浙江省杭州高级中学教育集团2024-2025学年高二上学期1月期末考试物理试题

杭高 2024 学年第一学期期末考试高二 物理 试题卷 命题： 审题： 1. 本试卷分试题卷和答题卷两部分。本卷满分 100 分，考试时间 90 分钟。 2. 答题前务必将自己的班级、姓名用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的地方。 3. 答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范答题，在本试题卷上答题一律 无效。 4. 考试结束后，只需上交答题纸。 5. 可能用到的相关参数：重力加速度 g 取 10m/s2。 Ⅰ 选择题部分 一、选择题 I（本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目 要求的，不选、多选、错选均不得分） 1.牛顿曾说：“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩上。”下列关于若干物理科学家及 其所做科学贡献的叙述中，正确的是（ ） A.牛顿提出了万有引力定律并成功算出了地球的质量 B.库仑引入“电场”的概念来解释电荷间的相互作用 C.奥斯特发现了磁场对电流的作用力 D.伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动状态的原因”的观点 2.英国物理学家焦耳最早发现了焦耳定律，给出了电能向热能转化的定量关系。为了纪念他，国际单位制 （SI）中能量的导出单位也以焦耳（J）命名。焦耳用国际单位制中基本单位表示正确的是（） A.J B.kg ⋅ cm ⋅ s C.kg ⋅ m ⋅ s D. kg ⋅ s 3.如图，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动 T 形支架在竖直方向振动，T 形 支架下连接小球和弹簧组成的振动系统。当圆盘静止时，小球在水中振动，其阻尼振动频 率为 5Hz，现令圆盘以某个周期转动，发现稳定后小球振幅不同。则使小球振幅最大的周 期是（） A.0.1s B.0.15s C.0.2s D.0.25s 4.动圈式扬声器的结构如图所示，线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够在空隙中左右运动，纸盆 与线圈连接，随着线圈振动而发声。当线圈中通入图示从 B 到 A 的电流时，下列描述错误．．的是（） A.纸盆将向左运动 B.扬声器正常工作时，AB 间可以是恒定电流 C.将 AB 端接入接收器，对着纸盆说话，扬声器便可以作为话筒使 用 D.若扬声器老化播放的音量变小，可以更换磁性更强的磁体解决 5.如图所示为洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪发出的电子经电场加速后形成电子束，玻璃泡内充有稀薄 的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹，励磁线圈能够产生垂直纸面向外的匀强磁场。下列说法正 确的是（ ） A.仅增大励磁线圈中的电流，电子运动的周期将变大 B.仅增大励磁线圈中的电流，运动径迹的半径变小 C.仅升高电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将变大 D.仅升高电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变小 6.下列关于多普勒效应和激光的特性描述，正确的是（） A.医院检查身体的“彩超”仪利用了超声波的多普勒效应 B.主动降噪技术应用的是声波的多普勒效应 C.激光的相干性好，所以医学上用激光“刀”做切除肿瘤等外科手术 D.激光可以用来精确的测距，这是利用了激光的亮度高这个特点 7.火箭发射领域“世界航天第一人”是明朝的士大夫万户，他把 47 个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子 上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及其所携设备 （火箭、燃料、椅子、风筝等）的总质量为 M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为 m 的炽热燃气相对地 面以𝑣 的速度竖直向下喷出，忽略空气阻力的影响，重力加速度为 g，下列说法正确的是（ ） A.火箭的推力来源于空气的浮力 B.在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为 mv0 M-m C.喷出燃气后，万户及其所携设备能上升的最大高度为 m2v0 2 g(M-m)2 D.在火箭喷气过程中，万户及其所携设备的机械能守恒 8.如图所示，图甲为磁流体发电机、图乙为质谱仪、图丙为速度选择器（电场强度为 E、磁感应强度为 B）、 图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的 D 形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法 正确的是（ ） A.图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B 板间产生电势差，A 板电势高 B.图乙中， 1 1H、 1 2H从静止经电场加速后射入磁场，打在胶片上的位置靠近 P 的粒子是 1 1H C.图丙中，粒子能够沿直线匀速向右通过速度选择器的速度v= B E D.图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大 9.下列四幅图中涉及的光学现象和对应的描述中，正确的是（） A.图（a）是内窥镜，可以把光传输到人体内部照明，利用了光的衍射 B.图（b）是阳光下观察肥皂泡看到彩色条纹，这是光的干涉现象，条纹分布是上密下疏 C.图（c）是单色光通过狭缝得到的干涉图样 D.图（d）是利用偏振片观看立体眼镜，要求屏幕上的光必须是偏振光 10.一只蜜蜂在平静湖面上双翅同时同向同频振动，在水面激起的波纹（部分）如图所示。蜜蜂翅膀与水面 接触点为 A、B，y 轴与 AB 中垂线重合，与 AB 两点距离差为 9 mm 的 C 点附近区域水面较为平静。已知 蜜蜂每秒钟振动翅膀 100 次，水波在深水区的传播速度大于在浅水区的传 播速度。则（ ） A.y 轴上某处飘着的一片树叶将随着水波传播到湖边 B.在蜜蜂附近水域，水波波长的最大值为 18mm C.这些水波经过直径大于 9mm 的石头时不会发生衍射 D.在深水区传播时，这些水波的波长会变小 11.如图为某药品自动传送系统的示意图。该系统由水平传送带、竖直螺旋滑槽和与滑槽平滑连接的水平平 台组成，竖直螺旋滑槽高 5m，长 30m，质量为 0.5kg 的药品 A 离开传送带进入螺旋滑槽速度为 2m/s，到 螺旋滑槽出口速度为 6m/s，该过程用时 5s，在出口处与静止的相同质量的药品 B 碰撞，碰后 A 静止，B 向前滑动，下列说法正确的是（ ） A.药品 A、B 碰撞后 B 的速度为 3m/s B.药品 A 对药品 B 的冲量和药品 B 对药品 A 的冲量相同 C.药品 A 在螺旋滑槽运动过程重力的冲量为 20 N·s D.药品 A 在螺旋滑槽运动过程合力的冲量为 2 N·s 12.如图所示，CD 为透明圆柱体的水平直径，a、b 两束单色光分别从 A、B 两点平行于 CD 射入圆柱体， A、B 两点到 CD 的距离相等。两束光线经圆柱体折射后相交于 E 点，E 点在 CD 上方。下列说法正确的是 （ ） A.在圆柱体中，a 光的传播速度大于 b 光的传播速度 B.圆柱体对 a 光的折射率大于圆柱体对 b 光的折射率 C.b 光在圆柱体中发生全反射的临界角大于 a 光在圆柱体中发生全反射的临界角 D.进入圆柱体中，a 光和 b 光的频率均将变小 13.“双线摆”如图甲所示，双线长均为 L，两线夹角为 θ，摆球质量为 m，给摆球一个垂直于两线平面方 向的较小速度，使得摆球以较小摆角（小于 5°）摆动。“杆线摆”结构如图乙所示，轻杆一端通过活动绞链 与长为 L 的立柱 OO’垂直连接，另一端安装质量为 m 的摆球，细线一端拉住摆球，另一端系在立柱上的 A 点，给摆球一垂直于纸面的较小速度，使轻杆垂直于立柱来回摆动，摆动角度小于 5°，摆球的运动轨迹被 约束在一个倾斜的平面内。已知 θ=30°，重力加速度为 g。下列说法正确的是（ ） A.图甲中摆球的周期为T=2π L g B.图乙中摆球的摆动周期为T=2π 2L √3g C.图乙中摆球在摆动过程中细线上的拉力大小√3 mg D.若增大细线长度使 A 点上移，则摆球运动周期增大 二、选择题Ⅱ（本题共 2 小题，每小题 3 分，共 6 分．每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目 要求的。全部选对的得 3 分，选对但不选全的得 2 分，有选错的得 0 分） 14.如图所示，质量为 m 长度为 L 的金属棒 MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上磁感强度 为 B 的匀强磁场中，原来处于静止状态。第一次棒中由恒流源通以由 M 向 N 的恒定电流，MN 最高上摆 到𝜃=60°角，第二次棒中通以大小变化的电流使 MN 缓慢上移到相同的𝜃角。不计 空气阻力，重力加速度为 g，下列说法正确的是（ ） A.第一次棒中的恒定电流I= √3mg 3BL B.两次上摆过程安培力对金属棒做功相同 C.两次上摆过程中细绳的弹力均一直变大 D.第二次最大电流值等于第一次的电流值 15．某电磁缓冲装置如图所示，两足够长且间距为 L 的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻 值为 R 的定值电阻相连，导轨 BC 段与B C 段粗糙，其余部分光滑，AA 右侧处于磁感应强度大小为 B 方 向竖直向下的匀强磁场中，AA 、BB 、CC 均与导轨垂直，一质量为 m 的金属杆垂直导轨放置。现让金属 杆以初速度𝑣 沿导轨向右经过AA 进入磁场，最终恰好停在CC 处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为 R， 与粗糙导轨间的动摩擦因数为𝜇，AB = BC = 𝑑，导轨电阻不计，重力加速度为 g，下列说法正确的是（ ） A.金属杆经过AA B B区域过程，其所受安培力的冲量大小为 B2L 2 d R B.在整个过程中，定值电阻 R 产生的热量为 1 4 mv0 2- 1 2 μmgd C.金属杆经过BB 的速度小于 v0 2 D.若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于 4d Ⅱ 非选择题部分 三、非选择题（本题共 5 小题，共 55 分） 16．实验题（13 分） I.如图甲，在利用双缝干涉测定光波波长时，首先调节光具座上的白炽灯、滤光片、单缝、双缝和遮光筒， 使他们的中心在同一水平线上，并使单缝和双缝竖直并且互相平行．已知单缝与双缝间的距离 L1，双缝与 屏的距离 L2，双缝间距 d．用测量头来测量亮纹中心的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动 手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图乙所示，记下此时手轮上的读数，转 动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数．问： （1）下列说法正确的是（多选）： A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间 距变宽 C．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹 间距变窄 D.去掉滤光片后，干涉现象消失 （2）分划板的中心刻线分别对准第 1 条（丙图左）和第 7 条（丙图右）亮纹的中心时，手轮上的读数如图 丙所示，则对准第 1 条时读数:X1＝ mm；对准第 7 条时读数为 X2． （3）写出计算波长 λ 的表达式： ．（用题中出现的字母表示） II.为验证碰撞中的动量是否守恒，某实验小组选取两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤进行实 验。 ① 用天平测出两小球的质量（分别为𝑚 和𝑚 ，且𝑚 > 𝑚 ）； ② 按图安装好实验装置，将斜槽 PQ 固定在桌边，使斜槽末端切线水平，先不放小球𝑚 ，让竖直挡板紧 贴斜槽末端，再让小球𝑚 从斜糟顶端 P 处由静止释放，记下小球𝑚 在竖直挡板上的撞击位置 O； ③ 将竖直挡板向右平移距斜槽末端一定距离，确保小球在碰撞前后均能撞击固定竖直挡板； ④ 先不放小球𝑚 ，让小球𝑚 从斜槽顶端 P 处由静止释放，记下小球𝑚 撞击竖直挡板的位置； ⑤ 将小球𝑚 放在斜槽末端，再让小球𝑚 从斜槽顶端 P 处由静止释放，与𝑚 发生碰撞，分别记下小球𝑚 和𝑚 撞击竖直挡板的位置； ⑥ 图中 A、B、C 点是该实验小组记下的小球与竖直挡板撞击的位置，用毫米刻度尺量出各个撞击点到 O 的距离，分别为 OA、OB、OC。 根据该实验小组的测量，回答下列问题： （1）小球𝑚 与𝑚 发生碰撞后，𝑚 撞击的是图中的 点，𝑚 撞击的是图中的 点（填字时 A、B、 C）。 （2）只要满足关系式 （用𝑚 、𝑚 、OA、OB、OC 表示），则说明碰撞中的动量是守恒的。若测 得OA : O B : O C=1 : 4 : 9，则 m1 m2 = 。 17.（8 分）如图甲所示为一列简谐横波在 t=1.2s 时刻的波形图，此时 P、Q 两质点的位移均为−1cm，波上 A 质点的振动图像如图乙所示，求： （1）该简谐波的波速大小； （2）质点 P 的横坐标； （3）质点 Q 的振动方程。 第 17 题图 18.（12 分）如图所示，表面光滑的水平轨道左端与长 L = 1.25 m 的水平传送带平滑相接，传送带以𝑣 =1m/s 的恒定速率逆时针匀速运动。水平轨道右侧的竖直墙上固定一轻弹簧，现用质量 m = 0.1 kg 的小物块（可 视为质点）将弹簧向右压缩到某一位置（弹簧处于弹性限度范围内），由静止开始释放小物块，小物块到达 水平传送带左端 B 点后，立即沿切线进入固定的竖直光滑半圆轨道最高点，并恰好沿半径 R = 0.4 m 的半 圆轨道做圆周运动，最后经圆周最低点 C，滑上质量为 M = 0.9 kg 的长木板上，若物块与传送带间动摩擦 因数𝜇 = 0.8，物块与木板间动摩擦因数𝜇 = 0.25。求： (1)小物块到达 B 点时速度𝑣 的大小； (2)小物块刚滑上水平传送带 A 点时的动能𝐸 ； 第 18 题图 (3)要使小物块恰好不会从长木板上掉下，则木板长度 s 与木板和地面之间动摩擦因数𝜇 应满足什么关系 （设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。 19.（11 分）如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为𝐿。abcd 区域有匀强磁场，磁感应强度 大小为 B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆 M 以初速度𝑣 向右运动。磁场内的细金属杆 N 处 于静止状态，且到 cd 的距离为𝑥 。两杆在磁场内未相撞且 N 出磁场时的速度为 𝑣 ，两金属杆与导轨接触 良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆 M 质量为2𝑚，金属杆 N 质量为𝑚，两杆在导轨间的电阻均为 𝑅，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 （1）求 M 刚进入磁场时 M 两端的电压； （2）N 在磁场内运动过程中 N 上产生的热量； （3）N 刚离开磁场时 M 在磁场中运动的距离； （4）N 在磁场内运动的时间𝑡。 第 19 题图 20.（11 分）如图所示，在平面直角坐标系 xOy 中，有沿 x 轴正向的匀强电场和垂直坐标平面向外的匀强 磁场，电场强度大小为 ，磁感应强度大小为 B。从 O 点发射一比荷为 的带正电微粒，该微粒恰能在 xOy 坐标平面内做直线运动。已知 y 轴正方向竖直向上，重力加速度为 g。 （1）求微粒发射时的速度大小和方向； （2）若仅撤去磁场，微粒以（1）中的速度从 O 点射出后，求微粒通过 y 轴时到 O 点的距离； （3）若仅撤去电场，微粒改为从 O 点由静止释放，求微粒运动的轨迹离 x 轴的最大距离。 第 20 题图 参考答案： I.选择题 题号 2 3 4 5 6 8 9 10 答案 D C C B B A B B D B 题号 11 12 13 答案 D A C 题号 14 15 答案 AB BD II.非选择题 16.(13分)I.(1)ABC (2)0.892-0.898 (3)X2-x)d 6L2 Ⅱ.(1)CA (2)=+器 6:1(1分) 17.(8分) (1)v=号m/s(2)xp=号m:(3)ya=2sin(t-g)）cm 【详解】 （v===婴 T 3 m/S3分 (2)横坐标x=5m处质点滞后于质点P的时间时间为是T,即质点P的平衡位置与x=5m 12 的平衡位置相距号入，由此可解得 5 △x=与m 3 所以质点P的横坐标 xp=5m+im=m … 3分 (3)由图知质点Q的振动方程为 yo =2 sin (官t+)om 当t=1.2s时，yo=-lcm,代入上面振动方程中可得 1 p=- 67 因此可得 ya=2sin(（t-cm… 2分 答案第1页，共4页 18.(12分) D2ms:2)121:(3)s=a22m0<g<0025) 【详解】(1)mg=m语 2分 g=VgR=2m/Sl分 (2)E,=2mv1 Vg>0=1m/S:故一直做匀减速直线运动l分 1 21 -umgl=mvBmvA.... 2分 Ep=1.2. 1分 (3)根据题意，从B到C过程中，由机械能守恒定律有 1 2m哈+mg·2R=2m呢 解得 VC=2/5m/S.l分 分类讨论： ①3>0.025 1 -mgs=0-2m呢 S=4m2分 ②3<0.025 u2mg-u3(m+M)g=Ma2 0.9 S= 0.25-43 m(0<h3<0.025) 2分 19.(11分) （)BLw:（2)是m:(3)x+2:4尝+器 【详解】(1)E=BLvo UabBLvo 3分 (2)2mv0=2mw1+m·5vo 0-2m-2m-m 答案第2页，共4页 5 Q=i6m呢 Q=Qmv. .4分 (3)-BlLAt =At==2mv-2mvo 2R 2R 七M=x0+mR B2L21 2分 (4)∑2mv0·At=∑2mvM·At+∑mvw·4t 2mvot =2mxy mxo 3X0+ t二200 mR B2L2 2分 20.(11分) 0)辅负方向夹角为45：(2)器：(3)0 qB g2B2 【详解】(1)由题意知，粒子做匀速直线运动，受力分析如图 gvB mg 则 (Bqv)=(gE)2+(mg) 分 解得 v=V2mg 98 2分 粒子出射的速度方向与y轴负方向夹角为0 tand=mg=1 gE 解得 日=450.1分 答案第3页，共4页 即微粒发射的速度大小为 √2mg )= qB 与y轴负方向夹角为0=45°； (2)撤去磁场后，粒子做类平抛运动，如图 O mg 将速度分解可得 =vsin45°=V2 D ,=vc0s45°= √2 1分 ay=qE=g1分 m 经过y轴时的时间 1-2y-2v 1分 距O点的距离 1 y=v t+ 1分 g92B2 (3)微粒运动的轨迹离x轴的距离最大时，速度与x轴平行，设最大距离为y1,在x方向 上，由动量定理得 ∑fx4t=mv1-0 1分 即 Bqy1 =mv1 由动能定理得 mg=2m-0 1分 解得 2m'g = 1分 92B2 答案第4页，共4页