江苏省无锡市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷

这是一份江苏省无锡市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷，共12页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比( )
A. 波长变短B. 光子能量增加C. 频率降低D. 传播速度增大
2.如图所示，装置中线圈平面与螺线管垂直，下列说法正确的是( )
A. 闭合开关S，穿过线圈A的磁场方向向右
B. 闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，通过线圈A的磁通量不变
C. 开关S闭合，线圈A一直中有感应电流
D. 开关S断开瞬间，线圈A中有感应电流
3.在用单摆测量重力加速度的实验中，下列说法中不正确的是( )
A. 摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且适当长一些
B. 摆球尽量选择质量大些、体积小些的
C. 释放摆球，应从摆球经过平衡位置开始计时
D. 为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆角较大
4.如图所示，A、B间的电压U为20V，电阻R1=10Ω，R2=10Ω，R3=5kΩ，R4=10Ω。估算干路中的电流I约为( )
A. 1AB. 2AC. 3AD. 4A
5.如图所示为沿x轴负方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，其波速为10m/s。振源在x=5m处。下列说法正确的是( )
A. 振源的振动频率为4Hz
B. 若观察者从x=2m处沿x轴向负方向运动，则接收到波的频率可能为0.5Hz
C. 从t=0时刻开始，经0.5s时间x=3m处质点向x轴负方向迁移0.5m
D. 从t=0时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置
6.如图1所示，有种电吹风由线圈电阻为r的电动机与电阻为R的电热丝串联组成，电路如图2所示，将电吹风接在电路中，电吹风两端的电压为U，电动机正常工作，电热丝两端的电压为U1，则下列判断正确的是( )
A. 电热丝中的电流大小为UR+rB. 电动机线圈的发热功率为(U-U1)2r
C. 电动机消耗的电功率为(U-U1)U1RD. 电吹风消耗的电功率为U2R+r
7.两足够长的直导线按图示方式放置在同一平面内，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为( )
A. B、0B. 0、2BC. 2B、2BD. B、B
8.某城市新装了一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。其内部电路简化原理图如图所示，电源电动势为E，内阻为r，RG为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小)。当随着傍晚到来光照逐渐减弱时，则下列判断正确的是( )
A. A灯变亮，B灯变亮B. A灯变亮，B灯变暗
C. 电源的效率变小D. RG上电流的变化量等于R0上电流变化量
9.如图所示，由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置，P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则( )
A. λ1λ ​2，N是波长为λ ​1的光出射位置
10.一宇宙飞船的横截面积为S，以恒定速率v航行，当进入有宇宙尘埃的区域时，设在该区域单位体积内有n颗尘埃，每颗尘埃的质量为m，若尘埃碰到飞船前是静止的，且碰到飞船后就粘在飞船上，不计其他阻力，为保持飞船匀速航行，飞船发动机的牵引力为( )
A. SnmvB. Snmv2C. 2SnmvD. 2Snmv2
二、实验题：本大题共1小题，共15分。
11.某实验小组测量一粗细均匀的电阻丝的电阻率。有如下实验器材可供选择：
A.待测电阻丝(阻值约10Ω)
B.电流表A(0～0.6A,0～3A)
C.电压表V(0～3V,0～15V)
D.滑动变阻器R1(0～5Ω)
E.电源E(电动势为3.0V，内阻不计)
F.开关、若干导线
(1)如图甲所示，用螺旋测微器测量电阻丝的直径时，当测微螺杆靠近电阻丝时，应停止使用旋钮，改用______，听到“喀喀”声时停止(请在螺旋测微器上的三个部件①、②、③中选填)；
(2)螺旋测微器示数如图乙所示，则该电阻丝的直径d= ______mm。
(3)实验时要求电流表的示数从零开始测量，用笔画线代替导线将图丙电路连接完整。

(4)实验小组采集到多组不同长度的电阻丝对应的电压表示数U和电流表示数I，利用R=UI计算出电阻丝不同长度l对应的阻值R，描绘出的点如图丁所示，在图丁中画出R-I图线。已知图线的斜率为k，请写出电阻丝的电阻率表达式ρ= ______。(用π、k、d表示)
(5)本实验中，小明同学认为由于电流表的内接导致电阻丝的阻值R测量偏大，从而使得电阻丝的电阻率ρ测量值偏大，你同意他的观点吗？请说明理由______。
三、计算题：本大题共4小题，共45分。
12.一条细线下面挂着一个小球，让它自由摆动，画出它的振动图像如图所示。
(1)请根据图中的数据计算出它的摆长；
(2)请根据图中的数据估算出它摆动的最大偏角。
13.如图，边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面，M为AB边的中点。在截面所在的平面，一光线自M点射入棱镜，入射角为60°经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，反射光线从CD边的P点射出棱镜，求：
(1)棱镜的折射率；
(2)P、C两点之间的距离？
14.如图甲所示，a、b为沿x轴传播的一列简谐横波上的两质点，相距为1m。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示。求：
(1)当该波在该介质中传播的速度为5m/s时，该波的波长λ；
(2)若该波的波长大于0.5m，则可能的波速v？
15.如图所示，小车上固定有处于竖直平面内的特殊形状的光滑圆管，其中AB段圆弧所对应的半径R1=0.5m，圆心角∠AOB=53°，BC段对应的半径R2=0.35m，是四分之一圆弧，B点切线方向竖直，C点与小车表面平滑衔接，小车CD部分与小球之间的动摩擦因数μ=0.4。质量M=2kg的小车(含圆管)静止放置于光滑的水平地面上，现将质量m=2kg的小球由A点左上方某点以v0=4m/s的初速度水平抛出，使小球刚好可以无碰撞的进入到圆管中。小球穿过圆管后，滑上CD段。不计空气阻力，取g=10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6，求：
(1)小球从抛出点到A点竖直高度；
(2)小球刚运动到C点时，小车的速度大小；
(3)要使小球不从车上落下，则CD长度至少是多少？
答案和解析
1.A
【解析】BC、紫外线在传播过程中无论进入何种介质，其频率ν不变；根据E=hν可知，光子能量不变，故BC错误；
AD、该液体对紫外线的折射率n>1，根据v=cn可知紫外线在液体中的传播速度减小；
根据v=λν可知，ν不变、v减小、则波长λ变短，故A正确，D错误。
故选：A。
2.D
【解析】A.由安培定则可知，闭合开关S，穿过线圈A的磁场方向向左，故A错误；
B.闭合开关S，移动滑动变阻器滑片时，穿过螺线管的电流大小改变，穿过线圈A的磁场发生改变，则磁通量改变，故B错误；
CD.开关S闭合或断开瞬间，线圈A中磁场发生变化，则磁通量发生变化，会产生感应电流，开关S闭合一段时间后，线圈A中没有感应电流，故C错误，D正确。
故选：D。
3.D
【解析】A.实验中摆线的质量不计，并要测量长度，为了减小实验误差，摆线要选择细些的，则质量较小；伸缩性小些的，在摆动过程中细线的长度变化小，并且适当长一些，便于摆动时时间的测量，故A正确；
B.摆球尽量选择质量大些，这样忽略摆线的质量相对影响较小；体积小些的，可减小空气阻力，故B正确；
C.为了方便记录时间，应从小球摆到平衡位置时开始计时，故C正确；
D.单摆的周期与摆角无关，且要求摆球的摆角要小于5°，只有在单摆摆角很小的条件下振动为简谐振动，故D错误。本题选择错误选项；故选：D。
4.B
【解析】由串并联电路的电阻计算方法，可得到总电阻的值为：R=(R1R2R1+R2+R3)R4R4+R1R2R1+R2+R3，代入得：R≈10Ω，
结合欧姆定律，即可计算干路电流为：I=UR=20V10Ω=2A，故ACD错误，B正确。
故选：B。
5.B
【解析】A、根据图像，可得波长λ=4m，已知波速v=10m/s，则周期T=λv=0.4s，频率f=1T=2.5Hz，故A错误；
B、振源在x=5m处，若观察者从x=2m处沿x轴向负方向运动，根据多普勒效应，观察者接收的频率小于波源的频率2.5Hz，故可能为0.5Hz，故B正确；
C、波传播过程中，质点只会在平衡位置附近振动，不会随波迁移，故C错误；
D、由于振源在x=5m处，所以该波在xxOP2，故λ1>λ2，故AB错误；
CD、由λ=cT或λ=c1f知，λ越大f越小(f为频率)，由光的色散实验知，频率f越大，穿过三棱镜后偏折越大(或频率f越大，折射率n越大)本题中由于 λ1>λ2故f1λ2时 M是λ2射出点，N是λ1射出点，故C错误，D正确。
10.B
【解析】设飞船发动机的牵引力大小为F，以飞船发动机的牵引力的方向为正方向，
由题意可知，时间t内粘附在飞船上的尘埃质量为：M=vtSnm，
对这部分尘埃，由动量定理可得：Ft=Mv，
联立可得：F=Snmv2，故B正确，ACD错误；
故选：B。
11.③ 0.700 kπd24 见解析
【解析】(1)螺旋测微器上的③为微调旋钮，为了保护螺旋测微器，当测微螺杆靠近电阻丝时，应停止使用旋钮，改用③，听到“喀喀”声时停止；
(2)螺旋测微器的精确度为0.01mm，电阻丝的直径d=0.5mm+20.0×0.01mm=0.700mm
(3)实验时要求电流表的示数从零开始测量，因此滑动变阻器采用分压式接法，如图所示：
(4)根据电阻定律R=ρlS=ρlπd24=4ρπd2⋅l
结合R-l函数图像斜率的含义，图像的斜率k=4ρπd2
代入数据解得ρ=kπd24
(5)小明同学的观点不正确，因为实验采用电流表内接法，只是导致测量值R相对电阻丝的电阻在图像中上移了RA，不会改变图像的斜率，所以不影响电阻丝的电阻率ρ的测量。
故答案为：(1)③；(2)0.700；(3)见解析；(4)kπd24；(5)见解析。
12.【解析】(1)由图示图象可知，单摆的周期T=2s，
根据单摆周期公式T=2π Lg可知摆长为：L=gT24π2
代入数据解得摆长：L≈0.99m
(2)由图示图象可知，单摆的振幅为：A=4cm，
在角度很小时有：sinα≈α=As=40.99×102×360°2π≈2.3°
答：(1)单摆的摆长是0.99m；
(2)单摆摆动的最大偏角是2.3°。
13.【解析】(1)一光线自M点射入棱镜，设折射角为θ，有n=sin60°sinθ
由题知，光线经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，则

sinC=1n
C=90°-θ
联立可得n= 72
(2)根据几何关系有tanθ=MBBN
解得NC=a-BN
再由tanθ=PCNC
解得PC= 3-12a
答：(1)棱镜的折射率为 72；
(2)P、C两点之间的距离为 3-12a。
14.【解析】(1)由振动图像可知，振幅为：A=4cm，波的振动周期T=0.8s，根据v=λT，可知波长λ=vT，解得：λ=4m；
(2)若波沿着x轴正方向传播，
则ab间距离满足：xab=(n+34)λ，(n=0,1,2……)，由于λ>0.5m，则n只能取0或1，
则波长为λ1=43m或λ2=47m，所以波速为v1=λ1T，v2=λ2T，解得：v1=53m/s，v2=57m/s；
若波沿着x轴负方向传播，
则ab间距离满足：xab=(14+n)λ，(n=0,1,2……)，由于λ>0.5m，则n只能取0或1，
则波长为λ3=4m或λ4=45m，所以波速为v3=λ3T，v4=λ4T，解得：v3=5m/s，v4=1m/s。
答：(1)波长为4m；
(2)可能的波速为53m/s，57m/s，5m/s，或1m/s。
15.【解析】(1)小球进入到圆管之前做平抛运动，到达A点时速度方向与水平方向的夹角为37°，在A点竖直分速度vy与水平分速度vx满足：
tan37°=vyvx，其中：vx=v0=4m/s
解得：vy=3m/s
设小球从抛出点到A点竖直高度为h，由竖直方向做自由落体运动可得：
h=vy22g
解得：h=0.45m
(2)小球穿过圆管的过程，小球与小车组成的的系统在水平方向上动量守恒。设小球刚运动到C点时小球的速度为v1，小车的速度为v2。以向右为正方向，根据动量守恒定律与机械能守恒定律分别得：
mv0=mv1+Mv2
12mv02+mg(h+R1sin53°+R2)=12mv12+12Mv22
解得：v1=-2m/s，v2=6m/s
(3)要使小球不从车上落下，CD长度最小(设为Lmin)时，小球与小车速度相同时，小球刚好滑动到D点。以向右为正方向，根据动量守恒定律与能量守恒定律分别得：
mv1+Mv2=(m+M)v共
12mv12+12Mv22=12(m+M)v共2+μmgLmin
解得：Lmin=4m
答：(1)小球从抛出点到A点竖直高度为0.45m；
(2)小球刚运动到C点时，小车的速度大小为6m/s；
(3)要使小球不从车上落下，则CD长度至少是4m。