精品解析：湖南株洲市第二中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

株洲市二中2024年下学期高二年级期末考试试卷 物理试题 时量：75分钟 分值：100分 一、单选题：本题共6小题，每小题4分，共24分。 1. 下列有关物理知识和物理学史，正确的是（ ） A. 历史上首先命名正负电荷的是吉尔伯特 B. 奥斯特探索发现了电流的磁效应 C. 库仑通过扭秤实验测定了电子的电荷量 D. 高空建筑的避雷针利用了静电屏蔽的原理 【答案】B 【解析】 【详解】A．历史上首先命名正负电荷的是美国科学家富兰克林，故A错误； B．奥斯特探索发现了电流的磁效应，故B正确； C．库仑通过扭秤实验发现了库仑定律，测定电子电荷量的是密立根的油滴实验，故C错误； D．高空建筑的避雷针利用了尖端放电的原理，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，某同学质量为50kg，在军事训练中要求他从岸上以4m/s的速度水平向右跳到一条向他缓缓漂来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是100kg，速度大小是0.5m/s，该同学上船又跑了几步，最终停在船上，不计水和空气的阻力，以向右为正方向，人停在船上时，小船的速度为（ ） A. 0.5m/s B. C. 1.0m/s D. 【答案】C 【解析】 【详解】把人和船作为一个系统，由于不计水和空气的阻力，则该系统动量守恒，设最终速度为v，规定向右为正方向，则由， 由动量守恒定律有 代入数据解得 故选C。 3. 如图所示，某透明均质光学元件的截面ABCD是长为2L、宽为L的矩形。一细束单色光从AB边上中点P，以与AB边夹角的方向由真空中射入该元件，经折射后从CD边上M点（图中未画出）出射。已知该元件对该单色光的折射率，下列说法正确的是（ ）（取，，光在真空中的传播速度为c，不考虑光的反射） A. PM的长度为 B. PM的长度为 C. 通过PM的时间为 D. 通过PM的时间为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设该单色光从P点入射的折射角为，根据折射定律有 又 解得 可得 根据几何关系可得，故AB错误； CD．单色光在介质中的传播速度 则通过PM的时间为故C错误，D正确。 故选D。 4. A、B板间存在竖直方向的匀强电场，沿垂直电场线方向射入三种比荷（电荷量与质量的比）相同的带电微粒（不计重力），a、b和c的运动轨迹如图所示，其中b和c是从同一点射入的。不计空气阻力，则可知粒子运动的全过程（ ） A. 运动加速度 B. 速度变化量 C. 飞行时间 D. 电势能的减少量 【答案】C 【解析】 【详解】A．依题意，带电粒子的比荷、匀强电场的场强均相同，根据牛顿第二定律 解得 可知它们运动的加速度相同，故A错误； C．带电粒子在竖直方向都做初速度为零的匀加速直线运动，由 解得 由图可知 则得，故C正确； B．速度变化量 联立解得故B错误； D．电场力做功为 由于电荷量关系不能确定，所以不能确定电场力做功的大小，也就不能确定电势能减少量的大小。故D错误。 故选C。 5. 如图所示为实验室中一单摆的共振曲线，由共振曲线可知（ ） A. 则该单摆的摆长约为1.5m B. 若增大摆长，共振曲线的峰值向左偏移 C. 若增大摆球的质量，共振曲线的峰值向右偏移 D. 若在月球上做实验，共振曲线的峰值向右偏移 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，单摆的固有频率为0.5Hz，则周期 根据 解得该单摆的摆长约为，故A错误； B．若增大摆长，根据 可知周期变大，固有频率减小，则共振曲线的峰值向左偏移，故B正确； C．若增大摆球的质量，固有频率不变，则共振曲线的峰值不移动，故C错误； D．若在月球上做实验，重力加速度g变小，则周期变大，固有频率变小，则共振曲线的峰值向左偏移，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，足够大的光滑水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量均为m的光滑小球A、B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度为时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g，则下列判断正确的是（ ） A. 小球均静止时，弹簧的长度为 B. 角速度时，小球A对弹簧的压力为mg C. 角速度从继续增大的过程中，小球A对弹簧的压力增大 D. 角速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．两球静止时，受力平衡，故杆的弹力为零，对A球受力分析可知 解得 故此时弹簧的长度为，故A错误； BCD．当转动的角速度为时，小球B刚好离开台面，设杆与转盘的夹角为，对B球，由牛顿第二定律可知 根据平衡条件有 而A球依然处于平衡，则有 由几何关系可知 联立解得， 根据牛顿第三定律可知，小球A对弹簧的压力为2mg，当角速度从继续增大，B球将飘起来，杆与水平方向的夹角变小，对A与B的系统在竖直方向始终处于平衡，则有 因此弹簧对A球的弹力是2mg，由牛顿第三定律可知，A球对弹簧的压力依然为2mg，弹簧的形变量不变，故BC错误，D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7. 下列有关光学的现象描述和对应知识均正确的是（ ） A. 检查工件平整度，出现图示条纹弯曲说明被检查平面在此出现了凸起利用了光的干涉 B. 从岸上看水中的物体位置，会比实际位置偏下是由于光的折射 C. 光学镜头镀有一层增透膜可以增强透射光的强度是利用了光的衍射 D. 医生给肩颈酸痛病人贴的红外线理疗贴是利用了红外线的热效应 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据劈尖干涉原理，图示向左弯曲为凸起，故A正确； B．从岸上看水中物体，光从水中斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看，虚像位置会比实际位置偏上，故B错误； C．光学镜头镀有一层增透膜可以增强透射光的强度，利用的是光的干涉，故C错误； D．医生给肩颈酸痛病人贴的红外线理疗贴是利用了红外线的热效应，故D正确。 故选AD。 8. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B，L形导线通以恒定电流I后放置在匀强磁场中。已知ab边长为8l，与磁场方向垂直，bc边长为6l，与磁场方向平行，下列说法正确的是（ ） A. ab导线受到的安培力大小为8BIl，方向朝纸面向里 B. bc导线受到的安培力大小为6BIl，方向朝纸面向里 C. 整个导线受到的安培力大小为10BIl D. 若将导线围成一个圆圈（整个回路闭合），则导线在该磁场中受到的安培力合力为0 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．因bc段与磁场方向平行，故不受安培力，ab段与磁场方向垂直，所受安培力大小为 则整个导线受到的安培力大小为，故A正确，BC错误； D．若将导线围成一个闭合回路，则有效长度为0，所受的安培力也为0，故D正确。 故选AD。 9. 甲、乙两列机械波在同种介质中相向而行，甲波波源位于O点，乙波波源位于处，在时刻所形成的波形与位置如图所示。已知甲的波速为0.2m/s，下列说法正确的是（ ） A. 乙的波速为0.4m/s B. 甲、乙两波相遇后可以形成稳定的干涉图像 C. 甲的波峰经过22.5s与乙的波谷第一次相遇 D. 振动减弱点的振幅为4cm，处是振动减弱点 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．同种类型的机械波在同种介质中传播它们的速度相同，所以乙的波速为，故A错误； B．由图可知，甲乙两列波的波长相等，均为，波速相同，根据 可知甲乙两列波频率相同，相位差恒定，是相干波，相遇后可形成稳定的干涉图像，故B正确； C．设甲的波峰经过t与乙的波谷第一次相遇，根据图像的特征可知，故C正确； D．振动减弱点的振幅 处是甲的波谷与乙的波峰第一次相遇的位置，是振动减弱点，故D正确； 故选BCD。 10. 一列总质量为m（分布均匀）、长为l的玩具小火车从平面上以速度依靠惯性冲上一个倾角为的固定斜面，假设水平面和斜面连接处不损耗能量，不计一切摩擦。则关于玩具小火车爬坡的过程（以水平面为零势面），下列说法正确的是（ ） A. 火车头在斜面上做匀减速运动 B. 若在斜面上的车厢长度为时，则小车的速度为 C. 若在斜面上的车厢长度为时，则小车的重力势能为 D. 从火车头接触斜面到火车速度为零所经历的时间可能为 【答案】CD 【解析】 【详解】AD．取沿斜面向上为正方向，当列车冲上斜坡的长度为时，列车所受合外力 由此可知，列车做的是简谐振动，其周期为 若列车不能全部冲上斜面，则可知列车速度减为零的时间为，故A错误，D正确； BC．根据题意可知，火车在斜面上的质量为 斜面上的火车其重心位置为 此刻火车具有的重力势能为 而根据动能定理有 联立解得，故B错误，C正确。 故选CD。 三、实验题（每空2分，共14分） 11. 用双缝干涉测光波长的实验装置如图甲所示。已知单缝与双缝间的距离，双缝到屏的距离，双缝间的距离。用测量头来测量亮纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成。现用激光替代白炽灯作为光源，请完成该实验 （1）小明在做实验时发现实验室具有激光，若他用激光替代白炽灯作为光源，光具座上还可以撤除的元件是________（填写一个即可）。在实验中用激光效果会更好，这是利用了激光的________（填“平行度好”、“亮度高”或“相干性好”） （2）实验得到明暗相间的条纹，转动手轮，使分划板的中心刻度线对准第1条亮条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，则对准第1条时示数________mm；分划板的中心刻度线对准第5条亮条纹的中心时，手轮上的示数 （3）通过计算得到________nm。 【答案】（1） ①. 滤光片##单缝 ②. 相干性好 （2）0.25mm （3）400 【解析】 【小问1详解】 [1]普通白炽灯是复色非相干光源，实验中需要滤光片获得单色光、单缝获得线光源，才能满足双缝干涉的相干条件，而激光本身是单色相干光源，因此可以撤除的元件是滤光片，也可撤除单缝； [2]激光用于干涉实验的核心优势是相干性好，更容易获得清晰稳定的干涉条纹。 【小问2详解】 图乙是20分度游标卡尺，精度为，则对准第1条时示数 【小问3详解】 相邻亮纹间距 根据双缝干涉波长公式 代入， 解得 12. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中。实验装置如图甲所示：电池、电容器、定值电阻（阻值为R）、电压传感器、单刀双掷开关以及导线若干。 （1）实验时，先将单刀双掷开关S与“1”端相接，再将单刀双掷开关S与“2”端相接。从开关S与“2”端相接瞬间开始计时，用电压传感器和数据处理软件得到图像如图乙所示，已知图线与坐标轴围成的面积为。根据该图像可以粗测出实验中电容器的电容________；（用题中已知物理量R、、和表示）； （2）若换另一阻值更小的定值电阻重复实验，得到的图像中，将________，将________。（均填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】（1） （2） ①. 变小 ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 开关接2后电容器开始通过电阻放电，放电过程中任意时刻的放电电流满足  其中为该时刻电容器两端的电压，对放电总电荷量有 ​而就是图线与坐标轴围成的面积，因此总放电量 又因为开关接1充电完成后，电容器两端电压等于电源电动势，也就是图像的初始电压，根据电容定义 解得 【小问2详解】 [1]是电容器放电至电荷耗尽的总时长，RC电路的时间常数 当减小时，放电速率变快，放电完成的总时间缩短，因此变小； [2]是开关接1充电完成后电容器的电压，等于电源电动势，仅由电源和充电过程决定，和放电电阻的阻值无关，因此不变。 四、计算题（共3小题，共42分，要求写出必要的文字描述和关系式） 13. 已知摆线长为L，直径为d的单摆球在地面上完成n次全振动所用的时间为t，地球的半径为R，引力常量为G，忽略地球自转。假定地球是密度均匀的球体。求： （1）单摆的振动周期； （2）地球表面的重力加速度大小； （3）地球的密度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 单摆的周期 【小问2详解】 根据单摆周期公式 其中 解得地球表面的重力加速度大小为 【小问3详解】 忽略地球自转，在地球表面万有引力近似等于重力，有 其中 解得地球的密度为 14. 如图，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度、方向垂直于导轨平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，g取。已知，，求： （1）通过导体棒的电流； （2）导体棒受到的摩擦力； （3）若仅将磁场方向改为竖直向上，求导体棒受到的摩擦力。 【答案】（1）3A （2）0.12N，方向沿斜面向下 （3）0 【解析】 【小问1详解】 导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有 解得 【小问2详解】 根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向沿斜面向上，大小 导体棒所受重力沿斜面向下的分力 由于小于，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f，受力如图所示 根据共点力平衡条件 解得 摩擦力方向沿斜面向下。 【小问3详解】 对导体棒受力分析，如图所示 由于 所以在安培力作用下导体棒刚好处于平衡，故导体棒受的摩擦力为零。 15. 如图所示，光滑曲面末端水平，固定于水平面上。曲面右侧紧靠一足够长的木板C，木板上表面粗糙，与曲面末端等高，下表面光滑，木板右侧有一竖直墙壁P。物块A置于曲面距末端高处，物块B置于木板左端。已知物块A、B均可视为质点，质量均为6kg，长木板C的质量为2kg，B、C间的动摩擦因数，取。物块A由静止释放，与B发生弹性碰撞（不考虑物块A的后续运动），之后C与B第一次共速时恰好与墙壁P发生碰撞，碰后C被原速率弹回，所有碰撞时间均极短。求： （提示：） （1）物块A、B碰后瞬间，B的速度大小； （2）木板C初始位置右端与墙壁P的距离； （3）木板C从与墙壁P第4次碰撞前瞬间到木板C与物块B第5次共速瞬间的时间间隔； （4）从木板C开始运动到停止运动的总路程。 【答案】（1）4m/s （2） （3） （4）5.5m 【解析】 【小问1详解】 对于A沿曲面下滑，由动能定理得 A、B发生弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律得， 联立解得 【小问2详解】 B、C相互作用至第1次共速过程中，由动量守恒定律得 解得 对C由牛顿第二定律有 解得 C做匀加速直线运动，由运动学公式有 联立解得 【小问3详解】 C与挡板第n次（）碰撞前瞬间的速度大小和C与B第n次共速时的速度大小相同，从C与B第1次共速至第2次共速时过程由动量守恒有 解得 从C与B第2次共速至第3次共速的过程由动量守恒有 解得 同理可知，C与B第4次共速时的速度大小 C与B第5次共速时的速度大小 从C与挡板第4次碰撞前瞬间到C与B第5次共速瞬间的过程由动量定理有 解得 【小问4详解】 木板C从开始运动到第2次与挡板碰撞前的路程为 其中 由（3）中分析可知第2次及以后的共速的速度大小 第2次碰撞到第3次碰撞期间木板C的路程 第3次碰撞到第4次碰撞期间木板C的路程 因此 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 株洲市二中2024年下学期高二年级期末考试试卷 物理试题 时量：75分钟 分值：100分 一、单选题：本题共6小题，每小题4分，共24分。 1. 下列有关物理知识和物理学史，正确的是（ ） A. 历史上首先命名正负电荷的是吉尔伯特 B. 奥斯特探索发现了电流的磁效应 C. 库仑通过扭秤实验测定了电子的电荷量 D. 高空建筑的避雷针利用了静电屏蔽的原理 2. 如图所示，某同学质量为50kg，在军事训练中要求他从岸上以4m/s的速度水平向右跳到一条向他缓缓漂来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是100kg，速度大小是0.5m/s，该同学上船又跑了几步，最终停在船上，不计水和空气的阻力，以向右为正方向，人停在船上时，小船的速度为（ ） A. 0.5m/s B. C. 1.0m/s D. 3. 如图所示，某透明均质光学元件的截面ABCD是长为2L、宽为L的矩形。一细束单色光从AB边上中点P，以与AB边夹角的方向由真空中射入该元件，经折射后从CD边上M点（图中未画出）出射。已知该元件对该单色光的折射率，下列说法正确的是（ ）（取，，光在真空中的传播速度为c，不考虑光的反射） A. PM的长度为 B. PM的长度为 C. 通过PM的时间为 D. 通过PM的时间为 4. A、B板间存在竖直方向的匀强电场，沿垂直电场线方向射入三种比荷（电荷量与质量的比）相同的带电微粒（不计重力），a、b和c的运动轨迹如图所示，其中b和c是从同一点射入的。不计空气阻力，则可知粒子运动的全过程（ ） A. 运动加速度 B. 速度变化量 C. 飞行时间 D. 电势能的减少量 5. 如图所示为实验室中一单摆的共振曲线，由共振曲线可知（ ） A. 则该单摆的摆长约为1.5m B. 若增大摆长，共振曲线的峰值向左偏移 C. 若增大摆球的质量，共振曲线的峰值向右偏移 D. 若在月球上做实验，共振曲线的峰值向右偏移 6. 如图所示，足够大的光滑水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量均为m的光滑小球A、B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度为时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g，则下列判断正确的是（ ） A. 小球均静止时，弹簧的长度为 B. 角速度时，小球A对弹簧的压力为mg C. 角速度从继续增大的过程中，小球A对弹簧的压力增大 D. 角速度 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7. 下列有关光学的现象描述和对应知识均正确的是（ ） A. 检查工件平整度，出现图示条纹弯曲说明被检查平面在此出现了凸起利用了光的干涉 B. 从岸上看水中的物体位置，会比实际位置偏下是由于光的折射 C. 光学镜头镀有一层增透膜可以增强透射光的强度是利用了光的衍射 D. 医生给肩颈酸痛病人贴的红外线理疗贴是利用了红外线的热效应 8. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B，L形导线通以恒定电流I后放置在匀强磁场中。已知ab边长为8l，与磁场方向垂直，bc边长为6l，与磁场方向平行，下列说法正确的是（ ） A. ab导线受到的安培力大小为8BIl，方向朝纸面向里 B. bc导线受到的安培力大小为6BIl，方向朝纸面向里 C. 整个导线受到的安培力大小为10BIl D. 若将导线围成一个圆圈（整个回路闭合），则导线在该磁场中受到的安培力合力为0 9. 甲、乙两列机械波在同种介质中相向而行，甲波波源位于O点，乙波波源位于处，在时刻所形成的波形与位置如图所示。已知甲的波速为0.2m/s，下列说法正确的是（ ） A. 乙的波速为0.4m/s B. 甲、乙两波相遇后可以形成稳定的干涉图像 C. 甲的波峰经过22.5s与乙的波谷第一次相遇 D. 振动减弱点的振幅为4cm，处是振动减弱点 10. 一列总质量为m（分布均匀）、长为l的玩具小火车从平面上以速度依靠惯性冲上一个倾角为的固定斜面，假设水平面和斜面连接处不损耗能量，不计一切摩擦。则关于玩具小火车爬坡的过程（以水平面为零势面），下列说法正确的是（ ） A. 火车头在斜面上做匀减速运动 B. 若在斜面上的车厢长度为时，则小车的速度为 C. 若在斜面上的车厢长度为时，则小车的重力势能为 D. 从火车头接触斜面到火车速度为零所经历的时间可能为 三、实验题（每空2分，共14分） 11. 用双缝干涉测光波长的实验装置如图甲所示。已知单缝与双缝间的距离，双缝到屏的距离，双缝间的距离。用测量头来测量亮纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成。现用激光替代白炽灯作为光源，请完成该实验 （1）小明在做实验时发现实验室具有激光，若他用激光替代白炽灯作为光源，光具座上还可以撤除的元件是________（填写一个即可）。在实验中用激光效果会更好，这是利用了激光的________（填“平行度好”、“亮度高”或“相干性好”） （2）实验得到明暗相间的条纹，转动手轮，使分划板的中心刻度线对准第1条亮条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，则对准第1条时示数________mm；分划板的中心刻度线对准第5条亮条纹的中心时，手轮上的示数 （3）通过计算得到________nm。 12. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中。实验装置如图甲所示：电池、电容器、定值电阻（阻值为R）、电压传感器、单刀双掷开关以及导线若干。 （1）实验时，先将单刀双掷开关S与“1”端相接，再将单刀双掷开关S与“2”端相接。从开关S与“2”端相接瞬间开始计时，用电压传感器和数据处理软件得到图像如图乙所示，已知图线与坐标轴围成的面积为。根据该图像可以粗测出实验中电容器的电容________；（用题中已知物理量R、、和表示）； （2）若换另一阻值更小的定值电阻重复实验，得到的图像中，将________，将________。（均填“变大”“变小”或“不变”）。 四、计算题（共3小题，共42分，要求写出必要的文字描述和关系式） 13. 已知摆线长为L，直径为d的单摆球在地面上完成n次全振动所用的时间为t，地球的半径为R，引力常量为G，忽略地球自转。假定地球是密度均匀的球体。求： （1）单摆的振动周期； （2）地球表面的重力加速度大小； （3）地球的密度。 14. 如图，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度、方向垂直于导轨平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，g取。已知，，求： （1）通过导体棒的电流； （2）导体棒受到的摩擦力； （3）若仅将磁场方向改为竖直向上，求导体棒受到的摩擦力。 15. 如图所示，光滑曲面末端水平，固定于水平面上。曲面右侧紧靠一足够长的木板C，木板上表面粗糙，与曲面末端等高，下表面光滑，木板右侧有一竖直墙壁P。物块A置于曲面距末端高处，物块B置于木板左端。已知物块A、B均可视为质点，质量均为6kg，长木板C的质量为2kg，B、C间的动摩擦因数，取。物块A由静止释放，与B发生弹性碰撞（不考虑物块A的后续运动），之后C与B第一次共速时恰好与墙壁P发生碰撞，碰后C被原速率弹回，所有碰撞时间均极短。求： （提示：） （1）物块A、B碰后瞬间，B的速度大小； （2）木板C初始位置右端与墙壁P的距离； （3）木板C从与墙壁P第4次碰撞前瞬间到木板C与物块B第5次共速瞬间的时间间隔； （4）从木板C开始运动到停止运动的总路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $