福建省南安市成功中学2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

试卷第 1页，共 6页 2024-2025 学年度高二下学期物理期末考试卷 考试时间：75分钟 姓名：__________班级：__________学号：___________ 一、单选题（共 4题每小题 4分共 16 分） 1．使用蓝牙耳机接听手机来电，手机与基地台及耳机的信号传输如图所示．若基地台与手 机、手机与蓝牙耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则（ ） A．甲波的波长比乙波短 B．真空中甲波的传播速度比乙波小 C．甲、乙波都能在真空中传播 D．测量体温时使用的测温枪探测的是乙波 2．如图所示，半径为 r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度 B随时间 t的 变化关系为 0B B kt  ， 0B 、k为常量，则图中半径为 R的单匝圆形 线圈中产生的感应电动势大小为（ ） A． 2kR B. 2kr B． 20B r D. 2 0B R 3．如图甲所示，某理想变压器原线圈接入如图乙所示的交流电源，副线圈所接的滑动变阻 器的最大阻值为60，电压表和电流表均为理想电表，原、副线圈的匝数比为 12∶1。下列 说法正确的是（ ） A．电压表的示数为72V B．副线圈两端的电压为6V C．原线圈所加电压的频率为100Hz D．电流表的最小示数为 0.05A 4．某同学在练习网球，如图中 1、2分别为前后两次网球从同一位置击出后的运动轨迹，最 后球都能恰好垂直击打在竖直墙面上，并以原速率反弹（碰撞时间极短）。设两次网球在空 中运动的过程中，从击出到与墙面碰撞，前后两次的时间分别为 1t 、 2t ，与墙壁碰撞过程中， 前后两次墙壁对球的冲量大小分别是 1I 、 2I ，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） 试卷第 2页，共 6页 A． 1 2t t B． 1 2t t C． 1 2I I D． 1 2I I 二、多选题（每小题 6分共 24 分全对得 6分，部分选对得 3分，选错不得分） 5．将某新材料压制成半圆柱体，横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射 入，并与底面上过圆心O点的法线成角，CD为足够大的光学传感器，可以探测从 AB面 反射光的强度，反射光强度随变化规律如图乙所示。已知 sin37 0.6,cos37 0.8   ，下列 说法正确的有（ ） A．新材料对红光的折射率为 5 3 B．图甲中，红光反射光线的频率大于折射光线的频率 C．图甲中，入射角减小到 0时，光将全部从 AB界面透射出去 D．图甲中，红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小 6．如图所示，光滑水平桌面上有一轻质光滑绝缘管道，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁 感应强度大小为 B，绝缘管道在水平外力 F（图中未画出）的作用下以速度 u向右匀速运动。 管道内有一带正电小球，初始位于管道 M端且相对管道速度为 0，一段时间后，小球运动 到管道 N端，小球质量为 m，电量为 q，管道长度为 l，小球直径略小于管道内径，则小球 从 M端运动到 N端过程有（ ） A．时间为 ml quB B．小球所受洛伦兹力做功为 0 C．外力 F的平均功率为 2 quBlquB m D．外力 F的冲量为 quB 试卷第 3页，共 6页 7. 据报道，我国空间站安装了现代最先进的霍尔推进器用以空间站的轨道维持。如图乙， 在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场 1，其磁感强度大小可近似认为处处相等；垂直圆 环平面同时加有匀强磁场 2和匀强电场（图中没画出），磁场 1与磁场 2的磁感应强度大小 相等。已知电子电量为 e，质量为 m，若电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为 R、 速率为 v的匀速圆周运动。则以下说法正确的是（ ） A．电子运动周期为 2 R v  B．电场方向垂直环平面向外 C．垂直环平面的磁感强度大小为 mv eR D．电场强度大小为 2mv eR 8．如图所示，波源 O沿 y轴作简谐运动，形成两列简谐横波，一列波在介质Ⅰ中沿 x轴正 方向传播，另一列波在介质Ⅱ中沿 x轴负方向传播。t=0时刻完整波形如图所示，此时两列 波分别传到 1 6mx  和 2 4mx   处。t=1s时质点M位移不变，振动方向与 t=0时刻相反，已 知波源振动周期大于 1s。下列说法正确的（ ） A．波源的起振方向为沿 y轴负方向 B．介质Ⅱ中波的周期为 4 3 C．介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波速之比为 3∶2 D．质点M 的振动方程为 4 50.04sin m 3 6 x t       三、填空题(共 2题，每空 2分，共 8分) 9．在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左 侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为 n1、n2，两变压器间输电线路电阻为 r，仅增加用户 数，r消耗的功率 （填“增大”、“减小”或“不变”）；仅增加用户数，，用户端 的电压 （填“增大”、“减小”或“不变”）。 10．“战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手 分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来（图甲）。以手的平衡位置为坐标原 试卷第 4页，共 6页 点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形，若右手抖动的频率是 0.5Hz，则该 时刻 Q点的振动方向沿 y轴 方向；P点的竖直方向坐标为 10 2 cm，该时刻开 始计时，质点 P的振动方程为 。 四、实验题(共 2题，每空 2分，共 16 分) 11．某小组基于动量守恒定律测量玩具枪子弹离开枪口的速度大小，实验装置如图（a）所 示。所用器材有：玩具枪、玩具子弹、装有挡光片的小车、轨道、光电门、光电计时器、十 分度游标卡尺、电子秤等。实验步骤如下： （1）用电子秤分别测量小车的质量 M和子弹的质量 m； （2）用游标卡尺测量挡光片宽度 d，示数如图（b）所示，宽度 d= cm； （3）平衡小车沿轨道滑行过程中的阻力。在轨道上安装光电门 A和 B，让装有挡光片的小 车以一定初速度由右向左运动，若测得挡光片经过 A、B的挡光时间分别为 13.56ms、17.90ms， 则应适当调高轨道的 （填“左”或“右”）端。经过多次调整，直至挡光时间相等； （4）让小车处于 A的右侧，枪口靠近小车，发射子弹，使子弹沿轨道方向射出并粘在小车 上，小车向左运动经过光电门 A，测得挡光片经过 A的挡光时间 t ； （5）根据上述测量数据，利用公式 v= （用 d、m、M、 t 表示）即可得到子 弹离开枪口的速度大小 v； （6）重复步骤（4）五次，并计算出每次的 v值，填入下表； 次数 1 2 3 4 5 速度 v（m/s） 59.1 60.9 60.3 58.7 59.5 试卷第 5页，共 6页 12．“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置示意图如图甲所示。 (1)实验中若仅忘记放置双缝，则通过目镜看到的图样应为 （填“乙”“丙”或“丁”）图。 (2)下列各图中能正确表示相邻亮条纹的中心间距的是 （填选项标号）。 A． B． C． D． (3)两位同学均利用红光做双缝干涉实验，得到的干涉图样分别如图 1、2所示，则他们在实 验中 （填选项标号）。 A．放置的单缝与双缝间的距离可能不同 B．使用的光源的光照强度可能不同 C．放置的光源到双缝的距离可能不同 D．放置的双缝到毛玻璃屏的距离可能不同 (4)已知双缝间的距离为 0.20mmd  ，双缝到毛玻璃屏的距离为 75.0cml  ，当分划板中心刻 线对齐如图 3所示的第 1条亮条纹的中心时，手轮上的读数为 0.3mm，当分划板中心刻线对 齐第 5条亮条纹中心时，手轮上的示数如图 4所示，则读数为 mm；由以上已知数 据和测量数据可知，该红光的波长为 mm（结果保留两位有效数字）。 五、解答题 13．（8分）如图所示，两滑块 A、B位于光滑水平面上，已知 A的质量 mA=8kg，B的质量 mB=6kg，滑块 B的左端连有轻质弹簧，弹簧开始处于自然伸长状态。现使滑块 A以 v=14m/s 的速度水平向右运动，通过弹簧与静止的滑块 B相互作用（整个过程弹簧没有超过弹性限 度），直至分开，求∶ 试卷第 6页，共 6页 （1）滑块通过弹簧相互作用过程中弹簧的最大弹性势能； （2）滑块 A与 B分开时，两者的速度分别为多少？ 14．（9分）如图所示为远距离输电示意图，发电机（内阻不计）的输出电压 1 500VU  ，输 电线总电阻为 r（未知）。为减小损耗采用高压输电，在发电机处安装升压变压器，用户处 安装降压变压器。已知升压变压器原、副线圈的匝数比 1 2: 1: 24n n  ，降压变压器原、副线 圈的匝数比 3 4: 50 :1n n  ，用户获得的电压 4 220VU  ，用户获得的功率 4 440kWP  ，变压 器均视为理想变压器。求： (1)输电线中的电流大小； (2)输电线损失的电功率。 15．（17分）如图所示，相距 L=1m的两光滑平行金属导轨 MN、PQ竖直放置，在 M、P两 点间接一阻值为 R=0.8Ω的电阻，在两导轨间的矩形区域 1 1OOO O 内有垂直导轨平面向里、 宽为 1.4md  的匀强磁场。一质量 m=0.2kg、电阻 r=0.2Ω的导体棒 ab垂直的搁在导轨上， 与磁场的上边界相距 0 0.8md  。现使 ab棒由静止开始释放，棒 ab在离开磁场前已做 v=2m/s 的匀速直线运动（棒 ab与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平），导轨电阻不 计。g取 210m / s ，求： (1)匀强磁场的磁感应强度； (2)棒 ab在通过磁场区域的过程中，电阻 R上产生的焦耳热； (3)棒 ab通过磁场区域所用的时间。 2024-2025 学年度高二下学期物理期末考试卷 一、单选题 1. 【答案】C【详解】A．由题图可知甲波的频率小于乙波的频率，则甲波波长比乙波长， 故 A错误；B．所有频率的电磁波在真空中的传播速度都为 83 10 m/s ，故 B错误；C．所有 频率的电磁波都能在真空中传播，故正确。D．测量体温时使用的测温枪探测的是红外线， 而通信用的是无线电波，故错误； 2. 【答案】B【详解】由题意可知磁场的变化率为 B kt k t t     根据法拉第电磁感应定律可知 2 2B rE k r t t        3. 【答案】D 【详解】A．电压表的示数应是该交流电原线圈两端电压的有效值，应为 36V 2 mUU   B．根据变压器的原理可知 1 1 2 2 U n U n  所以，副线圈两端的电压 2 2 1 1 1 36V=6V 6 nU U n    C．由乙图可知，交流电的频率 2 1 1 Hz=50Hz 2 10 f T     D．电流表的最小示数应是滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，故由 2 6 A=0.1A 60 UI R   4.【答案】C【详解】AB．球 1、2都能恰好垂直击打在竖直墙面上，根据逆向思维，球 1、 2的运动可看成从墙到球拍的平抛运动，竖直方向有 2 1 2 h gt 由于球 1竖直方向的位移较小，可得 1 2t t ;故 AB错误； CD．球 1、2水平位移相等，则 1 1 2 2x v t v t  ;则 1 2v v 根据动量定理，前后两次墙壁对球的冲量大小为 1 1I mv ， 2 2I mv ;可得 1 2I I 故 C错误，D正确。 二、多选题（每小题 6分共 24 分全对得 6分，部分选对得 3分，选错不得分） 5. 【答案】AD 【详解】A．由图可知，当 37  时发生全反射，可知新材料对红光的折射率为 1 5 sin 37 3 n   选项 A正确； B．图甲中，红光反射光线的频率等于折射光线的频率，选项 B错误； C．图甲中，入射角减小到 0时，仍有光线反射回介质中，而不是光将全部从 AB界面透 射出去，错误。 D．图甲中，根据 cv n  可知，红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小，正确； 6. 【答案】BC【详解】A．小球在水平外力 F的作用下以速度 u向右匀速运动，故小球受 到的洛伦兹力在沿管道方向的分力保持不变，根据牛顿第二定律得 quB ma 由初速度为零的位移公式 2 1 2 x at ;解得 2mlt quB  B．小球所受洛伦兹力不做功，故 B正确； C．小球所受洛伦兹力不做功，故在沿管道方向分力做正功的大小等于垂直于管道向左的分 力做负功的大小，外力始终与洛伦兹力的垂直管道的分力平衡，则有 F y xW W W quBl   外力 F的平均功率为 22 F quBl mml q W quBlP quB uB t    D．外力始终与洛伦兹力的垂直管道的分力平衡，外力 F的冲量大小等于 F y y yI I qv Bt qB v t qBl      7. 【答案】ACD 【详解】A．电子在圆环内沿顺时针方向做半径为 R、速率为 v的匀速圆周运动，则电子运 动周期为 2 RT v   B．根据左手定则可知电子在圆环内受到沿半径向外的磁场 1的洛伦兹力方向垂直环平面向 里，电场力需要与该洛伦兹力平衡，电场力方向应垂直环平面向外，由于电子带负电，故电 场方向垂直环平面向里，错误； C．电子在圆环内受到磁场 2的洛伦兹力提供电子做圆周运动的向心力，则有 2vevB m R  解得 mvB eR  D．电子在垂直环平面方向受力平衡，则有 eE evB ；解得 2mvE eR  8.【答案】CD 【详解】A．t=0时，两列波分别传到 x1=6m和 x2=-4m处，由上下坡法可知，波源的起振方 向沿 y轴负方向，故 A错误； B．当 t=1s时质点M位移不变，振动方向相反可知 2 1s 12 2 T T nT         1,2,3n   已知波源振动周期大于 1s，故两列波的周期均为 1.5sT  ，此时 0n  ，故 B错误； C．介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波长分别为12m、8m，由 v T   且周期相同，故介质Ⅰ中与介质Ⅱ 中波速之比为 3∶2，故 C正确； D．  sinx A t   ， 0.04mA  ， 2 4 / s 3 rad T     ，由图可知质点M 的振动方程为 4 50.04sin m 3 6 x t       ，故 D正确。 故选 CD 。 三、填空题(共 2题，每空 2分，共 8分) 9.【详解】整个电路物理量标注如图 设用户端总电阻为 R 用户，降压器输入端等效为电阻 Rx，则有 2 2 3 4xI R I R 用户 因为 3 3 4 4I n I n ；其中 I2=I3，则对于输电线有 2 2 x UI r R   联立整理可得 2 2 2 3 4 UI nr R n         用户 仅增加用户数，则 R 用户减小，可知 I2增大，根据 22P I r  ；可知 r消耗的功率增大，故 A 正确； 仅增加用户数，I2增大，根据 3 2 2U U I r  ；可知 U3减小，根据用户端的电压 4 4 3 3 nU U n  可知用户端的电压减小。 10.【答案】正 【详解】[1][2]波向右传播，根据波形平移法可知该时刻 P点得振动方向沿 y轴负方向，Q 点的振动方向沿 y轴正方向；由题可知，频率 0.5Hzf  ，则周期为 1 2sT f   [3]从该时刻开始计时，质点 P从平衡位置向上振动，故质点 P的振动方程为 四、实验题(共 2题，每空 2分，共 16 分) 11.【答案】 0.99 右 ( ) Δ m M d m t  【详解】（2）[1]游标卡尺的分度值为 0.1mm，则挡光片的宽度 0.9cm 9 0.1mm 0.99cmd     （3）[2]小车经过光电门的速度为 dv t  车 测得挡光片经过 A、B的挡光时间分别为 13.56ms、17.90ms，可知小车经过光电门 A的速 度大于经过光电门 B的速度，故应适当调高轨道的右端； （5）[3]小车经过光电门的速度为 dv t  车 子弹粘上小车的过程，根据动量守恒定律有 ( )mv M m v  车；解得 ( )M m dv m t    12.【答案】(1)丙 (2)C (3)D (4) 9.6 46.2 10 【详解】（1）未放置双缝时发生的是单色光的衍射现象，故为衍射图样，则通过目镜看到的 图样应为图丙。 （2）条纹间距是相邻暗条纹或相邻亮条纹间的中心间距。故选 C。 （3）由题图 1、图 2可知，两次的条纹间距不同，根据 lx d   ，双缝到毛玻璃屏的距离 或双缝间距可能不同。故选 D。 （4）[1]选用的游标卡尺为 10分度，整毫米数为 9mm，游标尺上第 6条刻度线与主尺上的 刻度线对齐，故读数为9mm 6 0.1mm=9.6mm  ； [2]第 1条亮条纹与第 5条亮条纹共有 4个条纹间距，则相邻亮纹的中心距离为 2 1 93mm 4 40 x xx    根据 lx d   可知，可得波长为 40.2 93 mm 6.2 10 mm 750 40 d x l        五、解答题 13.（9分）【答案】（1）336J；（2）vA=2m/s，vB=16m/s 【详解】（1）当弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律得 A 0 A B( )m v m m v  ；（2分） 解得 v=8m/s 由能量守恒定律 2 2A 0 A B p 1 1 ( ) 2 2 m v m m v E   ；（2分） 解得 Ep=336J；（1分） （2）当 A、B分离时，由动量守恒定律得 A 0 A A B Bm v m v m v  （1分） 由能量守恒定律得 2 2 2A 0 A A B B 1 1 1 2 2 2 m v m v m v  （1分） 解得 vA=2m/s；vB=16m/s（2分） 14.（10分）【答案】(1)40A (2)40kW 【详解】（1）用户的电流大小为 44 4 2000API U   （2分） 根据变压器原副线圈电流与匝数关系 3 4 4 3 I n I n  （1分） 可得 3 40AI I 线 （1分） （2）在降压变压器根据变压器原副线圈电压与匝数关系 3 3 4 4 U n U n  （1分） 可得 3 11000VU  在升压变压器根据变压器原副线圈电压与匝数关系 1 1 2 2 U n U n  （1分） 可得 2 12000VU  则在输电线上损失的电压为 2 3Δ 1000VU U U   （2分） 则输电线损失的电功率为 Δ 40kWP UI 损 线 （2分） 15.（17分）【答案】(1)1T (2)3.2J (3)0.5s 【详解】（1）棒 ab在离开磁场前已做匀速直线运动，根据平衡条件可得mg BIL （2分） 又 EI R r   ，（1分） E BLv ；（1分） 联立解得匀强磁场的磁感应强度为 1TB  （1分） （2）棒 ab在通过磁场区域的过程中，根据能量守恒可得   20 12mg d d mv Q   （3分） 解得 4JQ  ； 则电阻 R上产生的焦耳热为 3.2JR RQ Q R r    （2分） （3）棒 ab进入磁场前做自由落体运动，则有 20 02gd v （1分） 解得棒 ab进入磁场时的速度为 0 4m / sv  棒 ab通过磁场区域过程，根据动量定理可得 0mgt BLIt mv mv   （3分） 其中 E BLv BLdq It t R r R r R r        （2分） 联立解得棒 ab通过磁场区域所用的时间为 0.5st  （1分）