吉林省白城市2024-2025学年高二上学期12月期末物理试题2（含解析）

白城市2024-2025学年度高二上学期期末考试
物理试卷
第Ⅰ卷（选择题共46分）
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷第1至3页，第Ⅱ卷第3至5页。满分100分。考试时间90分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考号用2B铅笔填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡指定区域。
2．第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。第Ⅱ卷用黑色水性笔答在答题卡上，在本试卷上作答无效。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来监控地面物体的状况。地球大气中的水蒸气(H2O)，二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。如图甲、乙所示分别为水蒸气和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况，由图可知，在该波段红外遥感卫星大致能够接收到的波长范围为(　　)
A. 2.5～3.5 μm B. 4～4.5 μm C. 5～7 μm D. 8～13 μm
2. 某物体在一段运动过程中受到的冲量为－1 N·s，则(　　)
A. 物体的初动量方向一定与这个冲量方向相反 B. 物体的末动量一定是负值
C. 物体的动量一定减小 D. 物体动量的增量的方向一定与所规定的正方向相反
3. 某物理兴趣小组的两位同学对波的干涉特别感兴趣，利用课余时间进行了如下实验探究。两位同学以相同频率分别在两端甩动水平细绳。形成两列简谐横波甲乙。已知甲、乙两波源相距8m，甲、乙两波的波速均为0.5m/s，完成一次全振动的时间均为2s，距离乙波源3m的O点处固定有一颗红色珠子。某一时刻的波形图如图所示，从该时刻开始计时。则下列说法正确的是(　　)
A. 两列波的波长均为0.25m B. 甩动细绳6s后，红色珠子开始向下振动
C. 该时刻细绳两端的振动情况相反 D. 当两列波在O点相遇时，该点的振动加强
4. 竖直放置的肥皂膜在阳光照射下，由于前后表面反射光通过的路程不同，形成两列相干光，薄膜上会呈现出彩色条纹。若一肥皂膜由于受重力和液体表面张力的共同影响，其竖直方向的截面如图所示，则光通过该肥皂膜产生的干涉条纹与下列哪个选项基本一致(　　)
A. B.
C. D.
5. 如图所示，质量为M的物块A上端与轻弹簧固定，弹簧劲度系数为k，下端用轻绳系住质量为m(m≠M)的木块B，开始时静止，突然剪断A、B间轻绳，此后A将在竖直方向上做简谐运动，则(　　)
A. 物块A做简谐运动的振幅为
B. 物块A做简谐运动的振幅为
C. 剪断A、B间轻绳瞬间，物块A的加速度为零
D. 剪断A、B间轻绳瞬间，物块A的加速度大小为
6. 如图所示的四种情景中，属于光的折射的是(　　)
A. B.
C. D.
7. 关于波的干涉和衍射现象，下列说法中正确的是(　　)
A. 一切种类的波只要满足一定条件都能产生干涉和明显的衍射现象
B. 波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象
C. 只要是两列波叠加，都能产生稳定的干涉图样
D. 对于发生干涉现象的两列波，它们的振幅一定相同
8. B超是一种实用性好、重复性高、无辐射损伤的医疗检查手段，其基本原理是探头向人体内发射超声波，超声波遇到人体不同的组织会产生不同程度的反射。图甲、乙分别是仪器探头发送和接收的超声波图像，图甲为超声波沿x轴正方向传播在某时刻的超声波图像，图乙为一段时间后沿x轴负方向返回的超声波在某时刻的图像。已知超声波在人体内传播速度为1500m/s，则下列说法正确的是(　　)
A. 波的周期为
B. 图甲中，质点b在 通过的路程大于8mm
C. 图甲中，质点b在 通过的路程小于4mm
D. 图乙中，从质点a第一次回到平衡位置时开始计时，质点a的振动方程为
9. 如图，倾角为30°的光滑斜面固定在水平面上，其底端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧上端放置一个质量为m的物块B。t=0时刻，将质量也为m的物块A(可视为质点)从斜面顶端由静止释放，t1时刻A与B发生碰撞并粘在一起，粘合体沿斜面简谐运动过程中，弹簧最大形变量为 。已知弹簧弹性势能表达式为 ，弹簧振子周期公式 ，其中x是弹簧形变量，k为弹簧劲度系数，M为振子质量，重力加速度大小g=10m/s2，则下列说法正确的是(　　)
A. 粘合体速度最大为
B. 物块A释放点到碰撞点的距离为
C. 粘合体向下运动过程中的最大加速度大小为g
D. 从物体A、B碰撞到运动到最低点的时间为
10. 如图所示，a、b是一列横波上的两个质点，它们在x轴上的距离s＝30 m，波沿x轴正方向传播。当a振动到最高点时，b恰好经过平衡位置向下振动，经过5 s波传播了30 m。下列判断正确的是(　　)
A. 该波的波速一定是6 m/s B. 该波的周期一定是12 s
C. 该波的波长可能是40 m D. 该波的波长可能为24 m
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率：
(1)如图用螺旋测微器测其直径d=　　　　mm。
(2)用多用电表粗测此圆柱体电阻，该电阻约为7Ω，为尽可能准确测量其电阻，除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下，电压表V(量程3V，内阻约为15kΩ)、电流表A(量程0.6A，内阻约为1Ω)、滑动变阻器 (0～5Ω，0.6A)、1.5V干电池两节、内阻不计，开关S，导线若干。为了测多组实验数据，本次实验应当采用的最佳电路为　　　　；
(3)若按(2)问电路进行实验，且实验操作正确，则测量的电阻率比实际　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12. 某研究性学习小组用图甲装置测定当地重力加速度，其主要操作步骤如下：
①将电磁铁、小铁球、光电门调节在同一竖直线上；
②切断电磁铁电源，小铁球由静止下落，光电计时器记录小铁球通过光电门的时间t，并用刻度尺测量出小铁球下落前球的底部和光电门的距离h；
③用游标卡尺测小球的直径d，如图乙所示。
(1)则d=_________mm，当地的重力加速度为_________(用题中给出的字母表示)；
(2)其中有几个小组同学测量g值比当地的重力加速度偏大，通过反思后提出了四种原因，你认为哪些项是合理的_________。
A．小球下落时受到了空气阻力
B．切断电源后由于电磁铁的剩磁，小球下落后仍受到电磁铁的引力
C．误把h当做小球下落的高度
D．将电磁铁、小铁球
13. 如图所示，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，滑动变阻器最大阻值R3＝5 Ω，则当滑片从a滑到b的过程中，电流表示数的最小值为多少？
14. 如图甲所示，两振动情况相同的波源M、N相距0.5m，波源激起的横波波长为0.4m，其振动图像如图乙所示，求：
波的传播速度大小v；
(2)M、N连线间振动加强点的位置。
15. (1)如图1， 电压之比 与电阻 的值有什么关系 请推导出这个关系式。
(2)图2的电路常被叫作分压电路，当A、B之间的电压为U时，利用它可以在C、D端获得0和U之间的任意电压。试说明其中的道理。
参考答案
1. 【答案】D
【解析】由题图可知，8～13 μm波段的红外线，水蒸气和二氧化碳几乎都不吸收，故D正确。
2. 【答案】D
【解析】冲量是矢量，其数值前的负号表示与规定的正方向相反，由动量定理可知，冲量又等于动量的增量，故A、B、C错误，D正确．
3. 【答案】D
【解析】两列波的波长均为 ，故A错误；乙波源距离O点较近，甩动细绳6s后，即经过3个周期，乙波刚好传到O点，乙波源起振方向向上，则红色珠子开始向上振动，故B错误；甲、乙两波源起振方向均向上，该时刻细绳两端的振动情况相同，故C错误；由于 ，当两列波在O点相遇时，该点的振动加强，故D正确。
4. 【答案】B
【解析】薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，故可以从肥皂薄膜观察到水平干涉条纹，用复色光时出现彩色条纹。由于重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距从上到下变密，故B正确。
5. 【答案】B
【解析】以整体为研究对象，绳剪断前，弹簧的拉力为F1＝kx1＝(M＋m)g，则弹簧伸长的长度x1＝ ，绳剪断后，A做简谐运动，在平衡位置时，弹簧的拉力与重力平衡，此时弹簧伸长的长度为x2＝ ，所以A振动的振幅为 A＝x1－x2＝ － ＝ ，故A错误，B正确；剪断前，平衡后弹簧处于拉长状态，弹簧的拉力等于两个物体的重力的和，即F＝(M＋m)g，细绳剪断瞬间A受到重力和弹簧的弹力，由牛顿第二定律可知加速度为a＝ ＝ ＝ ，方向向上，故C、D错误。
6. 【答案】B
【解析】A属于光沿直线传播，A错误；B属于光的折射，B正确；C属于光沿直线传播，C错误；D属于光的反射，D错误。
7. 【答案】A
【解析】干涉和衍射是波特有的现象，一切种类的波只要满足一定条件都能产生干涉和明显的衍射现象，故A正确；明显的衍射现象必须是波的波长比障碍物的尺寸大得多或相差不大，故B错误；要产生干涉现象的必要条件之一就是两列波的频率相等，与振幅无关，故C、D错误。
8. 【答案】AD
【解析】波动周期为 ，故A正确；图甲中，质点b向下振动，经过 ，即四分之一周期内通过的路程大于1个振幅 ，但半个周期通过的路程是2个振幅，即8mm。故B、C错误；图乙中，从质点a第一次回到平衡位置时开始计时，质点a的振动方程为 ，D正确。
9. 【答案】AD
【解析】由题可知简谐振动的平衡位置合力为零，此时有
振幅为 ， ，最大速度为
物块AB速度最大为 ，故A正确；
设碰前A的速度为2v1，则
碰撞过程动量守恒可得 ，得
从碰后到运动到平衡位置，
根据能量守恒可得
解得 ，故B错误；
物块AB运动过程中的最大加速度在最低点，即
解得 ，故C错误；
碰撞后AB做简谐振动，此时AB得位移为 ，
从物体AB碰撞后得相位为 ，可得
到最低点的时间为 ，故D正确。
10. 【答案】AC
【解析】该波经过5 s，传播了30 m，则波速v＝＝6 m/s，选项A正确；由题意可知nλ＋λ＝30 m(n＝0,1,2,3，…)，可得波长λ＝ m，当n＝0时λ＝40 m，当λ＝24 m时，n不是正整数，选项C正确，D错误；周期T＝＝ m/s(n＝0,1,2,3，…)，则该波的周期不可能是12 s，选项B错误。
11. 【答案】(1)1.400　　(2)C　　(3)偏小
【解析】(1)用螺旋测微器测其直径d=1mm+0.01mm×40.0=1.400mm。
(2)该电阻约为7Ω，则电压表内阻远大于待测电阻，则应采用安培表外接电路；滑动变阻器用分压电路，本次实验应当采用的最佳电路为C。
(3)该电路中由于电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，则根据 可知，电阻的测量值偏小，则电阻率的测量值偏小。
12. 【答案】(1)10.0　　 　(2)CD
【解析】(1)游标卡尺的精度为0.1mm，其示数为d=10mm+0×0.1mm=10.0mm。
小球下落通过光电门，小球自由落体运动，则 ，小球通过光电门的时间极短，故可用平均速度表示小球通过光电门的速度 ，又 ，解得 。
(2) 该测量结果与当地的重力加速度有较大的误差，测量值比真实值偏大，而受到空气阻力、受到铁芯的引力都会导致测量值偏小，故AB错误；误把h当做小球下落的高度，测量值偏大，故C正确；小球通过光电门时球心偏离细光束，导致小球速度的测量值偏大，会导致测量值偏大，故D正确。
13. 【答案】2 A
【解析】题图中R3可以当成两个电阻Ra、Rb，电路图可简化成如图所示电路图，
电路中R总＝(3分)
由于Ra＋Rb＝R3＝5 Ω，R1＋Ra＋R2＋Rb＝10 Ω
令R1＋Ra＝x Ω(2分)
则R2＋Rb＝(10－x) Ω，R总＝ Ω＝ Ω＝ Ω(3分)
当x＝5即R1＋Ra＝5 Ω，Ra＝3 Ω，Rb＝2 Ω时，R总有最大值Rmax＝2.5 Ω(2分)
故电流表示数的最小值为Imin＝＝2 A。(1分)
14. 【答案】(1) ；(2)振动加强点与M点的距离为0.45m或0.05m
【解析】(1)根据图乙可知，该波周期为2秒。则波的传播速度大小为
(2)设振动加强点与M点的距离为x。则 或 ，解得 或
15. 【答案】(1)因为 与 串联，设通过它们的电流为I，可知 所以电压之比
(2)设C、D间负载电阻为 滑动变阻器滑片以下部分电阻为 电路结构为负载 与 并联后再与 串联，可得：
故当 时 当 时 故 可取从0至U的任意电压。