山东省日照地区2025-2026学年高二上学期期末考试物理试卷（含答案）

这是一份山东省日照地区2025-2026学年高二上学期期末考试物理试卷（含答案），共13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.关于做简谐运动的物体，下列说法正确的是( )
A. 物体经过平衡位置时，位移为零，速度最大
B. 物体做匀变速直线运动
C. 物体的振幅越大，周期越大
D. 物体的振动图像表示物体的运动轨迹
2.关于下列四幅图像，描述正确的是( )
A. 甲图中，根据安培的“分子电流”假说，它的左侧相当于N极，右侧相当于S极
B. 乙图中，根据地球的转动方向和地磁场的分布特点，说明地球带正电荷
C. 丙图中，环形电流的磁场无法用安培定则判定
D. 丁图中，两根通电方向相同的长直导线相互吸引，是通过磁场作用实现的
3.关于光现象的解释，下列说法正确的是( )
A. 雨后积水表面漂浮的彩色油膜是由于光的色散形成的
B. 光的干涉和衍射现象说明光具有波动性
C. 光导纤维利用了全反射的原理，其内芯的折射率小于外套的折射率
D. 分别用紫光和绿光照射同一装置做单缝衍射实验，紫光中央亮纹较宽
4.冲牙器通过喷出高压水流来冲洗牙齿。如图所示喷嘴直径为d的冲牙器，工作时喷出的水柱速度为v，水柱冲击到牙齿表面后散开，从而起到洗牙的作用。已知水的密度为ρ，水柱冲到牙齿后速度减为零，不考虑水柱扩散效应，水柱横截面比牙齿小得多。下列说法正确的是( )
A. 单位时间内喷出水的质量为ρπdvB. 单位时间内喷出水的动能为18ρπd2v2
C. 水柱对牙齿的平均冲击力大小为14πd2ρv2D. 水柱对牙齿表面产生的压强为14πd2ρv2
5.如图所示，某四分之三圆形透明砖固定在水平桌面上，半径为R。一细单色光束垂直照射到OA上的M点，并恰好能在透明砖中发生全反射。已知∠AOB=90 ∘，OM= 22R，光在真空中的传播速度为c。下列判断正确的是( )
A. 该透明砖的折射率为2B. 光束在透明砖中发生两次全反射
C. 光束在透明砖中的传播速度为 2cD. 光束在透明砖中的传播时间为6Rc
6.在光滑水平面上，质量为4m的小球A以v0的速度水平向右运动，质量为m的小球B以2v0的速度水平向左运动，两小球发生正碰。则( )
A. 若发生完全非弹性碰撞，碰后小球A的速度大小为6v05，方向向右
B. 若发生完全非弹性碰撞，碰撞过程中两小球损失的机械能为2mv025
C. 若发生弹性碰撞，碰撞后小球A的速度大小为v05，方向向左
D. 若发生弹性碰撞，碰撞后小球B的速度大小为2v05，方向向右
7.如图甲所示为测量电源的电动势E和内阻r的实验方案，通过改变滑动变阻器R的阻值得到多组电压表示数U和电流表示数I的数据，得到如图乙所示的U−I图像。已知电表为理想电表，通过图像分析可得电源的电动势E和内阻r分别是( )
A. E=1.50V、r=2.5ΩB. E=1.50V、r=2.1Ω
C. E=1.25V、r=2.5ΩD. E=1.25V、r=2.1Ω
8.如图所示，两平行直角金属导轨间距L=0.4m，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，定值电阻R1=4Ω。竖直部分右侧水平放置一根始终与导轨接触良好、质量m=10g的金属棒PQ。PQ与竖直导轨间的动摩擦因数μ=0.5，接入电路的电阻R2=4Ω，PQ所处空间充满竖直向下的匀强磁场。接通电路后，PQ恰好处于静止状态。已知sin37 ∘=0.6,cs37 ∘=0.8，取重力加速度g=10m/s2，导轨电阻忽略不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则( )
A. 通过PQ的电流大小为2A
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为0.2T
C. 若磁场方向变为斜左下与竖直方向成53∘，大小为0.5T，PQ依然处于静止状态
D. 若磁场方向变为斜左下与竖直方向成53∘，大小为0.2T，PQ依然处于静止状态
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.关于下列四幅图的说法中，正确的是( )
A. 图甲中，麦克斯韦建立的电磁场理论指出变化的电场一定会产生磁场
B. 图乙中，测温枪是利用紫外线具有较高能量的特性来对人体进行测温的
C. 图丙中，当线框向右匀速运动时，线框中的磁通量减小，线框中有感应电流产生
D. 图丁中，在ab两端接入恒定电流，稳定后接在cd端的电流计示数不为零
10.一列简谐横波沿x轴方向传播，t=34s时的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，图乙是质点Q的振动图像，下列说法正确的是( )
A. 质点P平衡位置的坐标xP=2cm
B. 该列波的波速是0.24m/s
C. 在t=34s时，质点Q的位移为 22cm
D. 质点P的振动方程为y=sinπt+34πcm
11.某电动玩具车内部简化电路如图所示。电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，电阻R=1Ω，电阻R0=6Ω，电动机额定电压U=6V。开关闭合后，电动机正常工作，车轮正常转动。当不小心卡住车轮时，测得流过电阻R0的电流I0=0.8A。下列说法正确的是( )
A. 电动机的内阻为4Ω
B. 电动机正常工作时的输出功率为3W
C. 电动机正常工作时，电源的输出功率为16W
D. 卡住车轮时，电动机消耗的功率为3W
12.如图所示，平面直角坐标系xOy的第一、二象限内存在垂直平面向外的匀强磁场，第三象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，在第二象限内距y轴3 3L处放置一垂直于x轴的接收屏。一质量为m、电荷量为−q(q>0)的带电粒子以大小为v0的速度从点A( 3L,L)沿x轴负方向射出，经坐标原点O进入电场，运动一段时间后，再次进入磁场，最终垂直打在接收屏上，不计粒子重力。下列说法正确的是( )
A. 匀强磁场的磁感应强度B=mv0qL
B. 匀强电场的电场强度E=mv024qL
C. 粒子从A点出发到垂直打在接收屏上的时间为4π+12 3L3v0
D. 若将接收屏沿x轴负方向平移2 3L，并将电场强度大小调整为原来的14，粒子仍能垂直打在接收屏上
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.为测量一金属丝的电阻率，某同学进行如下操作：连接电路后，先用刻度尺测出接入电路中的金属丝的长度L，再用螺旋测微器测量其直径d，接通电路后测得电压表的示数为U、电流表的示数为I，最后计算得出该金属丝的电阻率。
(1)如图所示，用螺旋测微器测得的直径d= mm。
(2)除待测金属丝外，实验室还备有如下实验器材：
A.电源E(电动势为3V)
B.滑动变阻器R1(0∼10Ω)
C.开关S，导线若干
D.电压表V(量程3V，内阻约为3kΩ)
E.电流表A(量程0.6A，内阻约为2Ω)
(3)金属丝的电阻约为10Ω，为了测量其电阻，要求电压从零开始调节，并尽量减小实验误差，则下面两个电路中，测量结果更准确的是 (选填“甲”或“乙”)。
(4)写出金属丝电阻率的表达式ρ= (用d、L、U、I表示)。
14.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件从左到右依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜(目镜)，如图所示。
(1)M、N、P三个光学元件依次为 。
A.双缝、滤光片、单缝
B.滤光片、单缝、双缝
C.单缝、双缝、滤光片
(2)关于该实验，下列说法中正确的是 。
A.若测量过程中，把6个条纹间距数成5个，会导致波长测量值偏小
B.若将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两条亮条纹中心的距离增大
C.若将滤光片向右平移一小段距离，相邻两条亮条纹中心的距离增大
D.若在遮光筒内充满折射率较大的透明介质，相邻两条亮条纹中心的距离增大
(3)已知双缝间的距离d=0.4mm，双缝到光屏的距离L=0.5m，实验中用某种单色光照射双缝时，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示为11.1mm；然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第7条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示为 mm，则这种单色光的波长为 m(最后一空结果保留两位有效数字)。
四、计算题：本大题共4小题，共46分。
15.如图所示，截面为直角三角形的棱镜ABC，∠A=30°，∠C=90°，AC=3 3l。一细单色光束从P点平行于AC入射到棱镜上，经折射后到达AC边上的M点，最终从Q点(图中未画出)射出。已知∠PMA=30 ∘，AP=2l，光在真空中的传播速度为c。求：
(1)该棱镜的折射率；
(2)光在棱镜中的传播时间。
16.如图所示，一边长为a的正方体木块竖直漂浮在密度为ρ的液体中，木块上的M、O、N三点在同一竖直线上，且M、N关于O点对称。当木块静止时O点所在的水平面恰好与液面相平。现缓慢下压木块，使M点所在的水平面与液面相平。由静止释放，木块在竖直方向做简谐运动。已知运动过程中木块所受浮力的最大值为F1、最小值为F2，重力加速度为g，不计一切阻力和木块的转动。求：
(1)木块的回复力大小与位移大小的比值k；
(2)木块做简谐运动的振幅A。
17.如图所示，在平面直角坐标系xOy中，y轴左侧充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B1。y轴与虚线MN之间的区域Ⅰ中存在沿x轴负方向的匀强磁场，磁感应强度大小B2=0.6T。虚线MN右侧的区域Ⅱ中存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小B3=0.6T，方向垂直纸面向外，电场强度大小E=4.8×104V/m，方向沿y轴正方向。一带正电的粒子以v0=1.0×105m/s的初速度从x轴上的P点与x轴正方向成37 ∘射出，恰好从O点进入区域I并开始计时，t1=4×10−6s时恰好从x轴上的Q点进入区域Ⅱ。已知LPO=0.24m，带电粒子的比荷qm=2.5×106C/kg，虚线MN与x轴垂直并交于Q点，取π=3，sin37 ∘=0.6，cs37 ∘=0.8，不计粒子重力。求：
(1)磁感应强度B1的大小；
(2)Q点与O点间的距离；
(3)粒子在区域Ⅱ中运动的最大速度的大小；
(4)t2=7×10−6s时粒子的位置坐标。
18.如图所示，水平平台的AB段粗糙、BC段光滑，平台右侧的地面光滑，在地面上紧靠C点放置由粗糙水平直轨道EF和光滑半圆弧轨道FGH组成的滑道EFGH，F为最低点，H为最高点，EF与平台等高。初始时，物块P2静止在平台上的B点，物块P1从平台上的A点以v0=16m/s的初速度水平向右运动并与P2发生弹性碰撞，碰后P2滑上EF并继续运动。已知AB段的长度L1=3.1m，P1的质量m1=1kg，与AB段间的动摩擦因数μ1=0.5。滑道EFGH的质量M=2kg，EF的长度L2=4m。P2的质量m2=2kg，与EF间的动摩擦因数μ2=0.4。取重力加速度g=10m/s2，P1、P2可视为质点，不计P2由平台滑上EF时的能量损失。
(1)求碰撞后P2的速度大小；
(2)求P2到达圆弧轨道的F点时的速度大小；
(3)要使P2在圆弧轨道运动过程中不脱离轨道(不包含从圆弧的最高点时脱离的情况)，求圆弧轨道半径R的范围。
参考答案
1.A
2.D
3.B
4.C
5.D
6.C
7.D
8.C
9.AC
10.AC
11.BC
12.BC
乙
πUd24IL

14.B
B
15.6
6.0×10−7

15.【详解】(1)根据题意光路如图
几何关系可知，单色光在P点入射角 θ=90 ∘−30 ∘=60 ∘
单色光在P点折射角 β=90 ∘−(∠A+∠PMA)=30 ∘
则折射率 n=sinθsinβ= 3
(2)几何关系可知，单色光在M点入射角 α=90 ∘−∠PMA=60 ∘
因为临界角 sinC=1n=1 3sin30 ∘
可知光线在该点射出，即光在BC边上的入射点即为Q点(如上图)，几何关系可知 PM=AP=2l ， MC=AC−AM=AC−2×APcs30 ∘= 3l
则 MQ=MCcsθ1=2l
因为 v=cn
光在棱镜中的传播时间 t=PM+MQv
联立解得 t=4 3lc

16.【详解】(1)设静止时木块浸入液体的深度为d，以平衡位置(O点与液面相平)为原点，竖直向下为正方向，在平衡位置可知 mg=ρga2d
木块向下的位移为x，可知 F浮=ρga2(d+x)
则 F回=F浮−mg=ρga2x
故木块的回复力大小与位移大小的比值为 k=ρga2
(2)在最大浮力处，可知 F1=ρga2(d+A)
在最小浮力处，可知 F2=ρga2(d−A)
解得 A=F1−F22ρga2

17.【详解】(1)由几何关系可知，粒子在y轴左侧匀强磁场中运动的轨道半径为 r1=LPO2sin37 ∘=0.2m
粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 qv0B1=mv02r1
解得 B1=0.2T
(2)由几何关系可知，粒子从O点进入区域Ⅰ，与x轴正方向成 37 ∘ 。将速度沿两个坐标轴的方向分解为 vx 和 vy 。在x轴方向上 vx=v0cs37 ∘=8×104m/s
在y轴方向上 vy=v0sin37 ∘=6×104m/s
vx 平行于 B2 ，粒子在x轴方向上做匀速直线运动，则Q点与O点间的距离 LOQ=vxt1=0.32m
(3) vy 垂直于 B2 ，则粒子在区域Ⅰ垂直于平面xOy方向做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 qvyB2=mvy2r2
解得 r2=0.04m
粒子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动的周期为 T2=2πr2vy=4×10−6s=t1
在 t1=4×10−6s 时，粒子恰好做了一个周期的匀速圆周运动，则粒子从Q点进入区域Ⅱ时，在y轴方向上的分速度不变，有 vy=6×104m/s
且粒子在x轴方向上做匀速直线运动，则在x轴方向上的分速度也不变，有 vx=8×104m/s
由于 qE=qvxB3 ，因此粒子在区域Ⅱ中的运动可以看成是沿x轴正方向速度大小为 8×104m/s 的匀速直线运动和在xOy平面内速度大小为 6×104m/s 的匀速圆周运动的合运动。粒子的运动轨迹在xOy平面的投影，如图所示
则粒子做匀速圆周运动的速度方向沿x轴正方向时在区域Ⅱ中速度达到最大，有 vm=8×104m/s+6×104m/s=1.4×105m/s
(4)粒子在区域Ⅱ中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 qvyB3=mvy2r3
解得 r3=0.04m
粒子在区域Ⅱ中做匀速圆周运动的周期为 T3=2πr3vy=4×10−6s
t2=7×10−6s 时，粒子在区域Ⅱ中运动的时间为 t3=t2−t1=3×10−6s=34T3
粒子的x轴坐标为 x=LOQ+vxt3+r31−cs2π×34=0.60m
粒子的y轴坐标为 y=r3sin2π×34=−0.04m
粒子的位置坐标为 0.60m,−0.04m 。

18.【详解】(1)设物块 P1 在与 P2 碰撞前瞬间速度大小为 v1 ， P1 在与 P2 碰撞后速度分别为 v2 和 v3 ，由动能定理可知 12m1v12−12m1v02=−μ1m1gL1
解得 v1=15m/s
物块 P1 在与 P2 发生弹性碰撞，满足动量守恒 m1v1=m1v2+m2v3
碰撞前后动能相等，满足 12m1v12=12m1v22+12m2v32
联立解得 v2=−5m/s ， v3=10m/s
(2) P2 在 EF 上滑动时，水平方向动量守恒，且摩擦力做功消耗系统动能，当 P2 到达 F 点时， P2 与滑道 EFGH 的速度分别为 v4 和 v5 ，由动量守恒由 m2v3=m2v4+Mv5
由能量守恒有 12m2v32=12m2v42+12Mv52+μ2m2gL2
两式联立，共得两组解，分别为 v4=8m/s ， v5=2m/s 及 v4′=2m/s ， v5′=8m/s ，因物块速度不应小于轨道速度，故舍去第二组解，得 P2 到达圆弧轨道的F点时的速度大小为 v4=8m/s
(3)情况一： P2 在圆弧轨道运动过程中不超过 G 点，两者在水平方向上动量守恒，且在最高点时相对静止，满足 m2v4+Mv5=m2+Mv共
解得 v共=5m/s
P2 在圆弧轨道运动过程中系统机械能守恒，满足 12m2v42+12Mv52−12m2+Mv共2≤m2gR
得 R≥0.9m
情况二： P2 在圆弧轨道运动过程中能到达 H 点，两者在水平方向上动量守恒，临界情况下， P2 到达最高点时两者的相对速度满足 v相对= gR
设 P2 到达 H 点时，物块 P2 和滑道 EFGH 的速度分别为 v6 和 v7
由水平方向动量守恒得 m2v4+Mv5=m2v6+Mv7
解得 v6+v7=10m/s
由系统机械能守恒得 12m2v42+12Mv52=12m2v62+12Mv72+2m2gR
另外 v相对=v7−v6= gR
联立解得 v6=4m/s ， v7=6m/s ， R=0.4m
可知 P2 在圆弧轨道运动过程中能到达 H 点，需满足 0