海南省某校2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷（解析版）

这是一份海南省某校2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了8kg等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷由考生自己保留，将答题卡交回。
一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 障碍物的尺寸一定时，波的波长越小衍射会越明显
B. 潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，是利用波的折射原理
C. 波发生折射时，波的频率不变，但波速发生变化
D. 湖中鸣笛的快艇驶近游客的过程中，游客听到的声波频率与该波源的发声频率相比会变小
【答案】C
【解析】A．根据波的衍射原理，当障碍物尺寸一定时，波的波长越长，越容易绕过障碍物，衍射现象就越明显，而不是波长越小衍射越明显，故A错误；
B．潜水艇利用声呐探测周围物体分布情况，是利用了波的反射原理 ，通过接收反射回来的声波来获取信息，并非波的折射原理，故B错误；
C．波发生折射时，波从一种介质进入另一种介质，波的频率由波源决定，不会发生改变；而不同介质中波速不同，所以波速会发生变化，故C正确；
D．依据多普勒效应，当湖中鸣笛的快艇驶近游客时，两者距离减小，游客接收到的声波频率会比波源的发声频率大，而不是变小，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，小红同学把一个质量为0.6充气乳胶气球，以5的速度水平投向小刚同学，气球被以4水平反弹。已知气球与小刚同学的接触时间约为0.1s，则小刚同学受到气球的平均冲击力为（ ）
A. 6NB. 30NC. 24ND. 54N
【答案】D
【解析】气球与小刚同学接触过程中，对气球运用动量定理得
代入数据求解
再根据牛顿第三定律，可知小刚同学受到气球的平均冲击力为
故选D。
3. 丹麦物理学家奥斯特发现电流周围存在磁场，即“电生磁”现象，下列四副图描述了电流周围磁场的分布情况，其中描绘正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A．因电流方向竖直向上，根据安培定则可知，磁场方向应该是逆时针方向（俯视），故A正确；
B．根据安培定则可知，环形导线内部磁场方向从左向右，故B错误；
C．根据安培定则可知，通电螺线管内部磁场方向从左向右，故C错误；
D．根据安培定则可知，因电流方向水平向左，导线上侧磁场方向垂直纸面向里，而下侧磁场方向垂直纸面向外，故D错误。
故选A。
4. 某实验小组在激光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，得到如下四幅图样，下列有关说法正确的是（ ）
A. 甲是单缝衍射图样B. 乙是双缝干涉图样
C. 丙是小圆板“泊松亮斑”衍射图样D. 丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样
【答案】D
【解析】AB．衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，则甲是双缝干涉图样，乙是单缝衍射图样，故AB错误；
CD．单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗；而泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，亮度向外逐渐变亮，可知丙是小圆孔衍射图样，丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样，故C错误，D正确。
故选D。
5. 如图所示，S1和S2是两相干水波波源，它们振动同步且振幅相同，振幅A=10cm。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。已知两列波的波长均为5cm，A、B、C三质点的平衡位置在同一直线上，且B点为AC连线的中点。下列说法正确的是（ ）
A. A点处于振动最弱的区
B. B点处于振动最弱的区
C. 此时A、C两点的竖直高度差为40cm
D. 再经过半个周期，质点A的位移为零
【答案】C
【解析】A．A点处于峰峰相遇点，则振动加强，即为振动最强的区，选项A错误；
B．因C为谷谷相遇点，也是振动加强，可知B点振动加强，即B点处于振动最强的区，选项B错误；
C．此时A、C两点的竖直高度差为4A=40cm，选项C正确；
D．再经过半个周期，质点A到达波谷，则此时的位移为-2A，选项D错误。
故选C。
6. 如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑片在ab的中点时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑片向b端移动，则下列说法正确的是（ ）
A. I1增大B. I2减小
C. U增大D. 电源的总功率增大
【答案】D
【解析】依题意，R2的滑片向b端移动，R2减小，根据串反并同可得
A．A1与R2相当于并联，故I1减小，A错误；
B．A2与R2串联，故I2增大，B错误；
C．V与R2相当于并联，故U减小，C错误；
D．由于R2减小，电路的总电流增大，故电源的总功率增大，D正确。
故选D。
7. 如图甲所示，在拉力传感器的下端竖直悬挂一个弹簧振子，拉力传感器可以实时测量弹簧弹力大小。图乙是小球简谐振动时传感器示数随时间变化的图像。下列说法正确的是（ ）
A. 振动的周期为8sB. 小球的质量为0.8kg
C. 第3s时小球在最低点D. 第3s和第5s的加速度相同
【答案】B
【解析】ABC．根据图像可知，t=1s时，弹簧弹力最大，且，小球位于最低点；t=3s时，弹簧弹力最小，，小球位于最高点。由对称性可知，小球振动的周期为4s，小球位于平衡位置时，弹力
联立解得
故AC错误，B正确；
D．第3s时，小球位于最高点，回复力向下，加速度向下，第5s时，弹簧弹力最大，小球位于最低点，回复力向上，加速度向上，故第3s和第5s的加速度不相同，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，质量为m的金属杆ab，长为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与水平导轨平面成θ角斜向上， ab静止于水平导轨上，则（ ）
A. 金属杆ab所受的安培力为BIlsinθ
B. 金属杆ab所受的摩擦力水平向左
C. 增大θ金属杆ab可能向左运动
D. 减小θ金属杆ab所受的摩擦力增大
【答案】C
【解析】受力分析如图
A．导线跟磁场垂直，所以安培力为
故A错误；
B．根据左手定则，安培力向左上方，金属杆有向左的运动趋势，金属杆ab所受的摩擦力水平向右，故B错误；
C．根据受力分析，金属杆所受安培力的水平分力为
向右的摩擦力的最大值为
增大θ，两个力增大的量不同，有可能使得
（例如最初刚好平衡，并且，增大时，会使得），故金属杆ab可能向左运动，故C正确；
D．减小θ，如果金属杆仍然保持静止，金属杆ab所受的摩擦力
金属杆ab所受的摩擦力减小，故D错误；
故选C。
二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分。）
9. 下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是（ ）
A. 图甲是检测工件的平整度，观察到的条纹形状说明工件表面某处有凸起
B. 图乙是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射
C. 图丙全息照相利用了激光平行度非常好的特点
D. 图丁是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波
【答案】BD
【解析】A图甲是检测工件的平整度，观察到的条纹形状说明工件表面某处有凹陷，故A错误；
B．图乙是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射，故B正确；
C．图丙全息照相利用了激光相干性好的特点，故C错误；
D．图丁是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波，故D正确。
故选BD。
10. 如图1所示，在一条张紧的绳子上挂3个摆，a、c摆的摆长相等且小于b摆的摆长。当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来（各摆的摆球质量相同）。图2是c摆稳定以后的振动图像，重力加速度为g不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. a、b、c单摆的固有周期关系为Ta = Tc< Tb
B. b、c摆振动达到稳定时，c摆的振幅比b摆的大
C. b、c摆振动达到稳定时，b摆的振幅比c摆的大
D. b、c摆振动达到稳定时，b摆的周期大于
【答案】AB
【解析】A．由单摆周期公式
因为
可知a、b、c单摆的固有周期关系为
，故A正确；
D．当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，可知b、c摆做受迫振动，振动周期与驱动力周期相同，可知b、c摆的周期都等于a摆的固有周期，由图2可知，稳定时a、b、c三个摆的周期均为，故D错误；
BC．因为c摆的固有周期等于a摆的固有周期，所以c摆发生共振，达到稳定时，c摆振幅较大，b摆的振幅最小，c摆的振幅比b摆的大，故B正确，C错误。
故选AB。
11. 如图所示，一半圆槽滑块的质量为M，半圆槽半径为R，滑块静止在光滑水平桌面上，一质量为m的小型机器人（可视为质点）置于半圆槽的A端，在无线遥控器控制下，小型机器人从半圆槽A端移动到B端。下面说法正确的是（ ）

A. 小型机器人与滑块组成的系统动量守恒
B. 滑块运动的距离是
C. 滑块与小型机器人运动的水平距离之和为2R
D. 小型机器人运动的位移是滑块的倍
【答案】CD
【解析】A．小机器人和滑块组成的系统只在水平方向动量守恒，A错误；
BCD．小机器人从A端移动到B端的过程中，由水平方向动量守恒得
根据相对位移关系有
可得小机器人和滑块移动距离分别为
，
即滑块与小机器人运动的水平距离之和为2R，且小型机器人运动的位移与滑块的位移之比为
故B错误，CD正确。
故选CD。
12. 如图所示，边长为L的正方形MNPQ区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一带正电的粒子从N点沿NP方向射入磁场，当粒子速度为v0时，粒子正好从M点射出，粒子重力忽略不计，则（ ）
A. 粒子的电荷和质量的比值为
B. 当粒子速度为时，粒子在磁场中的运动时间为
C. 当粒子速度为时，粒子在磁场中的运动时间为
D. 若粒子从QM的中点射出，则粒子的速度大小为
【答案】BD
【解析】A．当粒子速度为时，粒子从N点进入磁场，正好从M点射出，轨迹如图所示
则粒子的轨迹半径为,由洛伦磁力提供向心力有
代入数据可得，故A错误；
BC．当粒子速度为时， 洛伦磁力提供向心力可知轨迹半径为，粒子在磁场中运动半圆，轨迹如图所示
从NM的中点离开磁场，粒子在磁场中运动的周期为
联立解得粒子在磁场中的运动时间为
故B正确，C错误；
D．粒子轨迹如图所示
由几何关系有
由洛伦兹力提供向心力有
联立解得，故D正确。
故选BD。
13. 一列简谐机械横波沿x轴传播，其在时的波形图如图a所示，P、Q是介质中的两个质点，图b是质点Q的振动图像。则（ ）
A. 该列波沿x轴正方向传播
B. 该列波的波速是0.18m/s
C. 在时，质点Q的位移为
D. 质点P的平衡位置的坐标x=3cm
【答案】BCD
【解析】A．由图b可知时，Q质点向上振动，同侧法结合图a可知，波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．结合图a图b可知，波长，周期，根据波长波速公式得
，故B正确；
C．质点Q从平衡位置开始振动，由振动方程
可知，当，联立以上，解得Q质点位移
故C正确；
D．分析图a可知，OP相位差为，故OP距离为
故D正确。
三、实验题（本题共2小题，14题10分，15题8分，共18分。请将答案按题目要求写在答题卡上的指定位置，写在本试卷上无效。）
14. 如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。
①关于此实验，下列说法中正确的是（ ）
A． 大头针P4须挡住P3及P1、P2的像
B．入射角越大，折射率的测量越准确
C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率
D．如果误将玻璃砖的边PQ画到P'Q'，折射率的测量值将偏大
②如图所示，某同学按照如下方法处理数据：以O点为圆心R为半径作圆，与折射光的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M，记OM=r。再以O点为圆心、r为半径作圆。可知该玻璃砖折射率的测量值n=___________。（用r、R表示）
【答案】①A ②
【解析】[1]A．确定大头针的位置的方法是大头针能挡住和、的像，故A正确；
B．入射角适当大一些，能使折射率的测量准确，故B错误；C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率，故C错误；D．如果误将玻璃砖边PQ画到P′Q′，则折射角i2将偏大，折射率的测量值将偏小，故D错误。
[2] 折射率
15. 如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝的间距双缝到光屏的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，则分划板在图乙中A位置时游标卡尺的读数（如图丙所示），___________mm，在B位置时游标卡尺的读数；该单色光的波长___________nm；
（2）在该实验中，如果分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，装置各数据不变，在双缝后的屏幕上观察到的红光条纹个数比绿光条纹个数___________（选填“多”或“少”）。
【答案】（1）11.5 500 （2）少
【解析】（1）[1]游标卡尺的读数为
[2]根据其中
解得
（2）根据可知，红光条纹间距大，则屏幕上观察到条纹个数少。
16. 某同学利用如图甲所示的电路测定一块手机电池的电动势和内阻。
除被测电池（电动势E约为3.7V，内阻r小于1Ω）外，，实验室还提供了以下器材：
A．电压表（量程为15V， 内阻约为15kΩ）
B．电压表（量程为3V，内阻约为3kΩ）
C．电流表（量程为0.6A， 内阻约为2Ω）
D．固定电阻R0=6Ω
E．滑动变阻器（阻值范围为0~15Ω，允许通过的最大电流为1.0A）
F．滑动变阻器（阻值范围为0~50Ω，允许通过的最大电流为1.0A）
（1）实验中电压表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。 （填器材前的字母序号）
（2）实验的主要步骤如下：
①检查并调节电表指针指零，将开关S断开，按照电路图连线。
②调节滑动变阻器R的阻值至最大值。
③将开关S闭合，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表的相应示数U、I，根据记录数据作出的图象，由图像可得该电池的电动势为___________V，该电池的内阻为___________Ω。（结果保留小数点后两位小数）
（3）由上述实验测得的电源电动势与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
【答案】（1）B E （2）3.80 0.55 （3）偏小
【解析】（1）[1]由于电动势E约为3.7V，为使测量数据足够精确，则电压表应选用B；
[2]为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小，故选E。
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图像的纵轴截距等于电动势，则有
图像的斜率绝对值为
解得内阻为
（3）由电路图可知，误差来源于电压表的分流，设电压表的内阻为RV，根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知U − I图像的纵轴截距为
则由上述实验测得的电源电动势与真实值相比偏小。
四、计算题（本题共3小题，第16题10分，第17题12分，第18题16分，共38分。把解答过程写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。）
17. 如图所示，一束平行于直角三棱镜截面ABC的单色光从真空垂直BC边从P点射入三棱镜，P点到C点的距离为1.6L，光线射入后恰好在AC边上发生全反射。已知∠C=37°，光在真空中的传播速度为c，sin37°=0.6，cs37°=0.8， 求：
（1）该三棱镜的折射率n；
（2）光线从BC边传播到AC边所用的时间t（不考虑多次反射）。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）作出光路图如图所示，根据几何关系可知，光在AC面上的临界角，则
解得
（2）由几何关系得
由介质的折射率公式和运动学公式得
由
解得
18. 一列简谐横波图像如图所示，t1时刻的波形如图中实线所示，t2时刻的波形如图中虚线所示，已知Δt=t2-t1=0.5 s，问：

（1）这列波的可能波速的表达式？
（2）若波向左传播，且3T