2024-2025学年重庆市部分校联考高二（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年重庆市部分校联考高二（下）期末物理试卷（含解析），共12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。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.2025年4月24日，中国第二十艘神舟系列载人飞船成功发射，宇航员与地面的通话信息经处理后通过电磁波传输。下列电磁波中频率最大的是( )
A. 微波B. X射线C. γ射线D. 红外线
2.2025年1月7日，西藏日喀则市定日县发生6.8级地震，震源深度10公里。关于机械振动和波，下列说法正确的是( )
A. 波源振动得越快，波就传播得越快
B. 做简谐运动的物体所受回复力一定是物体所受的合外力
C. 做受迫振动的物体，其稳定时的振动频率不一定等于驱动力的频率
D. 当驱动力的频率等于固有频率时，物体做受迫振动的振幅达到最大值
3.蝙蝠具有一种回声定位的特殊本领，它们会发出超声波，再用灵敏的耳朵收集周围传来的回声。回声会告诉蝙蝠附近物体的位置和大小，以及物体是否在移动。下列说法中正确的是( )
A. 蝙蝠发出的超声波进入水中后传播速度不变
B. 不同蝙蝠发出不同频率的超声波可能发生干涉
C. 蝙蝠听到回声的频率变高时，能判断出猎物正在靠近
D. 蝙蝠产生高频的超声波目的是波长较长更容易被猎物反射
4.在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，其直流电阻为RL，则下列说法正确的是( )
A. 合上开关后，c先亮，a、b后亮
B. 断开开关时，N点电势高于M点
C. 断开开关后，b立即熄灭，a缓慢熄灭
D. 断开开关后，a、b都闪亮一下后缓慢熄灭
5.如图甲，“战绳训练”是当下常见的健身方式，健身爱好者甩动战绳令其在竖直平面内形成简谐波。图乙是某次训练中t=0时刻战绳波形图，绳上质点P的振动图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 从t=0到t=0.3s，质点P通过的路程为300cm
B. 该波沿x轴正方向传播
C. 该波的传播速度为20m/s
D. 若增大抖动的幅度，波速会增大
6.市环保局在沿江化工企业的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，其长为L、直径为D，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向下，大小为B，在前后两个内侧面a、c固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经测量管时，a、c两端电压为U，显示仪器显示污水流量Q(单位时间内排出的污水体积)。则( )
A. a侧电势比c侧电势低
B. 污水中离子浓度越高，显示仪器的示数将越大
C. 污水流速v=UBL
D. 污水流量Q与D有关，与L无关
7.一个边长为2L的正方形ABCD区域内，有垂直纸面的匀强磁场，其中ABC范围内的磁场垂直纸面向内，ACD范围内的磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B，如图所示。其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化规律正确的是( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中，如图所示。把木筷往上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动。若取竖直向上为正方向，则以下描述试管的位移、速度时间图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
9.如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动可以产生交变电流，其电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，线圈电阻r=0.5Ω，电阻R=4.5Ω，其余电阻不计。则( )
A. 电阻R两端电压为10VB. t=0.01s时，线圈位于中性面
C. 在1s内，电流的方向改变50次D. 电阻R在5s内产生的热量为90J
10.一列横波沿直线传播，显示屏上可观察各个时刻的波形图。在波的传播方向上有A、B两点。在t时刻A、B两点间形成如图甲所示波形，在t+3s时刻A、B两点间形成如图乙所示波形，已知A、B两点平衡位置间距离a=9m，则以下说法中正确的是( )
A. 若周期为4s，波一定向右传播B. 若周期为4s，波一定向左传播
C. 该波波速可能的最小值为2.5m/sD. 若波速为8.5m/s，波一定向左传播
三、实验题：本大题共1小题，共6分。
11.用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，在图中画出光路以及标注出入射角i和折射角r。
(1)用所测物理量计算折射率的公式为n=_____；
(2)插大头针P4符合要求的是_______；
A.只需要P4挡住P3的像
B.只需要P4挡住P1和P2的像
C.需要P4挡住P3以及P1和P2的像
(3)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃砖的折射率n=______(结果保留两位有效数字)。
四、计算题：本大题共4小题，共51分。
12.如图甲所示是一个物理兴趣小组设计的实验装置，能够测量当地的重力加速度并验证机械能守恒定律。先将力的传感器固定在天花板上，再用一条细线，一端系住一个小球，另一端系在传感器上，传感器可以显示出拉力的大小。
(1)在测量过程中，下列操作合理的是______；
A.先测好摆长，再将单摆悬挂到力传感器上
B.释放单摆时，摆角尽量大些，以便观察
C.摆线应选用不可伸缩的轻质细绳
(2)实验开始前，用游标卡尺测出小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径D=_____mm。并正确测出悬线的长为L；
(3)将小球拉离平衡位置使细线与竖直方向成一定的张角θ(未知但小于5°)，由静止释放小球，使小球在竖直面内做往复运动，力传感器测出悬线的拉力随时间变化的关系如图丙所示，其拉力变化周期为T0，则当地的重力加速度g=_____；(均用已知和测量物理量的符号表示)
(4)若考虑单摆振动时受到空气浮力的影响，振动周期_____(填“变大”“变小”或“不变”)
13.如图甲所示，王亚平在天宫课堂中演示了水球光学实验，在完全失重时往水球中央注入空气形成了一个内含气泡的水球。其简化模型如图乙所示，气泡与水球同心，半径分别为r、5r。在过球心的平面内，用一细束单色光照射这一水球上的a点，光束恰好在气泡表面发生全反射，然后从水球b点射出。已知a、b两点之间的距离为6r。求：
(1)在气泡表面发生全反射时的入射角大小；
(2)水的折射率。
14.我国高铁技术领先世界，高铁为国人出行提供了极大的便利。如图是某高铁电网为运行的高铁机车(图中用M表示)提供电能的示意图(R0为定值电阻，大小未知)。电网电压U1为110kV，经理想变压器降压后U2=27.5kV。高铁机车运行时，获得的电压为25kV，功率为5000kW。求：
(1)理想变压器原、副线圈匝数比；
(2)原线圈回路的电流；
(3)电阻R0的阻值。
15.如图所示，同一平面内两组宽度分别为L1=0.5m、L2=1m的足够长光滑导体轨道倾斜固定，倾角为θ=30 ∘，两轨道间连有定值电阻R=2Ω，其余部分电阻不计。金属杆a、b水平放置并与轨道垂直且接触良好，其中金属杆b通过平行于导轨的轻绳系在固定的拉力传感器上。整个装置处于磁感应强度大小为B=1T、方向垂直轨道平面向上的匀强磁场中，现将金属杆a由静止释放。已知金属杆a、b的质量分别为m1=0.1kg和m2=0.2kg，重力加速为g=10m/s2。
(1)当金属杆a的速度为v0=2m/s时(未达到匀速状态)，求拉力传感器的示数；
(2)若金属杆a从释放到恰好达到匀速直线运动的过程中定值电阻R上产生的焦耳热为Q=13.6J，求该过程杆沿轨道下滑的距离；
(3)当金属杆a由静止释放时，若同时剪断轻绳，求最终两杆的速度大小。
答案解析
1.【答案】C
【解析】电磁波谱按频率由低到高排列为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。故选项中频率最大的是γ射线。
故选C。
2.【答案】D
【解析】A.波速由介质决定，与波源振动频率无关。波源振动越快(频率越高)，波的频率越高，但传播速度不变，故A错误。
B.简谐运动的回复力是使物体回到平衡位置的力，但合外力可能包含其他分量(如单摆的法向力)，故B错误。
C.受迫振动稳定时，振动频率一定等于驱动力的频率，故C错误。
D.当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，振幅最大，故D正确。
故选D。
3.【答案】C
【解析】A.声速由介质决定，水中声速大于空气中声速，故超声波进入水中后速度增大，选项A错误；
B.干涉需要频率相同，不同蝙蝠发出的超声波频率不同，无法干涉，选项B错误；
C.根据多普勒效应，猎物靠近时反射的回声频率变高，蝙蝠据此判断猎物靠近，选项C正确；
D.高频超声波对应更短波长，短波长分辨率更高，而非“波长较长”，选项D错误。
故选C。
4.【答案】B
【解析】A. 合上开关后，b、c先亮，a所在的支路，由于线圈产生自感电动势阻碍电流增加，则a逐渐亮起来，选项A错误；
BCD.断开开关时，通过bc灯原来的电流立刻消失，c灯立即熄灭；而由于线圈中产生自感电动势，相当电源在ab中重新组成回路，可知通过b的电流从N到M，即N点电势高于M点，由于电路稳定时通过线圈的电流小于通过b的电流，则ab两灯都逐渐熄灭，选项B正确，CD错误；
故选B。
5.【答案】A
【解析】【分析】
该题考查波的图像、振动图像相关知识。熟知图像特点和规律并能从中获取有用信息是解决本题的关键。
由图可知周期和波长，由此分析质点P通过的路程和波传播速度；根据波形平移法分析传播方向；传播速度只由介质决定。
【解答】
A.由图乙可知，周期为 0.2s ，由于Δt=0.3s=T+12T，可知从 t=0 到 t=0.3s ，质点P通过的路程为s=4A+2A=6×50cm=300cm，故A正确；
B.由图乙可知， t=0 时刻质点P沿 y 轴正方向振动，根据波形平移法可知，该波沿x轴负方向传播，故B错误；
C.由图甲可知波长为 2m ，则该波的传播速度为v=20.2m/s=10m/s，故C错误；
D.机械波的传播速度只由介质决定，若增大抖动的幅度，波速保持不变，故D错误。
故选A。
6.【答案】D
【解析】磁场方向竖直向下，由左手定则可知，污水中的正离子聚集到a侧，负离子聚集到c侧，a侧电势比c侧电势高，故 A错误；达到平衡时，电势差稳定，有qvB=qE，即qvB=qUD，解得U=BDv，则污水流速v=UBD，流量Q=vS=πD2v4=πDU4B，可知显示仪器的示数与离子浓度无关，污水流量与D有关，与L无关，故 B、C错误，D正确．
7.【答案】A
【解析】【分析】
根据右手定则或者楞次定律判断电流方向，根据电流方向和有效切割长度，结合E=BLv，判断电流的变化。
【解答】
线框从开始进入磁场到运动L的过程中，只有边bc切割磁感线，感应电流不变，根据右手定则可知，产生逆时针方向的感应电流，即为正方向；前进了L后，边bc开始出垂直纸面向里的磁场，进入垂直纸面向外的磁场，边ad开始进入磁场，回路中的感应电动势为边bc在垂直纸面向外的磁场中产生的电动势的2倍，随着线框的运动，感应电动势逐渐增大，电流逐渐增大，方向为顺时针方向，即为负方向；当再前进L时，边bc完全出磁场，边ad开始出垂直纸面向里的磁场，进入垂直纸面向外的磁场，有效切割长度逐渐减小，根据楞次定律可得，线框中产生顺时针方向的感应电流，即为负方向；当再前进L2时，切割磁感线的长度为零，之后切割磁感线的长度逐渐增大，根据楞次定律可得，产生逆时针方向的感应电流，即为正方向，故A正确，B、C、D错误．
8.【答案】AD
【解析】由于木筷在水中做简谐运动，且初始时，木筷的位移由正向最大逐渐减小，速度由零逐渐增大，方向为负方向，且运动的速度、相对平衡位置的位移随时间的关系都应是三角函数的波形。
故选AD。
9.【答案】BD
【解析】A.交流电电动势的有效值 E=Em 2=10 2V 2=10V
根据串联电路分压原理可知电阻R两端电压 U=ERR+r=9V ，故A错误；
B.t=0.01s时，电动势为零，线圈平面处于中性面处，故B正确；
C.根据图乙可知周期为0.02s，一个周期内电流的方向改变两次，则1s对应50个周期，电流方向变化100次，故C错误；
D.电阻R在内产生的热量 Q=U2Rt=90J ，故D正确。
故选BD。
10.【答案】AD
【解析】A.若波向右传播，则有 34T+nT=3sn=0、1、2⋯
可得 T=124n+3sn=0、1、2⋯
当 T=4s 时， n=0 ，故A正确；
B.若波向左传播，则有 14T+nT=3sn=0、1、2⋯
可得 T=124n+1sn=0、1、2⋯
当 T=4s 时，n不是正整数，故B错误；
C.根据已知条件可知，波长 λ=6m 。由 v=λT 可知，周期最大时，波速最小。因有 Tmax=124×0+1s=12s
故有 vmin=λTmax=0.5m/s
故C错误；
D.若波向右传播，则有 v=λT=4n+32m/sn=0、1、2⋯
若波向左传播，则有 v=λT=4n+12m/sn=0、1、2⋯
当波速为 8.5m/s ，若波向右传播，则n=3.5不是正整数；若波向左传播，则n=4是正整数。故D正确。
故选AD。
11.【答案】(1) sinisinr
(2)C
(3)1.5

【解析】(1)入射角为 i ，折射角为 r ，根据折射定律，用所测物理量计算折射率的公式为 n=sinisinr
(2)插大头针 P4 需要挡住 P3 以及 P1 和 P2 的像，即保证四枚大头针在同一光路上，故选C。
(3)根据第一小问，折射率的表达式 n=sinisinr
则 sini=nsinr
故 sini−sinr 图像的斜率表示折射率，故 n=k=
12.【答案】(1)C
(2)9.7
(3) π2T02(L0+D2)
(4)变大
【详解】(1)A.先将单摆悬挂到力传感器上，然后再测摆长，故A错误；
B.释放单摆时，摆角不能大于5°，否则就不是简谐振动，故B错误；
C.摆线应选用不可伸缩的轻质细绳，故C正确。
故选C。
(2)10分度游标卡尺的精确值为 0.1mm ，由图可知小球的直径为
D=9mm+7×0.1mm=9.7mm
(3)单摆周期为 2T0 ，摆长为L=L0+D2
根据单摆周期公式可得2T0=2π Lg
解得当地的重力加速度为g=π2T02(L0+D2)
(4)由于浮力与摆球重力方向相反，摆球的质量没变，浮力对摆球的作用相当于小球所受重力减小，即等效重力加速度减小，因而振动周期变大。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
13.【答案】(1)光路图如图所示

由几何关系可得 Oc= Oa2−ac2= (5r)2−(3r)2=4r
则 tanθ=acOc−r=1
解得 θ=45 ∘
(2)由于光束恰好在气泡表面发生全反射，根据全反射临界角公式可得 sinθ=1n
解得水的折射率为 n= 2

【解析】详细解答和解析过程见答案
14.【答案】(1)由理想变压器原、副线圈的电压比与匝数比的关系可得 n1:n2=U1:U2=110:27.5=4:1
(2)高铁机车运行时副线圈的电流为 I2=PUM=5000×10325×103A=200A
由理想变压器原、副线圈的电流比与匝数比的关系可得 I1I2=n2n1
解得 I1=n2n1I2=14×200A=50A
(3)由欧姆定律可得电阻 R0 的阻值为 R0=U2−UMI2=27.5×103−25×103200Ω=12.5Ω

【解析】详细解答和解析过程见答案
15.【答案】(1)当金属杆a的速度为 v0=2m/s 时，产生的感应电动势 E=BL1v0
此时回路的感应电流 I=ER
对金属棒b进行分析有 T+BIL2=m2gsinθ
解得拉力传感器的示数 T=0.5N
(2)金属杆a恰好达到匀速直线运动时有 E1=BL1vm ， I1=E1R ， BI1L1=m1gsinθ
该过程设杆 a 轨道下滑距离为x，根据能量守恒定律有 m1gxsinθ=Q+12m1vm2
解得 x=28.8m
(3)两棒一起下滑时，由于电流方向相同，所受安培力方向均沿导轨向上，根据牛顿第二定律有 m1gsinθ−BIL1=m1a1 ， m2gsinθ−BIL2=m2a2
根据题中所给数据可知 a1=a2
即两棒加速度相等，两棒最终一起达到最大速度，向下做匀速直线运动，则有 E2=BL1+L2vm ， I2=E2R ， BI2L1=m1gsinθ
解得 vm=43m/s

【解析】详细解答和解析过程见答案