北京市延庆区2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

高二物理试卷共 8页 第1页 延庆区 2024—2025 学年第二学期期末试卷 高 二 物 理 2025.07 第一部分 选择题（共 45分） 一、单项选择题（本题共 12道小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个．．．．选项是最符 合题意的，请将最符合题意的选项选出。每小题 3分，共 36分） 1．关于光现象，下列说法正确的是（ ） A．光的干涉和衍射现象说明光是一种横波 B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象 C．用光导纤维传输载有声音、图像以及各种数字信号的信息，这是利用了光的衍射 D．在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，银幕上的图像才清晰，这副眼镜利用 了光的全反射 2．篮球运动深受广大同学们的喜爱，打篮球时某同学伸出双手接住传来的篮球，之后双 手随篮球迅速收缩至胸前，如图 1所示，下列说法正确的是（ ） A．该同学这么做的目的是减小篮球对手的冲击力 B．该同学这么做的目的是缩短篮球和手的作用时间 C．手对篮球的作用力与篮球对手的作用力是一对平衡力 D．只有球静止后手对篮球的作用力才等于篮球对手的作用力 3．如图 2所示的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因 是（ ） A．α粒子与原子中的电子发生碰撞 B．正电荷在原子中均匀分布 C．原子只能处于一系列不连续的能量状态中 D．原子中带正电的部分和绝大部分质量集中在一个很小 的核上 4．圆形铁丝圈蘸一些肥皂液后会形成肥皂膜，将铁丝圈竖直放置，在自然光照射下，肥 皂膜呈现出彩色条纹。下列说法正确的是（ ） A．这是光的偏振现象 B．这是光的衍射现象 C．彩色条纹为横纹 D．彩色条纹为竖纹 考 生 须 知 1．考生要认真填写考场号和座位序号。 2．本试卷共 8 页，分为两个部分。第一部分为选择题，包括 15 个小题（共 45 分）；第二部分为非选择题，包括两道大题，共 7个小题（共 55分）。 3．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须 用 2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答，作图时必须使用 2B铅笔。 4．考试结束后，考生应将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。 图 1 图 2 高二物理试卷共 8页 第2页 5．一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看作一个质点，这些质点之间存在着相 互作用。如图 3甲所示，1、2、3，4……为绳上的一系列等间距的质点，相邻编号质点 平衡位置间的距离为�，绳子处于水平方向。在� = 0 时刻，质点 1在外力作用下沿竖直方 向做简谐振动，带动质点 2、3、4……等其余质点依次振动，把振动从绳子的左端传到右 端。在� = 1 2 �时刻，形成的图样如图 3乙所示，此时质点 9刚要开始运动。下列说法正 确的是（ ） A．这列波的波长为 8� B．� = 0 时，质点 1开始向下运动 C．� = 3 4 �时，质点 13开始向上运动 D．� = 1 2 �时，质点 3的加速度方向竖直向上 6．一列简谐横波某时刻波形如图 4 甲所示。由该时刻开始计时，质点 N的振动情况如图 4 乙所示。下列说法正确的是（ ） A．该横波沿 x 轴负方向传播 B．该时刻质点 L 向 y 轴正方向运动 C．经半个周期质点 L 将沿 x 轴负方向移动 半个波长 D．该时刻质点 K与 M的速度、加速度都相同 7．如图 5 所示，《我爱发明》节目《松果纷纷落》中的松果采摘机 利用机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干，使得松果 脱落。则下列说法正确的是（ ） A．随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大 B．针对不同树木，落果效果最好的振动器频率均相同 C．若拾果工人快速远离采摘机时，他听到采摘机振动声调变高 D．稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同 8. 氢原子能级示意图 6如图。现有大量氢原子处于� = 4 能级上，下列说法正确的是（ ） A．这群氢原子最多可能辐射 3种不同频率的光子 B．从� = 4 能级跃迁到� = 1 能级的氢原子辐射的光波长最短 C．从� = 4 能级跃迁到� = 2 能级比跃迁到� = 3 能级辐射的光频率低 D．在� = 4能级的氢原子至少需吸收 13.6eV能量的光子才能电离 图 3 甲 乙图 4 图 5 图 6 高二物理试卷共 8页 第3页 9． 如图 7所示，在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的白纸，一带有铅笔的 弹簧振子在 A、B两点间做机械振动，可以在白纸上留下痕迹。已知弹簧的劲度系数为� = 10N/m，振子的质量为 0.1kg，白纸移动速度为 0.4m/s，弹簧弹性势 能的表达式�p = 1 2 ��2，不计一切摩擦。在一次弹簧振子实验中得 到如图 7所示的图线，则下列说法中正确的是（ ） A．图线为铅笔的运动轨迹 B．该弹簧振子的周期为 0.25s C．该弹簧振子的最大加速度为8m/s2 D．该弹簧振子的最大速度为 1.6m/s 10．如图 8所示，质量为 M的小车置于光滑的水平面上，车的上表 面粗糙，有一质量为 m的木块以初速度�0水平地滑至车的上表面，若车表面足够 长，则下列说法正确的是（ ） A．木块的最终速度为 � �+� �0 B．车上表面越粗糙，木块减少的动量越多 C．车上表面越粗糙，因摩擦产生的热量越多 D．改变车上表面的粗糙程度，小车获得的动量不变 11．在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正 确的理论认识。下列图 9所示的实验规律对应的说法正确的是（ ） A．图甲是用多种频率的光进行光电效应实验，所得到的光电流与所加电压的关系，可 知 a光的频率最大 B．图乙是卢瑟福进行α粒子散射图景，他通过实验分析数据后提出核式结构模型 C．图丙中随着温度升高，黑体辐射强度的极大值向频率较小的方向移动。 D．图丁是衰变过程 � �0 的变化规律，说明每个半衰期发生衰变的原子核数量相同 图 9 图 7 图 8 高二物理试卷共 8页 第4页 12. 光具有力学效应，该效应可以从动量的角度进行分析：光子的动量为� = ℎ � （h为普 朗克常量，λ为光的波长），当光与物体相互作用时，会发生动量的传递，物体的动量随 时间发生变化，表明物体受到了力的作用。通常情况下，光照射到物体表面时，会对物 体产生推力，将其推离光源。有些情况下，光也能对物体产生光学牵引力，使物体“逆 光而上”。光学牵引实验中，科学家使用特殊设计的激光束照射透明介质微粒，使微粒受 到与光传播方向相反的力，实现了对介质微粒的操控。下列说法正确的是（ ） A．光从真空垂直介质表面射入介质，光子的动量不变 B．光子动量的变化量与光射入介质时的入射角度无关 C．光学牵引力的大小与介质微粒的折射率及所用的激光束有关 D．介质微粒所受光学牵引力的方向与光束动量变化量的方向相同 二、多项选择题（本题共 3道小题，每小题 3分，共 9分，全部选对的得 3分，选不全 的得 2分，有选错或不答的不得分。） 13．对于原子、原子核，人们无法直接观察到其内部结构，只能通过对各种实验事实提 供的信息进行分析、猜想、提出微观模型，并进一步接受实验事实的检验，进而再对模 型进行修正。下列实验事实支持相应观点的是（ ） A．电子的发现，说明原子是可以再分的 B．天然放射现象，说明原子是可以再分的 C．康普顿散射现象及规律，说明原子具有核式结构 D．玻尔依据氢原子光谱的实验规律，将量子观念引入原子领域 14．如图 10所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入， 从玻璃砖射出后分成 a、b两束单色光。以下说法正确的是（ ） A．b光在真空中的传播速度比 a光的大 B．b光的频率比 a光的大 C．b光在玻璃中的传播速度比 a光的大 D．经同一套双缝干涉装置发生干涉，a光干涉条纹间距比 b光更宽 15．如图 11 所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为 m1和 m2的甲、乙两个点电荷，t=0 时，乙电荷向甲运动，水平向左的速度大小为 6m／s， 甲的速度为零。之后，它们仅在静电力的作用下沿同一 直线运动(整个运动过程中没有接触)，它们运动的 v—t 图象分别如图 11中甲、乙两曲线所示．则由图线可知（ ） A．两电荷的电性一定相反 B．t1时刻两电荷的电势能最大 C．0～t2时间内，两电荷的静电力都是先减小后增大 图 10 图 11 高二物理试卷共 8页 第5页 D．t2时刻甲电荷的速度为 3m/s 第二部分 非选择题（共 55分） 三、实验题（共 18分） 16．（6分）如图 12甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距 d，双缝到 光屏间的距离 L，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察 到干涉条纹。 （1） 在 组 装 仪 器 时单缝和双缝应该相互 放置（选填“垂直”或“平行”）； （2）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图 12乙所示。分划板在图中�位置时游标卡 尺的读数为��，在�位置时游标卡尺读数为��，该单色光的波长�表达式为 （用 题目中所给物理量符号��，��，�，�表示）。 （3）若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有______（填选项前的字母）。 A．将单缝向双缝靠近 B．使用间距更小的双缝 C．把绿色滤光片换成红色滤光片 D．将屏向靠近双缝的方向移动 17.（12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 13所示。 （1）组装单摆时，应该选用 。（用器材前的字母 表示） A．长度为 1m左右的细线 B．长度为 30cm左右的细线 C．直径约为 2.1cm的塑料球 D．直径约为 2.1cm的钢球 （2）在实验中，某同学用游标卡尺测量金属球的直径，结 图 12 图 13 图 14 高二物理试卷共 8页 第6页 果如图 14所示，读出小球直径为 cm； （3）在实验中，某同学的操作步骤如下： a．取一根细线，下端系住直径为 d的金属小球，上端固定在铁架台上； b．用米尺测量细线长度为 l，l与小球半径之和记为摆长； c．缓慢拉动小球，使细线偏离竖直方向约为 5°位置由静止释放小球； d．用秒表记录小球完成 n次全振动所用的总时间 t，计算单摆周期� = � � ； e．用公式� = 4� 2� �2 计算当地重力加速度； f．改变细线长度，重复 b、c、d、e步骤，进行多次测量。 在上述步骤中，错误的是 （写出该步骤的字母）；改正后正确的应该 是： 。 （4）甲同学测量了 5组数据，在坐标纸上描点作图得到 了如图 15所示的图像，其中 T表示单摆的周期，L表示 单摆的摆长。用 g表示当地的重力加速度，图线的数学表 达式可以写为 T2 = （用题目所给的字母表 示）。由图像可计算出当地的重力加速度 g = m/s2（π取 3.14，计算结果保留两位有效数字．．．．．．）。 四、计算论证题（共 5道小题，共 37分） 解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤 和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。 18．（6分）某同学做测玻璃折射率实验时，在白纸上 放好上、下表面平行的玻璃砖，玻璃砖厚度为 L，如 图 16所示为实验记录得到的入射光线与折射光线（C D边出射光线未画出）。若入射角� = 60°，测出折射 角� = 30°。已知光在真空中的传播速度为 c，求： （1）玻璃砖的折射率 n； （2）光在玻璃砖中传播速度的大小 v； （3）随着入射角�变大，折射角�也会变大，折射光线是否能在玻璃砖的下表面发生全反 射？如果能，请求出此时的入射角�；如果不能，请说明理由。 19．（6分）如图 17所示，学生练习用头颠球。某一次足球由静止下落到头 图 15 图 16 图 17 高二物理试卷共 8页 第7页 顶的速度大小�1 = 3m/s，被重新竖直向上顶起离开头顶时的速度大小�2 = 4m/s。已知足 球与头部的作用时间为 0.1s，足球的质量约为 0.4kg，空气阻力不计，重力加速度 g取10m/s2， 在足球与头顶相互作用的过程中，求： （1）足球的动量变化量Δ�的大小； （2）头顶受到足球的平均作用力�'的大小。 20．（7分）一列简谐横波在� = 0 时的波形图如图 18所示。介质中� = 2m处的质点�沿� 轴方向做简谐运动的表达式为� = 10sin(4� �)（�的单位是 cm）。 （1）由图确定这列波的波长�与振幅； （2）求出这列波的波速 v的大小； （3）试判定这列波的传播方向。 21．（8分） 如图 19所示，竖直平面内的光滑弧形轨道 的底端恰好与光滑水平面相切．质量 M=2.0kg的小物块 B静止在水平面上．质量 m=1.0kg的小物块 A从距离水 平面高 h＝1.8m的 P点沿轨道从静止开始下滑，经过弧 形轨道的最低点 Q滑上水平面与 B相碰，碰后两个物 体以共同速度运动。取重力加速度 g=10m/s2。求： （1）A经过 Q点时速度�0的大小； （2）A与 B碰后速度 v的大小； （3）碰撞过程中 A、B组成的系统损失的机械能ΔE。 22．（10分）简谐运动是最基本的机械振动。物体做简谐运动时，回复力�与偏离平衡位 图 18 图 19 图 20 图 21 高二物理试卷共 8页 第8页 置的位移�成正比，即：� =− ��；偏离平衡位置的位移�随时间�的变化关系满足方程� = �sin �� + � ，其中�为振幅，�是初相位，� = � � 为圆频率，�为物体质量。 （1）如图 20所示，光滑的水平面上放置一弹簧振子，弹簧的劲度系数为�，振子的质量 为�。以弹簧原长时的右端点为坐标原点�，水平向右为正方向建立坐标轴��。在弹簧的 弹性限度内，将振子沿��方向缓慢拉至某处由静止释放。求该弹簧振子的振动周期�； （2）在图 21中画出弹簧弹力大小�随弹簧伸长量�的变化关系图线并求弹簧伸长量为� 时系统的弹性势能�p； （3）有些知识我们可能没有学过，但运用我们已有的物理思想和科学方法，通过必要的 分析和推理可以解决一些新的问题。 现在请你结合简谐运动的特征，简谐运动质点的运动速度 v与其偏离平衡位置的位移 x 之间的关系可以表示为�2 = �02 − � � �2，其中�0为振动质点通 过平衡位置时的瞬时速度， � � 为由系统本身和初始条件所决定 的不变的常数。 从能量的角度证明如图 22所示的 LC振荡电路中，电容器 极板上的电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律（即电荷量 与时间的关系遵从正弦函数规律）。已知电感线圈中磁场能的表达式为 1 2 ��2，式中 L为线 圈的自感系数，I为线圈中电流的大小；电容器中电场能的表达式为1 2 ��2，式中 C为电 容器的电容，U为电容器两端的电压。（不计电磁波的辐射） 图 22 物理试卷第 1页（共 3页） 24-25 第二学期期末考试 高二物理参考答案 一、单选题：每小题 3分 共 36分 1 2 3 4 5 6 B A D C C A 7 8 9 10 11 12 D B C D B C 二、多选题：每小题 3分 共 9分 13 14 15 AD BD BD 三、实验题：共 18分 16. （1）平行（2分） （2）� = (��−��)� 7� （2分） （3） BC （2分） 17. （1）AD（2分） （2）2.06（2分）； （3）e （2分） � = 4�2(�+�2) �2 （2分） （4）�2 = 4� 2 � ⋅ � （2分） 9.9m/s2 （2分） 四、计算论证题 18． (6分) （1）根据折射率公式可得 � = sin� sin� = 3 （2分） （2）光在玻璃砖中传播的速度为 � = � � = 3 3 � （2分） （3）不能，由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知， 光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射。 （2分） 19．（6分） （1）设向上为正方向，足球的动量变化量为 物理试卷第 2页（共 3页） Δ� = ��2 − ( − ��1) （1分） = 2.8kg ⋅m/s （1分） （2）设向上为正方向，根据动量定理可知 (� − ��)� = Δ� （1分） 解得，足球受到头顶的平均作用力为 � = 32N （1分） 由牛顿第三定律可知，头顶受到足球的平均作用力的大小 （1分） �' = � = 32N （1分） 20．(7分) (1)根据图像可知，波长� = 4m，振幅为� = 10cm。 （2分） (2)根据振动方程可知，振动周期为 � = 2� � = 0.5s 根据波速公式得 � = � � = 8m/s （3分） (3)根据振动方程，质点�在� = 0 时的振动方向沿 y 轴正方向，结合此时刻的波形图，这列波向 x 轴正方 向传播。 （2分） 21．（8分） （1）A 从 P 到 Q 过程中，由动能定理 ��ℎ = 1 2 ��02 （1分） �0 = 2�ℎ = 6m/s （1分） （2）A、B 碰撞，AB 系统动量守恒，设向右为正方向，则 ��0 = (� +�)� （2分） � = ��0 �+� = 2m/s （1分） （3）碰撞过程中 A、B 组成的系统损失的机械能 �� = 1 2 ��02 − 1 2 (� + �)�2 （2分） = 12J （1分） 22．（10分） （1） 该弹簧振子的振动周期� = 2� � 根据题意有� = � � 联立可得� = 2� � � （2分） 物理试卷第 3页（共 3页） (2)根据胡克定律可得� = �� 则弹簧弹力大小�随弹簧伸长量�的变化关系如图所示 （2分） 弹簧伸长量为�时，弹簧弹性势能为�p = 1 2 ��2 （1分） (3)LC 振荡电路的总能量包括电容器的电场能和电感线圈中的磁场能，其总能量是守恒 的，有 1 2 ��02 = 1 2 ��2 + 1 2 ��2 （2分） 其中 I0为 LC 振荡电路中的最大电流，I和 U分别为某一时刻电路中的电流和电容器极 板间的电压。 整理可得 ��2 = ��02 − ��2 而电容器的电荷量为 � = �� 代入可得 �2 = �02 − �2 �� （1分） 与 �2 = �02 − � � �2 （1分） 类比可知，电荷量 q 类比为位移 x，电流 I类比为速度 v,可推得电荷量随时间的变化满 足简谐运动的规律。 （1分） 注：非选择题用其他方法解答正确也得分。