福建省厦门第一中学2024-2025学年高二上学期期末模拟物理试题

编者：hzj 审核：zyr 编号：69 福建省厦门第一中学 2024-2025 学年度 高二（上）期末模拟考 试卷 班级：________ 座号：________ 姓名：________________ 一、单选题 1．一简谐横波沿 x轴正方向传播， 0t  时刻的波形如图所示。经0.3s质点 M第一次到达波峰，则 A．该波的周期为1.2s B．该波的波速为 20m/s C．质点 P、Q在0~0.3s内的路程均为0.3m D． 0.5st  时，质点 M的位置在 0.1my   处 2．如图，虚线 a、b、c是某静电场中的等势面，它们的电势分别为 a b 、 和 c ，相邻两等势面间 的电势差相等，实线 MN为一带正电的粒子仅在电场作用下的运动轨迹，则 A．N处的场强大于 M处的场强 B．a、b、c的电势关系为 a b c    C．若粒子从 M到 N粒子电势能增加 D．若粒子从 M到 N粒子动能增加 3．如图所示，一直流电动机与阻值 5R  的电阻、理想电流表串联接在电源上，电源的电动势 24VE  ，内阻 1r  ，闭合开关 S，电流表的示数为 2A，电动机正常工作，已知电动机线圈 的电阻 M 1R  ，下列说法正确的是 A．电动机正常工作时消耗的功率为24W B．电动机正常工作时的电压为 2V C．电源的效率约为 88.9% D．电动机的输出功率为12W 4．如图甲所示，在水平放置平行金属板A、 B左侧有一线状粒子发射源（图中未画出），能发出宽 度为 d、速度相同的带正电粒子束， 0t  时刻该粒子束恰好完全水平进入平行金属板间。已知 粒子束的速度 30 1 10 m/sv   ，比荷 61 10 C/kgq m   ，两板间距为 20cmd  ，板长 4cmL  ，极板间 加如图乙所示的交变电压。不考虑电容器的边缘效应，也不考虑击中极板的粒子对板间电压的 影响，不计粒子重力和粒子间的相互作用力。则粒子射出电场时的位置到 B板的距离至少为 A．0.0025m B．0.005m C．0.01m D．0.015m 物理 编者：hzj 审核：zyr 编号：69 二、多选题 5．如图为一半圆柱体透明介质的横截面，O为半圆的圆心，C是半圆最高点，E、Q是圆弧 AC上 的两点，一束复色光沿 PO方向射向 AB界面并从 O点进入该透明介质，被分成 a、b两束单色 光，a光从 E点射出，b光从 Q点射出，现已测得 PO与 AB界面夹角 30  ， 30QOC  ， 45EOC  ，则 A．a光的频率小于 b光的频率 B．b光的折射率为 3 C．a光和 b光在该透明介质内传播的速率相等 D．当夹角减小到某一特定值时，将只剩下 b光从 AC圆弧面上射出 6．如图甲所示，“L”形木板 Q（竖直挡板厚度不计）静止于粗糙水平地面上， 质量为1kg的滑块 P（视为质点）以6m / s的初速度滑上木板， 2st  时滑块 与木板相撞并粘在一起。两者运动的 v t 图像如图乙所示。重力加速度大 小 210m / sg  ，则下列说法正确的是 A．“L”形木板的长度为 9m B．Q的质量为1kg C．地面与木板之间的动摩擦因数为 0.1 D．由于碰撞系统损失的机械能与碰撞后木板 Q与地面摩擦产生的 内能之比为14： 7．如图，质量为 0.3kg的滑块套在水平固定的光滑轨道上，质量为 0.2kg的小球（视为质点）通过 长为 0.75m的轻杆与滑块上的光滑轴 O连接，可绕 O点在竖直平面内自由转动。初始时滑块静 止，轻杆处于水平状态。小球以3m / s竖直向下的初速度 0v 开始运动，g取 210m / s ，则 A．小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，滑块向右移动了0.30m B．小球第一次到达最低点时，滑块的速度大小为 2m/s C．小球相对于初始位置可以上升的最大高度为0.27m D．小球从初始位置到第一次到达最大高度的过程中，滑块向右的位移为0.54m 8．上课时老师将一蜂鸣器系在轻绳的一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器的音调竟然发生 忽高忽低的变化，则旋转时蜂鸣器发声的频率 （选填“不变”或“改变”），蜂鸣器音调 变低时，蜂鸣器是向 （选填“靠近”或“远离”）同学们的方向运动。 9．两列相干水波在某时刻叠加情况如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷， 两列波的振幅均为 1.5cm，波速均为 2m/s，波长均为 4m。图示时刻，B、 D两点的竖直高度差为 cm；O点是 AC和 BD连线的交点，为振动 （填“加强”或“减弱”）点 10．在O点处固定一个带正电的点电荷，从A点由静止释放一个质量为m、可视为质点的带负电小 球，小球的运动轨迹为如图所示的实线，它与以O点为圆心、 R为半径的圆相交于 B、C两点， O、C 两点在同一竖直线上，OB与水平方向的夹角 30  ，A点距 B点的竖直高度为 R，小球 经过C点时的速度大小为 6gR，重力加速度大小为 g，不计空气阻力，求： 编者：hzj 审核：zyr 编号：69 (1) 小球经过 B点时的速度大小 Bv ； (2) 小球从A点运动到 B点的过程中，电场力对小球做的功W。 11．某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中，用智能手机和一个磁性小球进行了如下实验： （1）将摆线上端固定在铁架台上，下端系在小球上，做成图 1所示的单摆。最合理的是 。 A． B． C． （2）用刻度尺测量摆线长，用游标卡尺测磁性小球的直径直径 d  cm，算出摆长 L。 （3）将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方，测量磁感应强度的变化。 （4）将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，手机软件记录磁感应强度的变化曲 线如图 3所示。试回答下列问题： ① 由图 3可知，单摆的周期为 。 ② 改变摆线长度 l，重复实验操作，得到多组数据，画出对应的图像如图 4所示，图像的 斜率为 k，则重力加速度 g的表达式为 g  。（用题中物理量的符号表示）。 ③图 4中图像不过原点对 g的测量结果 （选填“有影响”或“无影响”）。 12．某实验兴趣小组要测量一金属丝电阻 R（约 7Ω）的电阻率，实验室提供的实验器材如下： A．螺旋测微器 B．电流表 A（量程 0.6A，内阻约 0.6Ω） C．电压表 V（量程 3V，内阻约 3kΩ） D．滑动变阻器 R1（0~5Ω） E．滑动变阻器 R2（0~50Ω） F．电源 E（6V） G．开关，导线若干 (1) 用螺旋测微器测出金属丝的直径如图甲所示，则金属丝的直径为 mm。 (2) 某同学采用如图乙所示电路进行实验，实验中滑动变阻器应选择 （填“R1”或“R2”）。 l 编者：hzj 审核：zyr 编号：69 (3) 测得金属丝的直径为 d，改变金属夹 P的位置，测得多组金属丝接入电路的长度 L及相应电 压表示数 U、电流表示数 I，作出 U L I  图像如图丙所示。测得图线斜率为 k，则该金属丝的 电阻率ρ为 （用 d、k表示）。 (4) 关于电阻率的测量，下列说法正确的有（ ） A．开关 S闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最右端 B．实验中，滑动变阻器的滑片位置确定后不可移动 C．待测金属丝长时间通电，会导致电阻率的测量结果偏大 D．该实验方案中电流表 A的内阻会导致电阻率的测量结果偏大 13．如图所示竖直平面内的直角坐标系 xOy中，第一象限内存在着沿 x轴正方向的匀强电场。将质量 m=10g、电荷量 88 10 Cq   的绝缘带电小球从第二象限的 P点 ( 40,50) 沿 x轴正方向水平抛出， 打在 x轴正半轴的Q点（图中未画出）。已知小球从 P抛出时的速度大小 0 2m / sv  ，小球在第一 象限内做直线运动，重力加速度 g取 210m / s ，小球可视为质点，不计空气阻力，求： (1) 小球穿过 y轴位置的纵坐标 y； (2) 匀强电场的场强大小 E； (3) 小球到达Q点时的速度大小 v。 14．如图，长度为 l=1.2m的水平传送带以 v0=3m/s的速度顺时针匀速转动。在传送带右侧有一质量 M=2kg 的长木板静置于光滑水平面上，木板紧靠传送带且上表面与传送带等高。现将一质量为 ma=2kg的物块 a放置于传送带左端，由静止释放，a经传送带的输送，与放置于木板左端、质 量 mb=4kg 的物块 b发生弹性碰撞。木板在摩擦力作用下向右运动，与右侧的固定挡板发生弹性 碰撞，碰前瞬间木板的速度小于 b的速度；当木板返回初位置时，a恰好从传送带滑上木板。在 运动过程中，a、b均未从木板上滑落。已知 a与传送带间的动摩擦因数为μ1=0.5，a、b与木板 间的动摩擦因数均为μ2=0.25，忽略转轮的大小，重力加速度大小取 g=10m/s2，求： (1)a从释放到与 b碰撞的时间； (2)滑上木板时，a、b的速度大小； (3)木板运动的总路程。 编者：hzj 审核：zyr 编号：69 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 D D A B AB BD AD 8．不变 远离 9．6 加强 10． 3Bv gR 2 mgRW  11． B 1.070 2t0 24 k  无影响 12．(1)1.200 (2)R1 (3) 2 4 kd (4)C 13．(1)30cm (2) 61.25 10 N/C (3) 2 5m/s 14．(1)0.7s (2)1m/s，1m/s (3)0.4m 1．D 【详解】A．质点 M从当前位置至第一次位于波峰位置，用时 3 0.3s 4 t T  解得 0.4sT  编者：hzj 审核：zyr 编号：69 故 A 错误； B．由图可知波长 4m  波速 10m / sv T    故 B 错误． C．因为 30.3s 4 t T  又因为在 0t  时刻质点 Q正向下振动，质点 P正向上振动，则经过 3 4 T ，质点 P的路程大于3A，质 点 Q的路程小于3A，C 错误； D．因为 50.5s 4 t T  所以质点 M在0 ~ 0.5s内，完成了 1 次全振动后又从平衡位置到了波谷 0.1my   处，故 D 正确； 故选 D。 2．D 【详解】A．等差等势面越密，电场强度越大，故 N处的场强小于 M处的场强，故 A 错误； B．根据曲线运动合外力指向轨迹的凹侧，可知粒子受到的电场力大致向下，粒子带正电，则电场线 大致向下，根据沿电场线电势降低，可得 a b c    故 B 错误； CD．粒子从 M到 N，电势降低，电场力做正功，粒子电势能减小，动能增大，故 C 错误，D 正确。 故选 D。 3．A 【详解】ABD．电动机两端的电压为    M 24 2 5 1 V=12VU E I R r          电动机正常工作时消耗的功率为 编者：hzj 审核：zyr 编号：69 M M 12 2W 24WP U I    电动机的输出功率为  2 2M M 24 2 1 W=20WP P I R    出 故 A 正确，BD 错误； C．路端电压为  24 2 1 V 22VU E Ir      所以，电源的效率为 22100% 100% 100% 91.7% 24 UI U EI E         故 C 错误。 故选 A。 4．B 【详解】粒子束在水平方向做匀速直线运动，则其射出电场所需时间为 2 5 3 0 4 10 4 10 s 1 10 Lt v       若零时刻射入电场的粒子从靠近 B板进入电场且能射出电场， 50 ~ 2 10 s 时间内，A板带正电，B 板带负电，粒子向下做类平抛运动，粒子的加速度大小为 6 7 21 1 1 2 101 10 5 10 m/s 20 10 qE qUa m md          竖直方向的位移为  22 7 51 1 11 1 5 10 2 10 0.01m2 2y a t        5 52 10 ~4 10 s   时间内，A板带负电，B板带正电，粒子向 下做类斜抛运动，粒子的加速度大小为 6 8 22 2 2 2 201 10 1 10 m/s 20 10 qE qUa m md          第一段类平抛运动的末速度和第二段类斜抛运动的初速度相同，第二段竖直方向做减速运动，则有 1 1 2 2a t a t 解得 51 2 1 2 1 10 sat t a    第二段类斜抛运动在竖直方向的位移为 编者：hzj 审核：zyr 编号：69  22 8 52 2 21 1 1 10 1 10 0.005m2 2y a t        当类斜抛运动轨迹与 B板如下图所示相切时，射出电场时粒子到 B板距离最小，最小距离为 min 2 0.005my y  故 B 正确，A、C、D 错误。 故选 B。 5．AB 【详解】ABC．由题意可得两中色光的折射率 sin 60 6 sin 45 2 sin 60 3 sin30 a b n n         因为在介质中 a bn n＜ ，所以 a光的频率小于 b光的频率。 又根据公式 cn v  可得，两种色光在玻璃中的传播速率 6 3 3 3 a a b b cv c n cv c n     所以两种色光在玻璃中的传播速率 a bv v＞ 故 AB 正确，C 错误； D．由于光是从空气进入介质，是从光疏介质进入光密介质，在界面 AB上，不能够发生全反射，而 在弧面 AC上光始终沿法线入射，也不能够发生全反射，所以当入射光线 PO与 AB 界面的夹角减小 时，a光与 b光总是能从 AC圆弧面上射出。故 D 错误。 故选 AB。 6．BD 编者：hzj 审核：zyr 编号：69 【详解】A．“L”形木板的长度 6 3 12m 2m 8m 2 2 L      A 错误； B．滑块 P 滑上木板后，滑块 P 做匀减速运动，木板 Q 做匀加速运动，由两者运动的 v t 图像可知， 两者在碰撞前滑块 P 的速度为 1 3m/sv  木板 Q 的速度 2 1m/sv  两者碰撞后共同速度为 3 2m/sv  碰撞过程系统的动量守恒，设滑块 P 的质量为 m，木板 Q 的质量为 M，取滑块 P 的速度方向为正方 向，由动量守恒定律可得  1 2 3mv Mv m M v   代入数据解得 1kgM  B 正确； C．设滑块 P 与木板 Q 间的滑动摩擦因数为 1 ，地面与木板之间的滑动摩擦因数为 2 ，由运动的 图像可知，在 0~2s 时间内，滑块 P 的加速度为 2 2 P 3 6 m/s 1.5m/s 2 a    木板 Q 的加速度为 2 2 Q 1 m/s 0.5m/s 2 a   对两者由牛顿第二定律可得 1 Pmg Ma   1 2 Qmg m M g Ma    代入数据联立解得 2 0.05  编者：hzj 审核：zyr 编号：69 C 错误； D．由于碰撞系统损失的机械能为  2 2 21 2 3 1 1 1Δ 2 2 2 E mv Mv m M v    代入数据解得 1JE  碰撞后木板 Q 与地面摩擦产生的内能   23 1 4J 2 Q m M v   课中由于碰撞系统损失的机械能与碰撞后木板 Q 与地面摩擦产生的内能之比为14：，D 正确。 故选 BD。 7．AD 【详解】A．小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，设滑块在水平轨道上向右移动的距离为 x，取向左为正方向，根据水平动量守恒有 0L x xm M t t    解得 0.30mx  故 A 正确； B．小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，小球和滑块系统水平方向动量守恒，取水平向左 为正方向，设小球到最低点时的瞬时速度为 1v ，滑块的速度为 2v ，则有 1 2 0mv Mv  根据能量守恒有 2 2 2 0 1 2 1 1 1 2 2 2 mgL mv mv Mv   联立解得 2 4 10 m / s 5 v  故 B 错误； C．设小球相对于初始位置可以上升的最大高度为 h，此时竖直方向速度为 0，根据水平动量守恒得   0m M v  编者：hzj 审核：zyr 编号：69 根据能量守恒有  2 20 1 1 2 2 mv mgh m M v   解得 0.45mh  故 C 错误； D．小球从初始位置到第一次到达最大高度的过程中，设滑块在水平轨道上向右移动的距离为 y。由 几何关系可得，小球相对于滑块移动的水平距离为 2 2 1.35ms L L h    根据水平动量守恒得 0s y ym M t t    解得 0.54my  故 D 正确。 故选 AD。8． 不变 远离 【详解】[1]旋转时蜂鸣器发声的频率与生源有关，故旋转时蜂鸣器发声的频率不变。 [2]根据多普勒效应，当蜂鸣器向远离同学们的方向运动时，同学们听到声音的频率变小，即音调变 低。 9． 6 加强 【详解】[1]根据图像可知，B点是波谷与波谷叠加，位移为-3cm，D是波峰与波峰叠加，位移是 3cm， 则 B、D两点的竖直高度差为 3cm+3cm=6cm [2]由于 O点是 AC和 BD连线的交点，可知，图中时刻，O恰好处于两波波形的平衡位置，两波波速 与波长均相等，经历 1 4 周期，波向前传播 4  ，可知，两波的平衡位置同时传播到 O点，即 O点是振 动加强点。 10．(1) 3Bv gR (2) 2 mgRW  【详解】（1）B、C 两点位于同一等势面上，根据动能定理有 编者：hzj 审核：zyr 编号：69   2 21 1sin 2 2C B mg R R mv mv   解得 3Bv gR （2）小球从 A点运动到 B点的过程中，根据动能定理有 21 2 B mgR W mv  解得 2 mgRW  11． B 1.070 2t0 24 k  没有考虑磁性小球的半径 无影响 【详解】（1）[1]A．图中采用了弹性绳，实验过程中，摆长会发生明显的变化，该装置不符合要求， 故 A 错误； B．图中采用铁夹固定悬点，细线丝弹性小，磁性小球体积小，空气阻力的影响可以忽略，该装置符 合要求，故 B 正确； C．图中没有用铁夹固定悬点，摆长会发生明显变化该装置不符合要求，故 C 错误。 故选 B。 （2）[2]根据游标卡尺的读数规律，该读数为 10mm 0.05 14mm 10.70mm 1.070cm    （4）①[3]磁性小球经过最低点时测得的磁感应强度 B最大，根据图 3 有 0 1 2 t T 解得周期为 02T t ②[4]摆长等于摆线长与小球半径之和，则有 2 dL l  根据周期公式有 2 LT g  解得 编者：hzj 审核：zyr 编号：69 2 2 2 4 2 dT l g g     结合图像有 24k g   解得 24g k   ③[5]结合上述可知，图 4 中图像不过原点的原因是没有考虑磁性小球的半径。 [6]结合上述可知，重力加速度的求解是根据图像的斜率，实验中，虽然没有考虑磁性小球的半径， 但对斜率没有影响，即对 g的测量结果无影响。 12．(1)1.200 (2)R1 (3) 2 4 kd (4)C 【详解】（1）金属丝的直径为 1mm 20.0 0.01mm 1.200mmd     （2）题图乙所示电路为滑动变阻器分压电路，分压电路中滑动变阻器的最大阻值较小可以更明显地 改变电路的电压，因此应选用 R1。 （3）设电流表的内阻为 RA，根据闭合电路欧姆定律可知待测电阻 AU IRR I   根据电阻的决定式 LR S  横截面积 2( ) 2 dS  联立解得 A2 4U L R I d     图像斜率 编者：hzj 审核：zyr 编号：69 2 4k d    所以电阻率为 2 4 kd  （4）A．为了保护电路，实验开始前应使待测回路中电流最小，由题图乙可知滑动变阻器的滑片应 置于最左端，故 A 错误； B．实验要测量多组电压、电流值，通过改变滑动变阻器的滑片位置，改变电压表和电流表的示数， 滑动变阻器的滑片可以移动，故 B 错误； C．待测金属丝长时间通电，因为电流热效应的存在，温度升高，电阻率变大，故 C 正确； D．根据 A2 4U L R I d     可知，电流表的内阻存在不会改变图像的斜率，对电阻率没有影响，故 D 错误。 故选 C。 13．(1)30cm (2) 61.25 10 N/C (3) 2 5m/s 【详解】（1）小球在第二象限做平抛运动，有 21 2 y gt  0x v t 将 40x  cm=0.4m 代入解得 0.2y  m=20cm， 0.2t  s 小球穿过 y轴位置的纵坐标为 y =50cm-20cm=30cm （2）竖直方向的速度为 2m/syv gt  小球进入第一象限时，速度与水平方向的夹角 满足 0 tan 1y v v    编者：hzj 审核：zyr 编号：69 则有 tan mg qE   解得 61.25 10E   N/C （3）小球在第一象限运动，水平方向的位移为 x y  从抛出小球到Q点，根据动能定理有 2 2 0 1 1 2 2 mgy qEy mv mv  总 解得 2 5m/sv  14．(1)0.7s (2)1m/s，1m/s (3)0.4m 【详解】（1）a在传送带作用下向右运动过程，由牛顿第二定律得 1 a am g m a  a匀加速的距离 2 0 2 vx a  解得 0.9m 1.2mx   a匀加速时间 0 1 vt a  a匀速时间 2 0 l xt v   a从释放到与 b碰撞的时间 1 2 0.7st t t   （2）a、b的碰撞为弹性碰撞，根据动量守恒定律 0a a a b bm v m v m v  根据机械能守恒定律有 2 2 2 0 1 1 1 2 2 2a a a b b m v m v m v  解得 编者：hzj 审核：zyr 编号：69 1m/sav   ， 2m/sbv  由于 0av v 所以 a滑上传送带并再次返回时的速度与原速度等大反向，即 a上滑到传送带上时速度大小为 0 1m/sav  a滑上传送带并再次返回运动时间 0 1 a av vt g   b在木板上一直减速，加速度为 2ba g 当 a上滑到传送带上时，b的速度为 0b b bv v a t  解得 0 1m/sbv  （3）a经传送带返回时，木板也恰好回到初位置，木板的加速度为 2 1 bm ga M  板 木板与挡板间的距离为 21 2 2 td a      板1 解得 0.1md  当 a滑上木板后，木板的加速度为  2 2 a bm m ga M   板 a、b与木板动量守恒，则     1a b a bm m v m m M v    0 0a bv v v  解得 2 1 1 2 3 m 2 80 vx d a    板 编者：hzj 审核：zyr 编号：69 木板每次撞挡板时，a、b已经与木板同速，第一次撞挡板后，返回距离为 2 1 1 22 vx a  板 第二次撞挡板，有    1 1 2a b a bm m v Mv m m M v     解得 2 1 1 2 v v 第二次撞挡板后，返回距离为 2 2 2 22 vx a  板 第三次撞挡板，有    2 2 3a b a bm m v Mv m m M v     解得 3 2 1 2 v v 第三次撞挡板后，返回距离为 2 3 3 22 v x a  板 …… 第 n次撞挡板，有    1 1a b n n a b nm m v Mv m m M v      解得 1 1 2n n v v  第 n次撞挡板后，返回距离为 2 22 n n v x a  板 总路程为 编者：hzj 审核：zyr 编号：69 1 23 2 2 2 nx d x x x     整理得 1 8 13 1 3 4n x d x        当n时，有 0.4mx 