精品解析：江苏省镇江第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末考试物理试卷

2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷 命题单位：江苏省扬中高级中学 南京市东山高级中学 一、单项选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 在摆角很小时，单摆的周期与振幅有关 B. 当火车鸣笛靠近观察者时，观察者听到的声音频率变大 C. 机械波的传播速度与介质无关 D. 有些光学镜头表面涂有一层增透膜，薄膜厚度至少是光在空气中波长的 【答案】B 【解析】 【详解】A．在摆角很小时，单摆的周期与振幅无关，故A错误； B．当火车鸣笛靠近观察者时，根据多普勒效应可知，观察者听到的声音频率变大，故B正确； C．机械波的传播速度由介质决定，故C错误； D．有些光学镜头表面涂有一层增透膜，薄膜厚度至少是光在薄膜中波长的，故D错误。 故选B。 2. 下列四幅图所涉及的光学现象和相应的陈述中，错误的是（　　） A. 图①中的明暗相间的条纹，是由干涉形成的 B. 图②中的亮斑，是一种光的衍射现象 C. 图③是内窥镜，利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明 D. 图④是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种纵波 【答案】D 【解析】 【详解】A．图①中的明暗相间的条纹，是由干涉形成的，故A正确，不满足题意要求； B．图②中的亮斑，是一种光的衍射现象，故B正确，不满足题意要求； C．图③是内窥镜，利用了光全反射把光传送到人体内部进行照明，故C正确，不满足题意要求； D．图④是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波，故D错误，满足题意要求。 故选D。 3. 小明在实验探究中用一束复色光沿AO方向（O是圆心）射入一半圆形玻璃砖，射出时分成a、b两束单色光，以下说法正确的是（　　） A. a光比b光先从玻璃砖中射出 B. 若将光束AO绕O点逆时针转动，则a光先发生全反射 C. 分别让a、b通过同一双缝干涉仪，则a光干涉条纹间距较大 D. 分别让a、b通过同一单缝，则a光更容易发生衍射 【答案】B 【解析】 【详解】A．从图中看出a光的折射率大于b光的折射率，根据公式可知，折射率大速度小，则a光比b光后从玻璃砖中射出。故A错误； B．根据公式可知，折射率大，临界角C小，则a光先发生全反射。故B正确； C．a光的折射率大于对b光的折射率，则a光的波长小于b光的波长，因为波长越长的光，干涉条纹间距越大，所以分别让a、b通过同一双缝干涉仪，则a光干涉条纹间距较小。故C错误。 D．a光的波长小于b光的波长，分别让a、b通过同一单缝，则b光更容易发生衍射。故D错误。 故选B。 4. 如图所示，B为匀强磁场，v为正电荷的运动速度，F为磁场对电荷的洛伦兹力，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据左手定则，图中洛伦兹力方向向上，故A错误； B．根据左手定则，图中洛伦兹力方向向下，故B正确； C．根据左手定则，图中洛伦兹力方向垂直纸面向内，故C错误； D．根据左手定则，图中洛伦兹力方向垂直纸面向外，故D错误。 故选B。 5. 一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1=0和x2=1m处两质点a、b的振动图象如图a、b所示，该波的波长λ>1m，则下列说法中正确的是（　　） A. 该波的频率为0.04Hz B. 该波的周期为4s C. 该波的波长一定为4m D. 该波的传播速度可能为100m/s 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．由题图知，该波的周期为 T=0.04s 则频率为 故AB错误； C．a、b相距 Δx=x2-x1=1m 若波沿x正方向传播，由图知：t=0时刻质点a位于波峰，质点b经过平衡位置向下，结合波形可知 ，（n=0，1，2，…） 则 由于 λ>1m 则n取0，得 若波沿x负方向传播，则有 x2-x1=（n+）λ，（n=0，1，2，…） 则 由于 λ>1m 则n取0，得 λ=4m 故C错误； D．当λ=4m时，波速 故D正确。 故选D。 6. 如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，却看不到光亮，下列说法中正确的是（　　） A. 电灯S发出光是偏振光 B. 以SP为轴转动A，Q处将出现明暗交替的现象 C. 将B沿SP向A平移至某位置时，在P处看到光亮 D. 以SP为轴将A转过45°，在P处看到光亮 【答案】D 【解析】 【详解】A．电灯S发出的光，包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，属于自然光。故A错误； B．自然光经过偏振片A形成偏振光，Q处光波的强度没有变化，一直有光亮，不会出现明暗交替的现象。故B错误； C．无论将B沿SP向A平移至何位置，透过A的偏振光的振动方向始终与B的透振方向垂直，在P处始终看不到光亮。故C错误； D．由于此时人眼在P处迎着入射光方向看不到光亮，说明A、B透振方向垂直，以SP为轴将A转过45°，则透过A的偏振光的振动方向将存在平行于B透振方向的分量，此时将有部分光可以透过B，在P处可以看到光亮。故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示，在一根水平张紧的绳子挂上3个完全相同的摆球，a、c单摆的摆长相同且小于b单摆的摆长。当a单摆振动时，其余各摆也振动起来。图乙是c单摆稳定后的振动图像，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 振动稳定时c摆的频率最小 B. 振动稳定时b摆的周期大于 C. 振动稳定时c摆的振幅大于b摆的振幅 D. 若该装置放在月球上进行同样实验，将变小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以三个单摆的频率相同，周期相同，故AB错误； C．由于a、c摆的摆长相同且小于b摆的摆长，根据单摆的周期公式 可知a、c摆的固有周期相同，根据共振条件是驱动力周期等于固有周期，所以c摆共振，达到稳定时，c摆振幅较大，b摆的振幅较小，故C正确； D．根据单摆的周期公式 在月球上的重力加速度小于地球上的重力加速度，所以若该装置放在月球上进行同样实验，周期变大，将变大，故D错误。 故选C。 8. 干涉是波特有的性质，但是在日常生活中很难观察到稳定的干涉现象。在某次物理教学中老师使用如图甲的发波水槽，老师先打开电动机电源，再调节两小球击水深度和频率，得到频率和初相位相同，振幅不同的两列水波的稳定干涉图样，如图乙，其中S1，S2代表波源，实线代表水波波峰（OM连线除外），虚线代表水波波谷，M、N、O、P是波线与波线的交点，下列说法正确的是（　　） A. N点的位移总比M点的位移小 B. OM连线上所有的点都是振动加强点 C. M点到S1，S2的距离差等于水波半波长的奇数倍 D. N点、P点是振动减弱点，所以N点、P点不振动，此处水面平静 【答案】B 【解析】 【详解】AD．波峰与波峰、波谷与波谷叠加振动加强，波峰与波谷叠加振动减弱；两波源振幅不同，加强点，减弱点仍会振动，位移仍会随着时间变化，所以减弱点的位移有可能大于加强点的位移，故AD错误； B．如图稳定的干涉图样，振动加强点始终加强，振动减弱点始终减弱，加强点连线上的点也是加强点，故B正确； C．M点是加强点，减弱点到波源的路程差才等于半波长的奇数倍，故C错误。 故选B。 9. 智能手机集成了很多传感器，结合相应APP可应用于物理实验。如图甲所示，轻质弹簧上端固定，下端挂有钩码，钩码下表面吸附一个小磁铁。钩码在竖直方向做简谐运动时，某段时间内，小磁铁正下方的智能手机中的磁传感器采集到磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，下列判断正确的是（　　） A. 钩码做简谐运动的周期为t3-t1 B. 在t1和t5时刻，钩码的重力势能最大 C. 在t2和t4时刻，钩码的动能最大 D. 在t2到t4时间内，钩码所受合外力的冲量为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁铁距离手机最近时，采集到的磁感应强度最大，磁铁距离手机最远时，采集到的磁感应强度最小，根据图乙可知，钩码做简谐运动的周期为 故A错误； B．在t1和t5时刻，采集到的磁感应强度最大，表明磁铁距离手机最近时，可知，在t1和t5时刻，钩码的重力势能最小，故B错误； C．根据图乙可知，磁感应强度最大与最小位置关于t2和t4时刻位置对称，结合简谐运动的对称性，可知，在t2和t4时刻，钩码处于平衡位置，则在t2和t4时刻，钩码的动能最大，故C正确； D．结合上述可知，在t2到t4时间内，钩码先由平衡位置向下运动至最低点，后由最低点向上运动至平衡位置，始末速度相反，即始末动量方向相反，根据动量定理可知，钩码所受合外力的冲量不为零，故D错误。 故选C。 10. 质量相等的两物体a、b静止在水平面上，分别施加水平推力F1、F2，一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v-t图像如图所示，图中AB∥CD。则整个过程中（　　） A. F1等于F2 B. F1小于F2 C. F1的冲量等于F2的冲量 D. F1的冲量小于F2的冲量 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据图像可得AB和CD段为撤去推力后的图线，因为AB∥CD，所以可得撤去推力后两物体运动的加速度相等，根据牛顿第二定律可得 由于两物体a、b的质量相等，可知a、b两物体受到的摩擦力大小相等，对于图像中两物体加速阶段OA和OC段，可知物体a加速阶段的加速度大于物体b加速阶段的加速度，则有 可得 故AB错误； CD．对物体运动的全过程，由动量定理可得 由于两物体受到的摩擦力大小相等，由图像可知物体a的运动时间较小，则物体a受到的摩擦力冲量较小，可得F1的冲量小于F2的冲量，故C错误，D正确。 故选D。 11. 如图所示，粗细均匀同种材料制成的半圆形通电导体线框置于匀强磁场中，为导体线框的直径，、两点通入如图所示的电流，已知边受到的安培力大小为F，则导体线框半圆弧部分受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设导线框的直径为，则半圆弧长度为，根据电阻定律 可知导线框直径部分与半圆弧部分电阻之比为，导线框直径部分与半圆弧部分并联，电流与电阻成反比，设通过导线框直径的电流为I，则通过导线框半圆弧部分电流为，导线框直径受到的安培力大小为 导线框半圆弧部分等效长度也为，导线框半圆弧部分受到的安培力大小为 解得 故A正确。 故选A。 二、实验题（本题有2小题，共5格，每个空格3分，共15分） 12. 某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图所示，并在入射光线上插上大头针，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画得偏左了一些，则测出来的折射率___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】偏小 【解析】 【详解】如图，若P4的位置偏左一些，则得到的在O点的折射角偏大，根据可知折射率偏小。 13. 利用双缝干涉测光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也由图中所给出，则： （1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为___________mm，，相邻两条纹间距___________；该单色光的波长___________； （2）若某同学通过目镜，看到如图所示的情形。由于条纹清晰，他没有再进一步进行调节，而是直接进行测量，并根据公式算出波长，则测量得到的波长和准确值相比是___________（选填“偏大”或“偏小”还是“不变”） 【答案】（1） ①. 11.1 ②. 0.75 ③. （2）偏大 【解析】 【小问1详解】 [1]10分度游标卡尺的精确值为，由图可知 [2]则相邻两条纹间距为 [3]根据，可得该单色光波长为 【小问2详解】 若某同学通过目镜，看到如图所示的情形。由于条纹清晰，他没有再进一步进行调节，而是直接进行测量，则测得的条纹间距偏大，根据 可知测量得到的波长和准确值相比偏大。 三、解答题（共有4小题，总分41分） 14. 如图所示，截面为矩形的玻璃砖，一束单色光从边以入射角射入玻璃砖，光线恰好在边上发生全反射。已知光在真空的传播速度大小为，玻璃的折射率。（结果可带根号） （1）求光在玻璃中的传播速度； （2）求入射角的正弦值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据 可得光在玻璃中的传播速度为 【小问2详解】 光线恰好在边上发生全反射，则光线在边入射角满足 可得 则光线在边的折射角为 根据折射定律可得 解得入射角的正弦值为 15. 如图所示，电阻可忽略不计，相距为的两平行金属导轨，固定在倾角的斜面上，导轨上端接有电动势、内阻的直流电源。空间分布着磁感应强度大小、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。现把一个质量的导体棒垂直放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止。已知导体棒接入电路的电阻，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。 （1）求导体棒受到的安培力的大小和方向； （2）求导体棒与金属导轨间的动摩擦因数。 【答案】（1），方向：沿斜面向上 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律 导体棒中电流方向由b向a，导体棒所受的安培力为 方向沿斜面向上。 【小问2详解】 由于 故导体棒所受摩擦力沿斜面向下，根据受力平衡，得 又 联立求得 16. 如图所示，在水平面上依次放置小物块A和C以及曲面劈B，其中小物块A与小物块C的质量相等均为m，曲面劈B的质量M＝3m，曲面劈B的曲面下端与水平面相切，且曲面劈B足够高，各接触面均光滑。现让小物块C以水平速度v0向右运动，与小物块A发生碰撞，碰撞后两个小物块粘在一起滑上曲面劈B，重力加速度为g。求： （1）碰撞过程中系统损失的机械能； （2）碰后物块A与C在曲面劈B上能够达到的最大高度。 【答案】（1）mv02；（2） 【解析】 【详解】（1）小物块C与物块A发生碰撞粘在一起，以v0的方向为正方向，由动量守恒定律得 mv0＝2mv 解得 v＝v0 碰撞过程中系统损失的机械能为 E损＝mv02－×2mv2 解得 E损＝mv02 （2）当小物块A、C上升到最大高度时，A、B、C系统的速度相等．三者组成的系统在水平方向上动量守恒，根据动量守恒定律 mv0＝(m＋m＋3m)v1 解得 v1＝v0 根据机械能守恒定律得 解得 17. 两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，波源的振幅均为，传播速度相同。如图所示为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动，且时刻，质点P第一次到达波峰处，质点M的平衡位置处于处。求： （1）简谐波的传播速度； （2）写出从0时刻开始质点P的振动方程； （3）从到内，质点M运动的路程。 【答案】（1） （2）（）；后，质点P处于静止状态 （3） 【解析】 【小问1详解】 由题图可知此时质点P向上振动，时刻，质点P第一次到达波峰处，则有 解得周期为 由题图可知波长为，则简谐波的传播速度为 【小问2详解】 处的波源的振动从时刻传到质点P处所用时间为 则在内质点P的振动方程为（） 当时，处的波源的振动刚好传到质点P处，此时位于处波源的振动使质点P从平衡位置向下振动，位于处波源的振动使质点P从平衡位置向上振动，则质点P处为振动减弱点，且两波的振幅相等，所以后，质点P一直处于静止状态。 【小问3详解】 从到内，左侧波传到M点时间为 右侧波传到M点时间为 在内，质点M不动，内，质点M运动半个周期，则有 在时，左侧波使质点M从平衡位置向上振动，右侧波使质点M从平衡位置向下振动，则质点M为振动减弱点，内，质点M一直处于静止状态；故内，质点M运动的路程为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷 命题单位：江苏省扬中高级中学 南京市东山高级中学 一、单项选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 在摆角很小时，单摆的周期与振幅有关 B. 当火车鸣笛靠近观察者时，观察者听到的声音频率变大 C. 机械波的传播速度与介质无关 D. 有些光学镜头表面涂有一层增透膜，薄膜厚度至少是光在空气中波长的 2. 下列四幅图所涉及的光学现象和相应的陈述中，错误的是（　　） A. 图①中的明暗相间的条纹，是由干涉形成的 B. 图②中的亮斑，是一种光的衍射现象 C. 图③是内窥镜，利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明 D. 图④是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种纵波 3. 小明在实验探究中用一束复色光沿AO方向（O是圆心）射入一半圆形玻璃砖，射出时分成a、b两束单色光，以下说法正确是（　　） A. a光比b光先从玻璃砖中射出 B 若将光束AO绕O点逆时针转动，则a光先发生全反射 C. 分别让a、b通过同一双缝干涉仪，则a光干涉条纹间距较大 D. 分别让a、b通过同一单缝，则a光更容易发生衍射 4. 如图所示，B为匀强磁场，v为正电荷的运动速度，F为磁场对电荷的洛伦兹力，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1=0和x2=1m处两质点a、b的振动图象如图a、b所示，该波的波长λ>1m，则下列说法中正确的是（　　） A. 该波的频率为0.04Hz B. 该波的周期为4s C. 该波的波长一定为4m D. 该波的传播速度可能为100m/s 6. 如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，却看不到光亮，下列说法中正确的是（　　） A. 电灯S发出的光是偏振光 B. 以SP为轴转动A，Q处将出现明暗交替的现象 C. 将B沿SP向A平移至某位置时，在P处看到光亮 D. 以SP为轴将A转过45°，在P处看到光亮 7. 如图甲所示，在一根水平张紧的绳子挂上3个完全相同的摆球，a、c单摆的摆长相同且小于b单摆的摆长。当a单摆振动时，其余各摆也振动起来。图乙是c单摆稳定后的振动图像，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 振动稳定时c摆的频率最小 B. 振动稳定时b摆的周期大于 C. 振动稳定时c摆的振幅大于b摆的振幅 D. 若该装置放在月球上进行同样实验，将变小 8. 干涉是波特有的性质，但是在日常生活中很难观察到稳定的干涉现象。在某次物理教学中老师使用如图甲的发波水槽，老师先打开电动机电源，再调节两小球击水深度和频率，得到频率和初相位相同，振幅不同的两列水波的稳定干涉图样，如图乙，其中S1，S2代表波源，实线代表水波波峰（OM连线除外），虚线代表水波波谷，M、N、O、P是波线与波线的交点，下列说法正确的是（　　） A. N点的位移总比M点的位移小 B. OM连线上所有点都是振动加强点 C. M点到S1，S2的距离差等于水波半波长的奇数倍 D. N点、P点是振动减弱点，所以N点、P点不振动，此处水面平静 9. 智能手机集成了很多传感器，结合相应APP可应用于物理实验。如图甲所示，轻质弹簧上端固定，下端挂有钩码，钩码下表面吸附一个小磁铁。钩码在竖直方向做简谐运动时，某段时间内，小磁铁正下方的智能手机中的磁传感器采集到磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，下列判断正确的是（　　） A. 钩码做简谐运动的周期为t3-t1 B. 在t1和t5时刻，钩码的重力势能最大 C. 在t2和t4时刻，钩码动能最大 D. 在t2到t4时间内，钩码所受合外力的冲量为零 10. 质量相等的两物体a、b静止在水平面上，分别施加水平推力F1、F2，一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v-t图像如图所示，图中AB∥CD。则整个过程中（　　） A. F1等于F2 B. F1小于F2 C. F1的冲量等于F2的冲量 D. F1的冲量小于F2的冲量 11. 如图所示，粗细均匀同种材料制成的半圆形通电导体线框置于匀强磁场中，为导体线框的直径，、两点通入如图所示的电流，已知边受到的安培力大小为F，则导体线框半圆弧部分受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 二、实验题（本题有2小题，共5格，每个空格3分，共15分） 12. 某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图所示，并在入射光线上插上大头针，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画得偏左了一些，则测出来的折射率___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 13. 利用双缝干涉测光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也由图中所给出，则： （1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为___________mm，，相邻两条纹间距___________；该单色光的波长___________； （2）若某同学通过目镜，看到如图所示的情形。由于条纹清晰，他没有再进一步进行调节，而是直接进行测量，并根据公式算出波长，则测量得到的波长和准确值相比是___________（选填“偏大”或“偏小”还是“不变”） 三、解答题（共有4小题，总分41分） 14. 如图所示，截面为矩形的玻璃砖，一束单色光从边以入射角射入玻璃砖，光线恰好在边上发生全反射。已知光在真空的传播速度大小为，玻璃的折射率。（结果可带根号） （1）求光在玻璃中的传播速度； （2）求入射角的正弦值。 15. 如图所示，电阻可忽略不计，相距为的两平行金属导轨，固定在倾角的斜面上，导轨上端接有电动势、内阻的直流电源。空间分布着磁感应强度大小、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。现把一个质量的导体棒垂直放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止。已知导体棒接入电路的电阻，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。 （1）求导体棒受到的安培力的大小和方向； （2）求导体棒与金属导轨间的动摩擦因数。 16. 如图所示，在水平面上依次放置小物块A和C以及曲面劈B，其中小物块A与小物块C的质量相等均为m，曲面劈B的质量M＝3m，曲面劈B的曲面下端与水平面相切，且曲面劈B足够高，各接触面均光滑。现让小物块C以水平速度v0向右运动，与小物块A发生碰撞，碰撞后两个小物块粘在一起滑上曲面劈B，重力加速度为g。求： （1）碰撞过程中系统损失的机械能； （2）碰后物块A与C在曲面劈B上能够达到的最大高度。 17. 两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，波源的振幅均为，传播速度相同。如图所示为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动，且时刻，质点P第一次到达波峰处，质点M的平衡位置处于处。求： （1）简谐波传播速度； （2）写出从0时刻开始质点P的振动方程； （3）从到内，质点M运动的路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$