湖北省十堰市2025-2026学年高二上学期期末考试物理试卷（Word版附解析）

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一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分；在每题给出的四个选项中，第 1~7 题
只有一项符合题目要求，第 8~10 题有多项符合题目要求，全部选对得 4 分，选对但不全得 2 分，有选错
的得 0 分。
1. 光学既是物理学中一门古老的学科，又是现代科学领域中最活跃的前沿学科之一，具有强大的生命力和
不可估量的发展前景。下列有关光学的现象中说法正确的是（ ）
A. 检测工件平整度是利用了光的色散原理
B. 将一根筷子放入水中发现筷子弯折是因为光的反射
C. 看电影时戴的 3D 眼镜，利用了光的衍射原理
D. 太阳光照到肥皂泡表面呈现彩色条纹，这是光的干涉现象
【答案】D
【解析】
【详解】A．检查一个平面的平整程度，是利用光的干涉现象，故 A 错误；
B．将一根筷子放入水中发生弯折是因为光的折射，故 B 错误；
C．3D 眼镜是利用了光的偏振现象，故 C 错误；
D．太阳光照射肥皂泡出现彩色条纹是因为光的干涉，故 D 正确。
故选 D。
2. 在下列图示中，金属圆环中不能产生感应电流的是（ ）
A. 甲图中，圆环绕图示直径旋转
B. 乙图中，圆环在匀强磁场中绕图示轴线转动
C. 丙图中，圆环沿通有恒定电流的长直导线方向向上平移
D. 丁图中，圆环向条形磁铁 N 极方向平移
【答案】C
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【解析】
【详解】A．圆环绕图示直径旋转，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故 A 不符
合题意；
B．圆环在匀强磁场中绕图示轴线转动，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故 B 不
符合题意；
C．圆环沿通有恒定电流的长直导线方向向上平移，穿过圆环的磁通量不发生变化，金属圆环中不能产生感
应电流，故 C 符合题意；
D．根据条形磁铁的磁感应特征可知，圆环向条形磁铁 N 极平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环
中能产生感应电流，故 D 不符合题意。
故选 C。
3. 如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰。小球的质量分别为 和 。图乙为它们碰撞前后
的 图像。已知 。由此可以判断（ ）
A. 碰后 和 都向右运动 B. 碰撞过程中 对 的冲量大小为
C. D. 碰撞过程遵循动量守恒定律
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据 图像的斜率表示速度，可知碰后 向右运动， 向左运动，故 A 错误；
BC．根据 图像的斜率表示速度，可知碰前 和 的速度分别为 ，
碰后 和 的速度分别为 ，
根据动量守恒可得
联立解得
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对 ，根据动量定理可得
可知碰撞过程中 对 的冲量大小为 ，故 BC 错误；
D．正碰过程，两小球所受合外力为零，遵循动量守恒定律，故 D 正确。
故选 D。
4. 如图所示，一正五边形金属线框，边长为 L，线框平面处在磁感应强度为 B、垂直于纸面向外的匀强磁
场中。线框粗细均匀，每边电阻均为 R，将 a、b 两点接在电压为 U 的恒压电源上，则 边受到的安培力
大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】 边的电流
边所受的安培力
故选 B。
5. 回旋加速器工作原理示意图如图所示。置于真空中的 D 形金属盒间的狭缝很小，匀强磁场与盒面垂直，
加速电压为 U。A 处粒子源产生的氘核（ ）被加速，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。已
知元电荷为 e，则下列说法正确的是（ ）
A. 氘核每转一周，电场力做功为 B. 加速电压 U 越大，氘核出射速度越大
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C. 该加速器可以直接加速 粒子（ ） D. 该加速器加速各种粒子射出时的动能均相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．氘核每转一周，通过两次电场，电场力做功为 ，故 A 错误；
B．氘核出射时，设回旋加速器半径为 R，则由洛伦兹力提供向心力
可得
出射速度与电压和频率无关，故 B 错误；
C．根据粒子在磁场中运动的周期公式
可知，由于 粒子比荷与氘核相同，故可以直接加速 粒子 ，故 C 正确；
D．根据 A 选项可知射出时的动能
与质量有关，故 D 错误
故选 C。
6. 如图甲所示，粗细均匀的一根木筷，下端绕有铁丝，可使其竖直漂浮于装水的杯中。以竖直向上为正方
向，把木筷提起一段距离后放手，木筷的振动图像如图乙所示。关于木筷（含铁丝）下列说法正确的是（ ）
A. 在 时刻处于失重状态 B. 在 时刻向下运动
C. 在 时刻速度为零 D. 木筷（含铁丝）振动过程中，机械能保持不变
【答案】A
【解析】
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【详解】A．在 时刻，振动物体处于正的最大位移处，加速度方向竖直向下，物体处于失重状态，故 A
正确；
BC．图像可知在 时刻，物体处于平衡位置，加速度为零，合力为零，且向上运动，速度不为零，故 BC
错误；
D．由于物体做减幅振动，所以运动过程中，机械能一直减小，故 D 错误。
故选 A。
7. 如图所示，三个小球的质量均为 m，B、C 两球用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上，A 球以速度 向 B
球运动并与 B 球发生正碰，碰后 A、B 两球粘在一起继续运动，则（ ）
A. A、B 两球碰撞过程中，A 球机械能损失了
B. B 球的速度最大为
C. C 球的速度最大为
D. 弹簧的最大弹性势能为
【答案】B
【解析】
【详解】AB．在 A、B 两球碰撞的过程中弹簧的压缩量可忽略不计，产生的弹力可忽略不计，因此 A、B
两球组成的系统所受合外力为零，动量守恒，以 A 球的初速度方向为正方向，有
解得
即 B 球最大速度为 。A、B 两球碰撞过程中，A 球机械能损失
故 A 错误，B 正确；
D．粘在一起的 A、B 两球向右运动，压缩弹簧，由于弹簧弹力的作用，C 球做加速运动，速度由零开始增
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大，而 A、B 两球做减速运动，速度逐渐减小，当三个球速度相等时弹簧压缩至最短，在这一过程中，三个
球和弹簧组成的系统动量守恒，有
解得
此时弹簧弹性势能最大，由能量守恒定律得
故 D 错误；
C．弹簧恢复原长过程中，A、B、C 三个球和弹簧组成的系统动量守恒，能量守恒，弹簧恢复原长时，由
动量守恒定律和能量守恒定律，得
，
解得
， 或 ，
故 C 错误。
故选 B。
8. 甲、乙两列机械波在同种介质中相向而行，甲波振源位于 O 点，乙波振源位于 处，在 时刻
所形成的波形与位置如图所示，已知 ，下列说法正确的是（ ）
A. 乙波的传播速度 B. 甲、乙两列机械波相遇后会形成稳定的干涉图样
C. 两列波经过 16s 相遇 D. 处是振动减弱点，振幅为
【答案】AB
【解析】
【详解】A．两列机械波在同种介质中传播，波速相同，即 ，故 A 正确；
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B．甲、乙两列机械波波长相同，波速相同，频率相同，相位差恒定，是相干波，相遇后可形成稳定的干涉
图样，故 B 正确；
C．设甲、乙相遇的时间为 ，可知 ，故 C 错误；
D．振动减弱点的振幅
处是甲 波谷与乙的波峰第一次相遇的位置，是振动的减弱点，但振幅是 ，不是 ，故
D 错误。
故选 AB。
9. 用喷水机浇灌地面，喷水机将水加速后通过喷水嘴喷出，喷水嘴出水速度的大小为 v，速度方向和水平
面夹角为 。已知喷水嘴的截面积 S，水流冲击到地面后水平方向速度不变，竖直方向速度变为 0，水的密
度为 ，当地重力加速度为 g，忽略喷水嘴离地高度以及地面、空气阻力的影响。则（ ）
A. 喷水嘴单位时间内喷出水的质量为
B. 水流冲击地面时，水流对地面冲力的方向为水平方向
C. 水流对地面竖直方向平均冲力的大小为
D. 水流对地面水平方向平均冲力的大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．喷水嘴单位时间内喷出水的质量为 ，故 A 正确；
B．水流冲击到地面后水平方向速度不变，竖直方向速度变为 0，则根据动量定理，水流对地面冲力的方向
为竖直方向，故 B 错误；
CD．向上为正方向，则根据动量定理
水流对地面竖直方向平均冲力的大小为 ，故 C 正确，D 错误。
故选 AC。
10. 如图所示， 区域内（ 、 足够长）有垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出）磁感应强度
为 ， 。边界 上有一距 为 的粒子源 S，现粒子源在纸面内以等大速度向不同方向发射
大量带正电的同种粒子（不计粒子重力及粒子间相互作用力），粒子质量均为 、电荷量均为 ，所有粒子
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射出磁场时离 S 最远的位置是 边界上的 点（图中未标出）。已知 ， 为粒子在磁场中圆周
运动的周期。下列判定正确的有（ ）
A. 粒子的速度大小为
B. 点不可能是粒子的轨迹圆心
C. 边界射出的粒子在磁场中的运动时间可能是
D. 边界有粒子射出的长度为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子在磁场中出射点和入射点的连线即为轨迹的
弦。已知
由几何关系可知运动轨迹如图 1，轨迹半径
由牛顿第二定律可知
联立可得 ，故 A 错误；
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B．所有粒子的轨迹圆心在以 为圆心，半径为 的半圆弧上，如图 2 中虚线圆弧④，此圆弧恰好在与 点
处与 相切，故 不可能是粒子的轨迹圆心，故 B 正确；
C．当出射点在图 2 中的 时， 垂直于 ， 为最短的轨迹的弦长，粒子运动轨迹如图 2 中的轨
迹③，所对应圆心角最小，粒子在磁场中运动时间最短。
由几何关系得
故最小轨迹圆心角为 ，最短时间为
所以运动时间可能为 ，故 C 正确。
D． 点是所有粒子从 射出磁场时离 最远的位置，同时 点是从 射出的粒子距 最远的点，由
几何关系得
故轨迹圆不会与 相切，粒子能够从 点射出，故 上有粒子射出的位置为 ，故 D
错误。
故选 BC。
二、实验题：本题共 2 小题，第 11 题 8 分，第 12 题 8 分，每空 2 分，共 16 分。把答案写在
答题卡指定的答题处。
11. 某同学为利用单摆测量当地的重力加速度，进行了如下实验：
为探究单摆周期与摆长的关系，某同学采用如图 1 所示的装置。
（1）关于器材选择及测量时的一些实验操作，下列说法正确的是_________。
A. 摆线尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的
B. 摆球尽量选择质量大一些、体积小一些的
C. 为了使摆的周期大一些以便测量，应使摆角大一些
D. 在某次实验中，从摆球经过最低点开始计时，摆球 n 次经过最低点的时间为 t，则单摆的周期为
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（2）用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图 2 所示，则摆球直径为_________ ；
（3）实验时改变摆长，测出几组摆长 L 和对应的周期 T 的数据，作出 图像，如图 3 所示。由图像可
得重力加速度 g 值为_________ （ 取 9.8，结果保留两位有效数字）
（4）若某同学不小心每次都把小球直径当作半径代入来计算摆长，则用公式法计算得到的 g 值会_________
（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）AB （2）1.06
（3）9.6 （4）偏大
【解析】
【小问 1 详解】
A．在“用单摆测量重力加速度”的实验中，不计摆线的质量，并要测量长度，且摆球大小忽略，所以摆线
要选择细些的、这样质量比较小；摆线伸缩性小些的，这样在摆动过程中长度变化小，并且适当长一些的，
这样摆球的大小相对于摆线可以忽略不计，故 A 正确；
B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的，这样摆线质量相对较小可以忽略，空气阻力相对较小，可以忽略，
故 B 正确；
C．摆球的周期与摆角无关，且要求摆球的摆角要小于 5°，否则摆球的运动就不能看成简谐运动了，故 C
错误；
D．在某次实验中，从摆球经过最低点开始计时，摆球 n 次经过最低点 时间为 t，则单摆的周期为
，故 D 错误。
故选 AB。
【小问 2 详解】
游标卡尺的精确度为 0.1mm，可读出该摆球的直径为
【小问 3 详解】
根据单摆周期公式
可得
由图像可知
得重力加速度
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【小问 4 详解】
根据单摆周期公式
可得
某同学不小心每次都把小球直径当作半径代入来计算摆长，则摆长偏大，测量值偏大。
12. 某实验小组利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。
（1）下列操作需要进行的是_________；
A. 测出气垫导轨的长度 L
B. 将气垫导轨调至水平
C. 用天平测得滑块 a（含遮光条）、b（含橡皮泥）的质量 、
（2）将滑块 a 推至光电门 1 的左侧，将滑块 b 放在光电门 1 和 2 之间。向右轻推一下滑块 a，滑块通过光
电门 1 后与静止的滑块 b 碰撞粘合一起以共同速度通过光电门 2。测得滑块 a 通过光电门 1、2 的时间分别
为 和 。在误差允许的范围内，只需验证等式_________（用题中所给的字母表示）成立，即说明碰撞过
程中 a，b 系统动量守恒；
（3）某次实验中测得 ， ，可知滑块 a，b 的质量比值为_________，滑块 a，b 二者碰撞
过程中损失的机械能与碰前 a 的初动能的比值为_________。
【答案】（1）BC （2）
（3） ①. ②.
【解析】
【小问 1 详解】
AC．遮光条宽度为 d，则碰撞前后的速度为 、
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规定向右为正方向，由动量守恒有
联立解得
所以不需要测出气垫导轨的长度 L，需要测出两个滑块质量，故 C 正确，A 错误；
B．因为系统动量守恒的条件是系统合外力为 0，所以要将导轨调水平，故 B 正确；
故选 BC
【小问 2 详解】
由（1）可知，只需验证等式 成立，即说明碰撞过程中 a，b 系统动量守恒。
【小问 3 详解】
测得 ， ，根据
可知滑块 a，b 的质量比值为
根据动量与动能的关系
滑块 a，b 二者碰撞过程中损失的机械能与碰前 a 的初动能的比值为
三、解答题：（本题共 3 小题，共 44 分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演
算步骤，只写出最后答案的不能得分）
13. 高速公路的标志牌常贴有“逆反射膜”，夜间行车时，它能使车灯射出的光逆向返回，使标志牌上的字
特别醒目。这种“逆反射膜”的内部均匀分布着一层直径为 的细玻璃珠，单个微小珠体对光的作用与
玻璃球非常类似。如图所示，真空中的细光束以 从 A 点入射到玻璃球表面，进入球内后在 B 点发生
反射，然后从 C 点射出，从 C 点射出的光线恰好与 A 点的入射光线平行。真空中光速 ，求：
（1）玻璃的折射率 ；
（2）光束从 A 点经 B 点折射到达 C 点经历的时间 。
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【答案】（1） ；（2）
【解析】
【分析】
【详解】（1）从 C 点射出的光线与 A 点的入射光线平行，其光路图如图所示
由几何关系得折射角为
①
由折射定律得
②
解得玻璃的折射率为
③
（2）玻璃球的半径为
④
由几何关系得
⑤
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在玻璃中传播的速度为
⑥
在玻璃中传播的时间为
⑦
代入数据解得光束从 A 点经 B 点折射到达 C 点的时间
⑧
14. 如图所示， 为光滑的轨道，其中 是水平的， 是竖直平面内的半圆，与 相切于 D 点，
且半径 ，质量 的滑块 A 静止在水平轨道上，另一质量 的滑块 B 前端装有一轻
质弹簧（A、B 均可视为质点）以速度 向左运动并与滑块 A 发生弹性正碰，若相碰后滑块 A 恰能过半圆
最高点 C，取重力加速度 ，则：
（1）求滑块 A 与滑块 B 相碰后 A 的速度；
（2）求 B 滑块的初速度 ；
（3）滑块 B 与滑块 A 相碰后弹簧的最大弹性势能为多少？
【答案】（1）
（2）
（3）3.75J
【解析】
【小问 1 详解】
设滑块 A 过 C 点时速度为 ，B 与 A 碰撞后，A 的速度为 ，B 碰撞前的速度为 ，过圆轨道最高点的临
界条件是重力提供向心力，由牛顿第二定律得
对 A 从 D 到 C 由动能定理得
联立解得
【小问 2 详解】
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B 与 A 发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，B 与 A 碰撞后，A 与 B 的速度
分别为 ， ，由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
联立解得
【小问 3 详解】
由于 B 与 A 碰撞后，当两者速度相同时有最大弹性势能 ，设共同速度为 v，A、B 碰撞过程系统动量
守恒、机械能守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
以上联立并代入数据解得
15. 如图所示的平面直角坐标系 xOy，在第一象限内有平行于 y 轴的匀强电场，方向沿 y 轴正方向，磁场的
上边界与 x 轴重合。一质量为 m、电荷量为﹣q 的粒子，从点 a（0， ）以 沿 x 轴正方向射入电场，
通过电场后从点 b（2h，0）立即进入矩形磁场，且从 c 点出磁场时速度恰好沿 y 轴。不计粒子所受的重力。
求：
（1）第一象限的电场强度大小 E；
（2）磁感应强度的大小 B；
（3）矩形磁场区域的最小面积 S。
【答案】（1）
（2）
第 15页/共 18页
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
粒子在电场中仅受电场力，做类平抛运动，则沿+x 方向做匀速直线运动，则有
沿﹣y 方向做匀加速直线运动，则有
由牛顿第二定律可得
qE＝ma
联立解得
【小问 2 详解】
粒子在 b 点沿+x 方向的分速度大小为 ，沿﹣y 方向的分速度大小 ，则有
，qE＝ma
解得
可得粒子在 b 点 速度大小为
其方向与 x 轴成的夹角为θ，则有
可得
θ＝30°
第 16页/共 18页
粒子在磁场中的运动的轨迹如图所示
设粒子做圆周运动的半径为 r，由几何关系可得
解得
由洛伦兹力提供向心力可得
解得
【小问 3 详解】
最小的矩形磁场区域如图所示
由几何关系可得矩形的长为
第 17页/共 18页
宽为
解得