2024-2025学年河北省部分名校联考高二（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年河北省部分名校联考高二（下）期末物理试卷（含解析），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，物体在与水平方向成θ角的拉力F作用下，沿水平面向右匀速运动。则在运动的t时间内，下列说法正确的是( )
A. 重力的冲量大小为0B. F的冲量方向水平向右
C. 摩擦力的冲量大小为FtcsθD. F的冲量和摩擦力的冲量大小相等
2.如图所示，一辆小车在水平面内做匀加速直线运动，一个小球用轻绳连接悬挂在车顶部，绳与竖直方向的夹角为θ，另外一个质量为M的物体贴在小车的后壁上，恰好不下滑，则小车与物体M间的动摩擦因数为(最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)( )
A. tanθB. sinθC. 1sinθD. 1tanθ
3.2020年9月1日，俄罗斯“国际军事比赛”中，各国参赛队伍展开了激烈比拼.比赛时，士兵从高台跳到低处地面时，士兵的速度在很短时间内减小为零，速度变化大，为了安全，士兵都是让脚尖先着地，有效地保护人体免于伤害或减轻伤害程度。这样做是为了( )
A. 减少动量的变化量B. 减小冲量
C. 减小人的平均受力大小D. 减小地面对人的压强
4.2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器准确着陆，标志着探月工程取得圆满成功，实现了世界首次月球背面采样返回，为后续载人探月工程打下坚实基础。设想载人飞船通过月地转移轨道被月球捕获，通过变轨先在轨道Ⅲ做匀速圆周运动，选准合适时机变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达近月点再次变轨到近月轨道Ⅰ(轨道半径等于月球半径)，最后安全落在月球上，其中P、Q两点为椭圆轨道Ⅱ在轨道Ⅰ、Ⅲ处的切点，已知月球半径为R，月球表面重力加速度为g0，轨道Ⅲ距离月球表面高度为ℎ，引力常量为G，下列说法正确的是( )
A. 月球平均密度为3g02πGR
B. 绕月飞行的卫星的最小周期为2π R+ℎg0
C. 载人飞船在P、Q点加速度之比为(R+ℎ)：R
D. 载人飞船从Q点到P点所用时间为π2R (2R+ℎ)32g0
5.如图所示，ACB为光滑弧形槽，弧形槽半径为R，C为弧形槽最低点，R≫AB。甲球从弧形槽的球心处自由下落，乙球从A点由静止释放，两球第1次到达C点的时间之比为( )
A. 22π
B. 2π
C. 2 2π
D. 3 2π
6.某同学要测截面为直角三角形ABC玻璃砖的折射率，如图所示，玻璃砖竖直立在水平地面上，玻璃砖的顶角为θ，用一束垂直于AB面的单色光照射在玻璃砖上，光束在AC面发生折射，折射光照亮地面上一个点，用量角器测出折射光线与地面的夹角为α，由此可求得玻璃砖对光的折射率为( )
A. sinαsinθB. sin(α+θ)sinθC. csαcsθD. cs(α−θ)csθ
7.如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，在t=0时刻的波形如图所示，M、N是波上的两个质点，其横坐标分别为x=2m和x=8m，从图示时刻开始，质点M第一次回到平衡位置需要0.5s，质点N在5s内运动的路程为1m，则下列说法正确的是( )
A. 在t=0时刻，质点N正沿y轴正方向运动
B. 波传播的速度大小为6m/s
C. 当质点M沿y轴负方向减速运动时，质点N一定沿y轴正方向加速运动
D. 质点M的振动方程为y=10sin(12πt+π2)cm
二、多选题：本大题共2小题，共12分。
8.如图甲所示为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图乙为介质中平衡位置在x=3m处的质点的振动图象，P是平衡位置在x=4m处的质点，下列说法正确的有( )
A. 波的传播速度大小为1m/s
B. x=3.5m处质点的振动速度大小为1m/s
C. t=2s时，x=2m处质点的位移大小为8cm
D. 该简谐横波沿r轴的负方向传播
9.如图所示，光滑水平面的左侧固定一竖直弹性挡板，质量为m的小球和质量为4m的带有半径足够大的14光滑圆弧轨道的滑块静止在水平面上，水平面与圆弧轨道最低点相切。给小球一个向右瞬时冲量I0，小球冲上滑块后再返回水平面并与挡板发生弹性碰撞，重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. 小球和滑块相互作用的过程中，系统的机械能和动量都守恒
B. 小球沿滑块上升的最大高度为2I025m2g
C. 小球可以三次冲上滑块
D. 滑块最终的速度大小为12I025m
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
10.用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图甲所示，光屏上某点P到双缝S1、S2的路程差为9×10−7m，如图乙所示，已知真空中的光速为3×108m/s，如果用频率为5×1014Hz的橙色光照射双缝：
(1)该橙光的波长是______m。
(2)P点出现______(填“亮”或“暗”)条纹。
(3)仅将橙光换成红光，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距______(填“变大”“变小”或“不变”)。
11.某研究性学习小组为了研究一只标有“2.0V 1.0W”字样小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供了以下器材：
A.电源E：电动势为3.0V，内阻不计；
B.电压表V：量程为0～3V，内阻约为1kΩ；
C.电流表A1：量程为0～3A，内阻约为0.1Ω；
D.电流表A2：量程为0～0.6A，内阻约为0.6Ω；
E.滑动变阻器R1：最大阻值为10Ω，额定电流为2.0A；
F.滑动变阻器R2：最大阻值为15kΩ，额定电流为0.5A；
G.开关S，导线若干。
(1)实验中电流表应选______(填“A1”或“A2”)，滑动变阻器应选用______(填“R1”或“R2”)。
(2)实验设计的电路如图甲所示，请根据电路图将实物图乙连接完整。连接好电路后，在闭合开关前，应将图乙中滑动变阻器的滑片移到______(填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关后移动滑动变阻器。测出多组电压表和电流表的示数U、I，根据测得的数据，已在I−U坐标系中描点，如图丙所示，请作出I−U图线，并由此判断：小灯泡的电阻随温度升高而______(填“增大”或“减小”)。
(4)将同种规格的两个这样的小灯泡并联后再与R=2Ω的定值电阻串联，接在电动势为2V、内阻不计的电源上，如图丁所示，闭合开关S后。两个小灯泡的总功率为______W(结果保留两位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共39分。
12.如图所示，两竖直挡板间有一光滑的水平直杆，一轻弹簧穿在杆上，左侧与挡板相连，右侧与穿在杆上的小球甲相连，现让小球甲开始做简谐运动，其位移随时间的关系为x=2sin5πt(cm)，当小球甲经过平衡位置时，在小球甲正上方由静止释放小球乙，结果甲与乙恰好相碰.甲、乙均视为质点，弹簧的劲度系数k=100N/m，重力加速度g取10m/s2，不计一切摩擦，求：
(1)小球乙下落的高度ℎ；
(2)小球甲的最大动能Ek。
13.如图所示，足够长不透光水平挡板上开有一小孔P，水平挡板下方一定距离处有一水平放置的足够长平面镜，一束光线以45°的入射角通过小孔射到平面镜上，通过反射照射到挡板下表面的M点。现在将一块厚度为d的(d小于挡板和平面镜间的距离)足够长平行玻璃砖平放在平面镜上，则光线通过折射后经平面镜反射再从玻璃砖的上表面射出，打在挡板下表面上的N点(图中未画出)，已知玻璃砖对光的折射率n= 2，真空中光束为c。求

(1)光束通过玻璃砖的路程s；
(2)放入玻璃砖前后两次光束从P点射入到打在挡板上的时间差Δt。
14.如图所示，质量为4m的足够长木板a静止在光滑水平面上，质量为m的物块b放在长木板上表面的左端，右侧共有n个质量均为m的物块一字排开静止在水平面上，现使a、b一起以初速度v0向右运动，以后每次碰撞板与物块、物块与物块均会粘在一起，每次碰撞前瞬间，b与a均恰好达到共速，重力加速度为g，开始时物块1与2间的距离为s，不计碰撞时间和物块的大小，求：
(1)a与物块1碰撞过程中，物块1对a的冲量大小；
(2)b与a间的动摩擦因数；
(3)从a与物块1碰撞后瞬间到与物块n碰撞前瞬间，b运动的距离。
答案解析
1.【答案】C
【解析】解：A.物体运动时间t内，重力的冲量大小为mgt，故A错误；
B.力F的方向斜向右上，由于冲量方向与力的方向相同，所以F的冲量方向也是斜向右上，且与水平方向夹角为θ，故B错误；
CD.由于物体在做匀速直线运动，所以摩擦力与拉力F在水平方向的分量相等，所以摩擦力大小为Fcsθ，摩擦力冲量为Ftcsθ，而力F的冲量为Ft，故D错误，故C正确。
故选：C。
根据冲量的定义可以判断AB选项，利用物体运动状态，分析出摩擦力冲量可以判断CD选项。
本题重点考查对于冲量定义的理解，题目内容比较简单。
2.【答案】D
【解析】解：由于小车向右做匀加速直线运动，故小球和物体的加速度与车的一样，先对小球和物体受力分析，如图所示
设小球的质量为m，对小球受力分析可得：F=mgtanθ=ma，解得a=gtanθ
对物体受力分析得：FN=Ma，Mg=f=μFN，解得μ =1tanθ，故ABC错误，D正确。
故选：D。
对小球和物体受力分析，结合牛顿第二定律列式求解即可。
本题考查学生对物体的受力分析与牛顿第二定律的结合运用，需要注意小球和物体的加速度是一样的。
3.【答案】C
【解析】解：ABC、人在和地面接触时，人的速度减为零，根据动能定理有：mgℎ=12mv2，由动量定理可知I=(F−mg)t=Δmv；
而脚尖着地可以增加人着地的时间，由公式可知可以减小受到地面的冲击力；但动量的变化量和冲量不变，故C正确，AB错误。
D、根据压强公式p=FS可知，由于士兵都是让脚尖先着地，接触面积小，压强反而是增大的，故D错误。
故选：C。
人落下时速度的变化量相同，根据动量定理可分析让脚尖着地的好处．
本题考查动量定理的定性的应用，物理知识在生产生活中有着广泛的应用，在学习中应注意体会。
4.【答案】D
【解析】答：A、在月球表面，根据万有引力等于重力有
GMmR2=mg0
根据密度公式
ρ=MV，其中V=43πR3
联立解得，月球平均密度为
ρ=3g04πGR
故A错误；
C、根据牛顿第二定律有
GMmr2=ma
可得
a=GMr2
则载人飞船在P、Q点加速度之比为
a1：a2=(R+ℎ)2：R2
故C错误；
B、根据开普勒第三定律可知，轨道半径越小，则公转周期越小，所以在月球表面绕月飞行时，卫星的周期最小，根据万有引力提供向心力有
GMmR2=mg0=m4π2T2R
解得，绕月飞行的卫星的最小周期为
T=2π Rg0
故B错误；
D、根据开普勒第三定律有
R3T2=(2R+ℎ2)3T22
解得，载人飞船在椭圆轨道Ⅱ上的运动周期为
T2=πR (2R+ℎ)32g0
则载人飞船从Q点到P点所用时间为
t=12T2=π2R (2R+ℎ)32g0
故D正确。
故选：D。
A、在月球表面，根据万有引力等于重力求出月球质量，再结合月球体积求出平均密度；
B、绕月飞行的卫星的最小周期是在近月轨道上运行的周期，根据相关公式计算；
C、根据万有引力定律求出加速度之比；
D、利用开普勒第三定律和相关周期公式计算载人飞船从Q点到P点所用时间。
本题是一道综合性较强的天体运动问题，涵盖了万有引力定律、圆周运动规律和开普勒定律等多个知识点。题目难度较大，需要学生具备较强的分析和推理能力，特别是在处理椭圆轨道问题时，要求学生能够熟练运用开普勒定律和相关公式进行计算。同时，题目也注重对基本公式和定律的理解与应用，是一道具有代表性的物理综合题。
5.【答案】C
【解析】解：甲球做自由落体运动，根据匀变速直线运动的位移—时间公式可得：R=12gt12
所以t1= 2Rg
乙球沿弧形槽做简谐运动(由于AC≪R，可认为偏角θ