江苏省南京市金陵中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

高二物理期末考试试卷 一、单项选择题：共11小题，每小题4分，计44分．每小题只有一个选项最符合题意． 1．对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列说法正确的是（　　） A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” B．乙图是薄膜干涉的应用，用来测量平面的厚度 C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是暗纹 D．丁图是佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象 2．如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放．Q与P的接触面粗糙，在Q下滑的过程中，关于P和Q构成的系统，下列说法正确的是 A．机械能不守恒、动量不守恒 B．机械能不守恒、动量守恒 C．机械能守恒、动量不守恒 D．机械能守恒、动量守恒 3．若用细线将一条形磁体悬挂于天花板上，条形磁体处于水平且静止的状态。当磁体正下方导线ab中通有如图所示的电流时，则（　　） A．条形磁体的N极将向上偏转 B．条形磁体的N极将向内偏转 C．条形磁体受到细线的拉力大于其受到的重力 D．条形磁体受到细线的拉力小于其受到的重力 4．老师手机里的保存了一张用竖直平面内肥皂膜观察酒精灯焰的照片，如图所示。则下列说法正确的是（　　） A．为了便于观察干涉图样，观察者和灯焰应位于肥皂膜的两侧 B．照片上条纹间距不等，说明这是光的衍射图样 C．照片上的竖直条纹，是条纹跟着肥皂膜在竖直平面内转过900后形成的 D．由图可知肥皂膜从c往a，变厚的越来越快 5．如图是回旋加速器结构示意图，关于该装置下列说法正确的是（     ） A．增大电源电压U可以使粒子出射的动能增加 B．交变电场的周期与粒子在磁场中运动的周期相同 C．粒子相邻运动轨道的间距是相等的 D．只要加速器足够大可以将粒子加速至接近光速 6．如图所示，某同学用“插针法”测量两面平行玻璃砖的折射率，他先在纸上紧贴玻璃砖画出参考线，钉上大头针、，然后继续实验。并画出光路图，则下列说法正确的是（　　） A．入射角尽量小一些，可以减小误差 B．、及、之间的距离取的小一些，可以减小误差 C．若把误画在了，其他操作均正确，则测得的折射率偏小 D．若在钉大头针不小心使玻璃板平移到了虚线框位置，则最终测得的折射率偏大 7．某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是（　　） A．换用更粗的头发丝 B．换用红色激光照双缝 C．增大纸板与墙面的距离 D．减小光源与纸板的距离 8．如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形区域内有一垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。M、N点在圆周上且MON为其竖直直径。现将两个比荷k相同的带电粒子P、Q分别从M点沿MN方向射入匀强磁场，粒子P的入射速度为v1=v，粒子Q的入射速度为，已知P粒子在磁场中的运动轨迹恰为圆弧，不计粒子的重力，不计粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．粒子P带正电，粒子Q带负电 B．粒子P的周期小于粒子Q的周期 C．粒子Q的轨道半径为 D．粒子P和粒子Q在磁场中的运动时间之比为3:2 9．如图所示为杂技表演“胸口碎大石”．当大石获得的速度较小时，下面的人感受到的震动就会较小，人的安全性就较强．若大石块的质量是铁锤的100倍，则撞击后大石块的速度可能为铁锤碰撞前速度的 A． B． C． D． 10．频率相同的简谐波源S1、S2，和接收点M位于同一平面内，S1、S2到M的距离之差为6 m。时S1、S2同时垂直平面开始振动，M点的振动图像如图所示，则( ) A．两列波的波长均为2 m B．两列波的振幅分别为3 cm和2 cm C．两列波的起振方向相反 D．两列波相遇的区域各质点振动都减弱 11．如图所示，表面粗糙的“L”型水平轨道固定在地面上，劲度系数为k、原长为的轻弹簧一端固定在轨道上的O点，另一端与安装有位移、加速度传感器的滑块相连，滑块总质量为m。以O为坐标原点，水平向右为正方向建立x轴，将滑块拉至坐标为x3的A点由静止释放，向左最远运动到坐标x1的B点，测得滑块的加速度a与坐标x的关系如图所示，其中a0为图线纵截距，则滑块由A运动至B过程中（弹簧始终处于弹性限度内）（　　） A． B． C．最大动能为 D．系统产生的热量为  二、非选择题：共5小题，计56分．其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位. 12.(15分)实验课中，同学们用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示。 图2 图1 (1)实验室备有大量相同钢球，用游标卡尺测量其直径如图2所示，小球直径为d=cm； (2) 小南同学测量了摆线长度为L，又测出摆球完成N次全振动的时间为t，请写出测量当地重力加速度的表达式：g= （用以上测量的物理量和已知量的字母表示）； (3) 小南同学根据测量的数据计算出重力加速度g，发现g值偏小，可能的原因是； A．测量摆线长时，线拉得过紧 B．摆线上端没有固定好，振动过程中出现松动，使摆线变长了 C．开始计时时，秒表按下迟了 (4)小京同学则是通过测量5次不同摆线长L与单摆的振动周期T的对应情况，然后以T2为y轴，摆线长度L为x轴，得到一条斜率为k的直线，则重力加速度g=； (5)小京同学后来发现自己忘了把小球的半径考虑进去，请问他测量的重力加速度将 （选填“偏大、偏小或不变”）。 13．（6分）如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向D点，并偏折到AB界面上的E点射出三棱镜。已知等边三棱镜的边长为a，光在真空或空气中的传播速度为c，入射方向与边AC的夹角为，，且，求： (1)三棱镜的折射率n； (2)若将单色光从空气垂直AC界面射向D点，求单色光在三棱镜中传播的时间。（不考虑单色光在三棱镜内的多次反射） 14．（8分）如图(a)，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为0时刻和t时刻的波形图，Q是平衡位置为x=4.0 m的质点。图(b)为质点Q的振动图象，求： (1) 波的传播速度大小v及方向； (2) t的大小以及平衡位置在x=0处质点的振动方程。 15（12分）如图所示，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，其上端O点系一长的细绳，细绳另一端系一质量的小球C。现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，。求： （1）A、B两木块分离时，C的速度大小； （2）C球摆到竖直轻杆左侧最大高度时与O点的竖直距离d； （3）当C球达到左侧最高点时，A和杆被锁定不动，C球还能上升多高？    16（15分）如图所示，在某空间建立平面直角坐标系，第一象限有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E。第四象限存在垂直坐标平面向外的匀强磁场。一不计重力、质量为m、带电荷量为的粒子从M点沿x轴正方向飞出，第1次经过x轴时的位置为N点，坐标为。 (1)求粒子的初速度大小； (2)如果粒子第一次经过x轴后不能回到第一象限，求磁感应强度的大小范围； (3)如果粒子第一次经过x轴后能再次经过N点，求磁感应强度大小的取值。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 参考答案及评分细则： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 D A C D B C A D B B C 12．（15分，每空3分） (1) 2.240 (2) (3)B (4) (5) 不变 13.（6分） (1) (2) 【详解】（1）根据题意作光路图，如图 根据几何关系可知i=60°，r=30°，根据折射定律有 （1分） 解得 （1分） （2）将单色光从空气垂直AC界面射向D点，如图 光线在F点入射角为，因为 因此在F点发生全反射（1分） 光在棱镜中的速度为 （1分） 光程为 s=AFcos30°+BFcos30°=a （1分） 传播时间为 解得 （1分） 14.（8分） 由图可知波长： (1分) 质点振动的周期： (1分) 则传播速度： (1分) 由于在时刻向上振动，根据“上下坡法”可知，该波沿正向传播；(1分) 根据图可知和时刻该波向右传播的距离为 所以有：(1分) 解得、、、(1分) =10 rad/s （1分） x=0处质点t=0时刻向-y方向，则振动方程为=-（1分） 15.（12分）（1）C的速度大小为4m/s；（2）（3）m 【详解】（1）当C球第一次摆到最低点时，A、B两木块分离，此刻A、B速度相等，设A、B速度大小为v1、C球速度大小为v0，A、B、C系统水平方向动量守恒，以向左为正方向，则有 （1分） A、B、C系统机械能守恒，则有 （1分） 联立解得 、 （2分） （2）C球摆到竖直轻杆左侧最大高度时，A、C共速，设为v2，A、C系统水平方向上动量守恒，则有 （1分） A、C系统机械能守恒，则有 （1分） 解得 （2分） （3）A和杆被锁定后，将速度分解如图所示 C球的速度发生突变 （1分） 由动能定律得 （1分） 得 （2分） 16．（15分）(1) (2) (3)（其中、3、4、5）。 【详解】（1）设粒子在M点的速度为，在电场中运动的加速度为a，从M点第一次到达N点经过的时间为t，做类平抛运动由牛顿第二定律，有 沿y轴负方向做匀加速运动，有 （1分） 沿x轴正方向做匀速运动，有 （1分） 联立解得 （1分） （2）设粒子第一次到达N点时速度为v，方向与x轴正方向夹角为， 到达N点时速度竖直分量 速度水平分量 根据平抛运动位移偏角与速度偏角的关系，有 （1分） 粒子在N点速度 当磁感应强度为时，粒子在磁场中的轨迹恰与y轴相切，如图1所示，设此时轨迹半径为 由洛伦兹力提供向心力，有 （1分） 由几何关系有 （1分） 解得 （1分） 则磁感应强度大小的取值范围为 （1分） （3）设粒子在磁场中的轨迹半径为时，粒子第2次经过x轴的位置到O的距离为，如图2所示 由几何关系，有 （1分） 之后粒子还能经过点，需满足 （其中、3、4，…） （1分） 解得 （其中、3、4，…）（1分） 又因粒子在磁场中轨迹不能到达第三象限，还需满足 （1分） 则：可取、3、4、5 （1分） 根据洛伦兹力提供向心力 可知 （其中、3、4、5） （2分） 学科网（北京）股份有限公司 $$