吉林省白城市2024-2025学年高二上学期12月期末物理试卷（解析版）

这是一份吉林省白城市2024-2025学年高二上学期12月期末物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 关于电磁波及其应用，下列说法错误的是（ ）
A. 紫外线能使很多物质发出荧光，具有杀菌作用
B. 雷达是通过发射和接收红外线来判断远处物体的方位
C. X射线的频率较高，穿透力较强，医学上常用X射线作透视检查
D. 射线的穿透力很强，在工业中可用来探伤或流水线的自动控制
【答案】B
【解析】A．紫外线是波长比可见光短的电磁波，它的波长从380×10-9~10×10-9m，它有显著的化学效应和荧光效应，具有杀菌作用，A正确；
B．雷达是利用电磁波测定物体位置的无线电设备，是利用无线电波工作的，B错误；
C．X射线的频率较高，穿透力较强，医学上常用X射线作透视检查，C正确；
D．射线是原子核发出的，是频率很高的电磁波，它的穿透力很强，在工业中可用来探伤或流水线的自动控制，也可在医院里用γ射线来杀死癌细胞，D正确。
故选B。
2. 如图所示，在码头和船边悬挂有旧轮胎，船以某一速度靠近并停靠在码头上。关于轮胎的作用说法正确的是（ ）
A. 可以增大船与码头间的作用力
B. 可以增大船停靠过程的时间
C. 可以增大船停靠过程中的动能变化量
D. 可以增大船停靠过程中的动量变化量
【答案】B
【解析】AB．轮胎可以起到缓冲作用，延长轮船与码头碰撞过程中的作用时间，从而减小轮船因碰撞受到的作用力，A错误，B正确；
CD．轮船靠岸与码头碰撞的过程，轮船的初末速度不会受轮胎影响，轮船的动量变化量相同，动能变化也相同，CD错误；
故选B。
3. 如图所示，两列简谐横波在同一介质中沿相反方向传播，某时刻两列波相遇，图示时刻处的质点正在向上振动，若两列波的波速均为15m/s，则下列说法正确的是（ ）
A. 虚线波的传播方向为x轴正方向
B. 实线波与虚线波的频率相同
C. 两列波在相遇区域能发生干涉现象
D. 从图示时刻起再过0.6s，平衡位置处的质点位于平衡位置
【答案】D
【解析】A．图示时刻x=9m处的质点正在向上振动，所以实线和虚线波在x=9m处的质点振动都是向上振动，则虚线波的传播方向为x轴负方向，故A错误；
B．由图可知，两波的波长，
两波的频率
，
故B错误；
C．两列波频率不同，在相遇区域不能发生干涉现象，故C错误；
D．从图示时刻经过0.6s，x=9m处的质点实线波处于平衡位置，虚线波也处于平衡位置，根据叠加原理可知，平衡位置x=9m处的质点位于平衡位置，故D正确。
故选D。
4. 如图，将一平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光从上方入射后，从上往下可以看到干涉条纹。下列说法正确的是（ ）
A. 任意相邻明条纹所对应的薄膜厚度相等
B. 在装置中抽去一张纸后，观察到干涉条纹变疏
C. 干涉条纹是由两玻璃板上表面反射的光叠加产生的
D. 在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
【答案】B
【解析】A．任意相邻明条纹所对应的薄膜厚度差相等，A错误；
B．从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为，显然抽去一张纸后空气层的倾角变小，故相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大。故干涉条纹条纹变疏，B正确；
C．光线在空气薄膜上下表面反射并发生干涉，形成干涉条纹，C错误；
D．如图所示
设空气膜顶角为，、为两相邻亮条纹对应的膜厚度，则
解得
故在实验装置不变的情况下，蓝光的波长比红光的短，干涉条纹间距变小，D错误。
故选B。
5. 如图甲所示，弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其振动图像如图乙所示。已知弹簧的劲度系数为0.5N/cm则（ ）
A. 在t=2.75s时，振子的位移和速度方向相同
B. 在t0时，振子所受的回复力大小为0.5N
C. 在t=1.5s时，弹簧振子的动能最大
D. 振子的振动方程为x=5sin（πt）cm
【答案】D
【解析】A．从图乙可知，在t＝2.75 s时，振子正从正的最大位移处向平衡位置运动，位移和速度方向反，A错误；
B．在t0时刻
x=4cm
振子所受的回复力大小为
B错误；
C．在t＝1.5 s时，弹簧振子位于最大位移处，弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，动能最小，C错误；
D．由图乙可知，振动能周期
T=2s
振子的振动方程为
，D正确。
故选D。
6. 如图甲所示为某同学用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象，光路图如图乙，MN为外圆的直径，从A点入射的光线延长后过N点，折射光AB与MN垂直，测得内圆的半径为r，外圆半径与内圆半径之比为，OH的距离为2r，光在真空中的速度为c，则光盘的折射率为（ ）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】如图所示

设外圆半径为，入射角为，折射角为，由几何知识可知
，
折射角满足
在中，有
在中，有
则有
联立可得
则光盘的折射率为
故选C。
7. 关于机械波，下列说法正确的是（ ）
A. 机械波从一种介质传到另一种介质时，波的频率、波长均不变
B. 障碍物的尺寸比波的波长越小衍射现象越明显
C. 两列波在同一介质中相遇一定发生干涉
D. 波源和观察者相互接近，波源的频率会变大
【答案】B
【解析】A．机械波从一种介质传到另一种介质，不发生变化的物理量是波的频率，而波速和波长都有可能发生变化，故A错误；
B．波发生明显衍射的条件是孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，故障碍物的尺寸一定时，波的波长越大衍射会越明显，故B正确；
C．发生干涉的条件之一是频率相同，因此两列波在同一介质中相遇不一定发生干涉，故C错误；
D．根据多普勒效应，无论波源还是观察者哪一个运动只要是相互接近，间距变小，观察者接收的频率都会增大，但波源的频率不变，故D错误。
故选B。
8. 2023年12月在我国甘肃临夏州积石山县发生了6.2级地震，地震局记录了该次地震的情况。假设地震中的一组简谐横波在时刻的波形如图甲所示，M是此波上的一个质点，其平衡位置为，质点M的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该列波沿x轴正方向传播
B. 质点M在内通过的路程为
C. 该列波的传播速度为
D. 质点M在时运动到了处
【答案】BC
【解析】A．根据波动图像以及M点的振动图像可知，时质点M沿y轴正方向振动，由同侧法可知该波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由题图乙可知周期，
即内质点M通过的路程
故B正确；
C．由题图甲得波长
由波速计算公式
解得该列波的传播速度
故C正确；
D．机械波中质点不随时间迁移，只在平衡位置附近振动，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，一根劲度系数为k的轻质弹簧下端固定于斜面底部，上端放一个质量为m的小物块a，a与弹簧间不拴接，开始时a静止于P点。质量为的小物块b从斜面上Q点由静止释放，与a发生正碰后立即粘在一起成为组合体，组合体c在以后的运动过程中恰好不离开弹簧。已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系为，重力加速度为g，弹簧始终未超出弹性限度。下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧弹力的最大值为
B. 组合体c动能的最大值为
C. PQ间距离为
D. a、b碰撞过程中机械能的损失为
【答案】BC
【解析】A．设O为弹簧处于原长时其上端的位置，x为碰撞前的形变量，则有
解得
当b与a成为组合体c时，恰好不离开弹簧，所以c最多运动至O处。组合体c做简谐振动，其平衡位置满足
解得
所以弹簧的最大压缩量为
所以弹簧弹力的最大值为
故A错误；
B．设动能最大位置为点，则从O处到处有
故B正确；
C．组合体从O运动至P点时
即
解得
设碰撞前b的速度为，由动量守恒可得
即
物体在斜面上的加速度为
所以
故C正确；
D．碰撞过程中损失的机械能为
故D错误。
10. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲和图乙分别是平衡位置位于x1=1m及x2=4m处两质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 波长可能为3mB. 波长可能为
C. 波速可能为D. 波速可能为
【答案】BC
【解析】AB．若波沿x轴负方向传播，则x1=1m及x2=4m的振动相差时间为
则
可得
由题意可知
故对应的波速为
同理，若波沿x轴正方向传播，则x1=1m及x2=4m的振动相差时间为
则
可得
故对应的波速为
故A错误，B正确；
CD．结合AB分析可知，当波沿x轴正方向传播，且时
且波速不可能为，故C正确，D错误。
故选BC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 用下列实验器材测量某金属导线的电阻率：
待测金属导线一根，最大阻值约；
电压表一个，量程3 V，内阻约为；
电流表一个，量程，内阻约为;
滑动变阻器（阻值范围，额定电流为）；
滑动变阻器（阻值范围，额定电流为）
干电池两节，开关一个，导线若干，螺旋测微器一只，刻度尺一个。
（1）如图（a），用螺旋测微器测金属导线的直径时，将金属导线轻轻地放在测砧与测微螺杆之间，先调节________（选填“A”、“B”、“C”、“D”）使它们距离减小，再旋动微调旋钮，夹住导线，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。
（2）用此螺旋测微器测得该金属导线的直径d，如图（a）所示，则_______mm。
（3）用如图（b）所示电路进行实验，开关S闭合之前，应将滑动变阻器的滑片P置于________端（选填“A”或 “B”）。图（c）为实物图，调节金属导线上可动接线柱Q的位置（金属导线的总阻值约），可以改变导线接入电路的长度，可动接线柱Q有一定的电阻，但阻值未知。滑动变阻器应该选________（选填“”或“”）。要把实物图连线连接完整，还需从电池负极接线柱引线连接到图中的_________接线柱。（选填“①”、“②”、“③”、“④”）。
（4）多次改变导线接入电路的长度L，测量不同长度时的电阻，作图像如图（d）所示，测得图像中直线的斜率为k，纵坐标截距为b，则该金属材料的电阻率为________，可动接线柱Q处的电阻为________。（以上两空答案用k、b、d或其中的部分表示）
【答案】（1）C （2）0.406##0.407##0.408##0.405##0.404 （3）A ③ （4） b
【解析】（1）用螺旋测微器测金属导线的直径时，将金属导线轻轻地放在测砧与测微螺杆之间，先旋动C使它们距离减小，再旋动微调旋钮，夹住导线，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏；
（2）用此螺旋测微器测得该金属导线的直径d，如图所示，则
（3）[1][2][3]图中，开关S闭合之前，为了保护电路中的电学元件，应将滑动变阻器的滑片P置于A端；由实验原理图可知，滑动变阻器采用分压式接法，为了便于调节，应该选最大阻值较小的 ；要把实物图连线连接完整，还需从电池负极接线柱引线连接到图中的③接线柱；
（4）依题意，可得
整理，可得
结合题意及图可知
12. 甲、乙两位同学利用如图甲所示的装置合作完成了对某地重力加速度的测定。
（1）实验时，下列说法正确的是______
A. 先接通电源，后释放重锤
B. 释放重锤时，重锤应尽量远离打点计时器
C. 纸带上的打点越密，表明重锤的速度越大
（2）甲同学通过多次操作从其中选择了一条比较清晰的纸带，并选取了第一个比较清晰的点为计数点A，并依次计算出到A点的距离x与所用时间t的比值，作出了的图像如图丙所示，坐标系中已标出的坐标值为已知址，则A点的速度为vA=_______，重力加速度为g=_______。（均用a、b、c表示）。
（3）乙同学分析纸带乙图，其中每两个计数点间还有4个点没画出、由图中给定长度求得打下C点时重物的速度大小是______m/s，重物的加速度大小是______m/s2。（结果都保留两位有效数字）
【答案】（1）A （2）b （3）2.0 9.6
【解析】（1）AB．为了充分利用纸带，释放重锤时，重锤应尽量靠近打点计时器，且先接通电源，后释放重锤，故A正确，B错误；
C．纸带上的打点越密，则相同时间内通过的位移越小，表明重锤的速度越小，故C错误。
故选A。
（2）[1][2]重锤做匀加速直线运动
根据位移时间公式
可得
结合图像可知A点的速度为
图像的斜率为
可得重力加速度为
（3）[1]每两个计数点间还有4个点没画出，则相邻计数点的时间间隔为
打下C点时重物的速度大小为
[2]根据逐差法可得重物的加速度大小为
13. 如图甲所示，已知电流表的量程为0∼0.6A，电压表的量程为0∼15V，滑动变阻器的规格为“50Ω，0.5A”。闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片P，得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下，求：
（1）电源电压；
（2）滑动变阻器的取值范围；
（3）滑动变阻器的最大功率。
【答案】（1）6V （2）2Ω∼50Ω （3）0.9W
【解析】（1）由甲图可知，与串联，电压表测电压，根据串联电路特点有
由图乙信息可知
解得
，
（2）根据电流表量程可知电路中最大电流为0.6A，此时有
解得
电压表量程大于电源电压，则滑动变阻器可接入的最大阻值可以为，故滑动变阻器的取值范围为2Ω∼50Ω。
（3）滑动变阻器的功率为
根据数学方法可知
滑动变阻器功率最大
代入解得
W
14. 如图所示，实线和虚线分别是沿x轴方向传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，波的传播速度。求：
（1）该波的传播方向；
（2）x轴上的质点在内通过的路程s。
【答案】（1）波沿负x轴方向传播 （2）50cm
【解析】（1）由图可知，波长
波在时间内传播的距离
则有
可知波沿负x轴方向传播。
（2）波的周期
质点在内完成全振动的次数
则有
15. 在如图所示的电路中，R1是由某金属氧化物制成的导体棒，实验证明通过它的电流I1和它两端的电压U1遵循的规律（式中k＝0.3A/V3），R2、R3是定值电阻，遵循欧姆定律，R3＝10Ω，电源电压为6.0V，闭合开关S后，电流表的示数为0.5A。求R2的阻值。
【答案】5Ω
【解析】R3两端的电压为
U3=IR3=0.5×10V=5.0V
则R1、R2并联部分的电压为
U1=6.0V-5.0V=1.0V
又
得R1中的电流为
所以R2中的电流为
I2=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A
则有