精品解析：福建省漳州市平和广兆中学2024-2025学年高二下学期期末物理试题

广兆中学高二（下）期末物理试卷 一、单选题：本大题共4小题，共16分。 1. 有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A. 电磁波在真空中也能传播 B. 电磁波能传播信息，不能传播能量 C. 射线的波长比红外线的波长更长 D. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 【答案】A 【解析】 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播，故A项正确； B．电磁波不仅能传播信息，也可以传播能量，故B项错误； C．由电磁波谱可知，红外线的波长比X射线的波长，故C项错误； D．赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D项错误。 故选A。 2. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1＝20 ，R2＝30 ，C为电容器．已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则（） A. 交流电的频率为0.02 Hz B. 原线圈输入电压的最大值为200V C. 电阻R2的电功率约为6.67 W D. 通过R3的电流始终为零 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02s，频率为50赫兹，A错，由图乙可知通过R1的电流最大值为Im＝1A、由欧姆定律可得其最大电压为Um=ImR1＝20V，原副线圈的电压之比等于匝数之比即可得原线圈输入电压的最大值为U1=200V，B错；由并联电路特点可得电阻R2的电流有效值为，电阻R2的电功率为, C对； 因为电容器有通交流、阻直流的作用，所以有电流通过R3和电容器，D错； 所以本题选择C． 考点：交变电流 变压器 3. 如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是（　　） A. 振动周期为2s，振幅为16cm B. 第2s末，振子的加速度为正向最大值 C. 第3s末，振子的速度为零，机械能最小 D. 从第1s末到第2s末，振子在做加速运动 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．由图象可知振动周期为4s，振幅为8cm，故A错误； B．第2s末，振子处在负向最大位移处，回复力最大且指向正方向，则振子的加速度为正向最大值，故B正确； C．第3s末，振子的速度正向最大，动能最大，势能最小，机械能不变，故C错误； D．从第1s末到第2s末，振子负向减速运动，故D错误。 故选B。 4. 一质量为2kg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2m/s B. 时物块的动量大小为4kg·m/s C. 时物块的动量大小为5kg·m/s D. 时物块的速度为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．由动量定理有 解得时物块的速率为 故A错误； B．图线与时间轴所围面积表示冲量，根据动量定理可知，时物块的动量大小为 故B正确； C．根据动量定理可知，时物块的动量大小为 故C错误； D．根据动量定理可知，时物块的动量大小为 则时物块的速度为 故D错误。 故选B。 二、多选题：本大题共4小题，共24分。 5. 如图所示，有一束平行于等边三棱镜横截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是 A. 该棱镜的折射率为 B. 光在F点发生全反射 C. 光从空气进入棱镜，波长变长 D. 光从空气进入棱镜，光速变小 【答案】AD 【解析】 【详解】由几何知识得：光线在AB面上入射角为 i=60°，折射角为 r=30°，则棱镜的折射率为．故A正确．由几何关系可知，光线在F点的入射角等于AB面上的折射角，根据光路可逆性原理知，光在F点不可能发生全反射，故B错误．光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，由公式v=λf得知，波长变小．故C错误，D正确．故选AD． 6. 如图（a）为一列简谐横波在时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该横波沿x轴正方向传播 B. 该横波的波速为0.5m/s C. 0~2s时间内，质点P运动的位移为16cm D. 若该横波传播过程中遇到宽度为0.2m的障碍物，会观察到明显的衍射现象 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据图（b）的振动图像可知，在处的P点质点在时振动方向向上，结合图（a）的波形图可知，该波向x轴负方向传播，故A错误； B．由图（a）可知该简谐横波波长，由图（b）可知周期，则波速 故B正确； C．0~2s时间内，质点P运动的位移为0，故C错误； D．当障碍物尺寸与波长相差不多或小于波长时可发生明显的衍射现象，所以该横波传播过程遇到宽度为0.2m的障碍物，会观察到明显的衍射现象，故D正确。 故选BD。 7. 两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图甲、乙所示，图丙中有一半圆玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏。甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r。则下列说法正确的是（　　） A. 乙光以i入射时一定发生全反射 B. 甲光的频率比乙光的频率小 C. 甲光在玻璃砖中的临界角C满足sinC= D. 若绕O点逆时针旋转玻璃砖，PQ上可能接收不到甲光 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．根据双缝干涉条纹的间距公式 知甲的波长较小，乙的波长较大，所以甲的频率大，乙的频率小，对同一种介质，甲的折射率大。根据全反射的临界角 可知甲的临界角小，乙的临界角大，当甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点发生折射时，乙光以i入射时一定不会发生全反射，故AB错误； C．根据全反射的临界角 结合 所以甲光在玻璃砖中的临界角C满足 sinC= 故C正确； D．若绕O点逆时针旋转玻璃砖，随i的增大，由于甲的临界角小，先发生全反射，所以PQ上可能接收不到甲光，故D正确。 故选CD。 8. 空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上．t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=t1的时间间隔内（　　） A. 圆环所受安培力的方向始终不变 B. 圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C. 圆环中的感应电流大小为 D. 圆环中的感应电动势大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB、根据B-t图象，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针，但在t0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向的方向在t0时刻发生变化，则A错误，B正确； CD、由闭合电路欧姆定律得：，又根据法拉第电磁感应定律得：，又根据电阻定律得：，联立得：，则C正确，D错误． 故本题选BC． 三、填空题：本大题共3小题，共9分。 9. 热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更______(选填“敏感”或“不敏感”)． 【答案】 ①. 增强 ②. 敏感 【解析】 【详解】图中横轴表示温度，纵轴表示电阻，随着温度的增加，金属热电阻的阻值略微增大，而热敏电阻的阻值显著减小，所以这种热敏电阻在温度上升时导电能力增强，相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更敏感； 10. 如图所示，a和b是从A点以相同的速度垂直磁场方向射入匀强磁场的两个粒子运动的半圆形轨迹，已知两个粒子带电荷量相同，且，不计重力的影响，则由此可知两粒子均带___________电，两粒子的质量之比为___________ 。 【答案】 ①. 负 ②. 2：1 【解析】 【详解】[1]两粒子进入磁场后均向下偏转，可知在A点，均受到向下的洛伦兹力，由左手定则可知，四指所指的方向与运动方向相反，得知两个粒子均带负电； [2]带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 变形有 因ra=2rb，a、b进入磁场的速度相同，电荷量也相同，又在同一磁场运动，所以有 11. 高空坠物现在已成为危害极大的社会安全问题。假设一个质量为50g的鸡蛋从离地45m高的窗户自由落下，鸡蛋与地面撞击时间约为，不计空气阻力，g取。鸡蛋与地面撞击过程中，鸡蛋的动量改变量大小为________，方向为________，对地面的平均冲击力大小约为________N。 【答案】 ①. 1.5 ②. 竖直向上 ③. 750.5##750 【解析】 【详解】[1][2]设鸡蛋落地前瞬间的速度大小为，根据运动学公式可得 则 则鸡蛋与地面撞击过程中，以向上为正方向，鸡蛋的动量改变量为 可知鸡蛋的动量改变量大小为，方向竖直向上； [3]设地面对鸡蛋的平均冲击力大小为，根据动量定理可得 解得 根据牛顿第三定律可知，鸡蛋对地面的平均冲击力大小为。 四、实验题：本大题共2小题，共12分。 12. 物理探究小组在实验室进行光学实验。 （1）图甲是测量光波长的实验装置。图乙是观察到的屏上的干涉条纹，测得A、B两条亮条纹中心间距为，已知双缝间距为d，双缝到屏的距离为L，则该单色光的波长为______（用题目给出的物理量的字母表示）。实验时，若把屏向靠近双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的间距会______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 （2）用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率，实验中用A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路，O和分别是入射点和出射点，如图丙所示。测得A点到过O点的法线OM的距离，AO的长度，点到OM的距离为，的长度，则玻璃砖的折射率的表达式为n=______（用、x1、和x2表示），代入数据可得玻璃砖的折射率为______（用分数表示）。 【答案】 ①. ②. 变小 ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]根据图乙可知相邻明条纹中心间的距离为 根据 解得该单色光的波长 [2]根据 把屏向靠近双缝的方向移动，双缝到屏之间的距离L减小，可知相邻两亮条纹中心的间距会变小。 （2）[3]根据折射率的表达式有 结合图丙有 解得 [4]根据题中给出数据，代入数据可得 13. 某实验小组采用如图甲所示的实验装置“验证动量守恒定律”。该装置在水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电计时器1和光电计时器2，弹性滑块A、B质量分别为、，两遮光片沿运动方向的宽度均为d。回答下列问题： （1）用螺旋测微器测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度________cm。 （2）实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动，、应满足的关系是________（填“>”“<”或“=”）。 （3）实验先调节气垫导轨成水平状态，再轻推滑块A，测得A通过光电计时器1时的遮光时间为，A与B相碰后，B和A先后经过光电计时器2时的遮光时间分别为和，则碰前A的速度大小________m/s。（保留三位有效数字） （4）在实验误差允许的范围内，若满足关系式________（用、、、、表示），则可认为验证了动量守恒定律。 【答案】（1）0.6700 （2）＞ （3）0.335 （4） 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微器读数规则，可读出该遮光片的宽度为 【小问2详解】 A和B发生弹性碰撞，为确保碰撞后滑块A不反向运动，mA、mB应满足的关系是 【小问3详解】 碰前A的速度大小为 【小问4详解】 设碰撞后A的速度为，B的速度为，在实验误差允许的范围内，碰撞过程若满足动量守恒定律，则有 其中 ，， 联立可得 即若满足 则可认为验证了动量守恒定律。 五、计算题：本大题共3小题，共39分。 14. 某研究小组在研究通电导线在磁场中的受到力方向跟哪些因素有关的实验中，把长L=0.2m的导体棒置于匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示。若导体棒中的电流I=2.0A，方向向左，导体棒受到的安培力大小为4×10-3N。（g取10m/s2）求： （1）安培力的方向。 （2）磁感应强度大小。 （3）若导体棒中电流大小为3A，导线棒L质量为6×10-4kg，则两根竖直细导线所受的拉力T各为多少？ 【答案】（1）安培力的方向竖直向下；（2）0.01T；（3） 【解析】 【详解】（1）根据左手定则可知，安培力的方向书竖直向下； （2）根据公式 解得 B = 0.01T （3）由平衡条件知 解得 15. 安全气囊是汽车重要的被动安全装备，国产新能源车发展越来越迅速，而气囊数目也远高于燃油车，部分高级车型气囊和气帘共有24个，在保护头部安全方面起到了重要作用。如图甲所示，在某安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从距气囊上表面高处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直向上的作用力大小随时间的变化规律可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量，重力加速度，不计空气阻力。 （1）碰撞过程中F的冲量大小； （2）碰撞结束后头锤反弹的速度大小； （3）碰撞过程中系统损失的机械能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据图像的面积等于的冲量可知，碰撞过程中的冲量大小为 【小问2详解】 头锤落到气囊上表面时的速度大小为 取竖直向上为正方向，碰撞过程由动量定理 联立解得 【小问3详解】 碰撞过程中系统损失的机械能为 联立解得 16. 如图所示，两根固定在绝缘水平面内足够长的平行金属导轨，间距，导轨所在空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。两根质量均为、长度均为的导体棒、静置在导轨上，阻值分别为、。导体棒用一根绝缘细线跨过光滑定滑轮与质量为的物块拴接，初始时，用手托着物块，使细线刚好伸直，水平部分的细线与导轨共面且平行，然后由静止释放物块，经过时间，导体棒刚好开始运动。已知两导体棒与导轨之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，运动过程中两导体棒始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻忽略不计，求： （1）释放物块瞬间，导体棒的加速度大小； （2）导体棒开始运动瞬间，物块的速度大小； （3）从释放物块到导体棒开始运动，导体棒中产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）释放物块c瞬间，以a、c为整体，根据牛顿第二定律有 解得 （2）导体棒b开始运动瞬间，设此时物块c速度大小为v，此时导体棒b受力平衡有 导体棒b受到的安培力为 而 解得 （3）从释放物块c到导体棒b开始运动的过程，分别对c和a列动量定理，对c 对a 流过导体棒a的电荷量 得到 从释放物块c到导体棒b开始运动的过程，根据能量守恒定律有 导体棒b中产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广兆中学高二（下）期末物理试卷 一、单选题：本大题共4小题，共16分。 1. 有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A. 电磁波在真空中也能传播 B. 电磁波能传播信息，不能传播能量 C. 射线的波长比红外线的波长更长 D. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 2. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1＝20 ，R2＝30 ，C为电容器．已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则（） A. 交流电的频率为0.02 Hz B. 原线圈输入电压的最大值为200V C. 电阻R2的电功率约为6.67 W D. 通过R3的电流始终为零 3. 如图所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是（　　） A. 振动周期为2s，振幅为16cm B. 第2s末，振子的加速度为正向最大值 C. 第3s末，振子的速度为零，机械能最小 D. 从第1s末到第2s末，振子在做加速运动 4. 一质量为2kg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2m/s B. 时物块的动量大小为4kg·m/s C. 时物块的动量大小为5kg·m/s D. 时物块的速度为零 二、多选题：本大题共4小题，共24分。 5. 如图所示，有一束平行于等边三棱镜横截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是 A. 该棱镜的折射率为 B. 光在F点发生全反射 C. 光从空气进入棱镜，波长变长 D. 光从空气进入棱镜，光速变小 6. 如图（a）为一列简谐横波在时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该横波沿x轴正方向传播 B. 该横波的波速为0.5m/s C. 0~2s时间内，质点P运动的位移为16cm D. 若该横波传播过程中遇到宽度为0.2m的障碍物，会观察到明显的衍射现象 7. 两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图甲、乙所示，图丙中有一半圆玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏。甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r。则下列说法正确的是（　　） A. 乙光以i入射时一定发生全反射 B. 甲光的频率比乙光的频率小 C. 甲光在玻璃砖中的临界角C满足sinC= D. 若绕O点逆时针旋转玻璃砖，PQ上可能接收不到甲光 8. 空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上．t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=t1的时间间隔内（　　） A. 圆环所受安培力的方向始终不变 B. 圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C. 圆环中的感应电流大小为 D. 圆环中的感应电动势大小为 三、填空题：本大题共3小题，共9分。 9. 热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更______(选填“敏感”或“不敏感”)． 10. 如图所示，a和b是从A点以相同的速度垂直磁场方向射入匀强磁场的两个粒子运动的半圆形轨迹，已知两个粒子带电荷量相同，且，不计重力的影响，则由此可知两粒子均带___________电，两粒子的质量之比为___________ 。 11. 高空坠物现在已成为危害极大的社会安全问题。假设一个质量为50g的鸡蛋从离地45m高的窗户自由落下，鸡蛋与地面撞击时间约为，不计空气阻力，g取。鸡蛋与地面撞击过程中，鸡蛋的动量改变量大小为________，方向为________，对地面的平均冲击力大小约为________N。 四、实验题：本大题共2小题，共12分。 12. 物理探究小组在实验室进行光学实验。 （1）图甲是测量光波长的实验装置。图乙是观察到的屏上的干涉条纹，测得A、B两条亮条纹中心间距为，已知双缝间距为d，双缝到屏的距离为L，则该单色光的波长为______（用题目给出的物理量的字母表示）。实验时，若把屏向靠近双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的间距会______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 （2）用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率，实验中用A、B两个大头针确定入射光路，C、D两个大头针确定出射光路，O和分别是入射点和出射点，如图丙所示。测得A点到过O点的法线OM的距离，AO的长度，点到OM的距离为，的长度，则玻璃砖的折射率的表达式为n=______（用、x1、和x2表示），代入数据可得玻璃砖的折射率为______（用分数表示）。 13. 某实验小组采用如图甲所示的实验装置“验证动量守恒定律”。该装置在水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电计时器1和光电计时器2，弹性滑块A、B质量分别为、，两遮光片沿运动方向的宽度均为d。回答下列问题： （1）用螺旋测微器测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度________cm。 （2）实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动，、应满足的关系是________（填“>”“<”或“=”）。 （3）实验先调节气垫导轨成水平状态，再轻推滑块A，测得A通过光电计时器1时的遮光时间为，A与B相碰后，B和A先后经过光电计时器2时的遮光时间分别为和，则碰前A的速度大小________m/s。（保留三位有效数字） （4）在实验误差允许的范围内，若满足关系式________（用、、、、表示），则可认为验证了动量守恒定律。 五、计算题：本大题共3小题，共39分。 14. 某研究小组在研究通电导线在磁场中的受到力方向跟哪些因素有关的实验中，把长L=0.2m的导体棒置于匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示。若导体棒中的电流I=2.0A，方向向左，导体棒受到的安培力大小为4×10-3N。（g取10m/s2）求： （1）安培力的方向。 （2）磁感应强度大小。 （3）若导体棒中电流大小为3A，导线棒L质量为6×10-4kg，则两根竖直细导线所受的拉力T各为多少？ 15. 安全气囊是汽车重要的被动安全装备，国产新能源车发展越来越迅速，而气囊数目也远高于燃油车，部分高级车型气囊和气帘共有24个，在保护头部安全方面起到了重要作用。如图甲所示，在某安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从距气囊上表面高处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直向上的作用力大小随时间的变化规律可近似用图乙所示的图像描述。已知头锤质量，重力加速度，不计空气阻力。 （1）碰撞过程中F的冲量大小； （2）碰撞结束后头锤反弹的速度大小； （3）碰撞过程中系统损失的机械能。 16. 如图所示，两根固定在绝缘水平面内足够长的平行金属导轨，间距，导轨所在空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。两根质量均为、长度均为的导体棒、静置在导轨上，阻值分别为、。导体棒用一根绝缘细线跨过光滑定滑轮与质量为的物块拴接，初始时，用手托着物块，使细线刚好伸直，水平部分的细线与导轨共面且平行，然后由静止释放物块，经过时间，导体棒刚好开始运动。已知两导体棒与导轨之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，运动过程中两导体棒始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻忽略不计，求： （1）释放物块瞬间，导体棒的加速度大小； （2）导体棒开始运动瞬间，物块的速度大小； （3）从释放物块到导体棒开始运动，导体棒中产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $