海南省某校2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGE2025学年度第一学期高二年级期末考试物理试题（考试时间：90分钟）注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，本试卷由考生自己保留，将答题卡交回。一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。）1.下列说法正确的是（）A.障碍物的尺寸一定时，波的波长越小衍射会越明显B.潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，是利用波的折射原理C.波发生折射时，波的频率不变，但波速发生变化【答案】C【解析】A．根据波的衍射原理，当障碍物尺寸一定时，波的波长越长，越容易绕过障碍物，衍射现象就越明显，而不是波长越小衍射越明显，故A错误；B．潜水艇利用声呐探测周围物体分布情况，是利用了波的反射原理，通过接收反射回来的声波来获取信息，并非波的折射原理，故B错误；C．波发生折射时，波从一种介质进入另一种介质，波的频率由波源决定，不会发生改变；而不同介质中波速不同，所以波速会发生变化，故C正确；D．依据多普勒效应，当湖中鸣笛的快艇驶近游客时，两者距离减小，游客接收到的声波频率会比波源的发声频率大，而不是变小，故D错误。故选C。2.如图所示，小红同学把一个质量为0.6充气乳胶气球，以5的速度水平投向小刚同学，气球被以4水平反弹。已知气球与小刚同学的接触时间约为0.1s，则小刚同学受到气球的平均冲击力为（）A.6N B.30N C.24N D.54N【答案】D【解析】气球与小刚同学接触过程中，对气球运用动量定理得代入数据求解再根据牛顿第三定律，可知小刚同学受到气球的平均冲击力为故选D。3.丹麦物理学家奥斯特发现电流周围存在磁场，即“电生磁”现象，下列四副图描述了电流周围磁场的分布情况，其中描绘正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】A．因电流方向竖直向上，根据安培定则可知，磁场方向应该是逆时针方向（俯视），故A正确；B．根据安培定则可知，环形导线内部磁场方向从左向右，故B错误；C．根据安培定则可知，通电螺线管内部磁场方向从左向右，故C错误；D．根据安培定则可知，因电流方向水平向左，导线上侧磁场方向垂直纸面向里，而下侧磁场方向垂直纸面向外，故D错误。故选A。4.某实验小组在激光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，得到如下四幅图样，下列有关说法正确的是（）A.甲是单缝衍射图样 B.乙是双缝干涉图样C.丙是小圆板“泊松亮斑”衍射图样 D.丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样【答案】D【解析】AB．衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，则甲是双缝干涉图样，乙是单缝衍射图样，故AB错误；CD．单色光照射小圆孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗；而泊松亮斑的中间是一个比较小的亮点，亮度向外逐渐变亮，可知丙是小圆孔衍射图样，丁是小圆板“泊松亮斑”衍射图样，故C错误，D正确。故选D。5.如图所示，S1和S2是两相干水波波源，它们振动同步且振幅相同，振幅A=10cm。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。已知两列波的波长均为5cm，A、B、C三质点的平衡位置在同一直线上，且B点为AC连线的中点。下列说法正确的是（）A.A点处于振动最弱的区 B.B点处于振动最弱的区C.此时A、C两点的竖直高度差为40cm D.再经过半个周期，质点A的位移为零【答案】C【解析】A．A点处于峰峰相遇点，则振动加强，即为振动最强的区，选项A错误；B．因C为谷谷相遇点，也是振动加强，可知B点振动加强，即B点处于振动最强的区，选项B错误；C．此时A、C两点的竖直高度差为4A=40cm，选项C正确；D．再经过半个周期，质点A到达波谷，则此时的位移为-2A，选项D错误。故选C。6.如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑片在ab的中点时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑片向b端移动，则下列说法正确的是（）A.I1增大 B.I2减小C.U增大 D.电源的总功率增大【答案】D【解析】依题意，R2的滑片向b端移动，R2减小，根据串反并同可得A．A1与R2相当于并联，故I1减小，A错误；B．A2与R2串联，故I2增大，B错误；C．V与R2相当于并联，故U减小，C错误；D．由于R2减小，电路的总电流增大，故电源的总功率增大，D正确。故选D。7.如图甲所示，在拉力传感器的下端竖直悬挂一个弹簧振子，拉力传感器可以实时测量弹簧弹力大小。图乙是小球简谐振动时传感器示数随时间变化的图像。下列说法正确的是（）A.振动的周期为8s B.小球的质量为0.8kgC.第3s时小球在最低点 D.第3s和第5s的加速度相同【答案】B【解析】ABC．根据图像可知，t=1s时，弹簧弹力最大，且，小球位于最低点；t=3s时，弹簧弹力最小，，小球位于最高点。由对称性可知，小球振动的周期为4s，小球位于平衡位置时，弹力联立解得故AC错误，B正确；D．第3s时，小球位于最高点，回复力向下，加速度向下，第5s时，弹簧弹力最大，小球位于最低点，回复力向上，加速度向上，故第3s和第5s的加速度不相同，故D错误。故选B。8.如图所示，质量为m的金属杆ab，长为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与水平导轨平面成θ角斜向上，ab静止于水平导轨上，则（）A.金属杆ab所受的安培力为BIlsinθB.金属杆ab所受的摩擦力水平向左C.增大θ金属杆ab可能向左运动D.减小θ金属杆ab所受的摩擦力增大【答案】C【解析】受力分析如图A．导线跟磁场垂直，所以安培力为故A错误；B．根据左手定则，安培力向左上方，金属杆有向左的运动趋势，金属杆ab所受的摩擦力水平向右，故B错误；C．根据受力分析，金属杆所受安培力的水平分力为向右的摩擦力的最大值为增大θ，两个力增大的量不同，有可能使得（例如最初刚好平衡，并且，增大时，会使得），故金属杆ab可能向左运动，故C正确；D．减小θ，如果金属杆仍然保持静止，金属杆ab所受的摩擦力金属杆ab所受的摩擦力减小，故D错误；故选C。二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分。）9.下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是（）A.图甲是检测工件的平整度，观察到的条纹形状说明工件表面某处有凸起B.图乙是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射C.图丙全息照相利用了激光平行度非常好的特点D.图丁是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波【答案】BD【解析】A图甲是检测工件的平整度，观察到的条纹形状说明工件表面某处有凹陷，故A错误；B．图乙是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射，故B正确；C．图丙全息照相利用了激光相干性好的特点，故C错误；D．图丁是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波，故D正确。故选BD。10.如图1所示，在一条张紧的绳子上挂3个摆，a、c摆的摆长相等且小于b摆的摆长。当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来（各摆的摆球质量相同）。图2是c摆稳定以后的振动图像，重力加速度为g不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A.a、b、c单摆的固有周期关系为Ta=Tc<TbB.b、c摆振动达到稳定时，c摆的振幅比b摆的大C.b、c摆振动达到稳定时，b摆的振幅比c摆的大D.b、c摆振动达到稳定时，b摆的周期大于【答案】AB【解析】A．由单摆周期公式因为可知a、b、c单摆的固有周期关系为，故A正确；D．当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，可知b、c摆做受迫振动，振动周期与驱动力周期相同，可知b、c摆的周期都等于a摆的固有周期，由图2可知，稳定时a、b、c三个摆的周期均为，故D错误；BC．因为c摆的固有周期等于a摆的固有周期，所以c摆发生共振，达到稳定时，c摆振幅较大，b摆的振幅最小，c摆的振幅比b摆的大，故B正确，C错误。故选AB。11.如图所示，一半圆槽滑块的质量为M，半圆槽半径为R，滑块静止在光滑水平桌面上，一质量为m的小型机器人（可视为质点）置于半圆槽的A端，在无线遥控器控制下，小型机器人从半圆槽A端移动到B端。下面说法正确的是（）A.小型机器人与滑块组成的系统动量守恒B.滑块运动的距离是C.滑块与小型机器人运动的水平距离之和为2RD.小型机器人运动的位移是滑块的倍【答案】CD【解析】A．小机器人和滑块组成的系统只在水平方向动量守恒，A错误；BCD．小机器人从A端移动到B端的过程中，由水平方向动量守恒得根据相对位移关系有可得小机器人和滑块移动距离分别为，即滑块与小机器人运动的水平距离之和为2R，且小型机器人运动的位移与滑块的位移之比为故B错误，CD正确。故选CD。12.如图所示，边长为L的正方形MNPQ区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一带正电的粒子从N点沿NP方向射入磁场，当粒子速度为v0时，粒子正好从M点射出，粒子重力忽略不计，则（）A.粒子的电荷和质量的比值为B.当粒子速度为时，粒子在磁场中的运动时间为C.当粒子速度为时，粒子在磁场中的运动时间为D.若粒子从QM的中点射出，则粒子的速度大小为【答案】BD【解析】A．当粒子速度为时，粒子从N点进入磁场，正好从M点射出，轨迹如图所示则粒子的轨迹半径为,由洛伦磁力提供向心力有代入数据可得，故A错误；BC．当粒子速度为时，洛伦磁力提供向心力可知轨迹半径为，粒子在磁场中运动半圆，轨迹如图所示从NM的中点离开磁场，粒子在磁场中运动的周期为联立解得粒子在磁场中的运动时间为故B正确，C错误；D．粒子轨迹如图所示由几何关系有由洛伦兹力提供向心力有联立解得，故D正确。故选BD。13.一列简谐机械横波沿x轴传播，其在时的波形图如图a所示，P、Q是介质中的两个质点，图b是质点Q的振动图像。则（）A.该列波沿x轴正方向传播B.该列波的波速是0.18m/sC.在时，质点Q的位移为D.质点P的平衡位置的坐标x=3cm【答案】BCD【解析】A．由图b可知时，Q质点向上振动，同侧法结合图a可知，波沿x轴负方向传播，故A错误；B．结合图a图b可知，波长，周期，根据波长波速公式得，故B正确；C．质点Q从平衡位置开始振动，由振动方程可知，当，联立以上，解得Q质点位移故C正确；D．分析图a可知，OP相位差为，故OP距离为故D正确。三、实验题（本题共2小题，14题10分，15题8分，共18分。请将答案按题目要求写在答题卡上的指定位置，写在本试卷上无效。）14.如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。①关于此实验，下列说法中正确的是（）A．大头针P4须挡住P3及P1、P2的像B．入射角越大，折射率的测量越准确C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率D．如果误将玻璃砖的边PQ画到P'Q'，折射率的测量值将偏大②如图所示，某同学按照如下方法处理数据：以O点为圆心R为半径作圆，与折射光的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，垂足为N，AO的延长线交BN于M，记OM=r。再以O点为圆心、r为半径作圆。可知该玻璃砖折射率的测量值n=___________。（用r、R表示）【答案】①A②B．入射角适当大一些，能使折射率的测量准确，故B错误；C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率，故C错误；D．如果误将玻璃砖边PQ画到P′Q′，则折射角i2将偏大，折射率的测量值将偏小，故D错误。[2]折射率15.如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝的间距双缝到光屏的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。（1）某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，则分划板在图乙中A位置时游标卡尺的读数（如图丙所示），___________mm，在B位置时游标卡尺的读数；该单色光的波长___________nm；（2）在该实验中，如果分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，装置各数据不变，在双缝后的屏幕上观察到的红光条纹个数比绿光条纹个数___________（选填“多”或“少”）。【答案】（1）11.5500（2）少【解析】（1）[1]游标卡尺的读数为[2]根据其中解得（2）根据可知，红光条纹间距大，则屏幕上观察到条纹个数少。16.某同学利用如图甲所示的电路测定一块手机电池的电动势和内阻。除被测电池（电动势E约为3.7V，内阻r小于1Ω）外，，实验室还提供了以下器材：A．电压表（量程为15V，内阻约为15kΩ）B．电压表（量程为3V，内阻约为3kΩ）C．电流表（量程为0.6A，内阻约为2Ω）D．固定电阻R0=6ΩE．滑动变阻器（阻值范围为0~15Ω，允许通过的最大电流为1.0A）F．滑动变阻器（阻值范围为0~50Ω，允许通过的最大电流为1.0A）（1）实验中电压表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。（填器材前的字母序号）（2）实验的主要步骤如下：①检查并调节电表指针指零，将开关S断开，按照电路图连线。②调节滑动变阻器R的阻值至最大值。③将开关S闭合，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表的相应示数U、I，根据记录数据作出的图象，由图像可得该电池的电动势为___________V，该电池的内阻为___________Ω。（结果保留小数点后两位小数）（3）由上述实验测得的电源电动势与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。【答案】（1）BE（2）3.800.55（3）偏小【解析】（1）[1]由于电动势E约为3.7V，为使测量数据足够精确，则电压表应选用B；[2]为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小，故选E。（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得可得可知图像的纵轴截距等于电动势，则有图像的斜率绝对值为解得内阻为（3）由电路图可知，误差来源于电压表的分流，设电压表的内阻为RV，根据闭合电路欧姆定律可得整理可得可知U−I图像的纵轴截距为则由上述实验测得的电源电动势与真实值相比偏小。四、计算题（本题共3小题，第16题10分，第17题12分，第18题16分，共38分。把解答过程写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。）17.如图所示，一束平行于直角三棱镜截面ABC的单色光从真空垂直BC边从P点射入三棱镜，P点到C点的距离为1.6L，光线射入后恰好在AC边上发生全反射。已知∠C=37°，光在真空中的传播速度为c，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）该三棱镜的折射率n；（2）光线从BC边传播到AC边所用的时间t（不考虑多次反射）。【答案】（1）（2）【解析】（1）作出光路图如图所示，根据几何关系可知，光在AC面上的临界角，则解得（2）由几何关系得由介质的折射率公式和运动学公式得由解得18.一列简谐横波图像如图所示，t1时刻的波形如图中实线所示，t2时刻的波形如图中虚线所示，已知Δt=t2-t1=0.5s，问：（1）这列波的可能波速的表达式？（2）若波向左传播，且3T<Δt<4T，波速多大？（3）若波速v=68m/s，则波向哪个方向传播？【答案】（1）v右=4（4n＋1）m/s（n=0，1，2…），v左=4（4n＋3）m/s（n=0