精品解析：河南开封高级中学2025-2026学年高二上学期2月期末物理试题

开封高中27届高二年级上学期期末考试 物理试题 一、单项选择题（每小题4分，共28分） 1. 将长1m的导线从中点折成如图中所示的形状，放于的匀强磁场中，平面与磁场垂直。若在导线中通入的直流电，则整个导线所受安培力的大小为（　　） A. B. C. 1.5N D. 2N 2. 如图所示，洛埃镜实验中S为垂直于纸面放置的红色水平线光源，M为水平放置的平面镜，从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成两个一样的相干光源，可在光屏上看到明暗相间的条纹。下列说法正确的是（　　） A. 看到明暗条纹是因为红光发生衍射现象 B. 看到的条纹非等间距的 C. 若将红光换成绿光，看到的条纹间距变大 D. 若将平面镜向下平移，看到的条纹间距变小 3. 如图甲所示，点电荷Q的电场中某条电场线上有A、B两点，电子沿电场线运动过程中的速度-时间图像如图乙所示，电子经过A、B两点时的速度分别为，假设电子仅受电场力作用，则（　　） A. 点电荷带负电荷，并且在点的右侧 B. 两点的电场强度大小关系为 C. 两点的电势关系为 D. 电子在两点具有的电势能关系为 4. 已知直导线在某点产生磁场的磁感应强度大小与流经导线的电流大小成正比。如图所示，一通有电流为、长为的直导线折成边长相等、夹角为的“”形，将其置于与其所在平面相垂直的磁感应强度大小为的匀强磁场中，平面上点到“”形导线两边的距离相等且该点处的磁感应强度大小为。现仅将导线中的电流反向，则点的磁感应强度大小为（ ） A. B. C. D. 5. 如图甲所示，以点为平衡位置，弹簧振子在光滑水平地面上的、两点间做简谐运动，该弹簧振子的振动图像如图乙所示。已知弹簧的劲度系数，则时振子受到的回复力大小为（　　） A. 5N B. 10N C. D. 6. 如图，半径为R的圆是与一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），ab为其直径，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一带电粒子以速率v0从a点沿与ab夹角方向射入磁场，并从b点离开磁场。不计粒子重力。则粒子的比荷为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，光滑水平面上有一倾角为α的光滑斜面体A，质量为M，底边长为L， 将一质量为m、可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放，滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端。此过程中斜面体对滑块的支持力大小为FN，重力加速度大小为g，则（　　） A. 斜面体A对滑块B的支持力不做功 B. 滑块B下滑过程中，A、B组成的系统动量守恒 C. 滑块B滑到斜面底端时，斜面体向左滑动的距离为 D. 滑块B 下滑时间t过程中，地面对A支持力的冲量小于（M+m）gt 二、多项选择题（每小题6分，共18分，漏选3分，错选0分） 8. 某小组用微安表头（量程内阻900Ω）改装成一个量程为1mA和一个量程为3V的两挡电表，如图所示，电阻箱和电阻箱可以根据需要调节。根据上述要求，下列说法正确的是（　　） A. a为电压挡 B. 的阻值为90Ω C. 的阻值为2910Ω D. 用b挡时电表的内阻为3000Ω 9. 一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻刚好传到点，波形如图甲所示，、、是平衡位置分别为、、的质点，图乙是、中某个质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 波的传播速度大小为 B. 图乙是质点的振动图像 C. 内质点的加速度沿轴负方向且逐渐减小 D. 时，质点的位置坐标为 10. 如图所示，房顶上固定一根长2.5m的细线沿竖直墙壁垂到窗沿下，细线下端系了一个小球（可视为质点）。打开窗子，让小球在垂直于窗子的竖直平面内小幅度摆动，窗上沿到房顶的高度为1.6m，不计空气阻力，g取10m/s2，则小球从最左端运动到最右端的时间可能为（　　） A. 0.4πs B. 0.6πs C. 1.2πs D. 2πs 三、填空题（11题9分，12题9分，共18分） 11. 用如图甲所示的“碰撞实验器”可验证两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量守恒定律。图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先让质量为的小球A多次从斜轨上位置G点由静止释放，找到其落点的平均位置P，测量平抛射程OP。然后，把质量为的小球B静置于轨道末端的水平部分，再将小球A从斜轨上位置G由静止释放，与小球B碰撞，如此重复多次，M、N为两球碰后的平均落点，重力加速度为g，回答下列问题： （1）为了保证碰撞时小球A不反弹，两球的质量必须满足__________（填“<”或“>”），为了保证两小球发生对心正碰，两小球的半径__________（填“需相等”或“不需相等”），本实验_________测量平抛运动的高度和时间（填“不需要”或“需要”）。 （2）若两球发生弹性碰撞，其表达式可表示为____________________（用OM、OP、ON表示）。 （3）若实验中得出的落点情况如图乙所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球A的质量与被碰小球B的质量之比为__________。 12. 现有一合金制成的圆柱体，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲、乙所示。 （1）由甲、乙两图读得圆柱体的直径为________，长度为________。 （2）为进一步精确测量圆柱体的阻值（阻值约为），实验室提供了以下器材并采用下图测量： 电源（电动势，内阻不计） 电流表（量程、内阻约） 电流表（量程，内阻） 定值电阻（电阻为） 滑动变阻器（最大阻值） 开关和导线若干 （3）用、分别表示电流表、的示数，则________（用字符、、和表示）。 （4）仅从实验原理来看，测量值________真实值。（填“大于”、“小于”、“等于”） 四、计算题（13题9分，14题11分，15题16分，共36分） 13. 如图所示，水平地面上方存在水平向左的匀强电场，一质量为m，带电荷量为的小球（可视为质点）用轻质绝缘细线悬挂于O点，小球静止时距地面的高度为，细线与竖直方向的夹角为，重力加速度为（，不计空气阻力）。求： （1）电场强度的大小； （2）若用绝缘剪刀将细线剪断，带电小球落地瞬间的动能。 14. 如图所示，截面ABCD为放置在真空环境中的矩形透明设备，，。一束光从AD边上距A点处入射到上表面，与AD夹角为，折射光经过AB中点，光在真空中的传播速度为c。 （1）求该透明设备材料的折射率（可用根号表示）； （2）求光从射入到第一次射出经历的时间。 15. 如图所示，光滑水平面的右侧平滑连接一竖直放置的半圆形光滑轨道CD，轨道半径。物块A和B分别置于水平面上，mA=100g，mB=200g。现使物块A以速度=10m/s向右运动，与B发生正碰，碰后物块B能恰好通过半圆形轨道的最高点D，重力加速度g取10m/s2。 （1）碰撞后物块B的速度大小； （2）物块A和B在碰撞过程中损失的机械能； （3）不同质量的物块之间发生的碰撞效果是不同的，若保证碰撞后物块B均恰好能经过半圆形轨道的最高点，求物块B的质量范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 开封高中27届高二年级上学期期末考试 物理试题 一、单项选择题（每小题4分，共28分） 1. 将长1m的导线从中点折成如图中所示的形状，放于的匀强磁场中，平面与磁场垂直。若在导线中通入的直流电，则整个导线所受安培力的大小为（　　） A. B. C. 1.5N D. 2N 【答案】A 【解析】 【详解】由题意有导线在磁场内有效长度为 整个通电导线受到安培力大小为 故选A。 2. 如图所示，洛埃镜实验中S为垂直于纸面放置的红色水平线光源，M为水平放置的平面镜，从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成两个一样的相干光源，可在光屏上看到明暗相间的条纹。下列说法正确的是（　　） A. 看到明暗条纹是因为红光发生衍射现象 B. 看到的条纹非等间距的 C. 若将红光换成绿光，看到的条纹间距变大 D. 若将平面镜向下平移，看到的条纹间距变小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，属于干涉现象，该干涉现象可以看作双缝干涉，光路图如图所示 所以等效双缝间的距离为 双缝到光屏的距离为L，所以相邻亮条纹中心间距为 由此可知，条纹应等间距，故AB错误； C．若将红光换成绿光，即入射光的波长减小，则看到的条纹间距变小，故C错误； D．若将平面镜向下移动一个微小距离，则双缝间的距离增大，所以相邻亮条纹中心间距变小，故D正确。 故选D。 3. 如图甲所示，点电荷Q的电场中某条电场线上有A、B两点，电子沿电场线运动过程中的速度-时间图像如图乙所示，电子经过A、B两点时的速度分别为，假设电子仅受电场力作用，则（　　） A. 点电荷带负电荷，并且在点的右侧 B. 两点的电场强度大小关系为 C. 两点的电势关系为 D. 电子在两点具有的电势能关系为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由图像可知，电子从A点运动到点的过程速度增大，则电子受到的电场力方向为，电子带负电，则电场线方向为，根据图像斜率可知，电子从A点到点过程中，加速度变小，电场力减小，即，电场强度变小，即，则点电荷一定带负电荷，并且在A点的左侧，A错误，B正确； C．根据沿电场线方向电势逐渐降低，可知点的电势大于A点的电势，即，C错误； D．因电子从A点到点的过程中，电场力做正功，则电势能减小，，D错误。 故选B。 4. 已知直导线在某点产生磁场的磁感应强度大小与流经导线的电流大小成正比。如图所示，一通有电流为、长为的直导线折成边长相等、夹角为的“”形，将其置于与其所在平面相垂直的磁感应强度大小为的匀强磁场中，平面上点到“”形导线两边的距离相等且该点处的磁感应强度大小为。现仅将导线中的电流反向，则点的磁感应强度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据安培定则，通电导线在点的磁感应强度方向与匀强磁场的方向相反。点处的磁感应强度大小为，可知通电导线在点的磁感应强度大小为；将导线中的电流反向，则通电导线在点的磁感应强度方向与匀强磁场的方向相同，点的磁感应强度大小为 故选A。 5. 如图甲所示，以点为平衡位置，弹簧振子在光滑水平地面上的、两点间做简谐运动，该弹簧振子的振动图像如图乙所示。已知弹簧的劲度系数，则时振子受到的回复力大小为（　　） A. 5N B. 10N C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】图乙可知振幅，周期，则简谐运动方程 将代入方程，则知时振子的位移大小 故回复力大小 故选C。 6. 如图，半径为R的圆是与一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），ab为其直径，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一带电粒子以速率v0从a点沿与ab夹角方向射入磁场，并从b点离开磁场。不计粒子重力。则粒子的比荷为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律得 根据直角三角形得 解得 故选C。 7. 如图所示，光滑水平面上有一倾角为α的光滑斜面体A，质量为M，底边长为L， 将一质量为m、可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放，滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端。此过程中斜面体对滑块的支持力大小为FN，重力加速度大小为g，则（　　） A. 斜面体A对滑块B的支持力不做功 B. 滑块B下滑过程中，A、B组成的系统动量守恒 C. 滑块B滑到斜面底端时，斜面体向左滑动的距离为 D. 滑块B 下滑时间t过程中，地面对A支持力的冲量小于（M+m）gt 【答案】D 【解析】 【详解】A．滑块B在下滑过程中对斜面体A有斜向左下方的压力，斜面体A向左移动，滑块B的位移与其受到的支持力FN不是垂直关系，它们的夹角为钝角，即支持力FN对滑块B做负功，故A错误； BC．滑块B在下滑过程中，有斜向右下方的加速度，此加速度有竖直向下的分加速度，所以系统在竖直方向合力向下，受力不平衡，合外力不为零，所以系统动量不守恒。滑块B下滑过程中，A、B组成的系统水平方向不受力，所以系统水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，滑块B下滑过程中，任意时刻B物块水平速度大小为vB，A的水平速度大小为vA，对系统在水平方向，由动量守恒定律有 解得 设B到达斜面底端时，A、B水平位移大小分别为xA、xB，在水平方向有 且 联立解得，滑块B滑到斜面底端时，斜面体向左滑动的距离为 故BC错误； D．因为整体分析可知，竖直方向存在向下的加速度，所以地面对整体支持力小于整体重力，则地面对A支持力的冲量大小小于，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（每小题6分，共18分，漏选3分，错选0分） 8. 某小组用微安表头（量程内阻900Ω）改装成一个量程为1mA和一个量程为3V的两挡电表，如图所示，电阻箱和电阻箱可以根据需要调节。根据上述要求，下列说法正确的是（　　） A. a为电压挡 B. 的阻值为90Ω C. 的阻值为2910Ω D. 用b挡时电表的内阻为3000Ω 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．由题图可知，当使用a挡时只有与表头并联，这是电流表改装，为并联分流电阻，a为电流挡。根据电流表的改装原理，可得，故AB错误； CD．当使用b挡时，与表头并联后再与串联，这是电压表改装，为串联分压电阻，b为电压挡。根据电压表的改装原理，可得用b挡时电表的内阻为 根据 求得，故CD正确。 故选CD。 9. 一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻刚好传到点，波形如图甲所示，、、是平衡位置分别为、、的质点，图乙是、中某个质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 波的传播速度大小为 B. 图乙是质点的振动图像 C. 内质点的加速度沿轴负方向且逐渐减小 D. 时，质点的位置坐标为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题图可知波长，周期，所以波速为，故A正确； B．由题图乙可知，时刻质点在平衡位置，下一时刻向轴负方向振动，由题图甲结合“波形平移法”可知，符合此特征的是质点，所以图乙是质点的振动图像，故B错误； C．由题图乙质点的振动图像可知，内质点在轴上方且向轴负方向运动，所以质点的加速度沿轴负方向且逐渐减小，故C正确； D．当时，有 故时刻的波形与时刻的波形恰好重合，所以时质点恰好运动到波峰位置，即质点的位置坐标为，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，房顶上固定一根长2.5m的细线沿竖直墙壁垂到窗沿下，细线下端系了一个小球（可视为质点）。打开窗子，让小球在垂直于窗子的竖直平面内小幅度摆动，窗上沿到房顶的高度为1.6m，不计空气阻力，g取10m/s2，则小球从最左端运动到最右端的时间可能为（　　） A. 0.4πs B. 0.6πs C. 1.2πs D. 2πs 【答案】ACD 【解析】 【详解】ACD．小球的摆动可视为单摆运动，摆长为线长时对应房顶的周期 摆长为线长减去墙体长时对应的周期 故小球从最左端到最右端所用的最短时间为 则小球从最左端运动到最右端的时间 （n=0，1，2，3…） 当n=0时，解得 当n=1时，解得 当n=2时，解得 故ACD正确； B．若有 解得 不符合题意，故B错误。 故选ACD。 三、填空题（11题9分，12题9分，共18分） 11. 用如图甲所示的“碰撞实验器”可验证两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量守恒定律。图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先让质量为的小球A多次从斜轨上位置G点由静止释放，找到其落点的平均位置P，测量平抛射程OP。然后，把质量为的小球B静置于轨道末端的水平部分，再将小球A从斜轨上位置G由静止释放，与小球B碰撞，如此重复多次，M、N为两球碰后的平均落点，重力加速度为g，回答下列问题： （1）为了保证碰撞时小球A不反弹，两球的质量必须满足__________（填“<”或“>”），为了保证两小球发生对心正碰，两小球的半径__________（填“需相等”或“不需相等”），本实验_________测量平抛运动的高度和时间（填“不需要”或“需要”）。 （2）若两球发生弹性碰撞，其表达式可表示为____________________（用OM、OP、ON表示）。 （3）若实验中得出的落点情况如图乙所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球A的质量与被碰小球B的质量之比为__________。 【答案】 ①. > ②. 需相等 ③. 不需要 ④. ⑤. 4：1 【解析】 【详解】（1）[1][2]为了保证碰撞时小球A不反弹，两球的质量必须满足，为了保证两小球发生对心正碰，两小球的半径需相等； [3]本实验中两小球做平抛运动下落高度相同，而竖直方向做自由落体运动，因此因此可知时间相等，而水平方向做匀速直线运动，水平位移 可得 则可知只需测量抛出点到落点的水平位移即可，在验证动量守恒的式子中，时间将被消去，因此不需要测量平抛运动的高度和时间。 （2）[4]根据以上分析，结合题意，根据碰撞过程中动量守恒有 根据机械能守恒有 联立解得 （3）[5]根据 可得 则有 代入测量数据解得 12. 现有一合金制成的圆柱体，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲、乙所示。 （1）由甲、乙两图读得圆柱体的直径为________，长度为________。 （2）为进一步精确测量圆柱体的阻值（阻值约为），实验室提供了以下器材并采用下图测量： 电源（电动势，内阻不计） 电流表（量程、内阻约） 电流表（量程，内阻） 定值电阻（电阻为） 滑动变阻器（最大阻值） 开关和导线若干 （3）用、分别表示电流表、的示数，则________（用字符、、和表示）。 （4）仅从实验原理来看，测量值________真实值。（填“大于”、“小于”、“等于”） 【答案】 ①. 1.845##1.844##1.846##1.847 ②. 42.40 ③. ④. 等于 【解析】 【详解】[1]由甲图读出螺旋测微器读数为 [2]游标卡尺的精确值为，如图乙可知其长度为 [3]电流为两支路电流之和，即 为两支路的并联电压，为 联立两个方程得到 [4]由可知，只要知道相关物理量的值便可以得到圆柱体电阻阻值，和已知，因此除了电流表读数产生的误差便没有其它误差，读数误差可以通过多组实验的数据消除，故测量值等于真实值。 四、计算题（13题9分，14题11分，15题16分，共36分） 13. 如图所示，水平地面上方存在水平向左的匀强电场，一质量为m，带电荷量为的小球（可视为质点）用轻质绝缘细线悬挂于O点，小球静止时距地面的高度为，细线与竖直方向的夹角为，重力加速度为（，不计空气阻力）。求： （1）电场强度的大小； （2）若用绝缘剪刀将细线剪断，带电小球落地瞬间的动能。 【答案】（1）电场强度的大小 （2）带电小球落地瞬间的动能 【解析】 【小问1详解】 对小球做受力分析，将细线给小球的拉力T分解到水平与竖直方向 根据平衡条件可知， 联立解得 【小问2详解】 剪断细线后，小球受到重力与电场力，合力与细线被剪断前的拉力等大、反向； 小球沿合力方向做匀加速直线运动，落地时位移x与高度h的关系符合 从剪断细线小球由静止开始运动，根据动能定理有 解得 14. 如图所示，截面ABCD为放置在真空环境中的矩形透明设备，，。一束光从AD边上距A点处入射到上表面，与AD夹角为，折射光经过AB中点，光在真空中的传播速度为c。 （1）求该透明设备材料的折射率（可用根号表示）； （2）求光从射入到第一次射出经历的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设该材料的折射率为n，在AD面上，设折射角为r，根据几何知识， 可得 由折射定律得 【小问2详解】 设这束光线在该透明设备材料中的全反射的临界角为C， 光线到达AB面处时，入射角为 因为，所以大于临界角C，光线在AB面处发生了全反射。 设AB中点为E，这束光线在透明材料内完整的光路图如图所示 由知，这束光在该透明设备材料中的光速 光从射入到第一次射出经历的总路程 光从射入到第一次射出经历的时间 解得 15. 如图所示，光滑水平面的右侧平滑连接一竖直放置的半圆形光滑轨道CD，轨道半径。物块A和B分别置于水平面上，mA=100g，mB=200g。现使物块A以速度=10m/s向右运动，与B发生正碰，碰后物块B能恰好通过半圆形轨道的最高点D，重力加速度g取10m/s2。 （1）碰撞后物块B的速度大小； （2）物块A和B在碰撞过程中损失的机械能； （3）不同质量的物块之间发生的碰撞效果是不同的，若保证碰撞后物块B均恰好能经过半圆形轨道的最高点，求物块B的质量范围。 【答案】（1）5m/s （2）2.5J （3）100g<mB<300g 【解析】 【小问1详解】 物块B恰好能过最高点，在最高点，由牛顿第二定律 物块B由C到D的过程，由动能定理 解得 =5m/s 【小问2详解】 物块A和B的碰撞过程，由动量守恒定律 解得 损失的机械能 代入数据可得 【小问3详解】 要使物块B均能过最高点，则碰撞后B的速度均为 若碰撞是完全非弹性碰撞，根据动量守恒定律 解得 若碰撞是完全弹性碰撞，根据动量守恒定律和能量守恒定律 代入数据，解得 ， 所以物块B的质量范围 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $