福建省泉州十校2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题

高二年物理科试卷 第 1页，共 6页 2025 年春季期末联考高二年物理科试卷 命题人：晋江市永和中学 一、单项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题 目要求。 1. 下列关于振动和波的说法正确的是（ ） A．简谐运动是匀变速运动 B. 物体做阻尼振动时，振动的周期是不断减小的 C．波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化 D．任何波，在任何情况下都会发生反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象。 2. 如图 1 所示，带铁芯的线圈自感系数很大，制作线圈的铜线电阻忽略不计。小灯泡 L1和 L2完全 相同，不考虑小灯泡的电阻随温度的变化，电源的内阻忽略不计。下列说法正确的是（ ） A.闭合开关 S，小灯泡 L1和 L2同时正常发光 B.闭合开关 S，小灯泡 L2过一会儿才正常发光 C.断开开关 S，小灯泡 L1和 L2立即熄灭 D.断开开关 S，小灯泡 L1先闪亮一下再熄灭 3. 乌贼在水中的运动方式是十分奇特的，它不用鳍也不用手足，而是靠自身的漏斗喷射海水推动 身体运动; 它在无脊椎动物中游泳最快，速度可达 15 m/s，逃命时速度可以达到 40 m/s，因此它 被称为“水中火箭”。若乌贼外套膜吸满水后的总质量为 4kg，躺在海底突然遇险，乌贼通过短漏 斗状的体管在极短时间内将水向后高速喷出，从而迅速逃跑。已知乌贼喷射出的水的质量为 0.8kg， 则喷射出水的速度最大为（ ） A.200 m/s B. 75 m/s C. 60 m/s D.160 m/s 4. “地震预警”是指在地震发生后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发 出警报，通知目标区域从而实现预警。地震监测站监测到一列地震横波，某时刻的波形图如图 2 中的甲所示，已知 P 点是平衡位置在 x  0 处的质点，Q 点的平衡位置坐标为 x 15 m， 以此 时刻做为计时起点，质点 Q 振动的 a-t 图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ） 图 1 高二年物理科试卷 第 2页，共 6页 图 4 A. 质点 P 沿 y 轴正方向运动 B. 地震横波的传播波速为 9m/s C. t  5s 时，质点 Q 振动到波谷 D. 0~5s 的时间内，质点 P 所走的路程为 50cm 二、双项选择题:本题共 4 小题,每小题 6 分,共 24 分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 5. 1824 年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中 心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图 3 所示。实验中发现，当圆盘在磁针的 磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞 后。下列说法正确的是（ ） A．圆盘上产生了感应电动势 B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动 6. “水流导光”实验装置如图 4 所示。长直开口透明塑料瓶内装有适量清 水，在其底侧开一小孔，水从小孔流出，形成弯曲不散开的水流，用细激 光束透过塑料瓶水平射向该小孔，观察到激光東没有完全被限制在水流内 传播。下列操作中，能使激光束完全被限制在水流内传播的是（ ） A. 升高瓶内液面高度 B.增大激光的强度 C. 改用波长更短的激光 D.增大激光器与小孔之间的水平距离 7. 附有肥皂液膜的铁丝圈竖直放置,从上到下液膜厚度增加得越来越快，如图 5 所示为液膜侧视图,用某单色光从左侧照射液膜，在左侧观察到明暗相间的干 涉条纹，已知该单色光在液膜中的波长为入，则下面说法正确的是（ ） A. 干涉条纹的分布上下均匀 B. 干涉条纹的分布上疏下密 C. 相邻两亮条纹处对应的液膜厚度之差是 1 2 � D. 相邻两亮条纹处对应的液膜厚度之差是 � 图 3 图 5 高二年物理科试卷 第 3页，共 6页 8.如图甲 6 所示，光滑且足够长的固定斜面与水平面的夹角为 30，斜面上两平行水平虚线 MN 和 PQ 之间有垂直于斜面向下的匀强磁场；PQ 以下区域有垂直于斜面向上的匀强磁场，PQ 两侧匀 强磁场的磁感应强度大小相等。正方形导线框 abcd 四条边的阻值相等，t  0时刻将 处于斜面上 的导线框由静止释放，开始释放时 ab 边恰好与虚线 MN 重合，之后导线框的运动方向始终垂直 于两虚线，其运动的 v —t 图像如图乙所示，t1-t2时间内导线框的速度大小为 v0 ，重力加速度为 g， 下列说法正确的是（ ） A．0-t1时间内，导线框的 ab 边一定没有经过虚线 PQ B．t3-t4时间内，导线框的速度大小为 �0 2 C．t3-t4时间内，导线框 a、c 两点间的电势差为 0 D．t2-t3时间内，导线框的位移大小为 �0 4 �3 − �2 + 3�0 2 8� 三、非选择题:共 60 分,其中 9-11 题为填空题,每空 1 分，小计 9 分。12、13 题为实验题, 每 空 2 分，小计 12 分。14-16 题为计算题。考生根据要求作答。 9. 甲、乙两质量相等的振子做简谐运动的 x-t图像如图 7 所示,则甲 振子的振动频率为 Hz;乙振子的振幅为 cm， t=20.5s 时刻甲振子振动的路程是 m。 10.如图 8 所示，长为 L，宽为 d的金属板放在垂直于纸面、磁感应强 度为 B的匀强磁场中，磁场方向与金属板垂直，当有电流通过时会产 生霍尔效应。当金属板通入水平向右的电流 I时，导体 （填“上 表面”、“上下表面”、“下表面”）聚集电子，则 a点电势 b的电势（填“高于”、“等于”、 “低于”），若电子定向移动速度为 v，达到稳定状态时，a、b 两点之间的电势差为 （用题 中给的已知量符号表示）。 11. 某喷泉水池底部装有一个彩灯，可视为点光源，每隔一段时间光源会发出不同颜色的单色光。 图 7 图 8 高二年物理科试卷 第 4页，共 6页 已知真空中光速为 c，光源发出的蓝光在水和空气的分界面发生全反射的临界角为 C，则蓝光的 折射率为 ，当光源发出的红光在水面发生全反射时，其临界角 C ___________C（选填“大 于”“等于”或“小于”），若水池深度为 L，底面积足够大，蓝光能射出水面的最短时间为___________。 12. （6 分）某物理实验小组用下面的方法测量液体的折射率。 (1)请将下列实验步骤补充完整:①取一 个圆形的软木塞,用游标卡尺测其直径 d的 示数如图 9 的甲所示,则 d= mm。 ②在它的圆心处竖直插上一枚大头针,让软木塞浮在液面上(如图乙所示)。 ③调整大头针插入软木塞的深度,使它露在液体中的长度为 h,这时从液面上方的各个方向都恰 好看不到大头针。 (2)写出用 d 和 h 计算折射率的表达式:n= (3)若用刻度尺测得大头针露在液体中的长度为 h=1.50 cm,利用测得的 d和 h 数据,求出液体的 折射率 n= 。(结果保留 3位有效数字) 13. （6 分）某学习小组在探究变压器原、副线圈电压和匝数关系的实验中，采用了可拆式变压器， 铁芯 B 安装在铁芯 A 上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯 A 的两臂上，如图 10 所示。 (1)下列说法正确的是 。 A．为保证实验安全，原线圈应接直流电源。 B．变压器中的 A、B 两块铁芯都是由柱状硅钢块制成。 C．变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈。 D．保持原线圈电压及匝数不变，可改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响。 (2)实验中发现原、副线圈匝数的比值与电压之比有微小差别，出现这种情况的原因是： 。（至少写出一个原因） (3)实验时，某同学听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，他做出如下猜想，正确的是______。 A．“嗡嗡”声来自副线圈中电流流动的声音。 B．“嗡嗡”声是由于铁芯中存在过大的涡流而发出的。 C．交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声。 D．若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，也能完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系” 实验。 图 9 图 10 高二年物理科试卷 第 5页，共 6页 14. （10 分）如图 11 所示，两根电阻不计的平行长直金属导轨的间距为 d，固定在同一水平面内， 其右端接的电阻阻值为 R，ab杆接入电路的电阻为 r，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中。一质量为 m（质量分布均匀）的导体垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触， 杆与导轨之间的动摩擦因数为 u。现 ab杆在垂直于杆的水平向左恒力作用下从静止开始沿导轨运 动，某时刻速度达到最大值 vm，设运动过程中 ab杆始终与导轨保 持垂直，重力加速度大小为 g。 求（1）速度最大时，通过 ab杆的电流强度 I为多大？ （2）水平向左的恒力 F是多大？ 15.（13分）如图12所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈 abcd 匝数 N=100 匝，面积 S=0.03 m2 ，线圈匀速转动的角速度ω 100 rad /s ，匀强磁场的磁感应强度� = 2 � �， 输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输 电导线的总电阻为 R=10 Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比 n3∶n4 10∶1，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻 r 不可 忽略。求：（1）发电机电动势最大值 Em （2）输电线路上损耗的电功率P ； （3）若升压变压器原、副线圈匝数比为 n1∶n2 1∶8， 求交流发电机线圈电阻 r损耗的热功率。 图 11 图 12 高二年物理科试卷 第 6页，共 6页 16. （16 分）如图 13 所示，在直角坐标系 xOy 中，在 x  0 的区域（Ⅰ区）存在沿 y方向的 匀强电场，在 0 x  x0 、 y  0的区域（Ⅱ 区）存在沿y 方向的匀强电场，在 0  x  x0 、 y  0的区域 （Ⅲ 区）存在沿 y 方向的匀强电场，匀强电场的场强大小均为 E。在Ⅰ区和 x  x0 的 区域（Ⅳ 区）存在垂直于 xOy 平面向内的匀强磁场，Ⅰ区的磁感应强度为 B。一个质量为 m、 电荷量 为q 的粒子（不计重力），以某一速度从 P 点沿 x 轴正方向进入电磁场，恰好沿 x 轴 第一次通过原点 O，之后粒子依次经过Ⅲ 区、Ⅳ 区、Ⅱ 区的作用后，沿x方向第二次通过原 点 O。已知虚线的横坐标�0 = �� ��2 ，求： (1)粒子第一次经过 x  x0 虚线时速度的大小和方向； (2)Ⅳ区中磁场的磁感应强度的大小； (3)粒子第二次通过原点 O 返回Ⅰ区时，Ⅰ区中的 电场方向变为y 方向，且场强大小变为 � 3 ， 求： 粒子在之后的运动过程中到 x 轴的最大距离。 图 13 高二年物理科试卷 第1页，共 4 页 2025 年春季期末联考高二年物理科 参考答案 一、单项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题 目要求。 1. C 2. B 3. D 4.B 二、双项选择题:本题共 4 小题,每小题 6 分,共 24 分。每小题有两项符合题目要求,全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 5. A B 6. A C 7. B C 8.C D 【第 8题分析】： 导线框下滑过程中,若导线框的边长大于 MN和 PQ之间的磁场宽度,则导线框的 ab边是可以经 过虚线 PQ的，故 A错误; 在 t1-t2时间内，设导线框的总电阻为 R,根据平衡条件可得 IBL=mgsin𝜃，其中𝐼1 = 𝐵𝐿𝑣0 𝑅 在 t3-t4时间内,同理，根据平衡条件可得 2I2BL=mgsin𝜃,其中𝐼2 = 2𝐵𝐿𝑣0 𝑅 所以，在 t3-t4时间 内,导线框的速度大小为𝑣 = 𝑣0 4 ，B错误。 在 t3-t4时间内，ab 两点间的电势差为𝑈𝑎𝑏 = 𝐵𝐿𝑣 − 𝐼2𝑅𝑎𝑏 = 𝐵𝐿𝑉 − 𝐼2 𝑅 4 = 1 2 𝐵𝐿𝑣 由题意知𝑈𝑏𝑐 = 𝐼2𝑅𝑏𝑐 = 𝐼2 𝑅 4 = 1 2 𝐵𝐿𝑣, 故导线框 a、c两点间的电势差为 0,故 C正确; 在 t2-t3时间内，，根据动量定理𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛𝜃(𝑡3 − 𝑡2) − 2𝐼𝐵𝐿∆𝑡 = 𝑚𝑣 − 𝑚𝑣0, 其中, 𝑞 = 𝐼∆𝑡 = ∆𝜑 𝑅∆𝑡 ∆𝑡 = ∆𝜑 ∆𝑡 = 2𝐵𝐿𝑥 𝑅 解得,导线框的位移大小为 𝑣0 4 (𝑡3 − 𝑡2) + 3𝑣0 2 8𝑔 , 故 D 正确。 三、非选择题:共 60 分,其中 9-11 题为填空题,每空 1分，小计 9分。12、13 题为实验题, 每 空 2分，小计 12 分。14-16 题为计算题。考生根据要求作答。 9. 0.5 , 2 ， 1.64 10. 上表面 ， 高于 ， Bdv 11. 1 𝑠𝑖𝑛𝐶 大于 𝐿 𝑐𝑠𝑖𝑛𝐶 四、实验题 12. 30.1 (2 分) n= √𝑑2+4ℎ2 𝑑 (2 分) 1.41 (2 分) 高二年物理科试卷 第2页，共 4 页 13. (1)D (2 分) (2)由于绕在铁芯上的铜质线圈有电阻造成耗能（铜损）、铁芯涡流造成 耗能（铁损）、漏磁造成耗能（漏磁）(2分).(任答其一，均可得 2分) (3) C (2 分) 14. 【答案】（1）𝐼 = 𝐵𝑑𝑣𝑚 𝑅+𝑟 ， （2）𝐹 = 𝐵2𝑑2𝑣𝑚 𝑅+𝑟 + 𝜇𝑚𝑔 【解答】: （1）速度达到最大值时感应电动势 E= Bdvm， ---（2分） 由闭合电路欧姆定律得 𝐼 = 𝐸 𝑅+𝑟 ---（1 分） 得，通过 ab 杆电流大小 𝐼 = 𝐵𝑑𝑣𝑚 𝑅+𝑟 ---（2分） (2) 速度达到最大值时，ab 杆受力平衡 𝐹 = 𝐹安 + 𝜇𝑚𝑔 ---（2分） 其中 𝐹安 = 𝐵𝐼𝑑 = 𝐵2𝑑2𝑣𝑚 𝑅+𝑟 ---（1分） 联立解得，恒力大小𝐹 = 𝐵2𝑑2𝑣𝑚 𝑅+𝑟 + 𝜇𝑚𝑔 ---（2分） 15. 【答案】（1） ，（2）ΔP =160W， （3） 【解答】：（1）根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为 Em = NBS ---（1 分） 代入数据解得 ----（1分） （2） 设降压变压器原、副线圈的电流分别为 I3、I4 ， 电动机恰能正常工作，有 ---（1 分） 根据理想变压器的变流比可知 ，解得 I3 = 4A ---（1分） 所以输电线路上损耗的电功率 ，得 ΔP =160W ---（2 分） （3）根据理想变压器的变压比可知 ，解得 U3= 2200V ---（1分） 升压变压器副线圈两端电压 ，解得 U2 = 2240V ---（1 分） 根据理想变压器的变压比可知 ，可得 U1 = 280 V ---（1 分） 升压变压器的原线圈输入功率 ，可得 P1 = 8960 W ---（2分） 根据 （或由匝数比得 I1=32A,再计算 P1 =U1I1 = 8960 W） 所以，电机线圈上内阻消耗的热功率 ---（2 分） 高二年物理科试卷 第3页，共 4 页 高二年物理科试卷 第4页，共 4 页