. 图丙中，波源沿AB方向运动，B处的观察者接收到的频率高于波源频率
D. 图丁中，若A球先摆动，则B、C球摆动稳定后，B球周期大，C球振幅大
8.磁流体发电机的结构简图如图所示。把平行金属板 A、B和电阻R连接， A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子以速度v喷入磁场， A、B 两板间便产生电压，成为电源的两个电极。若 A、B两板之间的磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场，两板间距
为d，其余电阻不计，则下列推断正确的是( )
A. A板为电源的正极
B. 若减小两极板的距离，则电源的电动势会减小
C. 在磁流体发电机工作的过程中洛伦兹力对电荷做正功
D. 通过电阻R的电流大小为
9.在匀质轻绳上有两个相距16m的波源，，两波源的连线上有三个质点P、Q、M，P与波源相距4m，Q与波源相距4m，M与波源相距9m，如图甲所示。时两波源同时上下振动产生两列绳波，振动图像分别如图乙、丙所示，时P、Q两质点刚开始振动，则( )
A. 两列波传播速度的大小均为
B. 两列波在第4s末相遇
C. 时间内，质点M运动的路程为40cm
D. 两波源连线上不含波源处共有7个振动减弱点
10.如图所示，电路中电源电动势为E、内阻为r，、为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。若照射光敏电阻的光照强度减弱，电压表示数变化量的绝对值为，电流表示数变化量
的绝对值为，两电表均为理想电表，定值电阻与电源电阻之间满足。下列说法正确的是
A. 电流表的示数变小，和的比值变大
B. 电容器所带电荷量增大，有从右向左的电流流过
C. 电路的总功率变小，电源的效率变大
D. 的功率变小，电源的输出功率可能变大
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某实验小组利用单摆测量当地重力加速度的值。
如图甲所示为某同学在进行实验时用秒表记录的单摆50次全振动所用时间，由图可知该次实验中秒表读数 s。
实验中，测量不同摆长及对应的周期，用多组实验数据做出摆长与周期平方的图像如图乙所示，则重力加速度的大小为 取，结果保留三位有效数字。
另一名同学不小心，每次都把小球直径当作半径来过算摆长，由此得到的图像是图丙中的 选填“①““②”或“③”，该同学测得的重力加速度与真实值相比 选填“偏大“偏小”或“不
变”。
12.某同学欲测量实验室中一根粗细均匀的电阻丝的电阻率，实验步骤如下：
用多用电表粗测电阻丝的阻值。将选择开关旋转到“”挡的位置时发现指针的偏转角度过大，应将选择开关调至 选填“”或“”位置，进行一系列正确操作后，指针静止时如图甲所示，则电阻丝的阻值约为 。
某同学设计如图乙所示的电路测量该电阻丝的电阻率。在刻度尺两端的接线柱a和b之间接入该电阻丝，金属夹P夹在电阻丝上，沿电阻丝移动金属夹P，即可改变接入电路的电阻丝长度。
实验室提供的器材有，电池组电动势为，内阻约为，电流表量程为，电阻箱阻值范围为开关、导线若干。
实验操作步骤如下：
用螺旋测微器测出电阻丝的直径D
根据图乙连接实验电路
调节电阻箱使其接入电路的阻值最大，将金属夹 P夹在电阻丝某位置上
闭合开关S，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的阻值R和接入电路的电阻丝长度L
改变金属夹P的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏，记录R和L数据
重复上述步骤，得到多组数据
①用螺旋测微器测出电阻丝的直径D，示数如图丙所示，读数为 mm。
②用记录的多组R和L的数据，绘出了如图丁所示图线，截距分别为和，则电阻丝的电阻率表达式 用题中物理量的字母表示。
③分析电流表的内阻对本实验结果 选填“有”或“没有”影响。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.我国研制的某型号光刻机光学镜头投影原理简化图如图所示，等腰直角三角形ABC为三棱镜的横截面，半球形玻璃砖的半径为R，O为球心，为玻璃砖的对称轴。间距为的a、b两束平行紫外光从棱镜左侧垂直AB边射入，经AC边反射后进入半球形玻璃砖，最后会聚于硅片上表面的M点，M点位于的延长线上。半球形玻璃砖的折射率为，来自三棱镜的反射光关于轴线对称，光在真空中的传播速度为c。
要使射向半球形玻璃砖的光线最强，求三棱镜的折射率至少为多少?
求紫外光从进入半球形玻璃砖到传播到M点所用时间为多少?
14.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示。一质量，电荷量的带电的粒子从处由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴做往返运动。忽略粒子的重力。求：
处电场强度的大小及方向;
该粒子运动的最大动能;
该粒子运动的周期。
15.如图所示，质量的物块A在光滑水平平台上向右运动，紧靠在水平平台右端的长木板左侧上表面NQ水平并与平台等高，NQ的长度，长木板的右侧是半径为未知的光滑圆弧，长木板置于光滑水平面上且质量，其左端有一可视为质点、质量的滑块B。已知滑块B与NQ之间的动摩擦因数。已知滑块A的初速度大小为，物块A与滑块B发生弹性碰撞后，滑块B刚好未从长木板右侧滑离，碰撞时间极短，重力加速度g取。求：
和B碰撞后滑块B的速度大小;
长木板右侧光滑圆弧的半径
长木板的最大速度及滑块B最终到Q端的距离。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】地球周围存在磁场，不存在磁感线，磁感线是假想的曲线，地磁场的N极在地理南极附近，A错误;
穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中一定会产生感应电流，B正确;
麦克斯韦认为周期性变化的电场能激发出周期性变化的磁场，空间将产生电磁波，C错误;
某处磁感应强度的方向与一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向垂直， D错误。
2.【答案】C
【解析】若想增大相邻亮条纹的间距，由公式可知，需要增大双缝到屏的距离L、增大单色光的波长或减小双缝间的距离d，BD错误;
C.频率更低的单色光波长更长，相邻亮条纹的间距更大，C正确;
将单缝向双缝靠近，不会改变相邻亮条纹的间距， A错误。
故选：C。
3.【答案】D
【解析】由图甲可知该波的波长，由图乙可知质点Q振动的周期，质点Q在时沿y轴负方向运动，故根据同侧法可判断该波沿x轴负方向传播，且波速大小为，A错误;
质点M与质点Q相差半个波长，则它们的运动方向总是相反的，B错误；
由于，结合振动图像可知，时，质点Q的位移为，C错误;
由于，设P质点做简谐运动的表达式为，波形沿x轴负方向平移时，质点P的位移，所用时间，可知，解得，则质点P做简谐运动的表达式为，D正确。
4.【答案】C
【解析】根据左手定则可知，ab棒受到的安培力与磁场及电流方向垂直，与竖直方向夹角为且指向左上方，A错误;根据闭合电路欧姆定律有，ab棒受到的安培力大小为，B错误;对ab棒受
力分析，如图所示，根据受力平衡可得，，联立解得支持力大小为，摩擦力大小为，C正确，D错误。
5.【答案】B
【解析】A. 依题意，c、d位于两电荷的中垂面上，电势相等，A错误;
由电场强度的叠加原理可知，c、d两点的电场强度大小相等，方向相同，其大小均为，B正确，C错误;
D. 由等量异种电荷电场分布可知，沿棱从f到d方向，与电场强度方向成锐角，而沿电场强度方向电势降低，所以沿棱从f到d电势逐渐降低，将电子沿棱从f移动到d，电子的电势能增加，D错误。
故选B。
6.【答案】C
【解析】因为两球碰前自由下落的高度相同，所以碰前的速度相等，两球的动量也相等，而碰后两球最终速度均变为零，所以碰撞过程中，两侧铅球动量的变化量相等，A错误;
铅球与实木桌面作用的时间较短，而与海绵桌面作用时间较长，所以曲线①为右侧实木桌面受到铅球作用力的图像，B错误;
由图可知，曲线①②与时间轴所夹面积表示冲击力的冲量大小，因为两球动量变化量相等，②图像重力冲量大于①，结合动量定理可知，②中冲击力冲量大于①冲击力冲量，C正确;
由图可知，铅球的重力，时刻开始两桌面受到压力作用，即铅球下落时间为，根据自由落体运动规律，则有，设铅球受到的平均作用力大小为F，根据动量定理有，解得，根据牛顿第三定律可知，桌面受到的平均压力大小为，D错误。
7.【答案】AC
【解析】狭缝越窄，衍射现象越明显，则单色光通过狭缝得到的衍射图样中央亮条纹越宽，A正确;
立体电影原理是光的偏振现象，照相机镜头表面涂上的增透膜的原理是光的干涉现象，原理不同，B错误;
图丙中，波源沿AB方向运动，B处的观察者接收到的频率高于波源频率，C正确;
图丁中，若A球先摆动，则B、C球摆动稳定后，两球周期相等，C球发生共振，振幅大，D错误。
8.【答案】BD
【解析】等离子体进入磁场，根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B板带正电为电源的正极，A板带负电为电源的负极，A错误;根据左手定则可知洛伦兹力方向与速度方向始终垂直，所以任何时候都不对电荷做功，C错误;粒子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有，解得，减小两极板的距离d，电源的电动势减小，B正确;通过电阻R的电流大小为，D正确。
9.【答案】BD
【解析】A.根据题意，P与波源相距4m，波源的波传至P点需要2s，则由解得，A错误;
B.时刻，两波的距离，则两列波的相遇时刻，B正确;
C.根据题意可知，两列波的周期，右侧波在时刻传播到质点M，左侧波在时刻传播到质点M，可知在时间内，质点M不动，时间内，质点M运动半个周期，运动的路程，时间内，两列波分别在质点M的振动情况恰好相同，即质点M的振幅，运动的路程，所以时间内，质点M运动的路程，C错误;
D.两绳波的波长均为，振动减弱点到两波源的距离差等于波长的整数倍，则有，又，，解得，n可能取、、、0、1、2、3，共有7处，D正确。
10.【答案】BC
【解析】A. 光照强度减弱，电阻增大，总电流减小，电流表示数变小，路端电压增大，分压减小，分压增大，电压表示数增大，由闭合电路欧姆定律可知电压表示数的变化量等于及r串联部分电压的变化量，故有，其大小保持不变，A错误；
B. 电容器两极板间电压增大，电容器所带电荷量增大，电容器充电，有从右向左的电流流过，B正确;
D. 总电流变小，由功率关系可知的功率变小，电源总功率变小，电源的输出功率，可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，由于，可知外电阻大于内阻，当电阻增大时，电源的输出功率变小，D错误;
C. 由于电源的效率，当外电阻增大时，电源的效率变大，C正确。
故选BC。
11.【答案】
③
不变

【解析】小表盘已经过了格，则读数为。
根据，可得，从图像中可知斜率，解得。
根据，可得，图像纵轴截距为正，图像为③，图像斜率仍为，对重力加速度的测量无影响。
12.【答案】
15
没有

【解析】选择开关拨到“”挡测量时，发现指针的偏角过大，说明电阻丝的阻值较小，故应换用挡;换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图甲所示，则电阻丝的阻值约为。
①螺旋测微器的精确值为，由图丙可知电阻丝的直径。
②由题意可知，电流表每次满偏时，外电路阻值相同，则有，整理可得，可得图像的斜率绝对值，解得。
③根据上面分析可知，电流表的内阻对图像的斜率无影响，所以电流表的内阻对本实验结果没有影响。
13.【答案】依题意，可知光射到三棱镜AC边的入射角为，光的全反射临界角满足
要使光线最强，则有
所以三棱镜的折射率至少为
作出a光线的光路如图所示，设第一次在D点折射的入射角为，折射角为，
则有
根据几何关系有
解得，
设第二次折射发生在F点，根据几何关系可知，入射角等于，根据光路可逆原理可知，折射角等于
根据几何关系有
则有
紫外光从进入玻璃砖到传播到M点所用时间
又
结合上述解得。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】沿着电场方向电势降低，故由图可得处电场沿x轴负方向
根据图像可知点的电势
点与点之间的电势差
解得
电场强度大小为
解得
对粒子从静止运动到坐标原点的过程，利用动能定理可得
解得
设粒子的最大速度大小为v，则
解得
粒子从静止加速到最大速度所用的时间
解得
根据能量守恒可知，粒子减速为零时，所处位置的电势与点的电势相等，此时位于点，粒子从最大速度减速到零所用的时间
解得
粒子运动的周期
解得。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】和B碰撞过程动量守恒，机械能守恒，则有
解得
滑块B运动至圆弧轨道最右端时与长木板共速，设此时速度大小为v，根据动量守恒有
可得
根据能量守恒有
解得
当滑块B返回至Q点时，长木板的速度最大，设此时B的速度大小为，长木板的速度大小为，则有
解得
设B沿圆弧轨道下滑通过Q点后，向左滑行与长木板共速，则有
解得，即滑块B最终到Q点的距离为1m

【解析】详细解答和解析过程见【答案】