河北省邯郸市2024-2025学年高二上学期期末质量检测物理试卷

邯郸市2024一2025学年第一学期高二年级期末质量检 物 理 注意事项： 1.考试时间75分钟，满分100分。 2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡相应的位置土。 3.全部答案在答题卡上完成，答在本试卷上无效。 一、单项选择题：本题共7小题。每小题4分，共28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.下列四幅图都反映了光的特性，其中一个与其他图片所包含的原理不同的是 甲 乙 丙 A.图甲：光经过大头针尖时的图样 B.图乙：用X射线拍摄的DNA晶体的图样 C.图丙：白光照射肥皂膜呈现出彩色条纹的图样 D.图丁：用光照射不透明的小圆盘，其背后阴影中心出现亮斑的图样 2.一个边长为1的正方形导线框A以恒定速度v沿x轴正方向运动，并穿过如图所示 的匀强磁场区域，从导线框所在的图示位置开始计时，产生顺时针方向感应电流的 时间段是 A.L21 B.2L3 C.3 D.5 31 3.已知直导线在某点产生磁场的磁感应强度大小与流经导线的电流大小成正比。如 图所示，一通有电流为I、长为2L的直导线折成边长相等、夹角为60°的“V”形，将其 置于与其所在平面相垂直的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，平面上O点到 “V”形导线两边的距离相等且该点处的磁感应强度大小为2B。现仅将导线中的电 流反向，则O点的磁感应强度大小为 + + + + A.4B B.3B C.2B 60 D.B 高二物理第1页（共6页） 4,如图所示，一质量不计的弹簧上端固定在光滑斜面的顶端，另一端拴接一个小物块。 将物块自A点由静止释放，物块下滑至O点时速度最大，B点为A点关于O点的 对称点，整个过程弹簧处于弹性限度内。下列说法正确的是 A.物块在A点与在B点时的加速度相同 B.物块运动到B点时速度为零 C.物块在A点与在B点时弹簧的形变量相等 0 D.物块由A点运动到O点的时间大于其由O点运动到最低 点的时间 5.如图所示，用两绝缘细线将质量为m、长为1的直导线悬挂于O、O'两点。导线中通 有如图所示的电流I,在直导线所在空间加上匀强磁场，直导线稳定时绝缘细线与 竖直方向的夹角为，重力加速度大小为g。空间所加匀强磁场最弱时 A,磁感应强度大小为mgs加日，方向沿细线向下 B.磁感应强度大小为ngsin ,方向沿细线向上 C.磁感应强度大小为gan,方向沿细线向下 D磁感应强度大小为2”，方向沿细线向上 6.如图所示，矩形线圈面积为S、匝数为N,线圈总电阻为r,在磁感应强度大小为B的 匀强磁场中绕OO轴以一定的角速度匀速转动，外电路电阻R=2,。下列说法正确 的是 A.图示位置线圈处于中性面，通过线圈的磁通量变化率为0 B.线圈由图示位置转过90°角时的位置为中性面，磁通量变化率最大 C.在线圈由图示位置转过60°角的过程中，通过电阻R的电荷量g=NBS 6r D.在线圈由图示位置转过60°角的过程中，通过电阻R的电荷量g-NBS 6r 高二物理第2页（共6页） 7.如图甲所示，一个质量为0.2kg的物体静止在光滑的水平地面上。在与水平方向 成0角的外力F作用下，物块从静止开始沿水平地面做直线运动，F的方向不变，大 小随时间t变化的图像如图乙所示。已知0=30°，重力加速度g取10m/s2。下列 说法正确的是 本FN 234 甲 乙 A.0~4s内外力F的冲量大小为3V3N·s B.0~4s内地面对物体支持力的冲量大小为5N·s C.2s末物体的动量大小为2kg·m/s D3s末物体的动量大小为3kg·m/S 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中， 有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分， 有选错的得0分。 8.如图所示，理想变压器原线圈接人u=Usin(o+)(V)的交变电压，副线圈上接 有一个二极管和一个定值电阻，原、副线圈的匝数比为2：1，则 A副线圈输出电压的频率f一云 B副线圈输出电压的频率∫=元 C,定值电阻两端电压的有效值为 4 0% D.定值电阻两端电压的有效值为 9.战绳运动是用来减脂的一项爆发性运动。某人在做战绳运动时，用手抓紧绳子的一 端O点在竖直方向上做简谐运动，P为绳上的另一点。t=0时O点由平衡位置开 始向下振动，经过时间。后，质点O和质点P之间第一次出现如图所示的波形，已 知质点O和质点P平衡位置间的距离为，质点O做简谐运动的振幅为A,则 A.波形如图所示时质点P振动的方向向下 B.波形如图所示时质点P振动已通过的路程s=2A C,绳波的波长=兰 D.绳波的波速u= 3to 高二物理第3页（共6页） 10.如图所示，质量均为2m的木块A和B并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直细 轻杆，轻杆上端的O点系一长为l的细线，细线另一端系一质量为m的小球C。现 将C拉起使细线水平伸直，然后由静止释放，重力加速度为g。下列说法正确的是 A,若B固定，当C第一次运动到左侧最高点时，其速度大小为②配 3 B.若B固定，当C第一次运动到左侧最高点时，其机械能 ec 减少量为mg 9 C.若B不固定，当A、B将要分离时，C的速度大小为2 2gl 5 A D.若B不图定，当AB将要分离时，A的速度大小为2√写 三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要 答题步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数 值和单位。 11.(8分)利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，其中两滑块质量不同，但滑块 上的遮光片规格相同。 光电门1 光电门2 遮光 滑块1滑块2 气垫导轨 (1)要验证系统的动量守恒，除了如图所示的器材外，还必需的实验器材有 (填选项前的字母)。 A.天平 B.螺旋测微器 C.刻度尺 D.秒表 (2)实验时要将气垫导轨调节至水平，调节时开动气泵，取一个滑块放置在气垫导 轨上光电门1的左侧，轻推滑块，若滑块通过光电门1时的遮光时间比通过光 电门2时的遮光时间短，应 (写出具体操作)，直至滑块通过两个 光电门时的遮光时间相同，可认为气垫导轨水平。 (3)若验证弹性碰撞时动量守恒，应选用 (选填字母)组滑块进行实验。 B (4)将滑块1放到光电门1的左侧，滑块2放到光电门1与光电门2之间，向右轻 推滑块1使它与滑块2相碰。光电门1的计时器显示遮光时间为t,光电门2 的计时器先后显示有两次遮光时间，依次为t2、t3,若碰撞为弹性碰撞，应满足 的表达式为 (用已给的物理量符号表示)。 高二物理第4页（共6页） 12.(8分)某实验小组进行“用单摆测量重力加速度”的实验。已有实验器材如图甲 所示。 不可伸长的细线 小铁球 0 夹的 eei 螺旋测微器 10 1525 台 2 mi2””m TTTTTE-20 毫米刻度尺 15 甲 丙 (1)除图甲中所示实验器材外还必需的器材有 (选填字母)。 A.游标卡尺 B.重垂线 C.秒表 D.天平 (2)将细线和小铁球组装成单摆，用毫米刻度尺测得摆线长度为，用螺旋测微器 测量小铁球直径，其示数如图乙所示，则小铁球直径d= mm。 (3)拉开小铁球，使摆线偏离平衡位置的角度不大于5°，释放小铁球，当小铁球振 动稳定后，在图丙中 (选填“A”“B”或“C”)位置开始计时并计数，记下小 铁球n次全振动时间为△t,计算出周期T。 ()实验过程无疏漏，处理数据时却错将摆长记作L=1什d,若用公式g=: 计算重力加速度，测量值与实际值相比 (选填“偏大”“相同”或“偏 小”)；若正确描绘出T-L图线，用图像法计算重力加速度g,该方法的测量值 与实际值相比 (选填“偏大”“相同”或“偏小”)。 13.(8分)如图所示，图中阴影部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面， ABCD构成正方形，AC为一半径为R的圆弧，D为圆弧面的圆心，一束单色光由 D点入射，人射方向与AD夹角为α，从BC界面射出时与法线的夹角也为a,光在 空气中的传播速度取c,不考虑多次反射。求： (1)该光学元件的折射率； (2)单色光在光学元件中的传播时间。 R 高二物理第5页（共6页） 14.(14分)如图所示，一半径为R、圆心为O的圆形区域内存在平行于纸面且垂直于 AC的匀强电场，质量为m、带电量为q的粒子以速度vo沿平行于直径AC的方向 水平射人电场区域，恰好由C点离开电场。已知人射点到直径AC的距离为 0.6R。将匀强电场换成垂直于纸面方向的匀强磁场，粒子仍从相同的人射点以相 同速度进人圆形区域，且仍从C点离开，不计粒子重力，sin37°=0.6，cos37°= 0.8。求： (1)匀强电场的电场强度大小E; (2)粒子在磁场中运动的轨迹半径r和磁感应强度大小B; (3)粒子在磁场中运动的时间t。 15.(16分)如图甲所示，一个n匝的正方形线框边长为L,总电阻为R,内部有一半径 为？的圆形匀强磁场区域，磁感应强度垂直于平面向里，其大小B1随时间t变化 的关系如图乙所示，B。、。均已知。水平面上电阻可忽略不计的平行金属导轨足 够长、间距为L,可通过单刀双掷开关与线框或电阻R1相连接，R1=2R。虚线MN 左侧导轨光滑、右侧导轨粗糙，所在区域存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应 强度大小B2=B。现将一质量为m、连人电阻为R的导体棒静置于导轨上。t=0 时将单刀双掷开关与接线柱1相接，导体棒在安培力作用下开始运动，待运动稳定 时(t<to)立刻将单刀双掷开关与接线柱1断开，待导体棒运动到MN处时将单刀 双掷开关与接线柱2相接，经过时间后导体棒停下。已知导体棒与导轨垂直且 接触良好，导体棒与导轨粗糙部分的动摩擦因数为4，重力加速度为g。求： Bo M 甲 乙 (1)开关与接线柱1断开前电路中电流的最大值； (2)开关与接线柱1断开前导体棒做何运动？运动到MN处时速度大小为多少？ (3)开关与接线柱2相接后导体棒在导轨上运动的距离。 高二物理第6页（共6页）邯郸市2024一2025学年第一学期高二年级期末质量检测 物理参考答案及评分标准 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.C【解析】图甲是光经过大头针尖时形成的衍射图样，图乙是用X射线拍摄DNA晶体时形成 的衍射图样，图丙是白光照射肥皂膜后形成的干涉图样，图丁是用光照射不透明的小圆盘后形 成的衍射图样，故选C。 2.D【解析】线框在图示位置时刻开始计时，0~时间内，线框还未进入磁场中，线框中电流为0： 上一2时间内，线框右边进入磁场切割磁感线，根据右手定则可知，感应电流方向为逆时针： UU 一时间内，整个线框都在磁场中，通过线框的磁通量不变，线框中电流为0；！一时间内， UU UU 线框离开磁场，线框左边切割磁感线，根据右手定则可知，线框中感应电流方向为顺时针。 3.A【解析】根据安培定则，通电导线在O点的磁感应强度方向与匀强磁场的方向相反。点O处 的磁感应强度大小为2B,可知通电导线在O点的磁感应强度大小为3B:将导线中的电流反向， 则通电导线在O点的磁感应强度方向与匀强磁场的方向相同，O点的磁感应强度大小为4B。 4.B【解析】分析可知，物块在斜面上做简谐运动，在A、B两点时的加速度大小相等，方向相反，A 错误：由于A、B两点关于O点对称，则物块运动到B点时速度为零，B正确：物块在A点与在B 点时回复力大小相等，但提供回复力的不只是弹簧弹力，则弹力大小不相等，弹簧的形变量不相 等，C错误：根据简谐运动的特点，物块由A点运动到O点、由O点运动到最低点的时间都是 }个周期，时间相等D错误。故选B。 5.A【解析】直导线受到竖直向下的重力mg、沿细线方向的拉力，受力分析如图所示，当安培力与 细线拉力垂直时安培力有最小值，所加磁场的磁感应强度最小，由BIl=mngsin0,得B mgsm日，又由左手定则可知磁感应强度的方向沿细线向下。 2F, 中mg 6.C【解析】中性面是指线圈平面转动至垂直于磁感线时的特定位置，当线圈通过中性面时，磁通 量最大，磁通量变化率为零。由E=N会兽、1一R干，9一1△可知，通过电阻尺的电荷量？= △平=NB△S,初始位置线圈有效面积为S,=0,由图示位置转过角a(a<90)的位置处线圈有 R+r 3r 效面积为S.=Ssin a,若a=60,g-5NB5。故选C。 6r 高二物理参考答案及评分标准第1页（共5页）》 7.B【解析】0~4s内外力F的冲量大小为I:=F:1十F2=6N·s:物体受力分析如图所示，竖 直方向FN=mg一F,sin0=1N,Fz=mg-F2sin0=1.5N,0~4s内地面对物体的支持力的 冲量大小为I2=F1t1十F、2t2=5N·s:受力分析可知水平方向有Fcos0=ma,由动量定理可知 2s末物体的动量为p=F1t1cos0=2N3kg·ms:3s末物体的动量为p1=ma1t+matg= F,cos9叶F,cos0=5ykg·m5。故选B。 2 mgy 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个 以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8,AC【解析】由题可知原线圈输入的交流电的频率为f一会，故副线圈输出电压的频率也为∫一 会：副线圈中接有二极管，其有效值计算为 R 9.BD【解析】由题意可知质点P的振动方向竖直向上，A错误：由质点O和质点P间第一次出现 如图所示的波形，可知质点O已经振动了两个周期、质点P已经振动半个周期，质点P经过路 程=2A,B正确：质点0和质点P平衡位置间的距离为d,由图可知d=2,则X=号d,C错 误：质点0振动了两个周期即1，-2T,波速一会，解得。一，D正确。故选BD。 10.ACD【解析】若B固定，C自静止释放至运动到最低点，以A、C为系统分析，动量不守恒，机 械能守恒，有mg1=2m':球C到最低点时A,B即将分离，之后A,C组成的系统水平方向动 量守恒、机械能守恒，到左侧最高点时A、C共速，水平方向动量守恒有m=3U,解得= √2；整个过程A,C组成的系统机械能守恒，C减少的机械能等于A增加的机械能，为B,= 3 名×2m-号 mg:若B不固定，小球C释放后向下摆动的过程中，杆对A有向右的作用力， 使得A、B之间有压力，A,B不会分离，当C运动到最低点(O点正下方)时，A、B间的压力为 零，A、B将要分离，A、BC系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向，水平方向动量守恒有 m'一2X2mu=0,机械能守恒得mg1=号m+号×2X2m2,解得o队=V得、' 2√图.故选ACD, 高二物理参考答案及评分标准第2页（共5页） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要答题步骤，只 写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11.(8分) (1)A(2分) (2)将气垫导轨右侧支点调低（或左侧支点调高）(2分，合理即可) (3)A(2分) 42+1=12分) t ta ts 【解析】1)动量守恒表达式为m=m十m:,需要用天平测质量，而速度=，光电门记 录遮光时间，d为遮光片宽度可消去，故没有必要测量遮光片的宽度，必须要用的器材为天平。 (2)滑块通过光电门1时的遮光时间比通过光电门2时的意光时间短，由。=号可知经过光电 门1的速度较大，滑块做减速运动，气垫导轨左边比右边低，应将右侧支点调低或左侧支点 调高。 (3)验证弹性碰撞时动量是否守恒，过程应为碰撞且为弹性碰撞，故应选用A组滑块进行实验。 (④动量守恒表达式为m4=m十m:物，若碰撞为弹性碰撞还应满足弓m,=之m十 之m:,两公式联立有十=欢，光电门1的计时器显示遮光时间为4，光电门2的计时器 显示有两次遮光时间依次为山，可知一=号一号，联立可知应消足的表达式为 +1=1 t 12.(8分)(1)C(1分) (2)16.207~16.209均正确(2分) (3)B(1分) (4)偏大(2分)相同(2分) 【解析】(1)除图甲中所示实验器材外还必需的器材是秒表，用于测量周期时记录次全振动的 总时间。 (2)螺旋测微器读数为d=16.0mm+20.8×0.01mm=16.208mm。 (3)应在平衡位置开始计时并计数。 (④)摆长应为/=1什号，将L=什d代替'=+号计算使得计算值偏大：用作图法正确描绘 出平L图线，T一红L,斜率k=女，可知用图像法处理数据，摆长代入错误对g的测量无影 响，测量值与实际值相同。 高二物理参考答案及评分标准第3页（共5页） 13.(8分) 【解析】(1)单色光的人射角为3=90°-&(1分) 光学元件的折射率为一部号2分) 联立解得n=tana(1分) R (2)光在光学元件中的传播速度为=￡(1分) a 光在光学元件中的传播距离为d=R一R(1分) sin a 光在光学元件中的传播时间为1=1分) 联立解得t=1一sina)R (1分) ccos a 14.(14分) 【解析】 (1)如图所示，设粒子人射点为M,在电场中运动 水平方向：R十Rcos a=t(2分) 竖直方向：0.6R-名·52分) 由0.6R=Rsin a可知a=37 解得E=10m” 27gR (1分) (2)将电场换为磁场后，设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r、圆心为O,,如图所示，由儿 何关系可得 r=√(NO)+(NC)产(1分) 由题可知M点到AC的距离MN为0.6R,则 NO=r-0.6R NC=R+0.8R 解得r=3R(1分) 在磁场中洛伦兹力提供向心力有gB=m (2分) 解得B=录 1分) 0 (3)设轨迹对应的圆心角为0，由几何关系可知tan0= NC NO. (1分) 解得1am9=号 粒子在磁场中运动的周期为T=2r1分) 在磁场中运动的时间1=。号T(1分) 2元 解得1=37πR 606 (1分) (其他方法正确可参照给分) 高二物理参考答案及评分标准第4页（共5页） 15.(16分) 【解析】 (1)由楞次定律可知，线框中产生顺时针方向的感应电流，由法拉第电磁感应定律可知圆形磁 场区域的感生电动势为E=m△B,S=nBsQ分) △ 其中S=r 单刀双掷开关与接线柱1相接，导体棒受到向右的安培力而向右加速，导体棒切割磁感线，感 应电流方向为逆时针，感应电动势E2=B:u(1分) 回路中总电动势为E。=E,一E。 电动势的最大值为E=nB,心 (1分) to 电路中电流的最大值为1一最一”欧 (1分) (2)导体棒所受安培力B,Il=ma、E=I(R十R),联立可知 a=BL（BC-B,1)(2分) 2Rm to 可知导体棒在单刀双掷开关与接线柱1断开前做加速度减小的加速运动(1分) 当导体棒加速度大小a=0时运动稳定 由题意知，导体棒运动到MN处时的速度大小由 Boxr=B,lu(2分） n to 得0=”rr (1分) (3)解法一：开关与接线柱2相接后，以向右为正方向，对导体棒由动量定理得 -B,T111-g41=0-m0(2分) 有B2lg十2mgt=m(1分) 其中9一发”-货 (1分) 部得器( 一mg41）(2分) 解法二：开关与接线柱2相接后，以向右为正方向，对导体棒由动量定理得 -B2T111-mgt1=0-m0(2分) 此时导体棒与电阻R,连成回路，导体棒切割磁感线产生逆时针方向的感应电流有 B:l'=T(R+R) 可7发报 (1分)》 B,2 联立有R+Rr+wmg=m0(1分） 解得=B 3R/mnπr2 一mg4）(2分) (其他方法正确可参照给分) 高二物理参考答案及评分标准第5页（共5页）