甘肃省兰州市部分学校2025-2026学年高二上学期期末考试物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高二上学期期末考试物理试题一、单选题（21分）1.如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一质量为m的小球从距A点正上方R处由静止释放，小球由A点沿切线方向进入半圆轨道后又从B点冲出，已知半圆弧半径为R，小车质量是小球质量的k倍，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（）A.在相互作用过程中小球和小车组成的系统动量守恒B.小球从小车的B点冲出后，不能上升到刚释放时的高度C.整个过程中小球和小车的机械能守恒D.小球从滑入轨道至圆弧轨道的最低点时小球的位移大小【答案】C【解析】A．小球与小车组成的系统仅在水平方向不受外力，即只是水平方向系统动量守恒，故A错误；B．因为系统水平方向的总动量保持为零，则小球由B点离开小车时小车速度为零，小球竖直上抛，由机械能守恒可知小球能上升到原来的高度，故B错误；C．整个过程中小球和小车的机械能守恒，C正确；D．人船模型可得，解得，所以小球的水平位移大小为，故D错误。故选C。2.如图所示，有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球，从P点以相同的初速度垂直电场方向进入匀强电场E中，它们分别落到A、B、C三点，则可判断（）A.三个小球到达正极板时的动能关系是B.三个小球在电场中运动的时间C.三个小球在电场中运动的加速度关系是D.落到A点的小球带负电，落到B点的小球不带电【答案】C【解析】CD．在平行金属板间不带电小球、带正电小球和带负电小球的受力如下图所示：由图可知不带电小球做平抛运动带正电小球做类平抛运动带负电小球做类平抛运动所以落到A点的是带正电小球；落到B点的是不带电小球；落到C点的是带负电小球，则选项C正确，D错误；A．根据动能定理，三小球到达下板时的动能等于这一过程中合外力对小球做的功；由受力图可知，带负电小球合力最大为，做功最多，动能最大；带正电小球合力最小为，做功最少，动能最小；即故A错误；B．根据题意，三小球在竖直方向都做初速度为0的匀加速直线运动，球到达下极板时，在竖直方向产生的位移h相等，根据得三小球运动时间，正电荷最长，不带电小球次之，带负电小球时间最短，故选项B错误；故选C。3.如图所示，真空中三个点电荷分别置于等边三角形三个顶点上，其中、两点分别固定电荷量为的点电荷，点固定电荷量为的点电荷，三角形边长为，O为其中心，点为其三边中点，设点电荷在某点产生电势为（为点电荷电荷量，为该点到点电荷的距离，取无穷远处电势为零），关于、、、四点电场强度大小及电势高低，下列说法正确的是（）A.点场强大小为，电势为0B.点场强大小为，电势为C.点和点场强大小相等，电势不同D.电子由点沿直线移动到点过程中，加速度减小，电势能增大【答案】B【解析】A．根据对称性可知a、b两处点电荷在O点产生的电场强度大小相等，均为c处点电荷在O点产生的电场强度方向如下图所示，根据电场强度的叠加法则可得O点的电场强度大小为根据题意，O点的电势为，故A错误；B．两个正点电荷在P点的合场强为零，故P点的场强即为负电荷在P点产生的场强，即根据题意，P点的电势为，故B正确；C．根据等量同种电荷的电场分布特点以及点电荷的电场分布特点可知，M点和N点场强大小相等。根据题意，可得M点和N点的电势分别为，可知这两点电势相等，故C错误；D．电子由O点沿直线移动到P点过程中，电场强度减小，电子受到电场力减小，其加速度减小，电场力一直做正功，电势能减少，故D错误。故选B。4.如图所示是一个由电池、电阻与平行板电容器组成的串联电路，平行板电容器中央有一个液滴处于平衡状态，当增大电容器两板间距离的过程中（）A.电容器的电容变大B.电阻中有从流向的电流C.液滴带正电D.液滴向下加速运动【答案】D【解析】A．由电容器的决定式所以当d增大时，C减小，故A错误；B．因电容器与电源相连，故电容器两端的电压不变，则C减小时，由可知，电容器两端的电荷量减小，则电容器将由从A极板放出的电量，故R中电流由a到b，故B错误；C．液滴受力平衡，则液滴受电场力向上；而上极板为正极，则说明液滴带负电，故C错误；D．因电压不变，d增大，则E减小，故受到的电场力减小，重力大于电场力，则液滴受到的合力向下，液滴将向下加速运动，故D正确。故选D。5.如图所示，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，，。一束由a、b光组成的复色光线平行于底边BC由AB上M点射入棱镜。经棱镜折射后仅有a光从AC上N点射出。则（）A.与a光相比，b光的临界角较大B.与a光相比，b光在棱镜中的传播速度更小C.与a光相比，b光在空气中更容易发生明显的衍射D.b光能从BC上射出【答案】B【解析】A．a、b光在AC边的入射角是一样的，为30°。b光发生了全反射，a光没有，所以b光的临界角较小，A错误；B．根据公式得到b光在棱镜中的折射率大，而折射率大，在棱镜中的传播速度小，B正确；C．波长越小，折射率越大，故b光的波长小于a光的波长，所以a光更容易发生衍射现象，C错误；D．由于b光发生了全反射，根据角度关系，分析可知到达BC边的光的入射角度也为30°，所以在BC边也发生全反射，故b光不能从BC边射出，D错误。故选B。6.如图所示，一光滑绝缘半圆柱体固定在水平地面上，其横截面是半径为R的半圆。现让质量为m、带电量为的小球从半圆柱体顶端Q由静止沿圆柱体表面滑下，当滑至与竖直方向的夹角为的位置P时，恰好离开半圆柱体。若在空间加上方向竖直向下的匀强电场（图中未画出），电场强度大小，重力加速度为g，其他条件不变，则下列说法正确的是（）A.未加电场时，角的余弦值为B.未加电场时，小球在P点恰好离开圆柱体时的速度大小为C.加上电场时，小球将在QP之间某位置离开圆柱体D.加上电场时，小球恰好离开圆柱体时的速度大小为【答案】D【解析】AB．未加电场时，小球恰好从P点脱离圆柱体，由题意则有解得，故AB错误；CD．加上电场时，设小球恰好脱离圆柱体时与竖直方向的夹角为，由题意则有解得所以加上电场时，小球仍在P点离开圆柱体，小球恰好离开圆柱体时的速度大小为，故C错误，D正确。故选D。7.如图所示，AB为固定的光滑圆弧轨道，O为圆心，AO水平，BO竖直，轨道半径为R，当地重力加速度为g，将质量为m的小球（可视为质点）从A点由静止释放，经时间t到达B，在小球从A点运动到B点的过程中（）A.小球所受合力的冲量指向圆心B.小球所受支持力的冲量大小是C.小球受到的重力的冲量为0，重力做的功不为0D.小球受到的支持力的冲量为0，支持力做的功也是0【答案】B【解析】A．根据动量定理，动量的变化水平向右，因此合力的冲量水平向右，A错误；BCD．根据机械能守恒可得动量的变化重力的冲量方向竖直向下，根据动量定理做出矢量方向三角形，可得支持力的冲量在整个运动过程中只有重力做功，支持力不做功，因此B正确，CD错误。故选B。二、多选题（15分）8.如图所示，理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干，设电动机的线圈电阻为R1，它与电热丝的电阻R2串联，接到直流电源上，电路中电流为I，电动机两端电压为U1，消耗的电功率为P1，电热丝两端电压为U2，消耗的电功率为P2，则有（）A.P1＝U1I B.U1＝IR1C.P2＝I2R2 D.U2＝IR2【答案】ACD【解析】AB．电动机作为用电器，将电能转化为内能和机械能。所以它电功率P1＝U1I。而电动机是非纯电阻元件，欧姆定律不再适用。故A正确，B错误；CD．电热丝将电能全部转化为内能，是纯电阻元件。所以它的电功率与热功率相同，电功率可以写作P2＝I2R2。欧姆定律对它适用，所以U2＝IR2。故C、D正确。故选ACD。9.甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速大小相同，图（a）为t=0时两列波的部分波形图，图（b）为x=0处质点参入乙波的振动图像。下列说法正确的是（）A.乙波周期为2sB.两列波的波速均为10cm/sC.t=0开始，乙波波谷到达x=0处最短时间为0.5sD.0~10s内，x=0处质点2次到达正向最大位移处【答案】CD【解析】ABC．由图a可知、。乙波形向左平移10cm，x=0处质点第一次到达波谷位时间最短为0.5s，所以波速为则，所以AB错误，C正确。D．两列波的波峰同时传到x=0位置时，该处质点到达正向最大位移处，则（m=1、2、3...）、（n=0、1、2、3...）令，可得，当m=1且n=0时，；当m=4且n=2时，，所以0~10s内，x=0处质点2次到达正向最大位移处，故D正确。故选CD。10.绝缘水平面上固定一负点电荷Q，另一质量为m、电荷量为-q的滑块（可看作点电荷）从a点以初速度v0沿水平面离开Q运动，到达b点时速度减为零．已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．以下判断正确的是（）A.滑块在运动过程中所受Q的库仑力一直大于滑动摩擦力B.滑块在运动过程的中间时刻，速度的大小等于C.此过程中达到最大速度时，P到Q距离为D.Q产生的电场中，a、b两点间的电势差为【答案】CD【解析】A、由题意可知，滑块水平方向受库仑力、滑动摩擦力，摩擦力与运动方向相反，而库仑力与运动方相同，因滑块在b点静止，故一定有段时间，库仑力小于滑动摩擦力，故A错误；B、水平方向受大小不变的摩擦力及变小的库仑力，滑块可能先加速再减速，且加速度是变化的，故中间时刻的速度不等于，故B错误；C、滑块先加速后减速，而库仑力减小，故当库仑力等于滑动摩擦力时，速度达到最大，即：，解得距离为：，故C正确；D、由动能定理可得：，解得两点间的电势差，故D正确；故选CD．三、实验题（20分）11.（1）某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是_______。A.光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件B.透镜的作用是使光更集中C.单缝的作用是获得线光源D.双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目越多（2）如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为A和B、顶角大小为θ）的折射率。①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点；②将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef③在cd上竖直插上大头针和，从侧面B透过玻璃砖观察和，插上大头针，要求能挡住__________（选填“”、“”或“和）的虚像；④确定出射光线的位置__________（选填“需要”或“不需要”）第四枚大头针；⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为，则玻璃砖折射率____。【答案】（1）C（2）P1和P2不需要【解析】（1）A．光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、测量头等元件，故A错误；B．透镜的作用是使光变成平行光，故B错误；C．单缝的作用是获得线光源，故C正确；D．根据干涉条纹间距公式可知，双缝间距越小，条纹间距就越大，测量头中观察到的条纹数目越少，故D错误。故选C。（2）③[1]从侧面B透过玻璃砖观察和，插上大头针，要求能挡住和的虚像；④[2]因为垂直于,光线垂直入射，垂直射出，大头针与O的连线就是出射光线所在直线，故不需要第4枚大头针；⑤[3]做出对应的光路图，如图所示根据几何关系可得在ef界面的入射角等于，折射角为，根据折射定律可得，折射率12.掺氟氧化锡（FTO）玻璃在太阳能电池研发领域有重要应用，它由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成。为了测量该薄膜厚度d，某兴趣小组开展了如下实验：（1）选取如图甲所示的一块长条型FTO玻璃，测出其长度为L，宽度为b。（2）用欧姆表接薄膜M、N两端，测得薄膜电阻约为40Ω。为了获得多组数据，进一步精确测量的阻值，有如下器材可供选用：A.电源E（电动势为3V，内阻约为0.2Ω）B.电压表V（量程0~1V，内阻为RV=1000Ω）C.电流表A1（量程0~0.6A，内阻约为1Ω）D.电流表A2（量程0~100mA，内阻约为3Ω）E.滑动变阻器R（最大阻值为10Ω）F.定值电阻R1=20ΩG.定值电阻R2=2000ΩH.开关一个，导线若干（3）其中，电流表应选_______（选填“A1”或“A2”），定值电阻应选_______（选填“R1”或“R2”）。（4）根据以上要求，将图乙所示的器材符号连线，组成测量电路图________。（5）闭合电键，调节滑动变阻器，测得电压表示数为U，电流表示数为I，则可精确测得薄膜电阻阻值______（用U、I、RV、R1或R2表示）。（6）已知该薄膜的电阻率为P，根据以上实验，测得其电阻值为，则该薄膜的厚度d=_________（用P、L、b和表示）。【答案】（3）（4）见解析（5）（6）【解析】（3）[1]流过电阻的最大电流所以电流表选择；[2]电压表的量程过小，需要串联一个定值电阻增大其量程，由于RV=1000Ω，所以定值电阻选择；（4）[3]滑动变阻器阻值较小，应采用分压式接法，改装后的电压表内阻已知，为准确测出薄膜电阻，电流表应外接，实验电路如图所示（5）[4]通过薄膜电阻的电流为薄膜电阻两端的电压根据欧姆定律，薄膜电阻的阻值为（6）[5]根据电阻定律该薄膜的厚度为四、解答题（44分）13.如图所示，一束截面为圆形（半径R=lm）的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区，屏幕S至球心距离为D=m，不考虑光的干涉和衍射，试问：①若玻璃半球对紫色光的折射率为，请你求出圆形亮区的半径．②若将题干中紫色改为白光，在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色？【答案】①1m,②紫色【解析】①如图，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的E点处，E点到亮区中心G的距离r就是所求最大半径．设紫光临界角为C，则有由几何知识可知：AB=R·所以有：②若将题干中紫光改为白光，由于紫光的折射率最大，偏折角也最大，则知在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是紫色14.如图所示，有三根长度均为L=0.3m的不可伸长的绝缘细线，其中两根的一端分别固定在天花板上的P、Q点，另一端分别拴有质量均为m=0.12kg的带电小球A和B，其中A球带正电，电荷量为q=+3×10－6C，B球带负电，与A球带电荷量相同．A、B之间用第三根线连接起来．在水平向左的匀强电场作用下，A、B保持静止，悬线仍处于竖直方向，且A、B间细线恰好伸直．（静电力常量k=9×109N·m2/C2）（1）求此匀强电场的电场强度E的大小．（2）现将PA之间的线烧断，由于有空气阻力，A、B球最后会达到新的平衡位置．求此时细线QB所受的拉力T的大小，并求出A、B间细线与竖直方向的夹角θ.（3）求A球电势能与烧断前相比改变了多少（不计B球所带电荷对匀强电场的影响）．【答案】（1）（2）2.4N，37°（3）【解析】（1）对B球进行受力分析，在水平方向受水平方向的电场力和A球施加的库仑力，由于