山东省威海市2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷（Word版附解析）

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3，选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
4.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题
1. 摄影师拍摄池中的游鱼，为减弱反射光使水下的景象清晰，需要在照相机镜头前安装偏振滤光片，偏振片的透振方向与水面反射光的偏振方向的夹角应为（ ）
A. 0°B. 30°C. 45°D. 90°
【答案】D
【解析】
【详解】光的偏振方向与偏振片的透振方向垂直时，光不能通过偏振滤光片，以减少反射光的干扰，故选D。
2. 如图所示，面积为S的平面处于匀强磁场中，磁场方向与平面成角，磁感应强度大小为B，通过平面的磁通量为（ ）
A. 0B. BS
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据磁通量的定义可知，通过平面的磁通量为
故选C。
3. 如图所示，把一个小球套在光滑水平细杆上，小球与轻弹簧相连组成弹簧振子。小球以O点为平衡位置，在M、N两点间做简谐运动，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在M、N两点的位移相同
B. 小球在M、N两点的加速度相同
C. 从M到N，小球的动能先增大后减小
D. 从M到N，小球先做匀加速运动后做匀减速运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球在M、N两点的位移大小相等，方向相反，故A错误；
B．小球在M、N两点的加速度大小相等，方向相反，故B错误；
C．小球经过平衡位置O的速度最大，从M到N，小球的速度先增大后减小，小球的动能先增大后减小，故C正确；
D．小球经过平衡位置O的加速度为0，从M到N，小球的加速度先减小后增大；从M到N，小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故D错误。
故选C。
4. 某一时刻两相干波源、在水槽中形成的水波如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为A，周期均为T，关于图中的a、b、c、d四个质点的振动情况，下列说法正确的是（ ）
A. 质点b始终静止不动
B. 图示时刻，c、d两质点的竖直高度差为2A
C. 从图示时刻经过，a质点运动路程为2A
D. 随着时间的推移，c处的质点将向d处移动
【答案】A
【解析】
【详解】A．质点b处为波峰与波谷相遇，为减弱点，且两列波的振幅均为A，故质点b始终静止不动，A正确；
B．c质点处为波峰与波峰相遇，为加强点，振幅为2A，此刻在波峰，d质点处为波谷与波谷相遇，为加强点，振幅也为2A，此刻在波谷，所以c、d两质点的竖直高度差为4A，B错误；
C．a质点处为波谷与波谷相遇，为加强点，振幅为2A，此刻在波谷，再经过，a质点运动到波峰，故路程为4A，C错误；
D．质点只在平衡位置附近往复运动，并不随波迁移，D错误。
故选A。
5. 如图所示，用轻质弹簧将处于匀强磁场中的直导线挂于天花板，通以向右的电流。当导线处于静止状态时，弹簧的伸长量为x。已知磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，弹簧劲度系数为k，直导线质量为m、长为L，重力加速度为g，则电流大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据平衡条件
解得
故选B。
6. 如图所示，纸面内a、b、c三点构成等边三角形，在a、b两点分别放置电流垂直于纸面向里的长直通电导线，导线中的电流大小相等。已知a处的导线在c点的磁感应强度大小为B，则c点的磁感应强度（ ）
A. 大小为，方向水平向右B. 大小为，方向竖直向
C. 大小为，方向水平向右D. 大小为，方向竖直向上
【答案】C
【解析】
【详解】如图
根据右手螺旋定则画出a处和b处的导线在c点的磁感应强度，大小均为B，方向分别与ac和bc垂直，夹角为，根据磁场叠加原理，可得c点的磁感应强度大小为，方向水平向右。
故选C。
7. 如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐波在时的波形图，虚线是这列波在时的波形图。已知波速是7m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 波沿x轴负方向传播B. 振源的振动周期为4s
C. 与时的波形图相同D. 处的质点在0-3s内运动的路程为21cm
【答案】C
【解析】
【详解】B．根据图知波长
波的周期与质点的振动周期相同，根据
解得
故B错误；
A．到时间内
根据平移法知，波沿x轴正方向传播，故A错误；
D．到时间内波传播的距离
又
故处的质点在0-3s内运动的路程为
故D错误；
C．与间的时间间隔为
故与时的波形图相同，故C正确。
故选C。
8. 如图所示，直角三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场，，。两个带电粒子a、b从AC边的中点垂直AC射入，a恰好未从AB边飞出。已知a、b的质量和电荷量均相等，a带正电、b带负电，b的速度为a的2倍，则b在磁场中运动轨迹的长度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据a恰好未从AB边飞出，可作出轨迹图如图
设a的轨道半径为，b的轨道半径为，根据几何关系可得
可得
根据
得
由于b的速度为a的2倍，所以有
如图可知，
b在磁场中运动轨迹的长度为
故选B。
二、多项选择题
9. 如图所示，回旋加速器两个D形盒分别和一高频交流电源相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近。若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，D形盒的半径为R，下列说法正确的是（ ）
A. 所加交流电的频率为B. 所加交流电的频率为
C. 粒子获得的最大动能为D. 粒子获得的最大动能为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有，
解得，
回旋加速器正常工作时，交流电的频率必须等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，则所加交流电的频率为
故A错误，B正确；
CD．结合上述，粒子圆周运动的最大半径为D形盒的半径为R，此时粒子动能最大，则有，
解得
故C正确，D错误。
故选BC。
10. 一条细线下面挂着一个小球，让它自由摆动，它的振动图像如图所示，若重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 时，小球的速度为0B. 时，细绳上的拉力最大
C. 摆长为1mD. 小球摆动的最大偏角约为0.05弧度
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．从振动图像可知，时，小球位于平衡位置，速度最大，A错误；
B．时，小球位于最低点，速度最大，根据
可得
此时，绳上拉力最大，B正确；
C．从振动图像可知，该单摆的周期为2s，根据单摆的周期公式
可求得
C正确；
D．从图像可知，摆球的振幅为，最大偏角为
D正确。
故选BCD。
11. 如图所示，A、B两物块用一轻弹簧连接放在光滑水平面上，弹簧处于原长。某时刻A以初速度向右运动，两物块的质量关系为。在以后的运动过程中，弹簧始终处于弹性限度内，A、B两物块的速度、可能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】根据动量守恒和能量守恒，
则必有
A．当时，根据动量守恒式，解得
此时，故A正确；
B．当时，根据动量守恒式，解得
此时，故B错误；
C．当时，根据动量守恒式，解得
此时，此时弹簧处于原长，故C正确；
D．当时，根据动量守恒式，解得
此时，故D错误。
故选AC。
12. 如图所示的电路中，电源电动势、内阻，定值电阻、，滑动变阻器的调节范围为，忽略导线的电阻。下列说法正确的是（ ）
A. 消耗的最大功率为1.15WB. 消耗的最大功率为1.44W
C. 电源最大输出功率为4.0WD. 电源的最大输出功率为4.5W
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．当滑动变阻器接入电阻增大时，外电路总电阻增大，干路电流减小，电源内阻与定值电阻承担电压减小，并联电路电压增大，可知，当滑动变阻器接入电阻最大时，消耗达到最大，此时有
并联电路电压
则消耗的最大功率
故A错误，B正确；
CD．外电路总电阻
由于滑动变阻器的调节范围为，可知，外电路总电阻调节范围为
电源输出功率
根据数学函数规律可知，当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率达到最大值，解得
故C错误，D正确。
故选BD。
三、非选择题
13. 如图所示，某实验小组用插针法测量半圆柱体玻璃砖的折射率，实验步骤如下：
a.在白纸上画出玻璃砖的直径AB、圆心O及过圆心的入射光线；
b.放上玻璃砖，入射光线上插入两个大头针、；
c.在另一侧透过玻璃砖看、，插入大头针，使挡住、的像，插入大头针，使挡住和、的像；
d.移走玻璃砖，做出折射光线和法线，测量入射角和折射角。
回答以下问题：
（1）下列说法正确的是______；
A. 、的间距尽量小些B. 、的间距尽量大些
C. 、应垂直纸面插入D. 以玻璃砖的界面作为尺子，画出直径AB
（2）玻璃砖的折射率为______（用和表示）；
（3）实验小组改变入射角度进行多次实验，某次操作中透过玻璃砖观察看不到、的像，原因是______。
【答案】（1）BC （2）
（3）由于入射角大于全反射临界角，发生了全反射。
【解析】
【小问1详解】
AB．、及、的间距应尽量大些，可以更加精确地确定入射光线和折射光线，A错误；B正确；
C．、、、均应垂直纸面插入，便于观察，C正确；
D．不可以用玻璃砖的界面作为尺子，以免损坏玻璃砖的光学平面，D错误。
故选BC。
【小问2详解】
根据光的折射定律可知，玻璃砖的折射率为
【小问3详解】
观察不到、的像，是由于入射角大于全反射临界角，发生了全反射。
14. 某兴趣小组做测量电源电动势和内阻的实验，设计的原理图如图所示，实验室提供的器材如下：
A.待测电源（电动势约4.8V，内阻约）
B.电压表（量程为0~15V，内阻约为）
C.电压表（量程为0~3V，内阻约为）
D.电阻箱R（）
E.定值电阻
F.定值电阻
G.开关和导线若干
（1）要准确测量电源的电动势和内阻，电压表应选择______，定值电阻应选择______（选填实验器材前的序号）；
（2）为保证电压表的安全，电阻箱可调节的最大值约为（ ）
A B. C. D.
（3）在实验中多次改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图所示，则可得该电池的电动势______V、内阻______。
【答案】（1） ①. C ②. E
（2）B （3） ①. 5.0##5 ②. 1.2
【解析】
【小问1详解】
[1][2]要准确测量电源的电动势和内阻，电压表应选择量程为3V的C；定值电阻应选择E；
【小问2详解】
电路中的最小电流
电阻箱可调节的最大值约为
故选B。
【小问3详解】
[1][2]根据
可得
可知，
解得E=5V，r=1.2Ω
15. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图。在时，质点M恰好第二次到达波峰，求：
（1）波长、波速；
（2）从到N点第三次到达波谷，质点M经过的路程。
【答案】（1）4m，20m/s
（2）60cm
【解析】
【小问1详解】
根据图像有
解得
根据同侧法可知，0时刻质点M正沿y轴负方向运动，在时，质点M恰好第二次到达波峰，则有
解得
则波传播速度
解得
【小问2详解】
从到N点开始振动经历的时间
根据同侧法可知，N点起振方向沿y轴负方向，N点开始振动到第三次到达波谷经历时间
可知，质点M振动的时间
则质点M经过的路程
解得
16. 用折射率的透明介质做成的三棱镜横截面如图所示，，，，BC面镀有一层反射膜。现有一束光从AC的中点射入玻璃砖，光与AC的夹角为30°。
（1）求光在玻璃砖内临界角的正弦值并画出光路图；
（2）求光线射出玻璃砖的位置离A点的距离。
【答案】（1），光路图见解析
（2）7.5cm
【解析】
小问1详解】
根据全反射临界角的公式，有
如图，根据光的折射定律，有
可得，
根据几何关系，可得
由于
所以
光在AB界面发生全反射，根据几何关系有，
光在BC面发生反射，且反射光线与AB界面垂直射出，光路如图
【小问2详解】
如上光路图可知，O为AC的中点，有几何关系可知， ，可得
由于，
可得
则光线射出玻璃砖的位置F离A点的距离为
17. 如图所示，xOy平面内存在一半径为R的圆形有界磁场Ⅰ，点为圆心，磁场方向垂直平面，磁感应强度的大小为B，在第四象限圆形磁场区域外存在另一垂直平面的匀强磁场Ⅱ。一质量为m、电量为的带电粒子1从O点以某一初速度（未知）沿x轴正方向射入磁场，离开磁场后经过点。另一质量为m、电量为q的带电粒子2从圆上的A点以平行于x轴射入磁场Ⅰ，经两个磁场偏转后，垂直打在y轴负半轴上。已知A点到x轴的距离为，不计粒子重力。
（1）判断磁场Ⅰ的方向，并求的大小；
（2）求粒子2离开磁场Ⅰ时的位置坐标；
（3）求粒子2在磁场Ⅰ、Ⅱ中运动的总时间。
【答案】（1）垂直平面向外，
（2）坐标为
（3）
【解析】
【小问1详解】
带电粒子1离开磁场后做匀速直线运动，经过点，连接，则与圆周的交点C即为粒子1离开磁场的位置，如图
作出粒子1在磁场中的运动轨迹，可判断出磁场Ⅰ的方向为垂直于平面向外，根据几何关系可知，设偏转角为，则
可得
设粒子1的轨道半径为，有
可得
根据
可得
【小问2详解】
设粒子2的速度为，在磁场Ⅰ中的轨道半径为，根据
可得
设粒子2从D点射出画出磁场Ⅰ，如图
可知为菱形，与x轴垂直，D点坐标为。
【小问3详解】
根据几何关系可得
可得
粒子2在磁场Ⅰ中运动周期为
粒子2在磁场Ⅰ中的运动时间为
设粒子在磁场Ⅱ中的轨道半径为，根据几何关系有
可得
粒子2在磁场Ⅱ中运动的周期为
粒子2在磁场Ⅱ中的运动时间为
粒子2在磁场Ⅰ、Ⅱ中运动的总时间为
18. 如图所示，光滑的水平面上放置曲面体A和B，A的高度为2cm，表面光滑，B由光滑圆弧轨道和长度为8cm的粗糙水平轨道组成，轨道末端固定一弹性轻质挡板，紧靠挡板放置一滑块。一小球以4m/s的速度冲上A，二者分离后，小球在最高点被捕获，A则以1m/s的速度与B碰撞并粘在一起.已知小球、A和B的质量均为0.1kg，滑块的质量为0.3kg，滑块与水平轨道的动摩擦因数为0.01，重力加速度取，B的圆弧轨道足够高，滑块不会冲出，滑块与挡板的碰撞为弹性碰撞。求：
（1）小球在A上运动的过程中，合外力对A的冲量；
（2）小球与A分离后，上升的高度；
（3）滑块与挡板碰撞的次数。
【答案】（1）
（2）0.28m （3）3次
【解析】
【小问1详解】
根据动量定理，有合外力对A的冲量为
【小问2详解】
小球与A作用到小球到达最高点过程中系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒，有，
解得
小球与A分离后，上升的高度为
【小问3详解】
A与B碰撞后粘在一起，根据动量守恒定律，有
解得
A、B与滑块最终共速，根据动量守恒定律，有
解得
根据能量守恒有
解得
由于