内容正文:
2025-2026学年度高二物理期末考试卷
考试时间:75分钟;总分100分
一、单选题
1. 如图所示,a、b、c、d四个图是单色光在不同条件下形成的干涉或衍射图样。分析各图样的特点可以得出的正确结论是( )
A. a 是光的衍射图样 B. b 是光的干涉图样
C. c 是光的干涉图样 D. d 是光的衍射图样
2. 一质量为M的航天器正以速度v0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出一定质量的气体,气体喷出时速度大小为v1,加速后航天器的速度大小为v2,则喷出气体的质量m为( )
A. M B. M C. M D. M
3. 一质量为1kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动,F随时间t变化的图线如图所示,则( )
A. 时物块的速率为1m/s
B. 时物块的动量大小为4kg·m/s
C. 时物块的动量大小为6kg·m/s
D. 时物块速度为零
4. 一列简谐横波沿x轴负方向传播。如图所示为时的波形图,此时质点A在波谷处。若时,质点A第一次到达正的最大位移处,则
A. 这列波的周期为
B. 这列波的波速为
C. 时,质点A动能最小且加速度为零
D. 时,处的质点在平衡位置,且沿y轴正向运动
5. 一光滑圆弧面ABD,水平距离为L,高为h(L>>h),小球从顶端A处静止释放,滑到底端D的时间为t1,若在圆弧面上放一块光滑斜面ACD,则小球从A点静止释放,滑到D的时间为t2,则( )
A. t2=t1 B. C. D.
6. 半径为半圆形玻璃砖如图所示放置,面水平,为圆心。一束单色光与水平面成角照射到面上的点,为中点,折射光线刚好照射到圆弧最低点,光线在点折射后照射到地面的点(图中未画出),将入射点从点移到点,保持入射方向不变,最终光线也照射到地面上的点,不考虑光在圆弧面上的反射,则( )
A. 玻璃砖对光的折射率为
B. 玻璃砖对光折射率为
C. 、两点的距离为
D. 点离地面的高度为
7. 如图所示,一质量的滑块套在光滑的水平轨道上,一质量的小球通过长的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接,小球和轻杆可在竖直平面内绕轴O自由转动。初始时,轻杆水平,现给小球一竖直向上的初速度,已知重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 若滑块固定,小球到达最高点的速度大小为
B. 若滑块不固定,小球到达最高点的速度大小为
C. 若滑块不固定,小球到达最高点时,滑块运动的位移大小为
D. 若滑块不固定,小球到达轴O右侧水平位置时的位移大小为
二、多选题
8. 一根弹性长绳沿轴放置,左端点位于坐标原点,点和点分别是绳上,处的质点,用手握住绳的左端,当时使绳的左端开始沿轴做简谐振动,在时,绳上形成如图所示的波形.下列说法正确的是( )
A. 此列波的波长为,波速为
B. 此列波为横波,左端点开始时先沿轴正向运动
C. 当时,质点开始振动
D. 在时,质点的位置坐标为
9. a、b两束平行激光垂直于表面射入截面为等腰直角三角形(截面如图)的玻璃砖,其中b束激光在出射面上发生全反射,下列关于这两束激光的说法中正确的是( )
A. a光在此玻璃砖内传播速度更大
B. b光在此玻璃砖内传播速度更大
C. 该玻璃砖对a光的折射率大于
D. a光和b光分别通过杨氏双缝干涉装置的两个狭缝,不能产生干涉现象
10. 如图,光滑水平面有一静止长木板质量M=3kg,长L=7m,木板上最左端静置一木块m=1kg,木板与木块间动摩擦因数μ=0.3,时刻,在木块上施加一水平向右的恒力F=6N,作用t=2s后撤去该力,对于木板和木块的运动,下列结论正确的是(g=10m/s2)( )
A. t=2s时木块的速度为6m/s
B. t=2s时木板的位移为2m
C. 从t=0开始,木块与木板相对运动的时间为4s
D. 从t=0开始,系统产生的内能为18J
三、实验题
11. 某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验:
(1)实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径,示数如图所示,该摆球的直径___________。
(2)如果实验测得的值偏小,可能的原因是( )
A. 测摆线长时摆线拉得过紧
B. 摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
C. 开始计时时,秒表过迟按下
D. 实验中误将49次全振动数记为50次
(3)某同学为了提高实验精度,在实验中改变几次摆长,并测出相应的周期T,算出的值,再以为横轴、为纵轴建立直角坐标系,将所得数据描点连线如图,并求得该直线的斜率为k。则重力加速度_________(用k表示)
(4)另一小组同学用单摆测重力加速度后,也使用(3)的做法。作出的图像用斜率算出重力加速度。实验后发现摆球质量分布不均匀,则测量结果是否有误差,请说明原因_________。
12. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将器材按要求安装,如图(a)所示,现选用缝间距d=0.20mm的双缝片,像屏与双缝片间的距离L=500mm。
(1)关于该实验,下列说法正确的是 。
A. 若想减少从目镜中观察到的条纹个数,可增大双缝间距
B. 若要将红光干涉更换成绿光干涉,需要更换单缝
C. 将滤光片由红色换成蓝色,其他条件保持不变,干涉条纹间距变窄
(2)某次实验中,已知单缝宽度d1=0.10mm,单缝到毛玻璃距离L1=80cm,双缝宽度d2=0.20mm,双缝到毛玻璃距离L2=70cm,将分划板中心线对准左边某亮纹中心时计数为1,手轮上读数为12.50mm;接着转动手轮,使分划板中心刻线扫到第6亮条纹中心,此时手轮上示数如图(b)所示,读数x2=_________mm。该光波长λ=_________m(结果保留两位有效数字)。
四、解答题
13. 如图所示,一个半径为r的圆木板静止在某种液体的表面,在圆木板圆心O的正下方处有一点光源S,已知液体的折射率,求:
(1)沿圆木板边缘出射的折射光线的折射角;
(2)将点光源S竖直向上移动多少距离后,水面上方恰好看不到S发出的光。
14. 将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化力。图甲中O点为单摆的固定悬点,现将质量m=0.05kg的小摆球(可视为质点)拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置.∠AOB=∠COB=θ(θ小于10°且是未知量)。由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示,且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻.试根据力学规律和题中所给的信息,(g取10m/s2,=0.89),求:
(1)单摆的振动周期和摆长;
(2)摆球运动到平衡位置时的速度;
(3)图乙中细线拉力最小值为多少?
15. 某游戏装置如图所示,倾斜轨道下端固定一弹射装置,上端与一段圆弧管道平滑连接,高处水平光滑平台上一木板紧靠管道出口,且与管道内壁平齐,平台左端地面上有一卡扣装置Q,木板经过时瞬间被卡住,停止运动。游戏时,滑块P每次都在A点弹射离开,通过调节弹射装置可以为滑块从A点弹出提供不同的初动能,滑块最终能停留在木板上则游戏挑战成功。已知斜轨道倾角,AB距离,圆管道半径,且比圆管口径大得多。木板质量,滑块与木板间摩擦因数,其余均光滑,滑块P质量,可看作质点,水平平台足够长,取。
(1)若滑块弹射后恰好能到点,求在点时对轨道压力的大小;
(2)假设木板足够长,某次滑块从A点弹出速度为,求木板能够获得的最大速度;
(3)假设木板的长度,若要游戏成功,求滑块从A点弹射的初动能范围。
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2025-2026学年度高二物理期末考试卷
考试时间:75分钟;总分100分
一、单选题
1. 如图所示,a、b、c、d四个图是单色光在不同条件下形成的干涉或衍射图样。分析各图样的特点可以得出的正确结论是( )
A. a 是光的衍射图样 B. b 是光的干涉图样
C. c 是光的干涉图样 D. d 是光的衍射图样
【答案】D
【解析】
【详解】A.是光的双缝干涉图样,条纹间距相等,A错误;
B.是光的单缝衍射图样,中央亮条纹最宽,向外条纹变窄,间距变小,B错误;
C.是圆孔衍射图样,C错误;
D.是泊松亮斑(光照射在小圆盘上却出现中央亮斑),是光的衍射图样,D正确。
故选D。
2. 一质量为M的航天器正以速度v0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出一定质量的气体,气体喷出时速度大小为v1,加速后航天器的速度大小为v2,则喷出气体的质量m为( )
A. M B. M C. M D. M
【答案】C
【解析】
【详解】规定航天器的速度方向为正方向,由动量守恒定律可得
Mv0=(M-m)v2-mv1
解得
m=M
故选C。
3. 一质量为1kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动,F随时间t变化的图线如图所示,则( )
A. 时物块的速率为1m/s
B. 时物块的动量大小为4kg·m/s
C. 时物块的动量大小为6kg·m/s
D. 时物块的速度为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意可知,物块在前2s内,做匀加速直线运动,加速度为
则当时,物块的速率为
A错误;
B.由A选项分析可知,当时,物块速率为
则此时物块的动量为
B正确;
D.由题意可知,物块在后2s内,做匀减速直线运动,加速度大小为
则当时,物块的速度为
D错误;
C.F-t图像的面积表示物块所受合力的冲量,则在前4s内,合力的冲量为
在前4s内,由动量定理可得时物块的动量大小为
C错误。
故选B。
4. 一列简谐横波沿x轴负方向传播。如图所示为时的波形图,此时质点A在波谷处。若时,质点A第一次到达正的最大位移处,则
A. 这列波的周期为
B. 这列波的波速为
C. 时,质点A动能最小且加速度为零
D. 时,处的质点在平衡位置,且沿y轴正向运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.点A在波谷处,经过时,质点A第一次到达正的最大位移处,则这列波的周期
A错误;
B.根据图可得,波长为2m,根据
B错误;
C.时,质点A在最大位移处,则速度为零,动能为零,加速度最大,C错误;
D.波沿x轴负方向传播,根据同侧法,则处的质点沿y轴正向运动,D正确。
故选D。
5. 一光滑圆弧面ABD,水平距离为L,高为h(L>>h),小球从顶端A处静止释放,滑到底端D的时间为t1,若在圆弧面上放一块光滑斜面ACD,则小球从A点静止释放,滑到D的时间为t2,则( )
A. t2=t1 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由于h<< L,小球沿光滑圆弧面ABD运动,可看作单摆模型,运动时间等于四分之一个单摆周期。设圆弧轨道半径为R,单摆周期,小球的运动时间为
小球沿光滑斜面ACD运动,可看作等时圆模型,运动时间等于从圆周最高点沿直径自由下落到最低点的时间,所以
由上述可得
选项C正确,故选C。
6. 半径为的半圆形玻璃砖如图所示放置,面水平,为圆心。一束单色光与水平面成角照射到面上的点,为中点,折射光线刚好照射到圆弧最低点,光线在点折射后照射到地面的点(图中未画出),将入射点从点移到点,保持入射方向不变,最终光线也照射到地面上的点,不考虑光在圆弧面上的反射,则( )
A. 玻璃砖对光的折射率为
B. 玻璃砖对光折射率为
C. 、两点的距离为
D. 点离地面的高度为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据题意,由几何关系可知,光在点的折射角的正弦值为
由折射定律可得,玻璃砖对光的折射率为
故AB错误;
CD.根据题意和折射定律画出光路图,如图所示
设的距离为,由几何关系有
则有
解得
则
故D错误,C正确。
故选C。
7. 如图所示,一质量的滑块套在光滑的水平轨道上,一质量的小球通过长的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接,小球和轻杆可在竖直平面内绕轴O自由转动。初始时,轻杆水平,现给小球一竖直向上的初速度,已知重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 若滑块固定,小球到达最高点的速度大小为
B. 若滑块不固定,小球到达最高点的速度大小为
C. 若滑块不固定,小球到达最高点时,滑块运动的位移大小为
D. 若滑块不固定,小球到达轴O右侧水平位置时的位移大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.若滑块固定,小球由初始位置到达最高点过程,则有
代入数据解得,故A错误;
B.若滑块不固定,小球由初始位置到达最高点的过程,水平方向动量守恒,则有
根据机械能守恒,则有
联立解得,故B错误;
CD.若滑块不固定,小球由初始位置到达最高点的过程,水平方向动量守恒,选取向右的方向为正方向,则有
结合
整理可得
位移关系则有
代入数据解得
同理可得,若滑块不固定,小球到达轴O右侧水平位置时的位移为,故C错误,D正确。
故选D。
二、多选题
8. 一根弹性长绳沿轴放置,左端点位于坐标原点,点和点分别是绳上,处的质点,用手握住绳的左端,当时使绳的左端开始沿轴做简谐振动,在时,绳上形成如图所示的波形.下列说法正确的是( )
A. 此列波的波长为,波速为
B. 此列波为横波,左端点开始时先沿轴正向运动
C. 当时,质点开始振动
D. 在时,质点的位置坐标为
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】A.质点的起振方向和波源初始时刻的振动方向一致,由题图知,波长,周期,则波速为
故A错误;
B.此列波质点的振动方向与波的传播方向垂直,故为横波,左端点开始时的运动方向与题图所示时刻处质点的振动方向相同,即沿轴负向运动,故B错误;
C.波从题图所示位置传到质点用时
因此时质点开始振动,故C正确;
D.振动从处传到点的时间为,在时,质点振动了2.5个周期,而的起振方向为轴负向,故在时,运动到平衡位置,故D正确。
故选CD。
9. a、b两束平行激光垂直于表面射入截面为等腰直角三角形(截面如图)的玻璃砖,其中b束激光在出射面上发生全反射,下列关于这两束激光的说法中正确的是( )
A. a光在此玻璃砖内传播速度更大
B. b光在此玻璃砖内传播速度更大
C. 该玻璃砖对a光的折射率大于
D. a光和b光分别通过杨氏双缝干涉装置的两个狭缝,不能产生干涉现象
【答案】AD
【解析】
【详解】ABC.根据题意可知a、b光在界面上的入射角相等且都等于,而b光发生了全反射,a光未发生全反射,所以a光的临界角大于b光的临界角,根据可知,a光的折射率小于b光的折射率,所以a光的频率小于b光的频率,a光的波长大于b光的波长,根据可知,则a光在此玻璃砖内传播速度更大,故A正确,BC错误;
D.由于两种光的频率不同,所以这两种光不能发生明显的干涉现象,故D正确。
故选AD。
10. 如图,光滑水平面有一静止长木板质量M=3kg,长L=7m,木板上最左端静置一木块m=1kg,木板与木块间动摩擦因数μ=0.3,时刻,在木块上施加一水平向右的恒力F=6N,作用t=2s后撤去该力,对于木板和木块的运动,下列结论正确的是(g=10m/s2)( )
A. t=2s时木块的速度为6m/s
B. t=2s时木板的位移为2m
C. 从t=0开始,木块与木板相对运动的时间为4s
D. 从t=0开始,系统产生的内能为18J
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.以向右为正方向,对木块由动量定理可得
解得
故A正确;
B.以向右为正方向,对木板由动量定理可得
解得
木板的位移为
故B正确;
C.撤去该力,木块与木板组成的系统,动量守恒,则有
解得
对木块由动量定理可得
解得
从t=0开始,木块与木板相对运动的时间为
故C错误;
D. 木块位移为
系统产生的内能为
系统产生的内能为
从t=0开始,系统产生的内能为
故D正确。
故选ABD。
三、实验题
11. 某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验:
(1)实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径,示数如图所示,该摆球的直径___________。
(2)如果实验测得的值偏小,可能的原因是( )
A. 测摆线长时摆线拉得过紧
B. 摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
C. 开始计时时,秒表过迟按下
D. 实验中误将49次全振动数记为50次
(3)某同学为了提高实验精度,在实验中改变几次摆长,并测出相应的周期T,算出的值,再以为横轴、为纵轴建立直角坐标系,将所得数据描点连线如图,并求得该直线的斜率为k。则重力加速度_________(用k表示)
(4)另一小组同学用单摆测重力加速度后,也使用(3)的做法。作出的图像用斜率算出重力加速度。实验后发现摆球质量分布不均匀,则测量结果是否有误差,请说明原因_________。
【答案】(1)1.20 (2)B
(3)
(4)见解析
【解析】
【小问1详解】
10分度游标卡尺的精确值为,由图可知摆球的直径为
【小问2详解】
根据,可得
A.测摆线长时摆线拉得过紧,则摆长测量值偏大,重力加速度测量值偏大,故A错误;
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了,则摆长测量值偏小,重力加速度测量值偏小,故B正确;
C.开始计时时,秒表过迟按下,则周期测量值偏小,重力加速度测量值偏大,故C错误;
D.实验中误将49次全振动数记为50次,则周期测量值偏小,重力加速度测量值偏大,故D错误。
故选B。
【小问3详解】
根据,可得
可知图像的斜率为
解得重力加速度为
【小问4详解】
没有误差,斜率为
可知,无论质量如何分布,只影响摆长,单摆摆长偏大还是偏小,都不影响图像的斜率k,因此不影响重力加速度的测量值。
12. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,将器材按要求安装,如图(a)所示,现选用缝间距d=0.20mm的双缝片,像屏与双缝片间的距离L=500mm。
(1)关于该实验,下列说法正确的是 。
A. 若想减少从目镜中观察到的条纹个数,可增大双缝间距
B. 若要将红光干涉更换成绿光干涉,需要更换单缝
C. 将滤光片由红色换成蓝色,其他条件保持不变,干涉条纹间距变窄
(2)某次实验中,已知单缝宽度d1=0.10mm,单缝到毛玻璃距离L1=80cm,双缝宽度d2=0.20mm,双缝到毛玻璃距离L2=70cm,将分划板中心线对准左边某亮纹中心时计数为1,手轮上读数为12.50mm;接着转动手轮,使分划板中心刻线扫到第6亮条纹中心,此时手轮上示数如图(b)所示,读数x2=_________mm。该光的波长λ=_________m(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)C (2) ①. 24.55 ②.
【解析】
【小问1详解】
A.若想减少从目镜中观察到的条纹个数,则条纹的宽度将增大,根据相邻条纹间的距离为,可减小双缝间距,故A错误;
B.若要将红光干涉更换成绿光干涉,需将红色滤光片换成绿色滤光片,不需要更换单缝,故B错误;
C.若将滤光片由红色换成蓝色,则波长变小,根据
可知,则毛玻璃上的干涉条纹间距将变窄,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
[1]分度游标卡尺精确度为,读数
[2] 相邻亮条纹间距为
根据
得
四、解答题
13. 如图所示,一个半径为r的圆木板静止在某种液体的表面,在圆木板圆心O的正下方处有一点光源S,已知液体的折射率,求:
(1)沿圆木板边缘出射的折射光线的折射角;
(2)将点光源S竖直向上移动多少距离后,水面上方恰好看不到S发出的光。
【答案】(1)45°;(2)
【解析】
【详解】(1)由折射定律
解得
(2)刚好发生全反射时
解得
此时光源与O距离
光源S上移距离的最小值
14. 将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲中O点为单摆的固定悬点,现将质量m=0.05kg的小摆球(可视为质点)拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置.∠AOB=∠COB=θ(θ小于10°且是未知量)。由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示,且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻.试根据力学规律和题中所给的信息,(g取10m/s2,=0.89),求:
(1)单摆的振动周期和摆长;
(2)摆球运动到平衡位置时的速度;
(3)图乙中细线拉力最小值为多少?
【答案】(1)T=0.4πs ;L=0.4m(2);(3)0.495N
【解析】
【详解】(1)由F-t图可得
T=0.4πs
由,得
L=0.4m
(2)由F-t图可得,摆球运动到平衡位置时细线的拉力
Fmax= 0.510N
此时有
Fmax-mg=m
所以
(3)A→B机械能守恒
Fmin=mgcos
解得
Fmin=0.495N
15. 某游戏装置如图所示,倾斜轨道下端固定一弹射装置,上端与一段圆弧管道平滑连接,高处水平光滑平台上一木板紧靠管道出口,且与管道内壁平齐,平台左端地面上有一卡扣装置Q,木板经过时瞬间被卡住,停止运动。游戏时,滑块P每次都在A点弹射离开,通过调节弹射装置可以为滑块从A点弹出提供不同的初动能,滑块最终能停留在木板上则游戏挑战成功。已知斜轨道倾角,AB距离,圆管道半径,且比圆管口径大得多。木板质量,滑块与木板间摩擦因数,其余均光滑,滑块P质量,可看作质点,水平平台足够长,取。
(1)若滑块弹射后恰好能到点,求在点时对轨道压力的大小;
(2)假设木板足够长,某次滑块从A点弹出速度为,求木板能够获得的最大速度;
(3)假设木板的长度,若要游戏成功,求滑块从A点弹射的初动能范围。
【答案】(1)1N;(2);(3)1.5J~ 2.0J
【解析】
【详解】(1)若滑块弹射后恰好能到点,由于滑块在D点最小速度为0,则有
由牛顿第三定律可得
(2)从过程,根据动能定理有
解得
当木板与滑块共速时,其速度最大,根据动量守恒定律有
解得
(3)①滑块能到木板上,则有
根据动能定理有
解得
②滑块恰好不从木板左端滑出,则滑块滑上木板,两者达到共同速度过程有
,
木板被卡住后,对滑块,根据动能定理有
其中
解得
滑块弹出过程,根据动能定理有
解得
结合上述,滑块初动能范围为
解得,初动能范围为1.5J~2.0J。
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