湖北荆州市2025-2026学年高二上学期期末考试物理试卷（含答案）

这是一份湖北荆州市2025-2026学年高二上学期期末考试物理试卷（含答案），共10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.光学相关知识的四幅实验观测图样如图所示，根据图样的特点分析下列说法正确的是( )
A. 甲图是牛顿环，是反射光互相干涉产生的现象
B. 乙图的亮斑是圆盘衍射的“泊松亮斑”，圆板中心这个亮斑最早是由泊松发现的
C. 丙图是小孔成像，能产生倒立的像，说明光具有波动性
D. 丁图是圆孔衍射，中央亮圆亮度大，外面是明暗相间的等距圆环
2.类比磁通量的概念，在电场中可定义电通量ΦE=ES，条件为E、S垂直。如图所示，一长方形面与竖直方向的夹角为θ，磁感应强度为B0的匀强磁场竖直向下，已知对应的磁通量为Φ0，下列说法正确的是( )
A. Φ表示磁感线条数，B=ΦS说明穿过单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度
B. 长方形的面积为Φ0B0sin θ
C. 若把匀强磁场改成竖直向下的电场强度为E0的匀强电场，则电通量为E0Φ0B0tan θ
D. ΦE表示电场线条数，E=ΦES说明穿过单位面积的电场线条数等于该处的电场强度
3.两相干波源S1、S2产生的两组同心圆波阵面如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，相邻的实线与虚线之间相差半个波长，a、b是交点，下列说法正确的是( )
A. 波源S1、S2的频率相同，相位差恒定，且振幅也一定相等
B. a点在某些时刻位移为0，在某些时刻位移最大
C. b点的振幅一定为0，且始终处于“平静”状态
D. a点所在的双曲实线是减弱区，b点所在的双曲虚线是加强区
4.如图甲所示，电磁波的波长范围很广，按电磁波的波长大小的顺序把它们排列起来，就是电磁波谱；如图乙所示，让一群带电粒子连续的从小磁针(被悬挂)的下方从右向左不停的飞过，发现小磁针的N极向外转动、S极向里转动；如图丙所示，安培受通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似的启发，提出了“分子电流”。他认为，在物质内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体；如图丁所示的原子发射光谱只有一些分立的亮线。下列说法正确的是( )
A. 对甲图，电磁波虽然具有能量，但它不是物质
B. 对乙图，这群粒子带正电
C. 对丙图，磁感线是真实存在的线，“分子电流”是真实的理论
D. 对丁图，原子能级是分立的，辐射出光子的能量是分立的，发射光谱也是分立的亮线
5.如图所示，两位同学用绳形成一列沿水平方向稳定传播的绳波，某一时刻，绳波上的三个点M、N、P的连线沿水平方向，已知M、N两点间的距离为x0，N、P两点间的距离为5x0，振动从M点传到N点的时间为t0，绳波的振幅为A，下列说法正确的是( )
A. M、P两点的振动方向总是相反
B. 绳波的传播速度为x02t0
C. 绳波的振动周期为6t0
D. 若一段时间内M点运动的路程为10A，则N点的运动时间为12t0
6.如图所示的磁流体发电机，一束等离子体以速度v0匀速穿过A、B极板间，匀强磁场的磁感应强度大小为B，两板间的距离为d，两极板A、B间等离子体的电阻与负载的电阻相等均为R，下列说法正确的是( )
A. A极板带正电B. 两板间的匀强电场强度大小Bv0
C. 电源的效率为75%D. 回路的电流为Bdv02R
7.如图所示，甲、乙两物块(均视为质点)均放置在水平面上的光滑区域，光滑区域的左侧为粗糙区域1，右侧为粗糙区域2，现让甲获得水平向右的速度v0，与乙发生弹性碰撞后，甲、乙的速度大小等大，已知碰后甲、乙在粗糙区域匀减速直线运动的距离相等均为L，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A. 碰后甲、乙均在粗糙区域2做匀减速直线运动
B. 碰后甲、乙的速度大小均为v04
C. 甲、乙的质量之比为1:3
D. 甲与粗糙区域1，乙与粗糙区域2间的动摩擦因数均为v024gL
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，内壁光滑、半径为R的圆弧轨道ABC水平固定放置在光滑的水平面上，匀强磁场方向竖直向上，质量为m，带电量为+q的小球(视为质点)，从A点开始受到方向始终沿圆弧轨道切向、大小恒定为F=mg的拉力，当小球沿圆弧轨道的内侧经半个圆周运动到B点时恰好离开圆弧轨道，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A. 小球在B点的速度的大小为2 πgR
B. 小球从A点到B点的运动时间为 2πRg
C. 小球从A点运动到B点过程中所受合力冲量的大小为m πgR
D. 匀强磁场的磁感应强度大小为mq 2πgR
9.将风能发电简化为如图所示的风洞实验模型，一风机喷口的横截面积为S，喷风速度为v，风的密度为ρ，然后风的横截面保持为S，打在竖直放置的挡板上时速度变为0，下列说法正确的是( )
A. 一段时间Δt内，作用在竖直挡板上的风的质量为ρSvΔt
B. 一段时间Δt内，喷出的风对应的动能为ρSv3Δt
C. 风机喷风功率为12ρSv3
D. 竖直挡板对风的平均作用力大小为12ρSv2
10.如图甲所示，A、B是圆周上的两个点，O是圆心，∠AOB=60 ∘，在两个点各固定一个垂直纸面的通电长直导线，两条直导线在O点产生的磁感应强度大小均为B0。如图乙所示，间距为L的两条光滑平行导轨ab、cd倾斜固定放置，倾角为53 ∘，另有两条间距也为L的粗糙平行导轨ae、cf水平固定放置，整个空间存在垂直倾斜导轨向下的匀强磁场，磁感应强度大小等于图甲中O点处的磁感应强度大小。两电阻均为R、长度均为L的金属棒1、2均通上向里的电流I，均垂直导轨放置且处于静止状态，其中金属棒2与导轨间的摩擦力达到最大静摩擦力。金属棒2的质量是金属棒1的85倍，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin53 ∘=0.8，cs53 ∘=0.6。下列说法正确的是( )
A. O点的磁感应强度大小为B0
B. 金属棒1所受的安培力大小为54B0IL
C. 金属棒1的质量为4B0IL5g
D. 金属棒2与水平导轨间的动摩擦因数为0.5
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.用如图所示的装置来测量当地的重力加速度，把一小棍压在桌面上，把拴毛笔的绳子套在小棍上，毛笔杆上绑有一小重物，毛笔下放一与小棍平行的标有x轴、y轴的白纸，毛笔静止不动时，使x轴恰好位于笔尖正下方，当毛笔沿y轴摆动时，操作者沿x轴匀速拖动白纸，则毛笔在白纸上画出正弦曲线，测得相邻的最大y值之间距离为λ；实验过程中，拖动白纸移动的距离为10λ时，测得对应的运动时间为t0，实验前测得悬点到重物重心的距离为L，回答下列问题：
(1)实验过程中，应让重物的体积 (选填“小些”或“大些”)、质量 (选填“小些”或“大些”)，实验过程中绳子与竖直方向的夹角不能太大，测量时间从重物在 (选填“最高点”或“最低点”)开始计时，这样重力加速度的测量误差就小些；如果进行多次实验，每次做实验拖动白纸匀速运动的速度不相等， (选填“会影响”或“不会影响”)重力加速度的测量。
(2)单摆摆动的周期T= ，重力加速度g= (两空均用题中所给的物理量符号来表示)。
12.某实验小组用如图所示的装置来验证碰撞中的动量守恒。小球乙放置在竖直固定的细杆上，小球甲用轻质细线悬挂在天花板上，甲静止在最低点时与乙接触且细线竖直(两球心等高)。甲、乙半径相等，质量分别为m1、m2；细杆的右侧固定一竖直挡板，测得细杆与挡板间的距离为x；现将甲向左拉离最低点上升高度为h1时由静止释放(细线伸直)，运动到最低点与乙碰撞，碰后立即剪断细线(不影响甲的速度)，两小球均向右做平抛运动，然后分别打在竖直挡板上，测得两平抛运动下落的高度分别为h2、h3，回答下列问题。
(1)分析实验可得m1 (选填“大于”或“不大于”)m2，碰后 (选填“甲”或“乙”)平抛运动下落的高度为h2。
(2)在误差允许范围内，若满足关系式 (用题中所给的物理量符号来表示)，则可验证甲、乙碰撞中的动量守恒。
(3)在误差允许范围内，若满足关系式 (用题中所给的物理量符号来表示)，则可验证甲、乙发生弹性碰撞。
四、计算题：本大题共3小题，共34分。
13.如图所示的玻璃砖，横截面为▵ABC,∠A=θ，一束单色光从AC边的D点射入，折射光射到AB边上的E点恰好不从AB边射出，已知入射光的延长线与折射光的夹角也为θ，折射光与CA边的夹角为120∘,A、E两点间的距离为L，光在真空中传播速度为c,sin15∘= 6− 24。
(1)求θ的值以及玻璃砖的折射率；
(2)求该单色光从D点到E点的传播时间。
14.如图所示的平面直角坐标系xOy，虚线圆的圆心在坐标原点O，与y轴正半轴的交点为P，虚线圆内存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，第三象限虚线圆外存在沿y轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场与垂直纸面向外的匀强磁场。若一群质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从y轴左侧虚线圆上各点以沿x轴正方向的速度v0射入磁场，最终都从P点射出磁场。现让质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力)从M点以速度v0垂直电场、磁场射入，则沿平行x轴的虚线运动到虚线圆上的N点，然后运动轨迹经过O点到达P点，已知M、N两点间的距离等于虚线圆的半径。
(1)求虚线圆的半径以及垂直纸面向外的匀强磁场的磁感应强度大小；
(2)求N点与x轴的距离以及粒子从M点运动到P点的运动时间；
(3)求粒子从M点运动到P点的平均加速度的大小。
15.如图所示，光滑倾斜导轨ab、cd平行固定放置，与水平面的夹角均为60∘，间距为L，光滑水平导轨es、jv平行固定放置，间距也为L。b、e两点和d、j两点均用光滑弯曲塑料导轨(非常短)连接。f、p两点，k、u两点均用光滑平直塑料导轨(非常短)连接，内阻为0、电动势为E的电源接在a、c两点间，电容为C的电容器接在s、v两点间，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直水平导轨向下(倾斜导轨不在此磁场范围内)。导体棒1、2的质量相等、电阻均为R，长度均为L，导体棒2垂直放置在ef、jk上。现让导体棒1垂直ab、cd由静止释放，下落的高度为2L时到达b、d两点，然后动能无损失经过e、j运动到水平面，导体棒1到达b、d两点的瞬间，若加上垂直倾斜导轨向上磁感应强度为B0(为未知量)的匀强磁场，流经导体棒1的电流刚好为0，若加上方向由b点指向a点的磁感应强度也为B0(为未知量)的匀强磁场，导体棒1刚好不受支持力，导轨与导线的电阻均忽略不计，重力加速度为g。
(1)B0的大小以及导体棒1的质量；
(2)导体棒1在水平面运动，已知当导体棒1、2达到共速时导体棒2正好运动到f、k处(立即移走导体棒1)，求此过程导体棒1产生的焦耳热以及流过导体棒1某一横截面的电荷量；
(3)接第(2)问，导体棒2在ps、uv上稳定运行时的速度大小。
参考答案
1.A
2.B
3.B
4.D
5.C
6.D
7.C
8.BD
9.AC
10.AD
11.小些
大些
最低点
不会影响
t010
400π2Lt02

12.大于
甲
2m1 h1h2h3=m1x h3+m2x h2
2 h1h2h3+x h3=x h2

13.解：(1)由几何关系可得光在 D 点的折射角为 r=120∘−90∘=30∘
入射光的延长线与折射光的夹角为 θ ，则入射角 i=30∘+θ
由几何关系可得 ∠DEA=180∘−120∘−θ= 60∘−θ
折射光射到 AB 边上的 E 点恰好不从 AB 边射出，即在 E 点恰好发生全反射，临界角 C=90∘−∠DEA=30∘+θ
由折射定律可得 n=sinisinr
又 n=1sinC
综合可得 sin30∘+θsin30∘=1sin30∘+θ
解得 θ=15∘,n= 2
(2)设 D、E 两点间的距离为 d ，在 ▵ADE 中，由正弦定理可得 dsinθ=Lsin120∘
解得 d=3 2− 66L
又 n=cv ， t=dv
综合可得 t=3− 3L3c

14.解：(1)一群质量为 m 、带电量为 +q 的粒子(不计重力)从 y 轴左侧虚线圆上各点以沿 x 轴正方向的速度 v0 射入磁场，最终都从 P 点射出磁场，满足磁聚焦原理，虚线圆的半径等于轨迹圆的半径，由 Bqv0=mv02R
可得虚线圆的半径为 R=mv0Bq
粒子从 M 点运动到 N 点由二力平衡可得 Eq=B1qv0
解得 B1=Ev0
(2)从 N 点进入磁场的粒子，设轨迹的圆心为 O1 ，连接 O1P、O1O、O1N、ON ，由于 O1P= O1O=O1N=ON=R
则 O1 在虚线圆上， ΔO1PO、ΔO1NO 均为边长为 R=mv0Bq 的正三角形，其中 ∠PO1N=23π
由几何关系可得 x 轴与 O1N 垂直平分，则 N 点与 x 轴的距离为 y=R2=mv02Bq
粒子从 M 点运动到 N 点的运动时间为 t1=Rv0=mBq
粒子在虚线圆中运动周期为 T=2πRv0
粒子从 N 点运动到 P 点的运动时间为 t2=∠PO1N2π⋅T=2πm3Bq
则粒子从 M 点运动到 P 点的运动时间为 t=t1+t2=3+2πm3Bq
(3) M、P 两点的速度夹角为 120∘ ，由矢量运算，粒子从 M 点运动到 P 点速度的变化量为 Δv=2v0cs30∘= 3v0
平均加速度的大小为 a=Δvt
联立解得 a=3 3Bqv03+2πm

15.解：(1)导体棒1下滑的过程由机械能守恒定律可得 mg2L=12mv02
解得 v0=2 gL
导体棒1到达 b、d 两点的瞬间，若加上垂直倾斜导轨向上、磁感应强度大小为 B0 (为未知量)的匀强磁场，导体棒1的电流刚好为0，则 E=B0Lv0
若加上方向由 b 指向 a、 磁感应强度大小也为 B0 (为未知量)的匀强磁场，导体棒1刚好不受支持力则有 I=ER,F安=B0IL ， F安=mgcs60∘
联立解得 B0=E2L gL,m=E2gR gL
(2)导体棒1在水平面运动，到导体棒1、2达共速，由动量守恒可得 mv0=2mv共
设导体棒1产生的焦耳热为 Q ，由能量守恒可得 2Q=12mv02−12×2mv共2
综合解得 v共= gL,Q=E22R Lg
对导体棒2应用动量定理 −Bi′LΔt′=mv共
结合 q=i′Δt′
综合可得 q=E2BgRL
(3)设导体棒2在 ps、uv 上稳定运行时的速度为 v ，则 EC=BLv
C=qCEC
对导体棒2应用动量定理 −Bi′LΔt′=mv−mv共
结合 qC=i′Δt′
综合解得 v=E2 gLB2L2gRC gL+E2