江苏省徐州市第三中学2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含答案）

江苏省徐州市第三中学2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.下面是四种与光有关的事实，其中利用到光的衍射原理的是
A. 用光导纤维传播信号
B. 用白光照射单缝，在屏上看到彩色的条纹
C. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度
D. 潜水员在水下看到岸上的景物都在一个倒立的圆锥里
2.关于单摆，下列说法中正确的是( )
A. 摆球运动的回复力是它受到的合力
B. 摆球在运动过程中加速度的方向始终指向平衡位置
C. 摆球在运动过程中经过轨迹上的同一点，加速度是不变的
D. 摆球经过平衡位置时，加速度为零
3.运输家用电器、易碎品时，经常用泡沫塑料作填充物，这是为了在运输过程中( )
A. 减小物品受到的冲量 B. 使物体的动量减小
C. 使物体的动量变化量减小 D. 延长作用时间以减小作用力
4.如图所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图为质点以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是( )
A. 该波正在向轴负方向传播，波速为
B. 经过后，质点经过的路程为，且速度最大，加速度最小
C. 若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，不能发生明显的衍射现象
D. 若波源向轴负方向运动，在处放一接收器，接收器接收到的波源频率可能为
5.某同学使用不同波长的单色光、进行双缝干涉实验，观察到实验现象，分别如图甲、乙所示。光速，下列说法正确的是( )
A. 单色光的波长小于单色光的波长
B. 若单色光通过双缝到达中央亮条纹左边第条亮条纹上点的光程差为，则光的频率为
C. 利用透明薄膜检查元件平整度是利用光的干涉现象
D. 用单色光照射单缝装置有明显的衍射现象，则单色光通过同一装置一定会观察到明显的衍射现象
6.如图所示，是棱镜的横截面，是底角为的等腰梯形．一单色光平行于底面入射，入射点为，折射后射向点，为中点，棱镜的折射率为，不考虑光的二次反射，则
A. 光可能从点射出面
B. 光可能在面发生全反射
C. 入射点上移，光的出射点下移
D. 入射点上移，光在棱镜中传播的路程变长
7.一次消防演练中，一直升机利用四根相同的绝缘绳索将金属线框吊起，线框始终保持水平。地磁场的竖直分量 ，随距离地面高度的增大而减小，当飞机带动线框匀速上升时( )
A. 穿过线框的磁通量增大 B. 线框中感应电流方向为
C. 线框的四条边有向内收缩的趋势 D. 绳索对线框的作用力小于线框的重力
8.如图所示的电路中，，和是三个阻值恒为的相同小灯泡，是自感系数相当大的线圈，其直流电阻也为。下列说法正确的是( )
A. 接通瞬间，最亮，稳定后、和亮度相同
B. 接通瞬间，最亮，稳定后比、亮
C. 电路稳定后断开时，、和亮一下后一起熄灭
D. 电路稳定后断开时，闪亮一下再熄灭，和立即熄灭
9.如图所示，一个质量为的物块放置在水平地面上，一个劲度系数为的轻弹簧竖直放置，下端与物块连接，上端与质量为的物块连接，将物块从弹簧原长位置静止释放，不计阻力，下列说法正确的是( )
A. 物块对地面的最大压力为
B. 弹簧的压缩量为时，物块的速度为
C. 物块对地面的最小压力为
D. 弹簧的最大压缩量大于
10.如图所示，在绝缘的水平面上，有闭合的两个线圈、，线圈处在垂直纸面向里的匀强磁场中，线圈位于右侧无磁场区域，现将线圈从磁场中匀速拉出，线圈、中产生的感应电流方向分别是( )
A. 顺时针，顺时针 B. 顺时针，逆时针 C. 逆时针，顺时针 D. 逆时针，逆时针
11.如图是回旋加速器结构示意图，关于该装置下列说法正确的是
A. 增大电源电压可以使粒子出射的动能增加
B. 只要加速器足够大可以将粒子加速至接近光速
C. 粒子相邻运动轨道的间距是相等的
D. 交变电场的周期与粒子在磁场中运动的周期相同
二、实验题：本大题共1小题，共12分。
12.“验证动量守恒定律”的实验装置可采用图甲或图乙的方法，两个实验装置的别在于：悬挂重垂线的位置不同；图甲中设计有一个支柱通过调整，可使两球的，球心在同一水平线上，上面的小球被碰离开后，支柱立即倒下，图乙中没有支柱，图甲中的入射小球和被碰小球做平抛运动的抛出点分别在通过、点的竖直线上，重垂线只确定了点的位置。球的质量为，球的质量为
采用图甲的实验装置时，用分度的游标卡尺测量小球的直径，则读数为_______。
实验中，两球质量需满足______选填““大于”、“小于”或“等于”
比较这两个实验装置，下列说法正确的是( )
A.采用图甲的实验装置时，需要测出两小球的直径
B.采用图乙的实验装置时，需要测出两小球的直径
C.采用图乙的实验装置时，斜槽轨道末端的切线要求水平的，而采用图甲的实验装置则不需要
D.为了减小误差，无论哪个图，都要求入射球每次都要从同一高度由静止滚下
E.为了减小误差，采用图乙的实验装置时，应使斜槽末端水平部分尽量光滑
若某同学按右图做实验时所用小球的质量分别为、，下图所示的实验记录纸上已标注了该实验的部分信息，若两球碰撞为弹性碰撞，请将碰后球落点的位置记为标注在下图中______。
为了验证动量守恒，还有同学设计出其他装置，如下：
如图所示，使从斜槽轨道滚下的小球打在正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。选择半径相等的小钢球和硬塑料球进行实验，测量出、两个小钢球的质量、，其他操作重复验证动量守恒时的步骤。、、为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为，未放球时，球的落点是点，用刻度尺测量、、到的距离分别为、、。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为( )
A. ．
C. ．
若用如图装置也可以验证碰撞中的动量守恒，实验步骤与上述实验类似。图中、、到抛出点的距离分别为、、。若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为( )
A. ．
C. ．
三、计算题：本大题共4小题，共44分。
13.如图，某次“找靶点”游戏中，在距长方体水缸开口处的侧壁位置点贴一张靶点的图片，然后将水缸装满水，游戏者需要站在指定观测点调整观察角度，恰好切着右侧壁点看到靶点图片，此时将一根细长直杆从观测点经点插入水中至水缸侧壁点，测得点在点上方处，已知长方形水缸左右侧壁间距离为。
求水的折射率；
若光在空气中传播速度，求光在该水缸中水里的传播速度。
14.一列向右传播的简谐横波传到点时的波形如图所示，波速为，质点的坐标分别为。
质点开始振动时，振动方向如何？
从图示时刻经多长时间，质点第一次到达波谷？
15.为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面纸面内，在区间内存在平行轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，。一未知粒子从坐标原点与正方向成角射入，在坐标为的点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求：
该未知粒子的比荷；
匀强电场电场强度的大小及右边界的值；
如右图所示，若偏转磁场中磁感应强度由边界至由左向右在间距均为很小中，第一个区域磁感应强度为，下面各区域磁感应强度依次为、、，当粒子能达到磁场右侧边界达到边界就被吸收，求应当满足的条件。当时，取
16.如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、相距为，导轨平面与水平面的夹角为，导轨上端连接一定值电阻，导轨的电阻不计，整个装置处于方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，长为的金属棒垂直于、放置在导轨上，且与导轨保持良好的接触，金属棒的质量为，电阻为。现将金属棒从紧靠处由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为时，速度达到最大值。重力加速度取，求：
匀强磁场的磁感应强度的大小；
金属棒沿导轨下滑距离为的过程中，整个电路产生的焦耳热及通过金属棒截面的电荷量；
若将金属棒下滑的时刻记作，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，请用含的表达式表示出磁感应强度随时间的变化。
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】
12.【答案】
大于

13.【答案】解：如图所示：
由几何关系得：，，
根据折射定律；
光在水中的传播速度，解得。
14.【答案】轴负方向；
15.【答案】粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，则有
由题意和几何关系可知
解得
粒子的比荷为
粒子运动轨迹如图所示
粒子在电场中可逆向看成类平抛运动，则有
联立解得
由几何关系可得
解得
故有
设竖直方向的速度为 ，水平方向的速度为 ，极短时间 ，则有
结合题意可得

故有
即
解得
即

16.【答案】解：当金属棒的加速度为零时，速度达到最大，分析其受力如图所示。
由平衡条件可得
又
联立解得
由能量守恒定律得
解得
通过金属棒截面的电荷量为
解得
金属棒中不产生感应电流时不受安培力，做匀加速直线运动，设金属棒的加速度大小为。
根据牛顿第二定律得
解得
回路中磁通量应不变，设时，磁感应强度为，则有
联立解得
答：匀强磁场的磁感应强度的大小为；
整个电路产生的焦耳热为，通过金属棒截面的电荷量为；
磁感应强度随时间的变化表达式为。
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