四川省成都市蓉城区2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含答案）

这是一份四川省成都市蓉城区2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含答案），共10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。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列说法正确的是( )
A. 在简谐横波传播的过程中，介质中各质点振动的周期、起振方向均相同
B. 医院对病人进行“超声波彩超”检查，利用了波的衍射
C. 任意两列波相遇都将产生稳定的干涉现象
D. 同一声源发出的声波在空气和水中传播的波长相同
2.关于磁铁和电流的磁感线分布，下列四幅图中正确的是( )
A. B.
C. D.
3.一粗细均匀的金属丝长为L、电阻为R，其材料的电阻率为ρ。当在其两端加上电压U后，通过的电流为I，消耗的热功率为P。现将该金属丝均匀拉长为2L后仍在其两端加上电压U。下列说法正确的是( )
A. 电阻率将变为2ρB. 电阻将变为2R
C. 通过的电流将变为I4D. 消耗的热功率将变为P2
4.如图，虚线为某静电场中的一簇等差等势面。一电荷量为q、带负电的试探电荷仅在电场力作用下，从电场中的M点沿实线运动到N点，其动能变化量的大小为ΔEk。下列说法正确的是( )
A. M点的电势低于N点的电势
B. 电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
C. 电荷在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
D. 相邻两等势面间的电势差大小为ΔEk3q
5.如图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.1s时的波形图，图乙为该波传播方向上质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A. t=0.2s时，质点P的速度方向沿y轴负方向
B. 该波的波速为1m/s，方向沿x轴负方向
C. t=0.2s到t=0.3s内，质点Q沿x轴负方向运动了1.0cm
D. 该波遇到尺寸大小为1m的障碍物时会发生明显的衍射现象
6.如图，倾角为θ=37°的光滑绝缘斜面体固定在水平面上，为了使质量为m=0.2kg、电荷量为q=0.02C的带负电小球静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强电场。重力加速度大小取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。若要使所加电场的电场强度最小，则其最小值和方向为( )
A. 100N/C，竖直向上B. 60N/C，沿斜面向下
C. 75N/C，水平向左D. 80N/C，垂直于斜面向下
7.如图所示电路中，电表均为理想电表，定值电阻R=4Ω，滑动变阻器RP的最大阻值为9Ω。闭合开关前，先将滑动变阻器RP的滑片移至最左端，只闭合开关S1时，电压表V的示数为3V；同时闭合开关S1和S2时，电流表A的示数为0.2A。下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势为E=3V，内阻为r=1Ω
B. 将滑动变阻器RP的滑片从最左端向右滑至最右端的过程中，其消耗的电功率一直增大
C. 当滑动变阻器RP接入电路的阻值为5Ω时，定值电阻R消耗的电功率最大
D. 将滑动变阻器RP的滑片从最左端向右滑至最右端的过程中，滑至最右端时电源的输出功率最大，且最大值为Pm=1W
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.下列说法正确的是( )
A. 做简谐运动的弹簧振子，其速度增大时，加速度一定减小
B. 同一弹簧振子振动的振幅越大，其振动的能量和周期越大
C. 做简谐运动的单摆，摆球的回复力由其所受合力提供
D. 做受迫振动的物体，振动稳定后的频率等于驱动力的频率
9.长度为L、通有电流I的直导线按甲、乙、丙、丁四种方式放入四个不同的匀强磁场中，所受的磁场力大小均为F。关于各磁场的磁感应强度大小B，下列说法正确的是( )
A. 图甲中磁场的磁感应强度大小B1=FILcsθ
B. 图乙中磁场的磁感应强度大小B2=FILcsθ
C. 图丙中磁场的磁感应强度大小B3=FIL
D. 图丁中磁场的磁感应强度大小B4=FILcsθ
10.如图，电容为C的平行板电容器两极板水平放置，极板长为L，两极板间的距离为d，距极板右端L2处有一竖直屏M，电容器充电后与电源断开。一电荷量为q、质量为m的带正电小球(可视为质点)以初速度v0沿中线水平向右射入两极板间，最后垂直打在竖直屏M上，已知重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 电容器的上极板带正电，电荷量为Cmgdq
B. 小球在整个过程中竖直向上偏转的位移大小为3gL24v02
C. 整个过程中小球减少的电势能和增加的重力势能均为3mg2L28v02
D. 若仅增大两极板间的距离，该小球仍垂直打在竖直屏M上
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学为测量成都当地的重力加速度，设计了如图甲所示的实验装置，横杆AB水平放置，悬挂小钢球的两根轻质细线的长度均为L，且系于小钢球上同一点，两细线之间的夹角为θ。实验步骤如下：

(1)用50分度的游标卡尺测量小钢球的直径d。游标卡尺的示数如图乙所示，则小钢球的直径d= ______mm。
(2)使小钢球在垂直于横杆AB的竖直平面内做小角度(小于5°)摆动。小钢球摆动稳定后，以小钢球经过最低位置处开始计时并计数为“1”，以后小钢球每经过最低位置，计数一次，到小钢球第n次经过最低位置时总共用时为t，则小钢球摆动的周期T= ______(用n、t表示)。
(3)根据所测数据，可得成都当地的重力加速度大小g= ______(用n、t、d、L、θ表示)。
12.某同学为研究小灯泡的伏安特性曲线，利用实验室提供的器材进行实验。器材如下：
电池组(电动势为E=3V，内阻为r=2Ω)；
多用电表(可测电压、电流和电阻)；
电流表A(量程为0～0.3A，内阻极小)；
电压表V(量程为0～0.3V，内阻未知)；
电阻箱R(阻值范围为0～9999.9Ω)；
滑动变阻器R′(阻值范围为0～10Ω)；
开关S，导线若干。
实验步骤如下：

(1)用多用电表的欧姆挡测定电压表V的内阻。若将选择倍率的旋钮拨至“×100Ω”挡，测量时指针如图甲所示，则电压表V的内阻为______Ω。
(2)将电压表V(精确测量其内阻即为步骤(1)中所测数据)改装成量程为0～3V的电压表。具体操作为：将电阻箱R与电压表V ______(填“串联”或“并联”)，调节电阻箱R使其阻值为______Ω。
(3)利用如图乙所示电路，测得多组数据，作出U−I图像(电压表V的表盘没有改变，示数为U；电流表A的示数为I)如图丙所示。
(4)将两个完全相同的上述小灯泡串联后连接到实验所用电池组两端，每个小灯泡消耗的电功率为______W(保留3位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.随着无人机应用的普及，低空经济走进大众视野。如图甲为一款新型航拍无人机，它的一个直流电动机的额定电压为U=3.8V，额定电流为I=0.5A，内阻为R=2Ω。如图乙，将电动机接在电动势为E=4.2V的电源两端，闭合开关S，电动机恰好能正常工作。求：

(1)电源的内阻r；
(2)电动机正常工作时的输出功率P出。
14.如图为一列沿x轴传播的简谐横波，图中实线和虚线分别表示t0=0和t1=2s时的波形图。

(1)若该波沿x轴正方向传播，求0～2s内，该波传播的距离；
(2)若该波沿x轴负方向传播，求该波的波速；
(3)若该波的波速为1.5m/s，求平衡位置位于x=−3m处的质点P的振动方程。
15.如图，竖直平面内有一水平向左的匀强电场，场强大小为E。距水平地面高h处有一悬点A，长为L(h>L)的绝缘轻质细绳悬挂着质量为m的带电小球(可视为质点)，小球静止时，细绳与竖直方向的夹角为θ=37°。现将小球拉至与A点等高的B点，细绳恰好绷直且细绳与电场平行，由静止释放小球，当小球第一次运动到最低点时，细绳恰好断裂。重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
(1)小球带电的电性及所带电荷量；
(2)细绳断裂前瞬间小球对细绳的拉力大小；
(3)h为多大时，小球落地前瞬间的动能最小。
1.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】C
4.【答案】D
5.【答案】B
6.【答案】B
7.【答案】D
8.【答案】AD
9.【答案】AC
10.【答案】CD
11.【答案】19.20 2tn−1 π2(n−1)2t2(Lcsθ2+d2)
12.【答案】1100 串联 9900.0 0.260
13.【答案】解：(1)由闭合电路欧姆定律得
E=U+Ir
解得
r=0.8Ω
(2)电动机的输入功率为
P入=UI
电动机的热功率为
P热=I2R
电动机的输出功率为
P出=P入−P热
联立解得
P出=1.4W
答：(1)电源的内阻r为0.8Ω；
(2)电动机正常工作时的输出功率P出为1.4W。
14.【答案】解：(1)由图知该波的波长λ=4m，若该波沿x轴正方向传播，0～2s内，该波传播的距离Δx=14λ+nλ(n=0,1,2⋯)
解得Δx=14×4m+n×4m=(4n+1)m(n=0,1,2⋯)；
(2)若该波沿x轴负方向传播，0～2s内，该波传播的距离Δx′=34λ+nλ(n=0,1,2⋯)
该波的波速v=Δx′t1−t0
解得v=34×4+n×42−0m/s=(2n+1.5)m/s(n=0,1,2⋯)；
(3)该波的振幅即质点P的振幅A=5cm，由上问可知，此时该波沿x轴负方向传播，由同侧法可知，质点P在t0=0时刻由平衡位置向y轴负方向振动，故初相位φ0=−π
该波的周期即质点P的振动周期T=λv′=41.5s=83s，
质点P的振动方程y=Asin(2πTt+φ0)，解得y=5sin(0.75πt−π)cm。
答：(1)若该波沿x轴正方向传播，求0～2s内，该波传播的距离为(4n+1)m(n=0,1,2⋯)；
(2)若该波沿x轴负方向传播，求该波的波速为(2n+1.5)m/s(n=0,1,2⋯)；
(3)若该波的波速为1.5m/s，平衡位置位于x=−3m处的质点P的振动方程为y=5sin(0.75πt−π)cm。
15.【答案】解：(1)小球静止时，对小球受力分析，如图所示

小球所受电场力沿场强方向，故小球带正电。由平衡条件得
qE=mgtanθ
解得小球所带电荷量为
q=3mg4E
(2)小球从B点开始至第一次运动到最低点，由动能定理得
mgL−qEL=12mv2−0
细绳断裂前瞬间，由向心力公式得
T−mg=mv2L
由牛顿第三定律得，细绳断裂前瞬间小球对细绳的拉力大小
T′=T
解得
T′=32mg
(3)细绳断裂前瞬间，将小球的速度沿合力F的方向与垂直于合力F的方向分解，如图所示

则有
v1=vcsθ
由力与运动的关系可知，小球沿合力F的方向先做匀减速直线运动再做匀加速直线运动，垂直于合力F的方向以速度v1做匀速直线运动。若沿合力F的方向速度刚减到零时，小球恰好落地，则v1小球落地前瞬间的动能最小，即小球落地前的瞬间速度为v1。再将v1沿水平与竖直方向分解，如图所示

则有
vy=v1sinθ
小球从细绳刚断裂到以速度v1落地这一过程，竖直方向，由运动学公式得
vy2=2gh′
又
h=h′+L
联立解得
h=661625L
答：(1)小球带正电，所带电荷量为3mg4E；
(2)细绳断裂前瞬间小球对细绳的拉力大小为32mg；
(3)h为661625L时，小球落地前瞬间的动能最小。