内容正文:
德州市夏津县2025——2026学年上学期
高二物理期末预测试题
一、单选题
1.电磁场与现代科技密切关联,在科学研究和工业生产中有重要应用。关于以下四个科技实例,下列说法正确的是( )
A.甲图中电子束出射速度不变,励磁线圈电流变大时,电子束径迹形成的圆半径变大
B.乙图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时,击中光屏同一位置的粒子比荷一定相同
C.丙图中载流子为负电荷的霍尔元件有如图所示的电流和磁场时,N侧电势高
D.丁图中增加D形盒狭缝之间的电压U,粒子的最大动能变大
2.如图所示,圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上,光线从P点垂直界面入射后,恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射;当入射角θ=60°时,光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光线平行.已知真空中的光速为c,则( )
A.玻璃砖的折射率为1.5 B.O、P之间的距离为R
C.光在玻璃砖内的传播速度为c D.光从玻璃到空气的临界角为30°
3. 如图所示,电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,R0=3Ω,R1=7.5Ω,R2=3Ω,R3=2Ω,电容器的电容C=2μF。开始时开关S处于闭合状态,则下列说法正确的是( )
A. 开关S闭合时,电容器上极板带正电 B. 开关S闭合时,电容器两极板间电势差是3V
C. 将开关S断开,稳定后电容器极板所带的电荷量是3.6×10-6C
D. 将开关S断开至电路稳定的过程中通过R0的电荷量是9.6×10-6C
4. 1834年,洛埃利用与光屏垂直的平面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果(称洛埃镜实验)。如图,光源S发出的光一部分直接照在光屏上,一部分经平面镜反射后照在光屏上(由平面镜反射的光相当于从S在平面镜中的虚像发出的)。已知光源S到平面镜的距离为a,到光屏的距离为L,光的波长为λ。下列关于洛埃镜实验的说法正确的是( )
A.光屏上相邻两明条纹间距离
B.若将平面镜向下平移稍许,则屏上相邻两明条纹间距离减小
C.若换用频率更大的单色光,相邻两暗条纹间距将增大
D.若增大光源发光强度,相邻两明条纹间距离会明显增大
5.图甲为一列简谐横波在时的波形图,P是平衡位置在处的质点,Q是平衡位置在处的质点;图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 这列简谐波沿x轴负方向传播 B. 从到,波传播的距离为50cm
C. 从到,质点P通过的路程为30cm
D. 在时,质点P的加速度方向与y轴正方向相同
6.如图所示,均匀介质中有一三角形ABC,AB⊥BC,AB4m,BC3m。两个同时起振且起振方向相同、频率均为4Hz的波源固定于A、B两点。已知两波源产生的机械波在该介质中的传播速度大小为4m/s。AC边上振动总是减弱的点的个数为( )
A.6个 B.5个 C.4个 D.3个
7. 如图甲所示,匀质导体棒MN通以由M到N的恒定电流,用两根等长的平行绝缘、轻质细线悬挂在点静止于匀强磁场中,细线与竖直方向的夹角为,磁场方向与绝缘细线平行且向上。现使磁场方向顺时针缓慢转动(由M到N观察),同时改变磁场的磁感应强度大小,保持细线与竖直方向的夹角不变,该过程中每根绝缘细线拉力F大小与磁场转过角度的正切值关系如图乙所示。重力加速度g取,磁场变化过程中MN中的电流不变。下列说法正确的是( )
A.导体棒的质量为0.5kg B.
C.导体棒所受安培力可能为4.5N D.可能为90°
8. 地磁场对宇宙高能粒子有偏转的作用,从而保护了地球的生态环境。赤道平面的地磁场简化为如图,O为地球球心、R为地球半径,地磁场只分布在半径为R和2R的两边界之间的圆环区域内,磁感应强度大小均为B,方向垂直纸面向里。假设均匀分布的带正电高能粒子以相同速度垂直MN沿赤道平面射向地球。已知粒子质量均为m。电荷量均为q。不计粒子的重力及相互作用力。则( )
A.粒子无论速率多大均无法到达MN右侧地面
B.若粒子速率为,正对着O处入射的粒子恰好可以到达地面
C.若粒子速率小于,入射到磁场的粒子可到达地面
D.若粒子速率为,入射到磁场的粒子恰能覆盖MN右侧地面一半的区域
二、多选题
9. 对下列四个有关光的实验示意图,分析正确的是( )
A.图甲中若改变复色光的入射角,则b光先在玻璃球中发生全反射
B.图乙中若只减小屏到挡板的距离L,则相邻亮条纹间距离将减小
C.图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样,若将薄片向右移动,条纹间距将变大
D.若只旋转图丁中M或N一个偏振片,光屏P上的光斑亮度会发生变化
10. 现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示,纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场,匀强电场竖直向下,匀强磁场垂直纸面向里,磁感应强度大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从电场的上边界的O点由静止释放,运动到磁场的下边界的P点时正好与下边界相切。若把电场下移至磁场所在区域,如图乙所示,重新让粒子从上边界M点由静止释放,经过一段时间粒子第一次到达最低点N,下列说法正确的是( )
A.匀强电场的场强大小为 B.粒子从O点运动到P点的时间为
C.M、N两点的竖直距离为 D.粒子经过N点时速度大小为
11. 如图甲所示,滑块B静止在光滑的水平面上,滑块的左侧面为光滑圆弧面,圆弧面底部与水平面相切。一质量为m的小球A以速度向右运动,小球与滑块在整个相互作用的过程中,两者水平方向的速度大小与时间t之间的关系如图乙所示,若小球全程未能冲出滑块的顶端,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 滑块B的质量为小球A质量的2倍 B. 小球A能够到达的最大高度为
C. 最终小球离开滑块时,两者的相对速度大小为
D. 在时间内,滑块对小球做的负功大小为
12.位于坐标原点的波源产生的一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播,已知图甲为波源的振动图像,图乙为平衡位置位于x1=2m处质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.0~1s内,波源运动的路程为1m B.t=0.5s时波源正从平衡位置向y轴正方向运动
C.如果波长大于2m,则波速一定为
D.波源位于平衡位置时,x1=2m处的质点一定处于波谷
13. 某学校实验小组用双缝干涉实验装置测光的波长,装置如图甲所示:
(1)下列说法中正确的是( )
A.滤光片应置于单缝与双缝之间 B.拨杆的作用是为了调节缝的宽度
C.保持双缝位置不变,增大单缝与双缝间距,干涉条纹变密
D.保持双缝位置不变,增大双缝与毛玻璃屏间距,干涉条纹变疏
(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数为2.320mm; 然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所示,该示数为 mm,求得相邻亮纹的间距△x。已知双缝间距 测得双缝到屏的距离,则所测单色光的波长为 m(本空结果保留2位有效数字) 。
(3)若丙图为上述实验装置简图。S为单缝, 为双缝,屏上O 点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴,向下微微移动,则可以观察到原来O 点处的亮条纹 (“向上移动”“向下移动”“仍在O 点”)
(4)若将该实验装置全部浸入到某种绝缘透明均匀介质中做相同的实验,发现相邻两条亮纹中央间距变为原来的一半,则该绝缘透明均匀介质的折射率n= 。
14.某实验小组要测定一段电阻丝的电阻率,具体操作如下:
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,结果如图甲所示,由图可知其直径为___________。利用毫米刻度尺测出电阻丝的长度L。
(2)利用如图乙所示的电路图,精确测量电阻丝的电阻,已知电流表内阻为,操作步骤如下:
①闭合开关,调节滑动变阻器和电阻箱,使电压表读数为某值,记下此时电阻箱的读数和电流表的读数;
②改变电阻箱的阻值,同时调节滑动变阻器,使电压表的读数保持不变,记下此时电阻箱的读数和电流表的读数;
③重复步骤②,得到多组电阻箱和电流表的数据;
④以电阻箱电阻R为纵坐标,以电流表读数的倒数为横坐标建立坐标系,描点连线,如图丙所示。已知图线的纵轴截距为,则电阻丝电阻___________(用题中给定物理量的符号表示)。
(3)根据电阻定律,利用测得的物理量表示电阻丝的电阻率___________(用D、L、表示)。
(4)若从系统误差的角度分析,用该方法测得的电阻丝的电阻率与真实值相比___________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
15. 如图a,均匀介质中有一波源S1上下做简谐运动,其振动图像如图b所示。同一水平面上有一质点P且S1P=6m。当波源S1处于平衡位置且向下运动时,P处于波谷。求:
(1)该机械波传播的速度v;
(2)若波速v>2m/s,则从波源开始振动到t=4s时,质点P的路程和位移;
(3)在(2)的情况下,t=4s时,同一水平面的另一波源S2(S1S2⊥PS1)开始振动,如图c所示,两波源相距S1S2=8m。从S2传到P点开始计时,求质点P的振动方程。
16. 2021年12月9日,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶兆富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水,得到了一个晶莹剔透的水球,接着又在水球中央注入一个气池,形成了两个同心的球。如图所示AB是通过球心O的一条直线,有一束宽为8R的单色光沿着水球的水平轴纹射向水球左侧表面,光的中轴线与AB重合,内球面半径为3R,外球面半径为5R,边界光线经折射后恰好与内表面相切,已知sin37°=0.6,求:
(1)单色光在水中的折射率n;
(2)有多宽范围内的光线不能进入水球中的气泡。
17.如图所示的平面直角坐标系,在第I象限内有平行于轴的匀强电场,方向沿轴正方向;在第IV象限有一与轴相切的圆形匀强磁场区域(图中未画出),方向垂直于平面向里,大小为。一质量为、电荷量为的粒子,从轴上的点,以大小为的速度沿轴正方向射入电场,通过电场后从轴上的点进入第IV象限的圆形匀强磁场,经过磁场后从轴上的某点进入第III象限,且速度与轴负方向成45°角,不计粒子所受的重力。求:
(1)电场强度的大小;
(2)圆形磁场的最小面积;
(3)粒子从点运动开始,到再次经过轴所经历的时间。
18.如图所示,左侧水平高台上放置一质量的木块,一质量的子弹以的速度射向木块并留在其中,随后木块滑向右侧光滑水平面上足够长的长木板上,长木板上表面粗糙且与高台齐平,长木板右侧足够远处均匀排列n个质量为的铁块,已知长木板质量,所有碰撞均为弹性正碰,重力加速度,求:
(1)子弹打入木块过程中系统损失的机械能;
(2)木块第一次与长木板共速过程中,受到长木板的摩擦力的冲量大小;
(3)木块最终的速度大小。
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德州市夏津县2025——2026学年上学期
高二物理期末预测试题答案
1.C
2.C【解析】光路图如图所示.
设O、P之间的距离为x,当θ=60°时,折射角为r,光从玻璃砖圆形表面射出时与玻璃砖的界面交点为Q,由出射光线与入射光线平行知过P点的法线与过Q点的法线平行,则玻璃砖的折射率n==①
又沿P点垂直入射的光恰好发生全反射, 则sin C==② 联立①②解得x=R,n=.
则sin C=,故光从玻璃到空气的临界角不是30°,
光在玻璃砖中的传播速度v==c,故C正确,A、B、D错误
3.【答案】D
AB.开关S闭合时等效电路图如图甲所示,电容器C两端电压等于两端电压,已知总电阻
由闭合电路欧姆定律可知干路电流
路端电压
则 此时电容器所带电荷量
且上极板带负电,下极板带正电,故AB错误。
CD.开关S断开时的等效电路图如图乙所示电容器C两端电压等于两端电压,此时
电容器所带电荷量
且上极板带正电,下极板带负电,故通过的电荷量
故C错误,D正确。 故选D。
4.【答案】B
5.【答案】D 【解析】A.由乙图得出,在 时Q点的速度方向沿y轴正方向,由同侧法判断可知该波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.由甲图读出波长为 由乙图可读出周期为 则波速为
从到,波传播的距离为 故B错误;
C.从到经过时间为
由于在时质点P不在平衡位置和最大位移处,所以从到,质点P通过的路程不等于,故C错误;
D.题图可知时刻P点向下振动,因此经过,质点振动到平衡位置下方,则加速度向上,与y轴的正方向相同,故D正确。 故选D。
6.A【详解】根据波速公式知
两列波同时起振且起振方向相同、频率相同,产生干涉,振动减弱点满足条件
根据几何知识知又
又根据三角形两边之差小于第三边,知
当时,当时,当时,
当时,当时,不再满足条件,又
分析几何关系知,当时,满足条件的点有和
当时,满足条件的点有,,,故AC边上振动总是减弱的点的个数为6个。故选A。
7.B【详解】A B.由图可知当时,N,根据共点力平衡条件可知
当时,N,根据共点力平衡条件可知
解得 即 ,kg 故A错误,B正确;
C.由上述分析可知导体棒重力为10N,根据力的矢量合成作图如下
安培力的最小值 故导体棒所受安培力不可能为4.5N,故C错误;
D.转过90°时,安培力与细线拉力在同一直线,导体棒受力不平衡,故D错误。 故选B。
8.D【详解】A.射入方向在地球下表面以下的粒子,只要速率合适,粒子可到达MN右侧地面,故A错误;
B.若粒子的速率为,则粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力,有
解得
若粒子正对着O处入射,且恰好可以到达地面,其轨迹如图所示
设该轨迹半径为,由几何关系可得 解得 故B错误;
C.若粒子的速率为,则粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力,有
解得
由B选项分析可知,若粒子速率等于时,入射到磁场的粒子均不可以到达地面,所以若粒子速率小于,入射到磁场的粒子均不可以到达地面,故C错误;
D.若粒子速率为,由洛伦兹力提供向心力得 解得
此时最下端的粒子正入射恰好可以到达最右侧地面;而在最下端的以上入射的粒子,因为向上偏转,能到达MN右侧地面最右端以下;综上所述,入射到磁场的粒子恰能覆盖MN右侧地面一半的区域,故D正确。 故选D。
9.BD
10.BD 【详解】A.设粒子在磁场中的速率为v,半径为R,在电场中由动能定理,有
洛伦兹力充当向心力,有 由几何关系可得 综上可得 故A错误;
B. 粒子在电场中的运动时间为 在磁场中的运动时间为
粒子从O运动到P的时间为 故B正确;
CD. 将粒子从M到N的过程中某时刻的速度分解为向右和向下的分量、,再把粒子受到的洛伦兹力分别沿水平方向和竖直方向分解,两个洛伦兹力分量分别为
设粒子在最低点N的速度大小为v1,MN的竖直距离为y。水平方向由动量定理可得
由动能定理可得
联立,解得 故C错误;D正确。 故选BD。
11. 【答案】CD【详解】A.根据动量守恒定律,小球和滑块水平方向动量守恒
解得 滑块B的质量为小球A质量的一半,故A错误;
B.当两者水平方向速度相等时,小球A到达了最大高度,根据机械能守恒可知
解得 故B错误;
C.在时刻小球和滑块分离,系统在0时刻和时刻,系统的动量守恒
机械能能守恒 解得 ,
故两者的相对速度大小为,故C正确;
D.在时间内,对小球使用动能定理有
解得 故D正确。 故选CD。
12.【答案】AC
13.【答案】(1)D (2) 15.919/15.920/15.921 (3)向上移动 (4)2
【详解】(1)A.滤光片的作用是将复色光变为单色光,单缝的作用是使入射光变成线光源,双缝的作用是将单色光分解成频率相同、振动情况相同的相干光,因此滤光片应该放在单缝之前,故A错误;
B.拨杆的作用是为了调节单缝和双缝平行,故B错误;
C.根据干涉条纹间距公式可知,干涉条纹间距与单缝到双缝的距离无关,故C错误;
D.根据干涉条纹间距公式,其中L是双缝与毛玻璃屏的距离,当L增大时,干涉条纹间距也增大,干涉条纹变疏,故D正确。 故选D。
(2)螺旋测微器的分度值为0.01mm,需要估读到分度值的下一位,图乙读数为15.5mm+42.0×0.01mm=15.920mm
相邻亮纹的间距为
又因为, 代入 可得m
(3)O处亮条纹是中央亮条纹,对应光程差为零,单缝向下移动,则光程差为零的位置向上移动,故观察到原来O点处的亮条纹向上移动。
(4)根据双缝间距的表达式在空气中 光在介质中的波长为
所以在介质中
由此可得光在空气中和绝缘透明介质中 所以折射率
14.【答案】 ①. 2.150 ②. ③. ④. 相等
【详解】(1)[1]由螺旋测微器可知电阻丝的直径为 D=2mm+15.0×0.01mm=2.150mm
(2)④[2]根据题意有
整理得 结合图像可知 解得
(3)[3] 根据 电阻丝的电阻率
(4)[4]本实验中所用电流表内阻已知,不存在由于电表内阻引入的系统误差,所以测得电阻丝的阻值与真实值相等,进而根据电阻定律计算出的电阻率等于真实值。
15.(1) (2)5cm,1cm (3)
【详解】(1)设波长为λ,波速为ν。由图可知周期T=2s
根据题意,易得 又
解得
(2)因,则 波传到P点用时为
此后质点P振动时间又
则时,质点振动的路程为 此时P位于波峰,位移为
(3)在(2)的情况下,波长为 由几何关系易知
故质点P到两波源的波程差为
因时两波源振动方向相反,故P点为振动加强点,则振幅为
S2传到P点时,P点向下运动。
故稳定后其振动方程为
16.(1);(2)
【详解】(1)由题知,上边界光线进入水球后的光路如图
设入射角为i,折射角为r,由图中几何关系可知
单色光在水中的折射率为
(2)当光线由水进入中间的空气达到全反射的临界角时,再往上射入的光线就要发生全反射,不能进入气泡中,恰好在气泡位置发生全反射的光路如图
设发生全反射时的入射角为,折射角为,则
在气泡位置恰好发生全反射时,有
由几何关系知 可解得
故不能进入水球中的气泡的光线宽度为
17.(1);(2);(3)
【详解】(1)粒子在电场中做类平抛运动,
水平方向: 2h=v0t 竖直方向: 解得:
(2)粒子到达a点时沿y轴方向的分速度:
粒子到达a点时的速度: 方向与x轴正方向夹角为45°.
粒子在磁场中做圆周运动,运动轨迹如图所示
粒子运动轨迹圆弧应与入射方向的速度、出射方向的速度相切,O′点就是粒子做匀速圆周运动的圆心。粒子在区域中的轨迹是以O′为圆心、r为半径的圆上的圆弧ab,a点和b点应在所求圆形磁场区域的边界上。
在通过a、b两点的不同圆周中,最小的一个是以ab连线为直径的圆周,设圆形磁场的半径为R;粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:
由几何关系可知,圆形磁场区域的最小半径: R=rsin45°
圆形磁场区域的最小面积:S=πR2,解得: ;
(3)粒子在电场中的运动时间:
粒子在磁场中的运动时间:
粒子离开磁场后做匀速直线运动,到达y轴需要的时间:
粒子总的运动时间: ;
18. .(1) (2) (3)
【详解】(1)子弹打入木块并留在其中,由动量守恒得 解得
则子弹打入木块过程中系统损失的机械能为
代入数据,解得
(2)设木块第一次与长木板共速时速度为,由动量守恒可得
解得
以木块(包含子弹)为对象,由动量定理可得
可知木块第一次与长木板共速过程中,受到长木板的摩擦力的冲量大小为。
(3)木块第一次与长木板共速后,长木板与铁块1发生弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒可得,
解得,
由于所有铁块质量相等,发生都是弹性碰撞,所以铁块之间碰撞后速度交换,则第块铁块碰后的速度为,其它铁块处于静止。
长木板与铁块第一次碰撞后,木块第二次与长木板共速过程,根据动量守恒可得 解得
同理可知长木板与铁块1第二次发生弹性碰撞后的速度分别为,
可知第块铁块碰后的速度为,其它铁块处于静止。
接着木块第三次与长木板共速的速度为
长木板与铁块1第三次发生弹性碰撞后的速度分别为,
综上分析可知,长木板与铁块1第次发生弹性碰撞后,木块第次与长木板共速的速度为木块最终的速度,则有
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