安徽省合肥市2024_2025学年高二物理上学期期末试题含解析

这是一份安徽省合肥市2024_2025学年高二物理上学期期末试题含解析，共17页。试卷主要包含了实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本题共 48 分，其中 1-8 题为单选题，每题 4 分，9-10 题为多选题，每题 5 分，
全对得 5 分，漏选得 3 分，错选不得分）
1. 将可以当由转动的小磁针平行于地表放在赤道上，当在小磁针正上方放置一根南北方向的通电直导线，
并且电流方向自北向南，稳定静止时小磁针的指向可能正确的是（黑色一端代表小磁针的 N 极）（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】地磁场方向由南向北，故只在地磁场作用下，小磁针的 N 极指向北极，当直导线中通以方向由北
向南的电流时，在直导线下方会产生由西向东的磁场，则小磁针的 N 极将由北向东偏转。
故选 A
2. 在图中甲、乙所示的两电路中，电阻 R、电流表、电压表都是相同的，电源电动势相同，内电阻分别为
、 ，闭合开关后，图甲和乙电路中两电压表示数相同，电流表的示数分别为 、 ，则下列关系正
确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．设电压表内阻为 ，电流表内阻为 ，则有 ，
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由于图甲和乙电路中两电压表示数相同，可得
故 A 正确；
CD．甲图中有
乙图中有
则有
故 CD 错误；
B．甲图中内电压为
乙图中内电压为
则有
乙图中流过内阻电流为
根据 ，
可得
故 B 错误。
故选 A。
3. 如图所示，金属线框匝数为 N，面积为 S，其中 O、 为两条边的中点，磁感应强度为 B 的匀强磁场与
线框平面夹角 斜向上，现使线框右半部分绕虚线 向上转过 角（左部分不动），该过程穿过
线框磁通量变化量的大小（ ）
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A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】初始时，穿过线框磁通量为
现使线框右半部分绕虚线 向上转过 角（左部分不动），穿过线框磁通量为
则该过程穿过线框磁通量变化量的大小为
故选 C。
4. 如图所示，合肥六中物理探究学习小组的同学们，用一束可见光以相同的入射角θ射入半圆形玻璃砖的圆
心 O，经折射后分为两束单色光 A 和 B，下列说法正确的是（ ）
A. 在真空中，B 光波长比 A 光波长小
B. A、B 两束光相比较，在真空中的传播速度 A 光比 B 光大
C. 用同一双缝干涉实验装置做实验，A 光的干涉条纹间距小于 B 光的条纹间距
D. 若保持入射点 O 位置不变，将入射光线顺时针旋转增大入射角，A 光先从玻璃中消失
【答案】C
【解析】
【详解】A．因为 A 光的偏折程度大于 B 光，所以根据折射定律可知玻璃对 A 光的折射率大于对 B 光的折
射率，根据折射率大，频率大，波长短，则 A 光在真空中的波长小于 B 光在真空中的波长，故 A 错误；
B．A、B 两束光在真空中的传播速度相等，故 B 错误；
C．因 A 光的折射率大于 B 光的折射率，所以 A 光的波长小于 B 光的波长，用同一套双缝干涉装置进行实
验，由
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可知，A 光的干涉条纹间距比 B 光小，故 C 正确；
D．根据
可知若保持入射点 O 位置不变，将入射光线顺时针旋转增大入射角，但是折射角一定小于入射角，所以两
束单色光 A 和 B 都不会从玻璃中消失，故 D 错误。
故选 C。
5. 在真空中的 x 轴上的原点和 处分别固定一个点电荷 、 ，在 如处由静止释放一个正点
电荷 q，点电荷 q 只受电场力作用沿 x 轴正方向运动，经 处速度最大。则下列说法中正确的是（ ）
A. 点电荷 可能是负电荷
B. 点电荷 一定是正电荷
C. 点电荷 、 所带电荷量的绝对值之比为
D. 沿 x 轴正向从原点到 电势逐渐降低
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．正点电荷 q 经 处速度最大，则可知 处电场为 0，则有
解得
又由于静止释放的点电荷 q 只受电场力作用沿 x 轴正方向运动，则点电荷 一定是正电荷，点电荷 一定
是负电荷，故 AC 错误，B 正确；
D．从原点到 ，电场向左，由于沿着电场线电势逐渐降低，则沿 x 轴正向从原点到 电势逐渐
升高，故 D 错误；
故选 B。
6. 在如图甲所示的电路中，调节电阻箱的阻值，电压表示数随电阻箱阻值 R 的变化关系图像如图乙所示，
下列说法正确的是（ ）
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A. 电源电动势 ，内阻
B. 当 时，电源总功率为 ，内阻热功率为
C. 该电源输出功率的最大值为
D. 电阻箱阻值从 逐渐增加到 的过程中，电源的总功率减小，输出功率增大
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由乙图可知，当 时，有
当 时，路端电压 ，根据欧姆定律可得
则电源总功率为
内阻热功率为
由
解得内阻为
故 A 正确，B 错误；
C．电源的输出功率为
可知 时，电源的输出功率最大，则电源输出功率最大值为
故 C 错误；
D．电阻箱阻值从 逐渐增加到 的过程中，外电路电阻增大，总电流减小，则电源总功率减小；
由选项 C 的解析可知，当 时，电源输出功率最大，所以输出功率先增大后减小，故 D 错误。
故选 A。
7. 如图所示，置于水平面上的质量为 的木板右端水平固定有一轻质弹簧，木板的右侧有竖直方向的墙
壁，木板左端上方有质量为 m 的物体，二者一起以水平速度 v 向右运动，一切接触面摩擦不计，木板与墙
碰撞无机械能损失，木板原速率反弹，则下列说法正确的是（ ）
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A. 木板与墙碰撞前后，物体、木板组成的系统动量守恒
B. 当物体速度为零时，木板速度大小为
C. 当物体向右运动速度为零时；弹簧弹性势能最大
D. 物体最终与木板以 速度共同向左运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．木板与墙碰撞前，系统动量为 ，碰撞后系统动量为
则木板与墙碰撞前后，物块、木板组成的系统动量不守恒，故 A 错误；
B．板与墙碰撞无机械能损失，碰撞后板以原速率 v 反弹，板与墙碰撞以后，木板向左运动，物体向右运动，
物体与弹簧接触后，物体与木板均做减速运动，当物体速度减到零时，设木板速度为 v1，以向左为正方向，
根据动量守恒定律得
解得
故 B 正确；
C．物体速度为零木板具有向左的速度，在弹簧的弹力作用下，物体要向左加速运动，木板继续向左做减速
运动。当物体和木板对地的速度相同时，弹簧的压缩量最大，此时弹簧弹性势能最大值，故 C 错误；
D．当物体和木板对地的速度相同时，在弹簧的弹力作用下，物体继续要向左加速运动，木板继续向左做减
速运动。当弹簧恢复原长时，物体的速度大于木板的速度，物体一定会从板的最左端掉下来，故 D 错误。
故选 B。
8. 一列沿 x 轴负向传播的简谐横波，在 时刻的波形图如图所示，在 时刻，坐标为 的质
点 M 在 时刻后首次位于波谷，其中图中质点 N 的坐标是 ，质点 P 的横坐标 ，则以下说
法正确的是（ ）
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A. 在 时刻，质点 M 速度方向沿 x 轴负向
B. 在 时刻，质点 M，P 速度大小相等
C. 在 时刻，质点 P 具有最大的正向加速度
D. 在 时刻，质点 N 首次位于波峰
【答案】B
【解析】
【详解】A．波沿 x 轴负向传播，根据平移法可知， 时刻，质点 M 速度方向沿 y 轴负向，故 A 错误；
B． 时刻，坐标为 的质点 M 在 时刻后首次位于波谷，则有 s
解得 s
由图可知波长为 4m，则波速为
在 时刻，波向左平移 m
质点 M，P 关于波谷对称，速度大小相等，故 B 正确；
C．在 时刻，质点 P 在平衡位置，加速度为 0，故 C 错误；
D．根据波的平移可知，质点 N 首次位于波峰的时间为 s
故 D 错误；
故选 B。
9. 实验室中常用荧光物质探测带电粒子的运动规律。如图所示，空间中存在竖直向下的匀强电场，两块间
距为 d 的足够大平行金属板 M、N 水平置于电场中，两板内侧均匀涂有荧光物质。N 板上某处有一粒子源 O
，可以向两板间各个方向均匀发射质量为 m、电荷量大小为 q、速度大小为 的带电粒子，粒子撞击到荧光
物质会使其发出荧光。已知发射方向与金属板 N 夹角 的粒子恰好没有打在 M 板（图中未画出），不计
粒子重力，则下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子电性为正电
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B. 打在 N 板上粒子离 O 点最远距离为
C. 电场强度大小
D. M 板上 发光面积为
【答案】ACD
【解析】
【详解】AC．发射方向与金属板 N 夹角 的粒子恰好没有打在 M 板，则粒子沿电场方向做减速运动，即
所受电场力指向 N 板，可知，带电粒子电性为正电，则有
又有
解得 ，
故 AC 正确；
B．设打在 N 板上粒子离 O 点最远距离时初速度与 板夹角为 ，则有 ，
联立可得
可知，当 时， 最大为 ，此时竖直方向上的最大位移
则打在 N 板上粒子离 O 点最远距离为 ，故 B 错误；
D．发射方向与金属板 N 夹角 粒子恰好没有打在 M 板，则有运动时间为
水平方向运动位移为
M 板上的发光面积为
故 D 正确。
故选 ACD。
10. 一质量为 的物块静止在水平面上，如图甲所示。 时刻，对物块施加一水平向右的拉力 F，
通过力传感器测得拉力 F 随时间的变化关系如图乙所示。已知物块与地面间的摩擦因数 ，且认为最
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大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取 。则（ ）
A. 至 时间内，摩擦力对物块的冲量为 0
B. 时刻，拉力 F 的功率等于
C. 至 时间内，拉力 F 做的功等于
D. 后，物块将继续向前运动 停下来
【答案】BD
【解析】
【详解】A．物块与地面间的最大静摩擦力为
故物块在 内处于静止，物块受到的摩擦力为静摩擦力，大小等于拉力 F 大小，则摩擦力对物块的冲
量不为 0，故 A 错误；
B．物块在 时开始运动，在 内根据动量定理可得
由图乙可知拉力 F 的冲量为
解得 时刻，物块的速度大小为
则 时刻，拉力 F 的功率等于
故 B 正确；
C． 至 时间内，根据动能定理可得
可得拉力 F 做的功满足
故 C 错误；
D．在 内根据动量定理可得
由图乙可知拉力 F 的冲量为
解得 时刻，物块的速度大小为
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后，根据动量定理可得
解得
可知 后，物块将继续向前运动 停下来，故 D 正确。
故选 BD。
二、实验题（本题共 16 分，其中第 11 愿 6 分，第 12 题 10 分）
11. 小菱同学在玩具中发现一块上、下表面平行的玻璃砖，小菱将其带到实验室，准备用“插针法”测量其
折射率。
（1）小菱在实验室找到了木板、白纸、大头针、图钉、量角器，他另外还需要一种实验器材，请填写所缺
器材的名称：_________
（2）如图甲所示，小菱先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻
璃砖的界面 和 。过 上的一点 O（作为入射点）画法线 ，并画 AO 作为入射光线；在直线
AO 上竖直地插上 、 两枚大头针。则接下来要完成的必要步骤有：_________
A. 插上大头针 ，使 仅挡住 的像
B. 插上大头针 ，使 挡住 和 的像
C. 插上大头针 ，使 仅挡住
D. 插上大头针 ，使 挡住 和 、 的像
（3）测量图甲中角 和 的大小，则玻璃砖的折射率 _________
（4）小菱同学虽测出了入射角和折射角，但苦于无法得知非特殊角的正弦值，故不能准确算出折射率，于
是他利用同学提供的圆规和刻度尺，以入射点 O 为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于 P、Q 点，
再过 P、Q 点作法线 的垂线，垂足分别为 C、D 点，如图所示，则玻璃的折射率 _________（用图
中线段的字母表示）。
（5）若小菱准确的画好玻璃砖界面 和 后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些。如图丙所示，
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若其他操作正确，则折射率的测量值_________（选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。
【答案】（1）三角板 （2）BD
（3）
（4）
（5）等于
【解析】
【小问 1 详解】
小菱在实验室找到了木板、白纸、大头针、图钉、量角器，玻璃砖，还需要三角板辅助作图。
【小问 2 详解】
该同学接下来要完成的必要步骤有，确定皮 P3 大头针的位置，方法是插上大头针 P3，使 P3 能挡住 P1、P2
的像。确定 P4 大头针的位置，方法是大头针 P4 能挡住 P3 和 P1、P2 的像。故该同学接下来要完成的必要步
骤有 BD。
故选 BD。
小问 3 详解】
玻璃砖的折射率为
【小问 4 详解】
几何关系可知
因为
则
【小问 5 详解】
如下图
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实际光路图为 PMNG，测量光路图为 PQNG，根据折射定律知，PM 平行于 QNG，且 M 点到 的距离等
于 N 点到 的距离，所以四边形 PMNQ 为平行四边形，则折射率的测量值等于准确值。
12. 某兴趣小组利用半偏法测量量程为 的电流表的内阻，实验电路如图甲所示。
实验步骤如下：
①按图连接好电路，将电阻箱 的阻值调至最大；
②闭合开关 、断开开关 ，调节电阻箱 ，使电流表调偏；
③保持电阻箱 接入电路的电阻不变，再闭合开关 ，调节电阻箱 使电流表示数为 ，记录此时电
阻箱 的阻值。
（1）在步骤③中，若记录的电阻箱阻值 ，则电流表的内阻为_________ ；
（2）将该电流表和电阻箱并联改装成一个量程为 的新电流表，则电阻箱的阻值应该调整到_________
；
（3）该小组用这个新电流表去测量一节干电池的电动势和内阻，除了待测干电池、新电流表、开关和若干
导线之外，实验室还提供了以下器材：
A.电压表 V（量程为 、内阻约为 ）
B.滑动变阻器 R（ ，最大电流为 ）
该小组设计的电路图如图乙所示，为了准确测量干电池内阻，改装后的新电流表应该接在_____（选填“a”
或“b”）点。
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（4）闭合开关 S，改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电压表的示数 U 和新电流表的示数 I，根据实验
数据所绘制出的 图像如图丙所示。根据图像可得，被测干电池的电动势 _________V，内阻
_________ （结果均保留两位小数）。
【答案】（1）
（2）0.6 （3）a
（4） ①. 1.48 ②. 1.43
【解析】
【小问 1 详解】
闭合开关 ，调节电阻箱 使电流表示数为 ，根据并联电路电阻与电流关系可知
【小问 2 详解】
根据并联电路规律有
代入数据有
【小问 3 详解】
由于电流表内阻已知，为了准确测量干电池内阻，改装后的新电流表应该接在 a 点；
【小问 4 详解】
根据闭合电路欧姆定律有
变形可得
根据图像的斜率与截距有 V，
解得
三、解答题（共 42 分，其中第 13 题 12 分，第 14 题 14 分，第 15 题 16 分）
13. 如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场，有四分之一圆弧形的绝缘硬质管竖直固定在匀强
电场中，圆心与管口在同一水平线上，管的半径为 R，下端管口切线水平，离水平地面的距离为 ，
有一质量为 m 的带电荷量 的小球从管的上端口 C 由静止释放，小球与管间摩擦不计，小球从下端管口 D
飞出时，管壁对小球的作用力大小为 ，重力加速度为 g。求：
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（1）匀强电场的场强大小；
（2）小球从 D 点经过多久落地；
（3）小球落地时的速度大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
小球从下端管口飞出时，根据牛顿第二定律有
小球从 C 运动到管口 D 的过程中，只有重力和电场力做功，根据动能定理得
解得
【小问 2 详解】
小球从下端管口 D 飞出后，竖直方向做自由落体运动，则有
解得
【小问 3 详解】
水平方向的加速度为
落地时水平方向的速度为
竖直方向的速度为
落地时的速度为
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14. 如图所示，质量 的物体 Q 放在地面上，其上端连接一轻质弹簧，将质量为 的物
体 P 放在弹簧上端并与之连接，使 P 上下振动，形成竖直方向的弹簧振子。已知弹簧原长为 ，劲度系
数 ，g 取 ，P、Q 的厚度可忽略不计。
（1）当物体 P 做简谐运动时，求它的平衡位置离地面的高度 h；
（2）若在物体 P 振动过程中弹簧始终不拉伸，那么当物体 P 以最大振幅振动时，求物体 Q 对地面的最大压
力；
（3）在第（2）问的基础上，求弹簧最大的弹性势能及物体 P 的最大速度的大小。
【答案】（1）0.07m
（2）10N （3）0.18J；
【解析】
【小问 1 详解】
P 在平衡位置时，所受合力为零，设弹簧的压缩量为 ，则
解得 m
则 P 的平衡位置离地面的高度 m
【小问 2 详解】
物体 P 在振动过程中弹簧始终不拉伸，最大振幅 m
在最低点时，Q 对地面压力最大，此时弹簧压缩形变量为 2A，物体 Q 对地面的最大压力为
N
方向竖直向下。
【小问 3 详解】
P 运动到最低点时弹性势能最大，根据机械能守恒定律，弹簧最大弹性势能为 J
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P 运动到平衡位置速度最大，根据动能定理
解得
15. 如图所示，光滑轨道 ABCD 固定在竖直平面内，AB 部分水平，BCD 为半径 的半圆轨道，在 B
处与 AB 相切。在直轨道 AB 上放着质量分别 、 的物块 M、N（均可视为质点），用轻质
细绳将 M、N 连接在一起，且 A、B 间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。直轨道 AB 左侧的光滑水
平地面上停着质量 的小车，小车上表面与 AB 等高，小车的长度 。现将细绳剪断，之后 M
向左滑上小车，N 向右滑动且恰好能通过半圆轨道上的最高点 D。物块 M 与小车之间的动摩擦因数
，重力加速度大小 。
（1）当物块 N 运动到圆弧轨道的最低点 B 时，求轨道对物块 N 的支持力大小；
（2）求剪断细绳之前弹簧的弹性势能 ；
（3）判断物块 M 最终是否会滑离小车。如果不会，计算它相对小车静止时，距小车右端的距离；如果会，
计算它离开小车左端时的速度。
【答案】（1）60N （2）60J
（3）不会， m
【解析】
【小问 1 详解】
对 N 分析，在轨道最高点由牛顿第二定律可得
从 B 到 D 由动能定理可得
在 B 点由牛顿第二定律可得
联立以上方程可得 N
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【小问 2 详解】
细绳剪断之后，由动量守恒定律可得
由能量守恒可得
联立以上方程可得 J
【小问 3 详解】
假设 M 与小车有共同速度 v，由动量守恒定律可得
由能量守恒可得
解得 m