海南省多校2024-2025学年高二上学期1月期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1海南省2024-2025学年高二年级学业水平诊断（二）物理考生注意：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。1.如图所示，鱼漂静止时，O点刚好与水面齐平，用手将鱼漂向下压，然后松手，鱼漂在M、N之间做简谐运动。关于鱼漂的简谐运动，以下说法正确的是（）A.鱼漂的回复力大小与位移大小成正比B.鱼漂运动的位移大小与时间成正比C.鱼漂运动的速度大小与时间成正比D.鱼漂运动的加速度大小与时间成正比【答案】A【解析】A．鱼漂做简谐运动，根据可知，鱼漂的回复力大小与位移大小成正比，故A正确；B．鱼漂做简谐运动，若以平衡位置为计时起点，则有可知，位移大小与时间不成正比，故B错误；C．结合上述，对位移求导数，则有可知，速度大小与时间不成正比，故C错误；D．结合上述，对速度求导数，则有可知，加速度大小与时间不成正比，故D错误。故选A。2.如图1所示，金属圆环放在水平面上，匀强磁场方向与水平面垂直，沿着水平面拉动圆环，圆环向右移动过程中的速度随时间变化的图像如图2所示。匀强磁场范围足够大，圆环一直在磁场中运动，关于圆环中感应电流的有无，以下说法正确的是（）A.时间内圆环中有感应电流产生B.时间内圆环中有感应电流产生C.时间内圆环中有感应电流产生D.时间内圆环中均无感应电流产生【答案】D【解析】由于匀强磁场范围足够大，圆环一直在磁场中运动，可知时间内穿过圆环的磁通量一直保持不变，则时间内圆环中均无感应电流产生。故选D。3.用一束激光照射大小可调的小孔，观察光屏上出现的现象。当小孔足够小时，可观察到屏上出现了明暗相间的比小孔大得多的圆环。以下说法正确的是（）A.这个现象属于光的干涉现象B.这个现象可以用光的直线传播来解释C.这个现象表明光可以不沿着直线传播D.小孔越小，屏上明暗相间的圆环间距越小【答案】C【解析】ABC．这个现象属于光的衍射现象，不可以用光的直线传播来解释，这个现象表明光可以不沿着直线传播，故AB错误，C正确；D．小孔越小，屏上明暗相间的圆环间距越大，故D错误。故选C。4.如图所示，虚线代表静电场中一系列等势面，实线是某一带电粒子仅在电场力作用下的一段运动轨迹，在带电粒子从a到b再到c的运动过程中，下列说法正确的是（）A.带电粒子带正电荷B.a、c两点电场强度可能相同C.带电粒子的电势能先减小后增大D.带电粒子的动能先减小后增大【答案】D【解析】A．因电场线与等势面正交，但是电场线方向不能确定，可知不能确定带电粒子的电性，选项A错误；B．电场线与等势面正交，可知a、c两点电场强度大小相同，但是方向不同，选项B错误；CD．带电粒子从a到b再到c的运动过程中，所受电场力指向轨迹的凹向，可知电场力对粒子先做负功后做正功，则带电粒子的电势能先增大后减小，带电粒子的动能先减小后增大，选项C错误，D正确。故选D。5.如图所示，有一长方体导体，长、宽、高分别为a、b、h，导体长、宽两端所加电压均为，电流表内阻忽略不计。断开、闭合时电流表读数为；断开，闭合时电流表读数为，则与之比为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】断开、闭合时有其中断开，闭合时有其中联立解得故选A。6.如图所示，在直角三角形的顶点A，B分别固定两个点电荷，C点为上一点，，。已知P点场强方向由P指向C，则两点电荷的电性及电荷量，的关系正确的是（）A.都带正电，B.都带正电，C.都带负电，D.都带负电，【答案】C【解析】已知P点场强方向由P指向C，根据场强叠加原理可知，两个点电荷在P点场强方向都指向点电荷，则两点电荷都带负电；且两点电荷P点场强垂直于PC方向的分场强大小相等，方向相反，根据几乎关系可得又联立可得故选C。7.在同一介质中有振动频率相同、相位相同的两个波源和，在介质中形成如图所示的机械波，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。关于图中a、b、c三点的振动情况，以下说法正确的是（）A.a是振动加强点 B.b是振动减弱点C.c是振动加强点 D.a、c均是振动减弱点【答案】A【解析】ACD．a点是波峰与波峰叠加，所以a是振动加强点；c点是波峰与波谷叠加，所以c是振动减弱点，故A正确，CD错误；B．b点是波谷与波谷叠加，所以b是振动加强点，故B错误。故选A。8.风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。设风洞内有一固定的正方体，气流碰到正方体表面时速度减小为零，当风速为15m/s时，正方体单位面积受到的风力为F，当风速提高到45m/s时，正方体单位面积受到的风力为（）A.3F B.6F C.9F D.27F【答案】C【解析】设正方体的表面积为S，取时间内到达表面积的风柱为研究对象，规定风吹来的方向为正方向，由动量定理可得又联立，解得由牛顿第三定律可知，当风速为15m/s时，正方体单位面积受到的风力大小为F，与风速的平方成正比，当风速提高到45m/s时，即风速变为原来的3倍，此时正方体单位面积受到的风力为原来的9倍，即9F。故选C。二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图1所示的测量工具叫做数字式特斯拉计，当探测头放在磁场中的某点时，它的数字显示屏上就能够显示出该点磁感应强度的数值，特斯拉计测量准确，使用简单，在科技方面应用很广。如图2所示，有两条平行的通电直导线位于纸面内，导线中的电流和方向相同，用特斯拉计测得纸面上两点a、b的磁感应强度大小分别为、，保持电流不变，增大电流，再用特斯拉计分别测得a、b两点的磁感应强度大小分别为、，则以下关系正确的是（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】根据安培定则，判断知导线1、2在a、b处产生的磁感应强度方向均分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里，若保持电流不变，增大电流，根据矢量叠加原理可知，a、b两点处的磁感应强度均增大，即故选BC。10.如图所示，中心带有孔洞的质量为的物块A穿在光滑的水平杆上，质量为的物块B用不可伸长的轻绳悬挂在物块A上。一颗质量为的子弹以水平速度击中物块B并立即嵌入其中，下列说法正确的是（）A.子弹打入物块B后，子弹和物块A、B三者组成的系统动量守恒B.物块A速度最大时细绳摆角一定最大C.物块A速度最大时细绳一定是竖直的D.细绳摆角最大时物块B的速度为【答案】CD【解析】A．子弹打入物块B后，子弹和物块A、B三者组成的系统，水平方向满足动量守恒，但竖直方向不满足动量守恒，故A错误；BC．细绳摆角最大时，子弹和物块A、B三者具有共同的速度，但此时A的速度不是最大；从子弹打入物块B后，当B第一次回到最低点时，物块A速度最大，此时细绳处于竖直方向，故B错误，C正确；D．细绳摆角最大时，子弹和物块A、B三者具有共同的速度，根据系统水平方向动量守恒可得解得此时物块B的速度为故D正确。故选CD。11.在如图所示的电路中，电池的电动势和内阻恒定不变，为定值电阻，电表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动的过程中，电流表A和电压表V的读数变化情况正确的是（）A.电流表A的读数越来越小B.电压表V的读数越来越大C.电流表A的读数先减小后增大D.电压表V的读数先增大后减小【答案】CD【解析】滑动变阻器的滑片左右两侧的电阻并联，并联的总电阻为因故当时（即滑片滑到中央时）并联的总电阻最大，故滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动的过程中，并联的总电阻先增大后减小，根据串反并同规律可知，电流表的示数先减小后增大，电压表的示数先增大后减小。故选CD。12.如图所示，半径为的半圆形玻璃砖的圆心为，A是半圆形玻璃砖直径上的一点，A与圆心的距离，一束单色光垂直射到A点，光线刚好不能穿过玻璃砖的圆形界面。若让单色光从A点以入射角射入，光从半圆形玻璃砖圆弧面上的点离开，已知光在真空中的传播速度为，以下说法正确的是（）A.全反射的临界角大于B.玻璃砖的折射率为C.从点射出的光线与A点的入射光线平行D.从点射出的光线穿过玻璃砖的时间为【答案】BC【解析】A．单色光垂直射到A点，光线刚好不能穿过玻璃砖的圆形界面,此时单色光射向玻璃砖圆形界面的入射角即为临界角C，根据几何关系有故故A错误；B．玻璃砖的折射率为故B正确；C．B点对应的半圆形玻璃砖的切线平行于直径，故光线射入玻璃砖时的折射角等于射出玻璃砖时的入射角，光线射出玻璃砖时的折射角等于射入玻璃砖时的入射角，即从点射出的光线与A点的入射光线平行，故C正确；D．光线在玻璃砖内通过的路程为光线在玻璃砖内的传播速度为故从点射出的光线穿过玻璃砖的时间为故D错误。故选BC。13.如图1所示，平行金属板电容器竖直放置，两板之间加上如图2所示周期为4s的方波电压，时刻将一个带负电粒子从两金属板之间由静止释放，此时a板电势高于b板电势。粒子所受重力忽略不计，粒子在电容器内的运动过程中不会与a、b板相碰，以下说法正确的是（）A.0~1s粒子向a板运动，且速度越来越大B.1s~2s粒子向b板运动，且速度越来越大C.3s时刻粒子的速度为零D.4s时刻粒子的速度为零【答案】AD【解析】A．依题意，结合图2可知，在时，a板电势高于b板电势，则带负电粒子在这一段时间内，所受电场力向左，粒子向左做匀加速直线运动，即0~1s粒子向a板运动，且速度越来越大，故A正确；B．在这一时间内，带负电粒子所受电场力向右，粒子向左做减速运动，根据对称性可知2s时刻，粒子速度为0，故1s~2s粒子向a板运动，且速度越来越小，故B错误；CD．在这一段时间内，粒子所受电场力向右，粒子向右做加速运动，3s时刻粒子的速度最大，不为零；内，粒子所受电场力向左，粒子向右做减速运动，根据对称性可知在4s时刻粒子速度为0，故C错误，D正确。故选AD。三、非选择题：本题共5小题，共56分。14.（1）用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图所示，按图所示安装仪器，将光源、滤光片、单缝中心及双缝中心调节在遮光筒的中心轴线上。①测出第1条到第n条亮纹中心的距离a，算出条纹间距；②已知双缝之间的距离为d，测出双缝到屏的距离为l，则被测单色光的波长________（用a、n、d、l表示）。（2）某实验小组测量一段电阻丝的电阻率，被测电阻丝的电阻约5Ω，电压表内阻约3kΩ，电流表内阻约1Ω。①实验小组内甲、乙两位同学分别根据实验室提供的实验器材，设计了如图1、2两种不同的测量电路，实验的系统误差较小的是图________（填“1”或“2”）；②螺旋测微器测金属丝直径如图3所示，金属丝直径的测量值________mm；③根据实验中记录下的多组电压表读数U和对应的电流表读数I。用图像法处理数据，作出图像如图4所示，则被测金属丝的电阻________Ω，若测得电阻丝接入电路部分的有效长度为62.8cm，则电阻率________（以上满空均保留2位有效数字）。【答案】（1）（2）10.400（）4.5（）（）【解析】（1）②由题意，根据双缝干涉条纹间距公式，可得被测单色光的波长（2）①[1]由于待测电阻为小电阻，为了减小误差，电流表应采用外接法，故选择图1。②[2]根据螺旋测微器读数规则，可读出金属丝的直径③[3]根据图像斜率，可求得被测金属丝的电阻[4]根据，，可得15.物理学习小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。气垫导轨左端固定一压力传感器，并与劲度系数为k的轻弹簧相连，可以通过压力传感器读出弹簧的弹力大小。光电门固定在气垫导轨靠近右侧附近的位置，且与数字计时器相连，滑块b上固定一遮光片，a、b碰后粘在一起。（1）将滑块放到气垫导轨上，接通电源，调节气垫导轨水平。判断气垫导轨水平的标志为________。（2）实验前需要测量________（填选项序号）。A.滑块a的质量B.滑块b和遮光片的总质量C.遮光片的宽度dD.气垫导轨的长度（3）向左推滑块a，当压力传感器的示数为F时由静止释放，脱离弹簧后与滑块b碰撞并粘在一起，之后一起经过光电门时，数字计时器的示数为。已知弹簧的弹性势能表达式（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的压缩量），取向右为正方向，结合（2）测得的物理量，可知两滑块碰撞之前的总动量________。两滑块碰撞之后的速度________，碰撞之后的总动量________。（4）若与的数值相差很小，可以验证碰撞过程中动量守恒。【答案】（1）将滑块轻轻放在气垫导轨上，能够保持静止不动（2）ABC（3）【解析】（1）[1]若气垫导轨水平，将滑块轻轻放在气垫导轨上，滑块受力平衡，保持静止不动。故判断气垫导轨水平的标志为将滑块轻轻放在气垫导轨上，能够保持静止不动。（2）[2]由于实验要验证动量守恒定律，因此要测量滑块a的质量m1与滑块b和遮光片的总质量m2；测量遮光片的宽度d可以计算两滑块粘在一起后的速度；不需要测量气垫导轨的长度，故选ABC。（3）[3]若压力传感器的示数为F，由胡克定律可知，弹簧形变量为由能量守恒可知，弹簧的弹性势能转化为滑块a的动能，故联立可得两滑块碰撞之前的总动量[4]两滑块碰撞之后的速度为[5]碰撞后两滑块粘在一起，因此，碰撞之后的总动量16.如图1所示，一列简谐横波沿x轴传播，a利b分别是平衡位置在和的两质点。时波形为图1中实线，经过后波形变为图1中虚线，为该波的周期。图2为质点b的振动图像。求：（1）时间内质点b运动的路程；（2）质点a的位移随时间t的变化规律（用正弦函数表示）。【答案】（1）（2）【解析】（1）根据波的图像可判断，波沿着x轴正方向传播，又故质点b在时间内运动的路程为（2）由题图知对于质点b的振动规律，可表示为质点a的振动比质点b超前所以质点a的位移随时间t的变化规律为17.如图所示，半径为R的光滑绝缘半圆槽固定在水平面上，槽口A点上方是竖直的光滑绝缘挡板，整个装置处于水平向左的匀强电场中。质量为m、带电荷量为+q的小球在A点上方1。5R处紧贴绝缘板由静止释放，从槽口A进入半圆槽，到达半圆槽最低点B时对半圆槽的压力为5mg。不计空气阻力，重力加速度为g，求：（1）匀强电场的电场强度E的大小；（2）若小球从C点离开后落到A点