江苏省苏州市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷

这是一份江苏省苏州市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷，共9页。
1.如图所示，上世纪中叶英国物理学家富兰克林使用X射线拍摄的DNA晶体照片，这属于X射线的( )
A. 衍射现象B. 偏振现象C. 干涉现象D. 全反射现象
2.“比冲”是航天器发射系统的常用物理量，用于表达动力系统的效率，其可以描述为单位质量推进剂产生的冲量。据此分析，“比冲”的国际单位可以是( )
A. N⋅sB. NC. m/sD. m/s2
3.为了测定用某种物质制成的线形材料的电学特性，选取一段该材料，测量其两端的电压U和通过的电流I，根据实验数据描绘出的伏安特性曲线如图。这种物质可能是某种( )
A. 纯金属
B. 标准电阻
C. 超导体
D. 绝缘材料
4.如图所示，虚线左侧有一磁感应强度为B的匀强磁场，矩形线框边长分别为L、2L，其中一半面积处在磁场中并与磁场方向垂直，穿过线框的磁通量为( )
A. 0
B. BL2
C. 2BL2
D. B2L2
5.如图为某多用电表的示意图，其中S、T、K为三个可调节的部件，现用此电表测量某定值电阻的阻值。则( )
A. 部件S用来欧姆调零B. 红表笔须插在“−”插孔内
C. 调换电阻挡位后，需要调节部件TD. 此时多用电表的读数值为25.0Ω
6.如图所示，把甲、乙两个弹簧振子悬挂在同一支架上，甲的固有频率为1Hz，乙的固有频率为5Hz，当受到支架3Hz的驱动力作用下做受迫振动，达到稳定后两弹簧振子的振动情况是( )
A. 甲的振动频率为1HzB. 乙的振动频率为5Hz
C. 增加支架驱动力频率，甲的振幅变小D. 增加支架驱动力频率，乙的振幅变小
7.在匀强磁场中放置一条直导线，导线方向与磁场方向垂直。在导线中通入电流，分别测出电流I、导线长度l及所受安培力F。增大电流和导线长度后，再次进行测量。在下列描述各物理量关系的图像中，A、B各表示一组测量数据，四幅图中正确的是( )
A. B. C. D.
8.简谐横波某时刻的波形如图所示，P、Q为介质中的两个质点，波沿x轴正方向传播。该时刻P刚好位于波峰，Q刚好位于平衡位置，此时( )
A. P的加速度最大B. P的加速度方向沿y轴正方向
C. Q的速度最小D. Q的速度方向沿y轴正方向
9.用发波水槽演示多普勒效应原理的波纹示意图如图所示，图形关于x轴对称分布，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，下列说法正确的是( )
A. A处波速小于B处波速
B. 波源向x轴正方向运动
C. 在C处观测到的频率小于振源的振动频率
D. 若波源不动，持续提高振动频率也会显示图示现象
10.1834年，洛埃通过实验也得到了杨氏双缝干涉实验的结果(称洛埃镜实验)，基本装置如图所示，S为单色光源，M为水平放置的平面镜，S发出的光一部分直接照射到光屏上，一部分通过平面镜反射，在光屏上呈现出干涉图样。已知光在通过平面镜反射时存在半波损失，相当于光的路程减少了λ2，下列说法正确的是( )
A. 将平面镜向左平移一小段距离，可使条纹间距变大
B. 将平面镜向下平移一小段距离，可使条纹间距变大
C. 光屏与镜面延长线相交点O位置处于亮纹中心
D. 将S换为白色光源，光屏上仍然能够呈现干涉图样
11.如图所示，三个质量相同的木块A、B、C，A、B用轻弹簧拴接在一起，竖直放置在水平面上保持静止，此时弹簧形变量为x0，C在B正上方h处由静止释放，与B碰撞后粘在一起运动。要使运动过程中A恰好不离开地面，则h的大小为( )
A. 2x0
B. 4x0
C. 6x0
D. 8x0
二、实验题：本大题共1小题，共15分。
12.如图1是某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻的实物电路。

(1)实验室有两个滑动变阻器，滑动变阻器R1最大阻值为20Ω，滑动变阻器R2最大阻值为200Ω，应选择______(选填R1或R2)；
(2)用上述方案进行实验后，把数据用“×”描在图2中，并作出U−I图像。根据图像可得该电池电动势E= ______V，内阻r= ______Ω；(均保留两位小数)
(3)简要说明本实验中系统误差的产生原因：______。
(4)在图2中，定性画出对系统误差进行修正后的电源路端电压与电流关系图像。
三、计算题：本大题共4小题，共41分。
13.如图所示，细线的上端固定于O点，下端系一质量为m的小球，制作成一个周期为T的单摆。现使小球在竖直平面内做小角度摆动，空气阻力不计，重力加速度为g。求：
(1)一个周期内，小球所受重力的冲量I；
(2)该单摆的摆长L。
14.摩托车蓄电池供电简化电路图如图所示。该蓄电池的电动势为E，内阻为r，车灯L电阻恒为5r。启动摩托车时，先接通开关S1打开车灯，再接通开关S2启动电动机，此时车灯会变暗，电流变为原来的45，求：
(1)仅接通开关S1时，通过车灯的电流I大小和方向；
(2)开关S1、S2均接通时，该蓄电池的内电压U内。
15.如图所示，真空中放有一折射率n= 3的直角三棱镜，∠A=60°，∠C=30°，一束极细的激光从AB的中点D平行于BC边入射，不考虑激光在三棱镜中的多次反射，已知该激光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，sin15°= 6− 24。
(1)求该激光在棱镜中传播速度的大小v；
(2)求该激光从BC边射出时的折射角θ；
(3)光是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有动量，其大小p=hλ，h为普朗克常量。设想光子是沿光传播方向运动的小球，试求从BC边射出的光中的一个光子，在通过该棱镜过程中动量变化量Δp的大小。
16.伽利略大炮是一种极为简易的机械发射装置。由伽利略于1590年左右发明，如图甲所示，先将质量为m的弹性大球P从距地面H高处自由释放，与地面发生碰撞后反弹，与地面的作用时间为Δt，反弹高度为0.64H。接着P球上分别叠放不同个数的弹性小球后释放，如图乙所示，已知各球质量依次为下方一球质量的12，运动过程中重心始终处于同一竖直线上，各球之间发生弹性碰撞，碰撞时间极短，每次释放时P球距地面高度均为H，与地面第一次碰撞过程中的能量损失均保持不变，重力加速度为g，忽略空气阻力。
(1)求大球单独释放，触地反弹时的速度大小v；
(2)求大球单独释放，地面对球的平均作用力大小F；
(3)某同学认为，在大球上叠放小球数量越多，最上方小球回弹速度越大，且回弹速度均为下方球撞击速度的43，试判断该同学的两个观点是否正确，如果正确请阐述理由，如果不正确，请找出正确规律。
1.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】B
5.【答案】C
6.【答案】C
7.【答案】C
8.【答案】A
9.【答案】C
10.【答案】D
11.【答案】D
12.【答案】R1 1.48 1.00 电压表分流
13.【答案】解：(1)根据冲量的定义式有I=mgT；
(2)根据单摆的周期公式T=2π Lg，解得L=gT24π2。
答：(1)小球所受重力的冲量I为mgT；
(2)该单摆的摆长L为gT24π2。
14.【答案】解：(1)仅接通开关S1时，根据闭合电路欧姆定律得
I=E5r+r=E6r
通过车灯的电流I方向向右。
(2)依题意，开关S1、S2均接通时，车灯的电流为I′=45I=45×E6r=2E15r
车灯的电压为U=I′⋅5r=2E15r⋅5r=23E
根据闭合电路欧姆定律，该蓄电池的内电压U内=E−U=E−23E=13E
答：(1)仅接通开关S1时，通过车灯的电流I大小为E6r，方向向右；
(2)开关S1、S2均接通时，该蓄电池的内电压U内为13E。
15.【答案】解：(1)激光在棱镜中传播速度的大小为
v=cn
解得v= 33c
(2)做出激光在棱镜中的光路图，如下图所示

根据图中几何关系可知在BC边的入射角i=30°
根据折射定律有sinθsini=n
解得θ=60°
(3)做出光子经过棱镜后的矢量图，如图所示

光子的初动量为p=hλ，因为光子经过BC边射出后的速度和频率都不变，动量大小不变，方向改变，根据图中几何关系可得
β=30°
根据几何关系可得Δp=psin15°
解得Δp=( 6− 2)h4λ
答：(1)该激光在棱镜中传播速度的大小v为 33c；
(2)该激光从BC边射出时的折射角θ为60°；
(3)从BC边射出的光中的一个光子，在通过该棱镜过程中动量变化量Δp的大小为( 6− 2)h4λ。
16.【答案】解：(1)大球触地反弹速度为v，然后向上做匀减速直线运动，由公式
v2=2g×0.64H
解得v=45 2gH
(2)大球碰地前瞬间速度大小v0= 2gH
大球与地面碰撞过程，设竖直向上为正方向，根据动量定理：
(F−mg)Δt=mv−m(−v0)
解得：F=mg+9mΔt 2gH
(3)在两个观点中，叠放小球数量越多，最上方小球回弹速度越大的观点是正确的，但回弹速度均为下方一球撞击速度的43倍的观点是错误的。
设发生碰撞的两个相邻球中，下方球的质量为mn，撞击前瞬间向上速度为vn，撞击上方小球后速度变为v′n，上方球质量为mn2，被撞后的回弹速度为vn+1
根据动量守恒及能量守恒定律有
mnvn+12mn(−v0)=mnv′n+12mnvn+1
12mnvn2+12×12mnv02=12mnv′n2+12×12mnvn+12
解得vn+1=43vn+13v0
根据上述结果可知，小球回弹速度比下方球撞击速度的43倍多13，各球依次撞击，上方球并使上球加速，所以叠放的小球越多，最上方球回弹速度越大。
答：(1)大球单独释放，触地反弹时的速度大小为45 2gH；
(2)大球单独释放，地面对球的平均作用力大小为mg+9mΔt 2gH；
(3)在两个观点中，叠放小球数量越多，最上方小球回弹速度越大的观点是正确的，但回弹速度均为下方一球撞击速度的43倍的观点是错误的。