精品解析：广东省汕头市潮南区某校2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

2024－2025学年第二学期期中考试 高二物理 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 日常生活和科技中处处蕴含物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 全息投影技术利用了激光能量高的特点 B. 光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用的是光疏介质 C. 通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 D. 正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到的声波频率与该波源的频率相比变小 2. 机械振动在介质中的传播称为机械波，常见的机械波有：水波、声波、地震波。关于波的反射和折射、波的干涉和衍射、多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A. “不见其人，先闻其声”意思是看不见人却听到声音，说明声波发生了衍射现象 B. 回音壁是北京天坛皇穹宇的围墙，回音壁的回音是由声音的折射形成的 C. 科学家利用激光测量月球与地球间的距离运用了多普勒效应原理 D. 泊松亮斑是干涉现象，阳光下肥皂膜上的彩色条纹是衍射现象 3. 2023年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶三位科学家，以表彰他们将产生阿秒光脉冲的实验方法用于研究物质中的电子动力学。阿秒是一个极小的时间单位。已知1阿秒=秒，光在真空中的传播速度为，则光在真空中传播1阿秒的距离为（　　） A. 30nm B. 3nm C. 0.3nm D. 0.03nm 4. 下图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B和电流所受安培力 F的方向，用“·”表示磁感线垂直于纸面向外，“×”表示磁感线垂直于纸面向里；“”表示电流垂直于纸面向里，“”表示电流垂直于纸面向外，则下列四个答案中正确的是（ ） A. B. C. D. 5. 潜水员在潜水时偶然会观察到上方坑洞里存在着明亮的“反光”，这是因为坑洞里存在空气，光在水面发生了全反射。如图，a处光源发出沿ab方向的光在b点恰好发生全反射，被c处的潜水员观察到。若水的折射率为n，光线与水面的夹角为θ，则（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，MN表示一块非常薄的金属板，带电粒子（不计重力） 在匀强磁场中运动并垂直穿过薄金属板，粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变） 虚线表示其运动轨迹，由图可知粒子（　　） A. 带正电荷 B. 沿e→d→c→b→a方向运动 C. 穿越金属板后，轨迹半径变大 D. 穿越金属板后，所受洛伦兹力不变 7. 一列沿 轴传播的简谐横波， 时刻的波形图如图1所示， 是介质中的两个质点，图2是质点 的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿 轴正方向传播 B. 该波在传播过程中遇到20m的障碍物，能发生明显衍射现象 C. 质点 在4s内沿 轴传播的距离为4m D. 质点在2s内运动的路程为20cm 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 在如图所示的xOy坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为 。 时， 处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，质点沿y轴正方向运动 B. 时，质点的速度最大 C. 该列绳波的波速为 D. 时，质点和加速度相同 9. 如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品，摄影师在水下对水上的景物进行拍摄，获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响，假设摄影师由水下竖直向上拍摄，光的传播路径如图乙所示，已知水的折射率为，空气中光速c=3.0×108m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（　　） A. 光线从空气射入水中，频率不变 B. 摄影师看到的水上景物比实际位置偏低 C. 光进入水中速度变为2.25×108m/s D. 进入镜头的光线与竖直方向的夹角 最大为37° 10. 如图所示，两根间距为d的光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为 ，整个装置处于垂直导轨所构成的平面方向的匀强磁场中。质量为m，长度也为d的金属杆ab垂直导轨放置，当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止，重力加速度为g。则（　　） A. 磁场方向垂直导轨平面向下 B. 磁场方向垂直导轨平面向上 C. 磁感应强度为 D. 磁感应强度为 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。 （1）操作过程中为得到更好的实验效果，下列操作中正确的是______； A. 选用两光学表面间距大一些的玻璃砖 B. 入射角应选择尽量小些 C. 可以将玻璃砖界面当尺子画界线 D. 改变入射角的大小，多做几次实验 （2）在白纸上放好玻璃砖，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4在插P3时应使其挡住P1与P2的像，在插P4时应使其挡住______。 （3）甲同学在画完边界 aa'时，不小心将玻璃砖向上平移了一小段距离，然后画出下边界bb'，导致两边界间距略小于玻璃砖宽度，如图乙所示。则他测得的折射率与真实值相比______（选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。 12. 某实验小组利用单摆测重力加速度。 （1）用毫米刻度尺测得单摆的悬线长为，用20分度的游标卡尺测摆球的直径时示数如图甲所示，则摆球的直径 ________，则摆长 ________ 。 （2）为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，实验中为了减少摆长的测量误差对实验精度的影响，小组决定改变摆长的大小测出对应的单摆周期 ，并绘出 图线，从而间接测定当地的重力加速度。 A．若 图线的斜率为 ，当地的重力加速度计算公式为 ________； B．实验小组测得相关数据，绘制出 图线如图乙所示； C．若取，请根据图乙的 图线算出当地重力加速度值为 ________（保留三位有效数字）。 （3）地面上周期为的单摆经常被称为秒摆。若把该秒摆放在“天问一号”探测器中，探测器刚发射离开地球表面时，此秒摆的周期________（选填“大于”“小于”或“等于”）。 13. 一列横波沿x轴传播，如图所示，实线a为 时刻的波形曲线，虚线b为0.25s时的波形曲线，求： （1）由图中读出波的振幅和波长； （2）若该列波向右传播且周期大于0.25s，则波速多大？ 14. 如图所示，AOB是置于真空中截面为四分之一圆的玻璃砖，圆的半径为R，一束单色光从OA的中点G垂直OA射入，在圆弧面上的D点发生反射和折射，反射光线和折射光线分别照射到OB所在平面上的E点和F点，已知△EDF为直角三角形，光在真空中的速度为c。求： （1）玻璃砖对光的折射率； （2）光由G点传播到F点的时间。 15. 如图所示，水平轻弹簧的右端固定在水平面上A处的竖直挡板上，弹簧左端与一个质量为 的物块 接触（不固连），弹簧锁定，处于压缩状态。在水平面上的 点竖直固定一个半径为的光滑半圆轨道， 为轨道的竖直直径， 点为轨道所在圆的圆心，半圆轨道与水平面平滑连接。在 处静置一个质量为的小球 ，水平面的 段光滑， 段粗糙。现解除弹簧的锁定，弹簧将物块 弹开，经过一段时间后，物块 和小球 发生对心碰撞（碰撞时间极短），碰后物块 刚好运动至与圆心 等高的位置，小球 经过轨道最高点时对轨道的压力刚好等于其重力。已知重力加速度为 ，物块 和小球 均可视为质点，锁定时弹簧的弹性势能，弹簧的原长小于 的长度，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。（结果可带根号） （1）求物块 与小球 碰后瞬间小球 的速度大小； （2）求物块 与小球 碰撞过程中系统总动能的损失； （3）若小球 从点抛出后刚好落在点，求物块 与 间的动摩擦因数 。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024－2025学年第二学期期中考试 高二物理 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 日常生活和科技中处处蕴含物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 全息投影技术利用了激光能量高的特点 B. 光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用的是光疏介质 C. 通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 D. 正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到的声波频率与该波源的频率相比变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．全息投影技术利用了激光高相干性的特点，A错误； B．光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用光疏介质，B正确； C．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，C错误； D．正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，根据多普勒效应，我们听到的声波频率与该波源的频率相比变大，D错误。 故选B。 2. 机械振动在介质中的传播称为机械波，常见的机械波有：水波、声波、地震波。关于波的反射和折射、波的干涉和衍射、多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A. “不见其人，先闻其声”意思是看不见人却听到声音，说明声波发生了衍射现象 B. 回音壁是北京天坛皇穹宇的围墙，回音壁的回音是由声音的折射形成的 C. 科学家利用激光测量月球与地球间的距离运用了多普勒效应原理 D. 泊松亮斑是干涉现象，阳光下肥皂膜上的彩色条纹是衍射现象 【答案】A 【解析】 【详解】A．“不见其人，先闻其声”意思是看不见人却听到声音，表明波绕过了障碍物，说明声波发生了衍射现象，故A正确； B．回音壁是北京天坛皇穹宇的围墙，回音壁的回音是由声音的反射形成的，故B错误； C．科学家利用激光测量月球与地球间的距离运用了光的反射原理，故C错误； D．泊松亮斑是衍射现象，阳光下肥皂膜上的彩色条纹是干涉现象，故D错误。 故选A。 3. 2023年诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶三位科学家，以表彰他们将产生阿秒光脉冲的实验方法用于研究物质中的电子动力学。阿秒是一个极小的时间单位。已知1阿秒=秒，光在真空中的传播速度为，则光在真空中传播1阿秒的距离为（　　） A. 30nm B. 3nm C. 0.3nm D. 0.03nm 【答案】C 【解析】 【详解】光在真空中传播1阿秒的距离为 故选C。 4. 下图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B和电流所受安培力 F的方向，用“·”表示磁感线垂直于纸面向外，“×”表示磁感线垂直于纸面向里；“”表示电流垂直于纸面向里，“”表示电流垂直于纸面向外，则下列四个答案中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．磁场方向垂直纸面向里，电流方向水平向右，根据左手定则，安培力的方向竖直向上，故A正确； B．磁场方向垂直纸面向外，电流方向垂直纸面向里，电流方向与磁场方向平行，不受安培力，故B错误； C．磁场方向水平向左，电流方向垂直纸面向外，根据左手定则，安培力的方向竖直向下，故C错误； D．磁场方向竖直向上，电流方向水平向右，根据左手定则，安培力的方向垂直纸面向外，故D错误。 故选A。 5. 潜水员在潜水时偶然会观察到上方坑洞里存在着明亮的“反光”，这是因为坑洞里存在空气，光在水面发生了全反射。如图，a处光源发出沿ab方向的光在b点恰好发生全反射，被c处的潜水员观察到。若水的折射率为n，光线与水面的夹角为θ，则（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由光的折射定律可得 由几何关系 联立可得 故选C。 6. 如图所示，MN表示一块非常薄的金属板，带电粒子（不计重力） 在匀强磁场中运动并垂直穿过薄金属板，粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变） 虚线表示其运动轨迹，由图可知粒子（　　） A. 带正电荷 B. 沿e→d→c→b→a方向运动 C. 穿越金属板后，轨迹半径变大 D. 穿越金属板后，所受洛伦兹力不变 【答案】B 【解析】 【详解】B．带电粒子穿过金属板后速度减小，由 可得 可知轨迹半径应减小，故可知粒子运动方向是edcba，故B正确； A．粒子所受的洛伦兹力均指向圆心，在e点洛伦兹力向右，则由左手定则可知，粒子应带负电，故A错误； C．由上述分析可知穿越金属板后，轨迹半径变小，故C错误； D．穿过金属板后速度减小，根据 可知，洛伦兹力减小，故D错误。 故选B。 7. 一列沿轴传播的简谐横波， 时刻的波形图如图1所示， 是介质中的两个质点，图2是质点 的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿轴正方向传播 B. 该波在传播过程中遇到20m的障碍物，能发生明显衍射现象 C. 质点 在4s内沿轴传播的距离为4m D. 质点在2s内运动的路程为20cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图乙知，质点 点 时刻向 轴负方向振动，根据同侧法知，该波沿轴负方向传播，故A错误； B．由题图甲和乙可知，该波波长，不能发生明显衍射现象，故B错误； C．质点 点在平衡位置上下振动，不会随波迁移，故C错误； D．，则质点 在 内运动的路程 故D正确； 故选D。 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 在如图所示的xOy坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为 。 时， 处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，质点沿y轴正方向运动 B. 时，质点的速度最大 C. 该列绳波的波速为 D. 时，质点和加速度相同 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由时的波形图可知，波刚好穿到质点，根据上下坡法，可知此时质点沿y轴正方向运动，故波源的起振方向也沿y轴正方向，故 时，质点沿y轴正方向运动，故A正确； B．由图可知，在时质点处于正的最大位移处，故速度为零，故B错误； C．由图可知 解得 故该列绳波的波速为 故C错误； D、由图可知，在时，质点与位移相同，故两个质点的加速度相同，故D正确。 故选AD。 9. 如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品，摄影师在水下对水上的景物进行拍摄，获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响，假设摄影师由水下竖直向上拍摄，光的传播路径如图乙所示，已知水的折射率为，空气中光速c=3.0×108m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（　　） A. 光线从空气射入水中，频率不变 B. 摄影师看到的水上景物比实际位置偏低 C. 光进入水中速度变为2.25×108m/s D. 进入镜头的光线与竖直方向的夹角 最大为37° 【答案】AC 【解析】 【详解】A．光的频率由光源决定，与介质无关，所以光线由水上射入水中时，频率不变，故A正确； B．画出光路图如图所示 可知光源成像的位置比的位置偏高，故B错误； C．根据光速与折射率关系有 故C正确； D．当光线在水面的入射角为时，水中光线与竖直方向夹角达到最大值，即临界角C，且有 则 故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，两根间距为d的光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为 ，整个装置处于垂直导轨所构成的平面方向的匀强磁场中。质量为m，长度也为d的金属杆ab垂直导轨放置，当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止，重力加速度为g。则（　　） A. 磁场方向垂直导轨平面向下 B. 磁场方向垂直导轨平面向上 C. 磁感应强度为 D. 磁感应强度为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．金属杆ab刚好静止，磁场方向垂直导轨所构成的平面，根据平衡条件可知，金属杆所受安培力向上，根据左手定则可知，磁场方向垂直导轨平面向上，故A错误，B正确； CD．对金属杆进行受力分析，根据平衡条件有 解得 故C正确，D错误。 故选BC。 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。 （1）操作过程中为得到更好的实验效果，下列操作中正确的是______； A. 选用两光学表面间距大一些的玻璃砖 B. 入射角应选择尽量小些 C. 可以将玻璃砖界面当尺子画界线 D. 改变入射角的大小，多做几次实验 （2）在白纸上放好玻璃砖，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4在插P3时应使其挡住P1与P2的像，在插P4时应使其挡住______。 （3）甲同学在画完边界 aa'时，不小心将玻璃砖向上平移了一小段距离，然后画出下边界bb'，导致两边界间距略小于玻璃砖宽度，如图乙所示。则他测得的折射率与真实值相比______（选填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法确定”）。 【答案】（1）AD （2）P3和P2、P1的像 （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 A．为了便于确定折射光线，实验中应选用两光学表面间距大一些的玻璃砖，故A正确； B．为了便于确定折射角，实验中入射角应选择尽量大些，故B错误； C．为了避免影响透过玻璃砖看到像的清晰程度，实验中，不能够将玻璃砖界面当尺子画界线，故C错误； D．为了减小实验误差，实验中应改变入射角的大小，多做几次实验，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 为了精准确定折射光线，实验中，在插P4时应使其挡住P3和P2、P1的像。 【小问3详解】 实际的下边界应该处于图乙中的下侧，如图所示 可知，入射角相同，折射角的测量值偏小，则他测得的折射率与真实值相比偏大。 12. 某实验小组利用单摆测重力加速度。 （1）用毫米刻度尺测得单摆的悬线长为，用20分度的游标卡尺测摆球的直径时示数如图甲所示，则摆球的直径 ________，则摆长 ________ 。 （2）为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，实验中为了减少摆长的测量误差对实验精度的影响，小组决定改变摆长的大小测出对应的单摆周期 ，并绘出 图线，从而间接测定当地的重力加速度。 A．若 图线的斜率为，当地的重力加速度计算公式为 ________； B．实验小组测得相关数据，绘制出 图线如图乙所示； C．若取，请根据图乙的 图线算出当地重力加速度值为 ________（保留三位有效数字）。 （3）地面上周期为的单摆经常被称为秒摆。若把该秒摆放在“天问一号”探测器中，探测器刚发射离开地球表面时，此秒摆的周期________（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】（1） ①. 30.80 ②. 49.54 （2） ①. ②. 9.87 （3）小于 【解析】 【小问1详解】 [1]摆球的直径 [2]摆长 【小问2详解】 [1]根据 解得 图线的斜率为，则有 解得 [2]由图像可得斜率大小为 当地重力加速度值为 【小问3详解】 探测器刚发射离开地球表面时处于超重状态，等效重力加速度g变大，由可得周期变小，即秒摆的周期小于2s。 13. 一列横波沿x轴传播，如图所示，实线a为 时刻的波形曲线，虚线b为0.25s时的波形曲线，求： （1）由图中读出波的振幅和波长； （2）若该列波向右传播且周期大于0.25s，则波速多大？ 【答案】（1） ， （2） 【解析】 【小问1详解】 根据图像可得振幅、波长分别为 ， 【小问2详解】 若该列波向右传播，考虑周期性，则，（） 因为周期大于0.25s，则 ，可得周期 由 得 波速 14. 如图所示，AOB是置于真空中截面为四分之一圆的玻璃砖，圆的半径为R，一束单色光从OA的中点G垂直OA射入，在圆弧面上的D点发生反射和折射，反射光线和折射光线分别照射到OB所在平面上的E点和F点，已知△EDF为直角三角形，光在真空中的速度为c。求： （1）玻璃砖对光的折射率； （2）光由G点传播到F点的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意得 解得 根据反射定律得 因为△EDF为直角三角形 根据折射定律得 解得 （2）光在玻璃中的传播速度为 光在玻璃中传播的时间为 光在真空中传播的时间为 总时间为 解得 15. 如图所示，水平轻弹簧的右端固定在水平面上A处的竖直挡板上，弹簧左端与一个质量为 的物块 接触（不固连），弹簧锁定，处于压缩状态。在水平面上的点竖直固定一个半径为的光滑半圆轨道， 为轨道的竖直直径，点为轨道所在圆的圆心，半圆轨道与水平面平滑连接。在处静置一个质量为的小球 ，水平面的段光滑，段粗糙。现解除弹簧的锁定，弹簧将物块 弹开，经过一段时间后，物块 和小球 发生对心碰撞（碰撞时间极短），碰后物块 刚好运动至与圆心等高的位置，小球 经过轨道最高点时对轨道的压力刚好等于其重力。已知重力加速度为 ，物块 和小球 均可视为质点，锁定时弹簧的弹性势能，弹簧的原长小于的长度，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。（结果可带根号） （1）求物块 与小球 碰后瞬间小球 的速度大小； （2）求物块 与小球 碰撞过程中系统总动能的损失； （3）若小球 从点抛出后刚好落在点，求物块 与间的动摩擦因数 。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设碰后瞬间小球 的速度大小为，小球 经过点时的速度大小为，对小球 在最高点有 解得 对小球 从碰后至点有 解得 【小问2详解】 设物块 碰前、碰后瞬间的速度大小分别为、，碰后，对物块 有 解得 碰撞过程由动量守恒定律有 解得 碰撞过程中，系统总动能的损失 解得 【小问3详解】 小球 从点抛出后刚好落在点，则由平抛运动规律可知，在水平方向上有 在竖直方向有 碰前运动过程，对物块 有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $