2025-2026学年甘肃省兰州市部分学校高二（上）期末物理试卷（含答案）

这是一份2025-2026学年甘肃省兰州市部分学校高二（上）期末物理试卷（含答案），共9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21分。
1.如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一质量为m的小球从距A点正上方R处由静止释放，小球由A点沿切线方向进入半圆轨道后又从B点冲出，已知半圆弧半径为R，小车质量是小球质量的k倍，不计一切摩擦，则下列说法正确的是( )
A. 在相互作用过程中小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球从小车的B点冲出后，不能上升到刚释放时的高度
C. 整个过程中小球和小车的机械能守恒
D. 小球从滑入轨道至圆弧轨道的最低点时小球的位移大小kk+1R
2.如图所示，有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球，从P点以相同的初速度垂直电场方向进入匀强电场E中，它们分别落到A、B、C三点，则可判断( )
A. 三个小球到达正极板时的动能关系是EkA>EkB>EkC
B. 三个小球在电场中运动的时间tA=tB=tC
C. 三个小球在电场中运动的加速度关系是aC>aB>aA
D. 落到A点的小球带负电，落到B点的小球不带电
3.如图所示，真空中三个点电荷分别置于等边三角形三个顶点上，其中a、b两点分别固定电荷量为+q的点电荷，c点固定电荷量为−4q的点电荷，三角形边长为L，O为其中心，点M、N、P为其三边中点，设点电荷在某点产生电势为φ=kQr(Q为点电荷电荷量，r为该点到点电荷的距离，取无穷远处电势为零)，关于O、M、N、P四点电场强度大小及电势高低，下列说法正确的是( )
A. O点场强大小为8kqL2，电势为0
B. P点场强大小为16kq3L2，电势为(4 3−8)kq 3L
C. M点和N点场强大小相等，电势不同
D. 电子由O点沿直线移动到P点过程中，加速度减小，电势能增大
4.如图所示是一个由电池E、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，平行板电容器中央有一个液滴处于平衡状态，当增大电容器两板间距离的过程中( )
A. 电容器的电容变大 B. 电阻R中有从b流向a的电流
C. 液滴带正电 D. 液滴向下加速运动
5.如图所示，直角三角形ABC为―棱镜的横截面，∠B=90°，∠C=60°。一束由a、b光组成的复色光线平行于底边BC由AB上M点射入棱镜。经棱镜折射后仅有a光从AC上N点射出。则( )
A. 与a光相比，b光的临界角较大
B. 与a光相比，b光在棱镜中的传播速度更小
C. 与a光相比，b光在空气中更容易发生明显的衍射
D. b光能从BC上射出
6.如图所示，一光滑绝缘的半圆柱体固定在水平地面上，其横截面是半径为R的半圆。现让质量为m、带电量为+q的小球从半圆柱体顶端Q由静止沿圆柱体表面滑下，当滑至与竖直方向的夹角为θ的位置P时，恰好离开半圆柱体。若在空间加上方向竖直向下的匀强电场(图中未画出)，电场强度大小E=mgq，重力加速度为g，其他条件不变，则下列说法正确的是( )
A. 未加电场时，θ角的余弦值为34
B. 未加电场时，小球在P点恰好离开圆柱体时的速度大小为12 3gR
C. 加上电场时，小球将在QP之间某位置离开圆柱体
D. 加上电场时，小球恰好离开圆柱体时的速度大小为 43gR
7.如图所示，AB为固定的光滑圆弧轨道，O为圆心，AO水平，BO竖直，轨道半径为R，当地重力加速度为g，将质量为m的小球(可视为质点)从A点由静止释放，经时间t到达B，在小球从A点运动到B点的过程中( )
A. 小球所受合力的冲量指向圆心
B. 小球所受支持力的冲量大小是 m2g2t2+2m2gR
C. 小球受到的重力的冲量为0，重力做的功不为0
D. 小球受到的支持力的冲量为0，支持力做的功也是0
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.如图所示，理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干，设电动机的线圈电阻为R1，它与电热丝的电阻R2串联，接到直流电源上，电路中电流为I，电动机压为U1，消耗的电功率为P1，电热丝两端电压为U2，消耗的电功率为P2，则有( )
A. P1=U1I
B. U1=IR1
C. P2=I2R2
D. U2=IR2
9.甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速大小相同，图(a)为t=0时两列波的部分波形图，图(b)为x=0处质点参入乙波的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 乙波周期为2s
B. 两列波的波速均为10cm/s
C. t=0开始，乙波波谷到达x=0处最短时间为0.5s
D. 0～10s内，x=0处质点2次到达正向最大位移处
10.绝缘水平面上固定一负点电荷Q，另一质量为m、电荷量为−q的滑块(可看作点电荷)从a点以初速度v0沿水平面离开Q运动，到达b点时速度减为零．已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.以下判断正确的是( )
A. 滑块在运动过程中所受Q的库仑力一直大于滑动摩擦力
B. 滑块在运动过程的中间时刻，速度的大小等于v02
C. 此过程中达到最大速度时，P到Q距离为r= kQqμmg
D. Q产生的电场中，a、b两点间的电势差为Uab=m(v02− 2μgs)2q
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.(1)某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是______。
A.光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件
B.透镜的作用是使光更集中
C.单缝的作用是获得线光源
D.双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多
(2)如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖(侧面分别记为A和B、顶角大小为θ)的折射率。
①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点；
②将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef
③在cd上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住______(选填“P1”、“P2”或“P1和P2”)的虚像；
④确定出射光线的位置______(选填“需要”或“不需要”)第四枚大头针；
⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率n= ______。
12.掺氟氧化锡(FTO)玻璃在太阳能电池研发领域有重要应用，它由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成。为了测量该薄膜厚度d，某兴趣小组开展了如下实验：
(1)选取如图a所示的一块长条型FTO玻璃，测出其长度为L，宽度为b。
(2)用欧姆表接薄膜M、N两端，测得薄膜电阻Rx约为40Ω。为了获得多组数据，进一步精确测量Rx的阻值，有如下器材可供选用：
A.电源E(电动势为3V，内阻约为0.2Ω)
B.电压表V(量程0～1V，内阻为RV=1000Ω)
C.电流表A1(量程0～0.6A，内阻约为1Ω)
D.电流表A2(量程0～100mA，内阻约为3Ω)
E.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω)
F.定值电阻R1=20Ω
G.定值电阻R2=2000Ω
H.开关一个，导线若干
(3)其中，电流表应选______(选填“A1”或“A2”)，定值电阻应选______(选填“R1”或“R2”)。
(4)根据以上要求，将图b所示的器材符号连线，组成测量电路图。
(5)闭合电键，调节滑动变阻器，测得电压表示数为U，电流表示数为I，则可精确测得薄膜电阻阻值Rx=______(用U、I、RV、R1或R2表示)。
(6)已知该薄膜的电阻率为P，根据以上实验，测得其电阻值为Rx，则该薄膜的厚度d=______(用P、L、b和Rx表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
13.如图所示，一束截面为圆形(半径R=1m)的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区，屏幕S至球心距离为D=( 2+1)m，不考虑光的干涉和衍射，试问：
①若玻璃半球对紫色光的折射率为n= 2，请你求出圆形亮区的半径。
②若将题干中紫色改为白光，在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色？
14.有三根长度均为L=0.3m的不可伸长的绝缘细线，其中两根的一端分别固定在天花板上的P、Q点，另一端分别拴有质量均为m=0.12kg的带电小球A和B，其中A球带正电，电荷量为q=3×10−6C.A、B之间用第三根线连接起来．在水平向左的匀强电场E作用下，A、B保持静止，悬线仍处于竖直方向，且A、B间细线恰好伸直．(静电力恒量k=9×109N⋅m2/C2.)
(1)此匀强电场的电场强度E为多大；
(2)现将PA之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置．求此时细线QB所受的拉力T的大小，并求出A、B间细线与竖直方向的夹角θ；
(3)求A球的电势能与烧断前相比改变了多少(不计B球所带电荷对匀强电场的影响)．
15.如图所示，竖直面内的固定轨道由光滑14圆弧轨道AB和与圆弧轨道相切于B点的粗糙水平轨道BP(足够长)构成，圆弧半径R=1m，B、C两点间的距离也为R。小滑块乙静止在C点，小滑块甲自A端由静止开始沿轨道滑下，与小滑块乙发生第一次弹性碰撞(碰撞时间极短)后反弹，最高能滑到圆弧上距离B点的高度为R4的D点(图中未画出)，甲、乙与BP间的动摩擦因数均为μ=0.2，取重力加速度大小g=10m/s2，甲、乙均视为质点。
(1)求甲与乙碰撞前瞬间甲的速度大小v0；
(2)求甲的质量m1与乙的质量m2的比值；
(3)试通过计算判断甲与乙是否再次发生碰撞，并求甲最终静止时到B点的距离x。
参考答案
1.C
2.C
3.B
4.D
5.B
6.D
7.B
8.ACD
9.CD
10.CD
11.C P1和P2 需要 csαsinθ
12.A2，R2；

U(RV+R2)IRV−U； ρLbRx
13.圆形亮区的半径为1m 在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是紫色
14.解：(1)对B球进行受力分析，在水平方向受水平方向的电场力和A球施加的库仑力．
由于球均处于平衡状态，
B球水平方向合力为零，得：qBE=kqqBL2
E=kqL2=3×105N/C
(2)两球及细线最后位置如图所示，
对A、B球整体分析，受重力和线QB的拉力，
由平衡条件得：
T=2mg=2×0.12×10N=2.4N
对A球进行受力分析：A球受重力，电场力，AB线的拉力，库仑力，
由平衡条件得：重力和电场力的合力必须沿着线的方向．
qE=mgtanθ
tanθ=qEmg=34
θ=37°
(3)A球克服电场力做功，
W=−qEL(1−sinθ)=−0.108J
∴A球的电势能增加了△Ep=0.108J
答：(1)此匀强电场的电场强度E为3×105N/C；
(2)此时细线QB所受的拉力T的大小是2.4N，A、B间细线与竖直方向的夹角θ=37°；
(3)求A球的电势能与烧断前相比改变了0.108J
15.解：(1)对甲从圆弧轨道的最高点A滑到C点的过程，根据动能定理，有
m1gR−μm1gR=12m1v02−0
解得v0=4m/s
(2)设甲与乙碰撞后瞬间甲的速度大小为v1。
对甲从C点滑到D点的过程，根据动能定理，有
−m1g⋅R4−μm1gR=0−12m1v12
设甲与乙碰撞后瞬间乙的速度大小为v2，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律分别得
m1v0=m1(−v1)+m2v2
12m1v02=12m1v12+12m2v22
解得m1m2=17
(3)由(2)可得v1=3m/s，v2=1m/s
设甲与乙碰撞后甲能再次返回C点，且返回C点时的速度大小为v1′，根据动能定理有
−μm1g⋅2R=12m1v1′2−12m1v12
解得v1′=1m/s
由于v1′=v2，甲与乙不会再次发生碰撞。
设甲最终静止时到C点的距离为s，根据动能定理有
−μm1gs=0−12m1v1′2
解得s=0.25m
甲最终静止时到B点的距离x=s+R
解得x=1.25m
答：(1)甲与乙碰撞前瞬间甲的速度大小v0是4m/s；
(2)甲的质量m1与乙的质量m2的比值是17；
(3)甲与乙不会再次发生碰撞，甲最终静止时到B点的距离x是1.25m。