江苏省无锡市2024-2025学年高二上学期期末考试 物理 含解析

这是一份江苏省无锡市2024-2025学年高二上学期期末考试 物理 含解析，共13页。
注意事项：
1.本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。本次考试时间为75分钟，满分值为100分。
2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号（考试号）用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上，并用2B铅笔将对应的数字标号涂黑。
3.答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。
一、单项选择题：本大题共10小题，每小题4分，共计40分。每小题只有一个选项符合题意。
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
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】紫外线进入液体后与真空相比，频率不变，传播速度减小，根据
可知波长变短；根据
可知，光子能量不变。
故选A。
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
【答案】D
【解析】
【详解】A．由安培定则可知，闭合开关，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，螺线管的电流大小改变，穿过线圈A的磁通量改变，故B错误；
CD．开关闭合或断开瞬间，线圈A中磁通量发生变化，会产生感应电流，当电流稳定后，穿过线圈的磁通量不再发生改变，此时线圈中无电流，故C错误，D正确。
故选D。
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
【答案】D
【解析】
【详解】A．为减小实验误差，摆线要选择质量小且不易伸缩的细长摆线，故A正确，不符合题意；
B．为了减小空气阻力对实验的影响，摆球尽量选择质量大、体积小的，故B正确，不符合题意；
C．摆球经过平衡位置时速度最大，计时误差小，所以从平衡位置开始计时更准确，故C正确，不符合题意；
D．单摆的摆角小于时，视为简谐运动，才能根据单摆周期公式计算重力加速度，故实验时摆角不能太大，故D错误，符合题意。
故选D。
4. 如图所示，A、B间的电压U为20V，电阻，，，。估算干路中的电流I约为（ ）
A. 1AB. 2AC. 3AD. 4A
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知并联再与串联，由于远大于，所以串联电阻近似等于，与并联，由于远大于，则并联电阻近似等于，所以电路总电阻近似为，根据欧姆定律可得电流
故选B。
5. 如图所示为沿x轴负方向传播的一列简谐横波在时刻的波形图，其波速为，振源在处。下列说法中正确的是（ ）
A. 振源的振动频率为4Hz
B. 从时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置
C. 从时刻开始，经0.5s时间处质点向x轴负方向迁移0.5m
D. 若观察者从处沿x轴向负方向运动，则接收到波的频率可能为1Hz
【答案】D
【解析】
【详解】A．由波速、波长、周期和频率的关系有，
解得T = 0.4s，f = 2.5Hz
故A错误；
B．质点a离平衡位置较远，时刻，质点a向上运动，质点b向下运动，则a先回到平衡位置，故B错误；
C．质点在平衡位置往复运动，不随波移动，故C错误；
D．波源不动，观察者沿x轴负方向运动，与波的传播方向相同，所以他接收到波的频率可能小于波的频率，则接收到波的频率可能为1Hz，故D正确。
故选D。
6. 如图1所示，有一种电吹风由线圈电阻为r的小型电动机与电阻为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，电吹风正常工作，此时电热丝两端的电压为，则下列判断正确的是（ ）
A. 电热丝中的电流大小为B. 电动机线圈的发热功率为
C. 电动机消耗的功率为D. 电吹风消耗的功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A．电热丝中电流大小为
A错误；
B．电动机两端的电压为
通过电动机的电流为
电动机线圈的发热功率为
B错误；
C．电动机消耗的功率为
C正确；
D．电吹风消耗的功率为
D错误。
故选C。
7. 两足够长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、0 B. 0、2BC. 2B、2BD. B、B
【答案】B
【解析】
【详解】根据安培定则，判断知水平通电直导线在M、N处产生的磁场方向均垂直纸面向里，大小均为B；竖直通电直导线在M点产生的磁场垂直纸面向外，在N点产生的磁场垂直纸面向里，大小均为B。根据矢量叠加原理，可得M、N两点处的磁感应强度大小分别为0、2B。
故选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，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. 上电流的变化量等于上电流变化量
【答案】A
【解析】
【详解】光照逐渐减弱时，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增大。
AB．外电压增大，A灯变亮；支路R0上的电流减小，R0上的电压减小，又因为外电压增大，所以B灯电压增大，所以B灯变亮，故A正确，B错误；
C．因为外电阻变大，根据
可知，电源的效率变大，故C错误；
D．对于支路R0，有
其中、，所以
故D错误。
故选A。
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. λ1λ2，N是波长为λ1的光出射位置
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查折射定律以及双缝干涉实验。
【详解】由双缝干涉条纹间距的公式
可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知
反射光经过三棱镜后分成两束色光，由图可知M光的折射角小，又由折射定律可知，入射角相同时，折射率越大的色光折射角越大，由于
则
所以N是波长为λ1的光出射位置，故D正确，ABC错误。
故选D。
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. C. 2SnmvD.
【答案】B
【解析】
【详解】时间t内黏附在飞船上的尘埃质量
对黏附的尘埃，由动量定理得Ft＝Mv
解得
故选B。
二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
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）
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
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__________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，在图丁中画出图线。已知图线的斜率为k，请写出电阻丝的电阻率表达式__________。（用，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测量值偏大，你同意他的观点吗？请说明理由______
【答案】（1）③ （2）0.700
（3）连线 （4）
（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，不改变图像的斜率，所以不影响电阻丝的电阻率的测量。
【解析】
【小问1详解】
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；
【小问2详解】
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
【小问3详解】
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：
【小问4详解】
根据电阻定律
结合函数图像斜率的含义，图像的斜率
解得
【小问5详解】
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，不会改变图像的斜率，所以不影响电阻丝的电阻率的测量。
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。
【答案】(1) ；(2)
【解析】
【详解】(1)由图可知，单摆周期为2s，根据周期公式得
(2)由图可知，单摆的振幅为4cm，在角度很小时有
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，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？
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
一光线自M点射入棱镜，设折射角为，有
由题知，光线经折射后在BC边N点恰好发生全反射，则
其中
联立有，
【小问2详解】
根据几何关系有
解得
再由
解得
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时，该波的波长；
（2）若该波的波长大于0.5m，则可能的波速v？
【答案】（1）
（2）、、、
【解析】
【小问1详解】
由振动图像可知，波的振动周期
根据
可知波长
【小问2详解】
若波沿着x轴正方向传播，则ab间有，（，1，2…）
即
由于，则n只能取0或1
则波长为或
所以波速为或
若波沿着x轴负方向传播，则ab间有，（，1，2…）
即
由于，则n只能取0或1，则波长为或
所以波速或
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，圆心角，BC段对应的半径，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。质量的小车（含圆管）静止放置于光滑的水平地面上，现将质量的小球由A点左上方某点以的初速度水平抛出，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，，，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】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
由题意
解得
小球从抛出点到A点竖直高度为
【小问2详解】
由系统水平方向动量守恒定律
根据机械能守恒有
解得，
小球刚运动到C点时，小车的速度大小为
【小问3详解】
由题意，要使小球刚好不从车上落下，则小球与小车速度相同时，小球刚好滑动到D点，根据动量守恒和机械能守恒有，