精品解析：江苏省徐州市2024-2025学年高二上学期期末抽测物理试题

2024~2025学年度第一学期期末抽测 高二年级物理试题 注意：本试卷满分100分，考试时间75分钟。请将答案填写在答题纸上，直接写在试卷上不得分。 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 光纤通信利用光信号传递数据，具有高速、大容量、低损耗、抗干扰等优势。光纤通信中光传播的主要载体是光导纤维，它主要是利用了光的（　　） A. 干涉 B. 衍射 C. 偏振 D. 全反射 2. 做自由落体运动的物体，其动量p与时间t的关系图线为（　　） A. B. C. D. 3. 为确保公共安全，市民遛狗时应牵绳。如图所示，一市民遛狗时匀速前行，已知绳中拉力大小为F、方向与水平面夹角为θ。则在t时间内拉力的冲量为（　　） A. 0 B. Ft，方向与F方向一致 C. ，方向与F方向一致 D. ，方向沿水平方向向左 4. 如图所示，长方体导体板放在方向与左、右表面垂直，磁感应强度为B的匀强磁场中。电流I是导体板内电子定向运动产生的恒定电流。经过一段时间，电势较高的为（　　） A. 上表面 B. 下表面 C. 左表面 D. 右表面 5. 红光和蓝光分别通过0.4mm、0.8mm的单缝产生明暗相间的条纹，如图所示。其中蓝光通过0.8mm的单缝产生的条纹应是（　　） A B C. D. 6. 如图所示，三根轻质弹性细杆上端分别固定相同的小球、下端固定在一平板上。当平板固定时，杆越长，小球振动周期越大。平板在周期性外力作用下左右振动并带动小球振动，在振动过程中B球的振动幅度最大。则在周期性外力作用下（　　） A 小球B振动周期最大 B. 小球C振动周期最大 C. 只有小球B的振动周期与平板振动周期相同 D. 三个小球的振动周期均与平板振动周期相同 7. 如图所示，某同学用手使铅笔尖水平方向左右振动，另一同学匀速向外拖动白纸，纸上就画出一条描述笔尖振动情况的x-t图。笔尖经图中P点时（　　） A. 速度方向水平向左 B. 动能正在逐渐减小 C. 加速度方水平向向右 D. 回复力正在逐渐增大 8. 如图，金属棒两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于沿z轴负方向的匀强磁场中，棒中通以沿x轴正方向的电流I，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。若要使θ角变大，正确的操作是（　　） A. 两悬线等长变短 B. 磁感应强度变小 C. 棒中电流变大 D. 金属棒的质量变大 9. 如图所示，A、B、C是三只完全相同的灯泡，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S瞬间，A、B、C均逐渐变亮 B. 闭合开关S瞬间，A和C立即亮、B逐渐变亮 C. 断开开关S瞬间，C立即熄灭 D. 断开开关S瞬间，A闪亮后逐渐熄灭 10. 如图所示，水平面上放一“L”型框架，其上表面放置一物块，物块和框架之间用轻质弹簧连接。所有接触面光滑，框架足够长。开始时框架和物块均处于静止状态，用细线拉紧弹簧。剪断细线后，则（　　） A. 系统的动量增大 B. 系统的机械能增大 C. 弹簧原长时物块的动量最大 D. 弹簧伸长量最大时框架动量最大 11. 某企业应用电磁感应产生的涡流加热金属产品，其工作原理图如图甲所示。线圈中通过的电流i与时间t的关系如图乙所示（图甲中所示的电流方向为正）。则置于线圈中的圆柱形金属导体在时间内产生的涡流（从左向右观察）（　　） A 顺时针方向，逐渐增大 B. 顺时针方向，逐渐减小 C. 逆时针方向，逐渐增大 D. 逆时针方向，逐渐减小 二、本题共5小题，共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. 如图所示，某同学利用一半径为R的光滑圆弧面测定本地的重力加速度。该同学把小球移到距离最低点O较近的A点，由静止释放小球，小球在A点、B点之间振动，圆弧面弧长。因小球的运动可等效为单摆摆球的运动，该系统也称为圆弧摆。 （1）为较精确测量小球多个振动周期的运动时间，计时起始位置应为______ A. A点 B. O点 C. A点、B点之间的任意位置 （2）该同学正确选择计时起点位置，多次从A点静止释放小球，分别得出各次的振动周期，然后求出振动周期的平均值，这种方法求周期可以减小______误差（选填“偶然”、“系统”）。 （3）该同学逐渐降低释放点高度，并分别测出小球的振动周期。从较高位置释放小球的振动周期______从较低位置释放小球的振动周期（选填“大于”、“小于”、“等于”）。 （4）在某次实验中，测得n次全振动的时间为t。该同学将圆弧面的半径R作为摆长，代入单摆的周期公式，可求得当地的重力加速度______（用题中提供的物理量符号表示）。该同学发现，通过以上方式求得的重力加速度总比当地的重力加速大。造成这种结果的原因是______。 13. 在一均匀介质中，两个相距同步振动的波源，其振动频率均为。产生的简谐波在介质中传播速度。在波源正上方处有一点N。 （1）求简谐波的波长λ。 （2）通过计算说明，N点是振动加强点、还是振动减弱点。 14. 在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气，形成一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，气泡半径为R，水球半径为。在过球心O的平面内，一单色光以入射角水平照射这一水球，光线经折射后恰好与内圆相切。光在真空中的传播速度为c，不考虑光线反射。（求： （1）水的折射率n； （2）光线在该水球中传播的时间t。 15. 世界多国都在加紧研制真空管道超高速磁悬浮列车。某研发团队想要探究其电磁刹车的效果设计了一电磁制动装置，其简化模型如图所示。质量为m的单匝正方形导线框边长为a，电阻为R。在线框运动方向的水平面上有等间距分布竖直向上的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，磁场长度、两相邻的磁场间距离均为a，磁场宽度略大于a。线框以初速度进入磁场，从进入磁场到停止运动的时间为t。已知线框与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求线框： （1）进入磁场瞬间所受的安培力大小F； （2）进入第一个磁场区域的过程中，通过其横截面的电荷量q； （3）从进入磁场到停止运动的过程中前进的距离。 16. 如图所示，在水平面内建立xOy坐标系，在第Ⅰ、Ⅳ象限中存在方向竖直向下匀强磁场，第Ⅳ象限的磁感应强度大小为。质量为m、电荷量为的带电粒子从坐标原点O沿与方向成以一定速度射入第Ⅳ象限，第一次经过x轴上的Q点，OQ间的距离为a。粒子可视为质点，不考虑粒子重力。 （1）求粒子射入时的速度大小； （2）要使粒子不从y轴飞出，求第I象限磁场区域的磁感应强度大小应满足的条件； （3）若第I象限磁场区域的磁感应强度，求粒子经过x轴的位置坐标可能值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024~2025学年度第一学期期末抽测 高二年级物理试题 注意：本试卷满分100分，考试时间75分钟。请将答案填写在答题纸上，直接写在试卷上不得分。 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 光纤通信利用光信号传递数据，具有高速、大容量、低损耗、抗干扰等优势。光纤通信中光传播的主要载体是光导纤维，它主要是利用了光的（　　） A. 干涉 B. 衍射 C. 偏振 D. 全反射 【答案】D 【解析】 【详解】光纤通信主要利用了光的全反射。 故选D。 2. 做自由落体运动的物体，其动量p与时间t的关系图线为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】自由落体运动的物体的速度 根据动量的定义 可知动量与时间成正比例关系。 故选B。 3. 为确保公共安全，市民遛狗时应牵绳。如图所示，一市民遛狗时匀速前行，已知绳中拉力大小为F、方向与水平面夹角为θ。则在t时间内拉力的冲量为（　　） A. 0 B. Ft，方向与F方向一致 C. ，方向与F方向一致 D. ，方向沿水平方向向左 【答案】B 【解析】 【详解】根据冲量的定义可知在t时间内拉力的冲量为，方向与F方向一致。 故选B。 4. 如图所示，长方体导体板放在方向与左、右表面垂直，磁感应强度为B的匀强磁场中。电流I是导体板内电子定向运动产生的恒定电流。经过一段时间，电势较高的为（　　） A. 上表面 B. 下表面 C. 左表面 D. 右表面 【答案】A 【解析】 【详解】电子向前定向移动中受洛伦兹力向下，导体下表面带负电，而上表面带正电，所以导体上表面比下表面电势高； 故选A。 5. 红光和蓝光分别通过0.4mm、0.8mm的单缝产生明暗相间的条纹，如图所示。其中蓝光通过0.8mm的单缝产生的条纹应是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】单缝衍射的图样是中间宽，两边窄的条纹，由于蓝光的波长比红光短，所以蓝光衍射条纹的宽度要小于红光衍射条纹的宽度，又缝越宽，条纹间距越小，所以蓝光通过0.8mm的单缝产生的条纹应是D选项的图样。 故选D。 6. 如图所示，三根轻质弹性细杆上端分别固定相同的小球、下端固定在一平板上。当平板固定时，杆越长，小球振动周期越大。平板在周期性外力作用下左右振动并带动小球振动，在振动过程中B球的振动幅度最大。则在周期性外力作用下（　　） A. 小球B振动周期最大 B. 小球C振动周期最大 C. 只有小球B的振动周期与平板振动周期相同 D. 三个小球的振动周期均与平板振动周期相同 【答案】D 【解析】 【详解】平板的往复振动对三个小球均构成周期性驱动力，所有被迫振动的小球，其振动频率（周期）都最终等于驱动力的频率（周期）。只是当驱动力接近某个小球的固有频率时，该小球出现共振，振幅最大。本题中正是小球B的固有频率与平板振动频率相近，故振幅最大；但三个小球的实际振动周期都与平板的周期相同。 故选D。 7. 如图所示，某同学用手使铅笔尖水平方向左右振动，另一同学匀速向外拖动白纸，纸上就画出一条描述笔尖振动情况的x-t图。笔尖经图中P点时（　　） A. 速度方向水平向左 B. 动能正在逐渐减小 C. 加速度方水平向向右 D. 回复力正逐渐增大 【答案】A 【解析】 【详解】根据纸带的运动方向，可知笔尖经图中P点时速度方向水平向左，接近平衡位置，动能逐渐增大，根据 可知加速度向左，回复力逐渐减小。 故选A。 8. 如图，金属棒两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于沿z轴负方向的匀强磁场中，棒中通以沿x轴正方向的电流I，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。若要使θ角变大，正确的操作是（　　） A. 两悬线等长变短 B. 磁感应强度变小 C. 棒中电流变大 D. 金属棒的质量变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据导体棒的受力情况有 可知两悬线等长变短，安培力不变，角不变，故A错误； B．磁感应强度变小，安培力变小，角变小，故B错误； C．棒中电流I变大，安培力变大，角变大，故C正确； D．金属棒质量变大，mg变大，角变小，故D错误。 故选C。 9. 如图所示，A、B、C是三只完全相同的灯泡，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S瞬间，A、B、C均逐渐变亮 B. 闭合开关S瞬间，A和C立即亮、B逐渐变亮 C. 断开开关S瞬间，C立即熄灭 D. 断开开关S瞬间，A闪亮后逐渐熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由于自感线圈L阻碍电流增大，所以闭合开关S瞬间，A先亮，B、C逐渐变亮，稳定后三个灯泡一样亮，故AB错误； CD．断开开关S瞬间，自感线圈、A、B、C组成闭合回路，自感线圈阻碍电流减小，所以B、C逐渐熄灭，流过A的电流等于流过B、C电流之和，比断开开关前电流大，所以A闪亮后逐渐熄灭，故C错误，D正确。 故选D。 10. 如图所示，水平面上放一“L”型框架，其上表面放置一物块，物块和框架之间用轻质弹簧连接。所有接触面光滑，框架足够长。开始时框架和物块均处于静止状态，用细线拉紧弹簧。剪断细线后，则（　　） A. 系统的动量增大 B. 系统的机械能增大 C. 弹簧原长时物块的动量最大 D. 弹簧伸长量最大时框架动量最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．对整个系统分析可知合外力为0，物块和框架组成的系统动量守恒，系统动量不变，故A错误； B．整个系统只有弹簧弹力做功，系统机械能守恒，故B错误； CD．开始时，弹簧处于压缩状态，弹簧对物块和框架都做正功，当弹簧处于原长时，物块和框架的速度都达到最大，根据可知此时物块和框架的动量都达到最大。 故C正确，D错误。 故选C。 11. 某企业应用电磁感应产生的涡流加热金属产品，其工作原理图如图甲所示。线圈中通过的电流i与时间t的关系如图乙所示（图甲中所示的电流方向为正）。则置于线圈中的圆柱形金属导体在时间内产生的涡流（从左向右观察）（　　） A. 顺时针方向，逐渐增大 B. 顺时针方向，逐渐减小 C. 逆时针方向，逐渐增大 D 逆时针方向，逐渐减小 【答案】C 【解析】 【详解】由题图可知时间内电流逐渐减小，根据楞次定律可知圆柱形金属导体在时间内产生的涡流（从左向右观察）与电流方向相同，即为逆时针方向，电流的变化率增大，则圆柱形金属导体内磁通量的变化率增大，根据法拉第电磁感应定律可知电流逐渐增大。 故选C。 二、本题共5小题，共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. 如图所示，某同学利用一半径为R的光滑圆弧面测定本地的重力加速度。该同学把小球移到距离最低点O较近的A点，由静止释放小球，小球在A点、B点之间振动，圆弧面弧长。因小球的运动可等效为单摆摆球的运动，该系统也称为圆弧摆。 （1）为较精确测量小球多个振动周期的运动时间，计时起始位置应为______ A. A点 B. O点 C. A点、B点之间的任意位置 （2）该同学正确选择计时起点位置，多次从A点静止释放小球，分别得出各次的振动周期，然后求出振动周期的平均值，这种方法求周期可以减小______误差（选填“偶然”、“系统”）。 （3）该同学逐渐降低释放点高度，并分别测出小球的振动周期。从较高位置释放小球的振动周期______从较低位置释放小球的振动周期（选填“大于”、“小于”、“等于”）。 （4）在某次实验中，测得n次全振动的时间为t。该同学将圆弧面的半径R作为摆长，代入单摆的周期公式，可求得当地的重力加速度______（用题中提供的物理量符号表示）。该同学发现，通过以上方式求得的重力加速度总比当地的重力加速大。造成这种结果的原因是______。 【答案】（1）B （2）偶然 （3）等于 （4） ①. ②. 未考虑小球半径， 代入计算时圆弧摆的摆长偏大 【解析】 【小问1详解】 便于观测，计时起始位置应为平衡位置O点。 故选B。 【小问2详解】 求出振动周期的平均值，这种方法求周期可以减小偶然误差。 【小问3详解】 根据单摆周期公式可知，从较高位置释放小球的振动周期等于从较低位置释放小球的振动周期。 【小问4详解】 [1]小球运动的周期为 结合单摆周期公式 解得 [2]造成这种结果的原因是未考虑小球半径， 代入计算时圆弧摆的摆长偏大。 13. 在一均匀介质中，两个相距同步振动的波源，其振动频率均为。产生的简谐波在介质中传播速度。在波源正上方处有一点N。 （1）求简谐波的波长λ。 （2）通过计算说明，N点是振动加强点、还是振动减弱点。 【答案】（1） （2）减弱点 【解析】 【小问1详解】 由波速、波长、频率关系有 解得 小问2详解】 由几何关系可知，波源S2距离N点的距离为m=200m N点到S1和S2的路程差为 因，所以N点为减弱点 14. 在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气，形成一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，气泡半径为R，水球半径为。在过球心O的平面内，一单色光以入射角水平照射这一水球，光线经折射后恰好与内圆相切。光在真空中的传播速度为c，不考虑光线反射。（求： （1）水的折射率n； （2）光线在该水球中传播的时间t。 【答案】（1） （2） 【解析】 小问1详解】 由几何关系可知，折射角 折射率 解得 【小问2详解】 光在水球中的传播速度 由几何关系可知光在水球中的传播距离 光在水球中的传播的时间 15. 世界多国都在加紧研制真空管道超高速磁悬浮列车。某研发团队想要探究其电磁刹车的效果设计了一电磁制动装置，其简化模型如图所示。质量为m的单匝正方形导线框边长为a，电阻为R。在线框运动方向的水平面上有等间距分布竖直向上的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，磁场长度、两相邻的磁场间距离均为a，磁场宽度略大于a。线框以初速度进入磁场，从进入磁场到停止运动的时间为t。已知线框与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求线框： （1）进入磁场瞬间所受的安培力大小F； （2）进入第一个磁场区域的过程中，通过其横截面的电荷量q； （3）从进入磁场到停止运动的过程中前进的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设线框进入磁场瞬间产生的电动势为，则 回路中的电流为 线框进入磁场瞬间所受安培力为 联立解得 【小问2详解】 线框进入第一个磁场区域的过程中，通过其横截面的电荷量 根据欧姆定律有 根据法拉第电磁感应定律有 可得 【小问3详解】 线框从进入磁场到停止的过程中前进的平均速度为，安培力平均值为 根据动量定理 从进入磁场到停止的过程中前进的距离为 联立解得 16. 如图所示，在水平面内建立xOy坐标系，在第Ⅰ、Ⅳ象限中存在方向竖直向下的匀强磁场，第Ⅳ象限的磁感应强度大小为。质量为m、电荷量为的带电粒子从坐标原点O沿与方向成以一定速度射入第Ⅳ象限，第一次经过x轴上的Q点，OQ间的距离为a。粒子可视为质点，不考虑粒子重力。 （1）求粒子射入时的速度大小； （2）要使粒子不从y轴飞出，求第I象限磁场区域的磁感应强度大小应满足的条件； （3）若第I象限磁场区域的磁感应强度，求粒子经过x轴的位置坐标可能值。 【答案】（1） （2） （3）（n=1，2，3……） 【解析】 【小问1详解】 第一次经过x轴上的Q点由几何关系，可得： 由洛伦兹力提供向心力： 可得： 【小问2详解】 当带电粒子做匀速圆周运动恰好和y轴相切时，B最小。设B的最小值为，圆的半径为R1，根据几何关系有 由向心力公式得 解得 所以 【小问3详解】 当时，粒子运动的半径为 第一次由第Ⅳ象限经过x轴的坐标为 第二次由第Ⅰ象限经过x轴的坐标为 第三次由第Ⅳ象限经过x轴的坐标为 第四次由第Ⅰ象限经过x轴的坐标为 归纳得，粒子由第Ⅳ象限经过x轴的位置坐标（n=1，2，3……） 由第Ⅰ象限经过x轴的位置坐标（n=1，2，3……） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$