山东省烟台市2024-2025学年高二（上）期末学业水平诊断物理试卷（含解析）

山东省烟台市2024-2025学年高二（上）期末学业水平诊断物理试卷

一、单选题：本大题共8小题，共24分。

1.下列说法中正确的是

A.光的偏振现象说明了光是纵波

B,只有波长较长的光才发生明显的衍射现象

C.医学上用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光平行度好的特点

D.用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，所观察到的干涉条纹应是水平的

2.关于机械波，下列说法正确的是

A.机械波传播时，介质中质点随波迁移

B.测绘科技人员利用声呐绘制海底地形图，应用了波的反射原理

C.两列波的波峰和波峰在某时刻相遇，该点振动始终加强

D.一渔船向鱼群发出超声波，被鱼群反射回来的超声波的频率变低，说明鱼群正向渔船靠近

3.并列悬挂的的两个弹簧振子如图甲所示，分别以振子48的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建

立y轴，当振子在振动过程中某次经过平衡位置时开始计时，两振子的振动图像如图乙所示，下列说法正

确的是（）

A.两振子的振动频率之比为/'4：册=2：1

B.振子力速度为零时，振子B速度最大

C.任意0.5s内，48两振子运动的路程相等

D.0.5s~1s内，振子4向下振动，振子B先向上振动后向下振动

4.如图所示，光滑固定圆弧槽半径为R,。为圆弧最低点，圆弧OM的长度远小于R,两个可看作质点的小

球4和8,4球初始位置在M点，B球在。点正上方人高度处。现同时释放两球，要使4球在第二次通过。点时

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恰好与8球相碰，贝姑应为

A1T2Rn7T2R厂25*7?c9712A

A--B.而C.^D.y

5.如图所示，中空长方体是边长为A，、b的发电导管，前、后两个侧面是绝缘体，上、下两个侧面是电

阻可以忽略的导体电极，通过导线与电容为C、板间距为d的平行板电容器连接，右侧通过开关S与阻值为R

的负载连接。发电导管处于磁感应强度大小为B、方向与前、后平面垂直的匀强磁场中。当S断开时，有电

阻率为P、电荷量绝对值相同的正、负离子组成的等离子束（不计重力），始终沿着导管方向以恒定速率由

左端连续射入，电路达到稳定后，电容器里一质量为机、电荷量为q的颗粒恰好静止在电容器中央，重力加

速度为9,下列说法正确的是

等离彳体的।/

—-----»

A.电容器中的颗粒带正电

B.等离子体的流速为鬻

C.闭合开关S,电容器里的颗粒仍然悬停在电容器中

D.闭合开关S,稳定后流过电阻R的电流为"黑%

6.如图所示，绝缘水平面上固定两根间距为3nl的平行金属导轨，导轨的左端通过导线接有电动势

E=157,内阻r=0.5。的直流电源和电阻箱R。现把一均匀导体棒PQ垂直放在导轨上，导体棒的质量为

0.4kg,接入电路的电阻为4.50,导体棒与导轨接触良好，两者间的动摩擦因数〃=浮，金属导轨电阻不

计，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。导轨间分布着匀强磁场，将电阻箱的阻

值调为R=2.50时，改变磁感应强度的大小和方向，使导体棒刚要向右运动，则此时磁感应强度大小的最

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小值及磁场方向与轨道平面的夹角分别为

A.1T,与轨道平面成60。斜向左上方与轨道平面成60。斜向左上方

c.jr,与轨道平面成30。斜向左上方D.字T,与轨道平面成30。斜向左上方

7.如图所示，电路中电源电动势为E,内阻为r,2、/?2、氏3均为定值电阻，且％=/?3=与，口2=丁，滑动

变阻器品的最大阻值为r,所有电表均为理想电表。现闭合开关S,使滑动变阻器的滑动触头P由a端移到6

端，4/1、〃2、43分别表示电流表4、人2、&示数变化量的绝对值，下列说法正确的是

A.电流表41、4、力3示数均增大B.电压表％示数增大，匕示数减小

C.21/3=21/1+AI2D.电源的输出功率逐渐减小

8.刚落幕的2024年成都国际乒联混合团体世界杯球，中国队蝉联冠军。某次比赛男队球员林诗栋发球直接

得分，简化图如图所示，已知发球时球与桌面在同一水平面且与水平方向成30。斜向上发出，球发出后受

到空气阻力作用，设其所受空气阻力与速度大小成正比，比例系数为匕乒乓球在空中飞行时间为3发球

点与落球点的水平距离为x,末速度与桌面水平方向的夹角为60。，已知乒乓球质量为小，重力加速度为

g。则乒乓球发球时和落到桌面时的速度大小分别为

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ATngt+yl^kxy/^mgt—kx

2m'2m

Bmgt—^kxpmgt+kx

2m2m

「Fmgt+kxmgt+^kx

・2m'2m

D^mgt—kxmgt—y/^kx

•2m'2m

二、多选题：本大题共4小题，共16分。

9.下列关于红光和紫光两种单色光的说法正确的是

A.在真空中，紫光比红光的波长长

B.两种点光源位于水下同一深度时，红光在水面形成的光斑面积更大

C.对于同一个很窄的单缝，紫光比红光的衍射现象更明显

D.对于同一杨氏双缝干涉装置，光屏上红光相邻两个亮条纹中心间距比紫光大

10.图示为利用电动机提升重物的电路图，M为电动机，R为电阻箱。当闭合S,调节R=16。时，电流表示

数14电压表示数12匕电动机恰好能以2zn/s的速度匀速竖直提升重4N的物体，此时电源的效率为

80%,不计空气阻力、电机内部摩擦，电流表与电压表为理想电表。则

A.电源电动势为35UB.电源的内阻为5。

C,电动机的内阻为4。D.电动机的效率为75%

11.图中阴影部分区域的边界I是半径为R的圆01的一部分，边界n是以圆。1的弦4C为直径的半圆。2，弦力C

的长度为的凡该阴影区域及其边界上有磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的有界匀强磁场，在

磁场右侧存在宽度为R的线状电子源EGFO^/AC//ED,ED为圆内的切线。设电子的比荷为匕电子源

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以平行于弦AC方向发射速度大小u=也磬的电子，不计电子间的相互作用力，下列说法正确的是

A.沿着直线尸。1发射的电子从边界I离开磁场

B.沿着直线ED发射的电子经过圆心。2

C.沿着直线F。1发射的电子在磁场中的运动时间为宾^

D.若将磁场反向，电子速度大小改为kBR,则电子经磁场后全部经过D点

12.如图所示，倾角为8=30。的光滑斜面底端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧上端连接一质量为2nl

的滑块B且处于静止状态，在B的上方I等处由静止释放一质量为小的滑块4随后4与B发生碰撞，碰

撞时间可忽略不计，碰后力、B一起向下运动，到达最低点后又向上弹回，整个过程中弹力始终未超过弹性

限度。已知弹簧振子的周期公式为7=2兀楞，其中k为弹簧的劲度系数，机。为振子的质量，弹簧形变量

为工时弹簧的弹性势能为/=柒K2,重力加速度为g,滑块力、B均可视为质点。下列说法正确的是（）

A.碰后瞬间力、B的共同速度为gj%

B.碰后2、B一起向下运动的最大位移为要

C.A,8碰后的运动过程中会分离开

D.N、B从碰撞到第二次速度减为零所用时间为唇触

37k

三、实验题：本大题共2小题，共16分。

13.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图所示。

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（1）观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是=

4旋转测量头8调节拨杆使单缝与双缝平行a增大单缝与双缝间的距离

（2）若将装置浸入某种绝缘液体中，其他条件不变，则。

4干涉条纹消失B.干涉条纹的间距变大

C干涉条纹的间距变小D干涉条纹的间距不变

（3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.200小小，测得屏与双缝间的距离为0.90小，第1条暗条纹中心到第5

条暗条纹中心之间的距离为7.56根根。则所测单色光的波长为mn（结果保留3位有效数字）。

14.在课外探究活动中，某小组收集了手机的电池进行研究，该电池是手机中常用的锂电池（铭牌上标的电

动势E为3.4匕）。该小组成员设计了如图甲所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r。

（1）小组成员在实验中多次改变电阻箱的阻值R,获取了多组数据，画出的4图像为一条直线（见图乙）。

UK

则该图像的函数表达式为今=,由图乙可知该电池的电动势E=V,内阻r=12。（结果均

保留2位有效数字）

⑵由于电压表并非理想电表，根据实验测得电池电动势的测量值____（选填“大于”、“小于”或“等

于”）真实值，内阻测量值_____（选填“大于”、“小于”或“等于"）真实值。

四、计算题：本大题共4小题，共44分。

15.坐标原点处有一振源，t=O时刻振源开始振动，产生的简谐横波沿工轴正方向传播，t=0.6s时形成的

波形图如图所示，此时振源第一次到达负向最大位移为=-10cm处，且Q点刚开始振动。当位于x=8m处

的质点P刚开始振动时，振源恰好位于波峰。求：

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(1)简谐波的周期和最大波速；

(2)若波速u=1.6m/s,自振源起振开始计时，6.8s时间内质点P运动的路程s及此时离开平衡位置的位移

V。

16.一半径R=10cm的半球形玻璃砖，。点是半球的球心，虚线。。1表示光轴(过球心。与半球底面垂直的

直线)。现有一束范围足够大的平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的

内表面反射后的光线)。已知其中一条光线入射点为。，另一条光线的入射点为4穿过玻璃砖后两条光线

交于B点，=5cm,OB=108cm,光在真空中的速度为c=3x108m/s,求：

(2)入射点为a的光线从a传播到8所需的时间；

(3)球面上有光射出的区域在底面上投影面积。

17.如图所示，在平面直角坐标系第一象限内有沿y轴负方向、电场强度大小E=斗瞥的匀强电场，第三

象限内某正三角形区域中有方向垂直坐标平面向里、磁感应强度大小8=组产的匀强磁场(图中未画出

qL

)。现有一质量为小、电荷量为+q(q>0)的带电粒子(不计重力)，从第一象限内的点P(L避与以平行于工

轴的初速度火射出，并从V轴上M点射出电场，穿过第二象限后，进入第三象限并穿过正三角形区域的磁

场，最后垂直于y轴离开第三象限。求：

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Vo

p

M

|E||r

~OX

(1)M点到。点距离；

(2)正三角形区域磁场的最小面积；

(3)粒子从开始运动到第二次到达y轴的最短时间。

18.如图所示，倾角8=37。的斜面固定在水平地面上，质量m=0.2kg的物块甲放在质量M=0.6kg的凹

形槽乙底部中心，甲的前后两端距乙内壁前后两端的距离为L=3m,甲与乙底部之间的动摩擦因数以

=0.5,乙与斜面间的动摩擦因数的=025。初始时甲、乙在外力的作用下均处于静止状态，现撤去外

力,同时给乙沿斜面向下的初速度%=4m/s,乙下滑xo=2.25爪后与P处固定着的一弹性挡板发生碰撞,

碰撞时间极短，碰后乙以原速率反弹。已知所有的碰撞均为弹性正碰，s出37。=0.6,重力加速度

g=10m/s2„求：

(1)乙从开始运动到与挡板第一次发生碰撞所需的时间；

(2)乙与挡板第一次碰撞时，甲前端距乙内壁前端的距离；

(3)从乙与甲第一次发生碰撞到乙与挡板第二次发生碰撞所需的时间。

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答案和解析

1.【答案】D

【解析】/、光的偏振现象说明了光是横波，故/错误；

夙波长大于或者接近障碍物、缝、孔的尺寸时，就会发生明显的衍射现象，故2错误；

C、医学上用激光做“光刀”来切开皮肤，切除肿瘤，是利用了激光的能量高的特点，故C错误；

。、薄膜干涉是等厚干涉，用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，由于同一高度对应的膜厚度相

同，故所观察到的干涉条纹应是水平的，故。正确。

故选。。

2.【答案】B

【解析】/、机械波传播时，介质中质点在平衡位置附近做简谐运动，不会随波迁移，故/错误；

8、测绘科技人员利用声呐绘制海底地形图，应用了波的反射原理，故8正确；

C、如果两列波发生了稳定的干涉，这两列波的波峰和波峰在某时刻相遇，说明该点始终是振动加强点，

但是如果这两列波频率不同，则不能发生稳定干涉，则该点不是始终振动加强的点，故C错误；

一渔船向鱼群发出超声波，被鱼群反射回来的超声波的频率变低，根据多普勒效应，说明鱼群正向渔

船远离，故。错误。

故选瓦

3.【答案】B

【解析】4由乙图可知，两振子的周期分别为以=2.0s,TB=1.0s

由f=作可知，3=票=\/错误；

iJB1A2.

8.由乙图可知，振子4速度为零时，振子8处于平衡位置，速度最大，8正确；

C由券=0.5s可知，振子B在任意0.5s内路程均为两倍振幅10CM；由3=0.5s可知，振子力若在平衡位置

或最大位移处计时，在0,5s时间内位移为10cm,若从其它位置计时，在0.5s时间内经过平衡位置，则平均

速度较大，路程大于10cm,若在06s时间内经过最大位移处，则平均速度较小，路程小于10cm,C错

误；

D由乙图可知，0.5s〜1s内，振子4向下振动，振子8先向下振动后向上振动，。错误。

故选瓦

4.【答案】D

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【解析】a做类单摆运动，周期为T=2兀5第二次通过。点的时间为t=%,根据题意％=弧2,解得

1_97T2/?

n=~8~°

故选。。

5.【答案】B

【解析】/、根据左手定则，等离子体中的正离子受到的洛伦兹力方向向上，负离子受到的洛伦兹力方向

向下，所以发电导管上端为正极，下端为负极，则电容器上极板为正极板，下极板为负极板，板间电场方

向向下，电容器中的颗粒受到的电场力向上，则颗粒带负电，故N错误；

B、等离子体流速为艺贝g'uB=*',可得U=Bvh,

S断开时，电容器板间电压为U,则

解得v=需，故3正确；

C、导管内阻为r=p4,闭合开关s后，根据闭合电路欧姆定律可知电容器板间电压变小，则颗粒受到的

电场力变小，不能悬停，故C错误；

D、根据闭合电路欧姆定律U=I(R+r),解得/="鬻*，故。错误。

故选瓦

6.【答案】A

【解析】设安培力F的方向与导轨平面成a角度时斜向右上时，安培力具有最小值，F=BIL,I=

---------=2A

umqunrg

根据平衡条件有Fcosa=fi(mg-Fsina),整理得F=岫3+cosa=#^TIsin(a+记，

当a=30。时，F最小，为F=2N,

可得B=勺\根据左手定则，B的方向与轨道平面成60。斜向左上方。

故选N。

7.【答案】C

【解析】AB、使滑动变阻器的滑动触头P由a端移到b端，其阻值变小，根据“串反并同”，电流表41、43

示数均增大，上示数减小，电压表匕、展示数都减小，故NB错误；

C、因为13+12=/1,41、43本数均增大，42小数减小，则可得。3+43)+。2-/七)=/1+//1,联立可得

4/3=4/1+4/2，故C正确；

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D、外电路总电阻为正外=%+7?并=%+［雪:黑，滑片移动过程中，R外从最大值Llr逐渐减小到最

小值射，根据电源内外电阻相等时输出功率最大的特点可知电源的输出功率先增大后减小，故。错误。

O

故选Co

8.【答案】A

【解析】设抛出和落地速度分别为％、v,抛出时水平和竖直速度分别为孙久、vOy,

vOx—v0cos30°,vOy=vosin3O°,

落地时水平和竖直速度分别为2、%,

vx=vcos60°yvy=vsin60°f

空气阻力的冲量大小为/=Ekvt=kXvt=ks（s为路程），

上升与下降过程，空气阻力在竖直方向的冲量等大反向，竖直方向以向下为正方向，根据动量定理有

mgt=mVy—m{—VQy）,

水平方向以向右为正方向，根据动量定理有-k久=mvx-mvOx,

联立解得%='皿+0丘,u=Fmgt-kx。

2m2m

故选/。

9.【答案】BD

【解析】4、在真空中，紫光比红光的频率大，波长小，故4错误；

B、两种点光源位于水下同一深度八时，在水面形成的圆形光斑半径7=/itanC,由于红光的折射率小，根

据s讥C=（可知其临界角大，则半径大，光斑面积大，故3正确；

C、紫光的波长小于红光，对于同一个很窄的单缝，红光比紫光的衍射现象更明显，故C错误；

。、根据双缝干涉条纹间距公式4%=%,对于同一杨氏双缝干涉装置，光屏上红光相邻两个亮条纹中心间

距比紫光大，故。正确。

故选AD。

10.【答案】AC

【解析】/、电源的效率为则有解得人故N正确；

80%,叼E以I二=80%,£=35

B、20%XEI=I2r,解得电源内阻r=7。，故3错误；

2

C、对电动机，Ul-lrM=Gv,解得电动机的内阻=40,故C正确；

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D、电动机的效率为〃=带x100%=66.7%,故。错误。

故选/C。

11.【答案】BCD

【解析】N、根据左手定则，电子受到的洛伦兹力向下，则沿着直线FOi发射的电子从下边界II离开磁场,

故/错误；

B、根据洛伦兹力提供向心力，evB=迎，k=1,可得电子轨迹半径为r=令,

Trri2.

沿直线ED发射的电子运动轨迹如图所示，。为轨迹圆的圆心，

根据几何关系易得OB1BO2,所以电子离开磁场后会经过圆心。2,故2正确；

C、沿着直线FOi发射的电子的运动轨迹如上图所示，。3为轨迹圆的圆心。

根据几何关系易得。2。3=R，电子离开磁场后仍然会经过圆心。2，a=45。，

则电子在磁场中的运动时间为/---•r故C正确；

:皿）fAkB

D、若将磁场反向，电子速度大小改为kBR,由洛伦兹力提供向心力可得电子轨道半径变为R,则根据磁聚

焦原理（一点发散呈平行，平行汇聚于一点）可知电子经磁场后全部经过。点，故。正确。

故选BCD。

12.【答案】BD

【解析】4设物块a与8碰撞前瞬间的速度为次，根据机械能守恒定律有mglsine=扣域

解得也=|g册

设碰后瞬间4B的共同速度为以，对4、B的碰撞过程，根据动量守恒定律有机%=3瓶以

解得私=京1号赛

N错误；

8.初始时刻弹簧的压缩量为%i=笔蛇=等

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由Ep=9%2,设碰后从B一起向下运动的最大位移为冷，对4B碰后瞬间到二者到达最低点的过程，根

2

据机械能守恒定律有|-3mvl+3mgx2sin0+京机=+x2)

解得久2=嘤

2正确；

C.4B分离的临界条件是二者之间弹力为零且加速度相同，根据牛顿第二定律及整体法分析易知分离瞬间

弹簧的形变量应为零，假设4B碰后的运动过程中未分离，即4B上升到最高点时弹簧仍处于压缩状

态，设此时弹簧的压缩量为久3，根据机械能守恒定律有如专+3叫(%1-久3)sin8=-3mv^

解得=翳

所以人B在最高点速度减为零时，弹簧仍处于压缩状态，假设成立，即4B碰后的运动过程中未分离。

C错误；

D当4、B整体所受合外力为零时，弹簧压缩量为久4=即嘿=笔

K乙K

规定该平衡位置为坐标原点。，沿斜面向下为正方向，则当48相对。的位移为工时，尔8所受合外力为

F=37ngsin。一女(％4+%)=—kx

当/、B相对。的位移为一工时，4B所受合外力为F=3mgsinff-k(x4-x)=kx=-fc(-x)

由此可判断a、整体做简谐运动，振幅为=电—犯=乎

BAK.

由题意可知周期为T=2兀楞

碰撞时4、8相对平衡位置的位移为x==—鬻=一?

如图所示，根据三角函数知识可知，4B从碰撞到第二次速度减为零所用时间为巍=J手科

D正确。

故选3D。

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13.【答案】B

C

420

【解析】(1)若发现干涉图样不够清晰，可左右拨动金属拨杆，调节单缝和双缝平行，故选及

(2)若将装置浸入某种绝缘液体中，其他条件不变，折射率变大，则光的波长变小，根据=夕可知干涉

条纹的间距变小，故选C。

(3)4尤=学您=1.89x10-3m,L=0.90m,d=0.200mm=2x10-4m,代入公式=与可得

4u

A=420nmo

14.【答案】卜点

3.3

0.33

小于

小于

【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律U=E,整理可得・=压+点，

KUc△乙

结合图像乙可得力0.3UT,(=能泻4-1,

解得E=3.3匕r=0.330。

(2)由于电压表的分流，根据等效电源法，电动势和内阻的测量值均小于真实值。

15.【答案】解：(1)根据题意t=0.6s=,7,得T=0.8s,

由图知质点的起振方向向上，依据题意：^+nA.-8m(n=1,2,3---)

2Q?

根据U=亍得U=(4n+l7x0.8m/S(n=123…)

当九=1时，Umax=8m/so

V

(2)设波传播到质点P用时以，则ti=7=5s,

质点P的振动时间以=力一力1=6.8s-5s=1.8s,

因为T=0.8s,知友=(2+》7,

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所以质点P的振动路程S=2x4A+A=9A=90cm,

根据质点起振方向可判断此时P的位移y=10cmo

16.【答案】解：(1)光路图如图所示，一条光线沿直线进入玻璃，在球面上的入射点为C,入射角乙4C。为

a,折射角为/?,

a=Z.BOC=30°,

OE=yjR2—CE2=5^/3cm,

则E是。8的中点，40BC是等腰三角形

乙B=^BOC=30°,

所以S=60°,

(2)光在玻璃中传播速度u=%

则入射光从4到B的时间t=丝+必=遗.史+'=葬=名义10-1%=8.3x10-10So

vc2cc2c3

(3)设从距。点x处进入的光在球面与空气的界面上发生全反射sinC=奈

sinC===县,

n3

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x=-10A^/—3cm,

3

在球面上有光射出的区域在底面上的投影面积S=兀乂2=嘤062。

17.【答案】解：(1)带电粒子从第一象限内的P点射入，并从y轴上M射出，则有%方向：L=%ti，

y方向：a=坦,

联立解得y耳呜=§3

乙L.

0M=旦。

2

(2)粒子经过M点时沿y轴速度为=atr=避火,

则此时速度与y轴负方向夹角的正切值为tan。=£=字，

所以8=30°,

v=+Vy=2v0>

qvB=啰口

R=乌，

3

则正三角形的最小边长4D=2Rcos30°=L,

正三角形区域磁场的最小面积为S=|xLx坐L=坐心。

N24

(3)粒子在第二象限运动的时间巍=华=言，

粒子在磁场中的周期r=噜=疆,

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粒子在磁场中的运动时