湖南省益阳市2024-2025学年高二上学期1月期末质量检测物理试题（含答案）

益阳市2024年下学期普通高中期末质量检测
高二 物理(试题卷)
注意事项：
1. 本试卷包括试题卷和答题卷两部分。试题卷共6页，时量75分钟，满分100分。
2. 答题前，考生务必将自己的姓名、考号填写在本试题卷和答题卡指定位置，并认真核对答题卡条形码上的姓名、考号和科目。
3. 选择题和非选择题均须按答题卡的要求在答题卡上作答，在本试题卷和草稿纸上作答无效。
4. 考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意)
1 某同学做测定玻璃折射率的实验，用大头针按正确操作后，作出如图所示光路并测出大头针相关角度θ和α。在用获得的多组数据θ和α作出的下列图像中，可能正确的是
A. B. C. D.
2. 如图所示为某个声波沿x轴正方向传播的波形图，已知声波在空气中的传播速度为340m/s，下列说法正确的是
A. 频率越低的声音衍射现象越不明显
B. 被墙壁反射回的声波频率变小
C. 这列声波的频率为85Hz
D. 声波传播方向上x=2m处的质点的振动方向为y轴负方向
3 如图甲所示，光滑斜面上用一轻弹簧拴接一个小球，将小球沿斜面拉下一段距离，然后松开，以斜面向上为正方向，得到小球振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是
A. t=0时，弹簧形变量为零
B. t=0.2s时，小球位于平衡位置下方
C. 从t=0至t=0.2s, 小球的动能增大
D. 改变小球振动的振幅，加速度随时间的变化周期将发生改变
4、如图所示，一截面为直角三角形ABC的棱镜用折射率为 的材料制成, ∠A=30°,在此截面所在的平面内，一条光线从BC边上的 E点垂直射入棱镜，不考虑光线沿原来路线返回的情况，则光从棱镜射出时的方向与AC边的夹角等于
A. 30° B. 45° C. 60° D. 90°
5. 质量为M的木块静止在光滑的水平面上，一颗质量为m(M>m)的子弹以一定的初速度射入木块并留在其中，从射入到达到共同速度过程中，下列判断正确的是
A. 摩擦力对子弹和木块做功的代数和等于零
B. 子弹打入木块的深度比木块的位移大
C. 摩擦产生的热量在数值上等于子弹损失的动能
D. 因为摩擦力的相互作用，子弹和木块系统机械能不守恒、动量也不守恒
6. 一质量为6kg的物体受到水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时的v-t图像如图所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s ，则
A. 3s内, 物体的位移为 12m
B. 3s内, 拉力 F对物体所做的功为36J
C. 3s内, 合力对物体的冲量为36N·s
D. 3s内, 拉力对物体的冲量为48N·s
二、多选题(本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分)
17. 用单摆测定重力加速度，下列做法正确的是
A. 摆长的测量：让单摆自由下垂，用米尺量出摆线长L'，用游标卡尺量出摆球直径并算出半径r, 则摆长L=L'+r
B. 实验中若把小球的直径作为半径代入计算，则会使重力加速度的测量值偏小
C. 必须从摆球通过最高点时开始计时，测出单摆做几十次全振动所用的时间，算出周期的平均值T
D. 改变摆长重做几次实验，记录每次实验的摆长和对应的周期，建立T -L图像，从而得出重力加速度值
8. 一列简谐横波在x轴上传播，某时刻波形图如图甲所示，图中P是x=3.5m处的质点，Q是x=6m处的质点，从该时刻开始计时，质点Q的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的波速为20m/s
C. 经过△t=0.05s, 质点 P 的速度大于质点Q 的速度
D. 经过△t=1s, 质点Q 通过的路程是20m·
9. 如图所示，空间存在沿纸面竖直向下的匀强电场和垂直纸面水平向里的匀强磁场。一质量为m带电量为q的小球在平行纸面的平面内做圆周运动，下列说法正确的是
A. 小球带正电
B. 小球一定沿顺时针方向运动
C. 小球既可沿逆时针方向运动，也可沿顺时针方向运动
D. 电场强度大小
20. 如图所示，纸面内的半圆金属线框中通有电流I，直径. 磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直半圆形金属线框所在的平面，则
A. 金属线框受到的安培力大小为0
B. 金属线框有收缩趋势
C. 圆弧 PMQ 受到的安培力大小为IdB
D. 圆弧 PMQ 受到的安培力大小为πIdB
三、实验题(本题共2小题, 第11题8分, 第12题8分, 共16分)
11. 在“验证动量守恒定律”实验中，装置如图所示，按照以下步骤进行操作：
①在木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，使小球a从斜槽轨道上由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
②将木板水平向右移动一定距离并固定，再使小球a从斜槽同一位置由静止释放，撞到木板上得到痕迹B；
③把小球b静止放在斜槽轨道最右端，让小球a仍从斜槽同一位置由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C。
(1) 为了保证在碰撞过程中a球不反弹，a、b两球的质 m 间的关系是m m 。(填“>”、“<”或“=”)
(2) 下列器材选取、实验操作或说法正确的是
A. 小球a、b半径可以不同
B. 斜槽轨道末端必须保持水平
C. 需用秒表测定小球在空中飞行的时间
D. 同一组实验时不可以改变a球释放时的高度
(3)实验测得, 小球a、b质量分别为m 、m 、O点到A、B、C三点的距离分别为y 、y 、
y ，若碰撞前后a、b总动量守恒，则需要验证的表达式为 。(用所测物理量的字母表示)
(4)如果准备进行步骤③操作时，发现步骤②的操作中斜槽的末端不是水平的，有些向上倾斜，于是把它调为水平，调整后的斜槽末端离地面的高度与原来相同，然后进行步骤③的操作。这样操作带来的结果会出现碰撞后的总动量 (填“大于”、“等于”或“小于”) 碰撞前的总动量。
12. 某同学用如图甲所示的实验装置做“用双缝干涉测光的波长”的实验，他用带有游标尺(20分度)的测量头(如图乙所示)测量两条亮条纹间的距离，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐左侧第一条的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丁所示。
(1) 在该实验操作和分析过程中，正确的是 ( )
A. 屏上看不到条纹时，应调节光源高度和亮度，使光束沿遮光筒轴线照亮屏
B. 当观察到条纹模糊时，可能是单缝与双缝不平行
C. 本实验必须在光源后加上滤光片才可能观察到干涉条纹
D. 双缝宽度一定时，采用蓝光实验，得到的条纹间距比红光实验时大
(2) 则图丙的读数. 图丁的读数记为x 。
(3) 若实验中所用的双缝间的距离d=0.30mm，双缝到屏的距离L=72cm，则实验中计算波长的表达式λ= (用各量的符号表示)。根据以上数据，可得实验中测出的光的波长λ= m(保留两位有效数字)。
四、计算题(本题共3小题，第13题10分，第14题14分，第15题16分。要有必要的文字说明和解题步骤，只有结果不计分。)
13. 如图所示，在光滑的水平面上，A物体质量为2m，B物体质量为m，碰前B静止，A以速度v向它撞去，然后两个物体粘在一起以一定速度继续前进。求
(1) 碰撞后的共同速度；
(2) 碰撞后A物体损失的机械能。
4.如图所示，边长为L 的正方形区域PQMN中有垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以初速度 从c点沿中线 cd方向射入磁场，并从MN边射出，不计粒子重力。求：
(1) 匀强磁场磁感应强度的最小值. 和最大值.
(2) 粒子在磁场中运动的最长时间。
5. 如图所示，倾斜光滑金属导轨的倾角为θ，两平行导轨的间距为L，上端接有定值电阻R，导轨间有垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。现把质量为m的金属棒垂直导轨由静止释放，达到匀速运动状态时通过金属棒的电量为q。重力加速度为g，倾斜导轨足够长，不计导轨和金属棒的电阻。求：
(1) 金属棒的最大加速度 am；
(2) 金属棒的最大速度；
(3) 金属棒从释放到匀速运动的过程中电阻R产生的焦耳热。
益阳市2024年下学期普通高中期末质量检测
高二物理参考答案及评分标准
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C B A B D AD BC BD AC
1.C
【详解】根据折射定律
故与成正比，故选C。
2.C 【详解】A.频率越低的声波的波长越长，更容易发生明显的衍射现象，故A错误；
B.被墙壁发射回的声波频率不变，故B错误；
C.由图知该声波的波长为，由波长、波速、频率公式得频率为，故C正确；
D.根据波的传播方向，由带动法可知处的质点振动方向为轴正方向，故D错误。
故选D。
3.B
【详解】A.由题图乙知，时，小球加速度为0，处于平衡状态，则弹簧弹力，弹簧处于伸长状态，故A错误；
B.时，小球的加速度为正向最大，小球处于平衡位置下方的最低点，B正确；
C.由题图乙知，从至，小球的加速度增大，表示小球从平衡位置向最大位移处运动，速度减小，动能减小，C错误；
D.对于同一个振子，其振动周期与振幅无关，改变小球振动的振幅，加速度随时间的变化周期不变，D错误。
4.A
【详解】作光路图，结合计算，可得到光在面上发生全反射，达到面上是入射角等于，然后平行边从面射出，出射角等于，与边的夹角为，故A正确。
5.B
【详解】A.摩擦力子弹做功
摩擦力对物块做功
则摩擦力对两物体做功的代数和等于，选项A错误；
BC.利用打击过程由动量守恒定律、动能定理以及能量守恒，得：
解出，（为子弹的位移，为木块的位移，为子弹进入木块的深度），故B正确，C错误；
D.因为存在相互间的摩擦力，所以系统机械能不守恒，但是系统受合外力为零，则动量守恒，选项D错误。
6.D
【详解】A.图像的面积表示位移，由图可得，故A错误；
B.根据牛顿第二定律和求功公式，有：
代入数据解得
故AB错误；
CD.根据动量定理，合力的冲量等于物体动量的变化量，即
代入数据解得
故C错误，D正确。
7.AD
【详解】A.摆长的测量：让单摆自由下垂，用米尺量出摆线长，用游标卡尺量出摆球直径算出半径，则摆长，故A正确；
B.若把小球的直径作为半径代入公式，可知值偏大，故B错误；
C.从摆球通过平衡位置时开始计时，测出单摆做几十次全振动所用的时间，算出周期的平均值，故C错误；
D.改变摆长重做几次实验，计算每次实验得到的周期，用图像计算重力加速度，不能用平均摆长和平均周期计算重力加速度，故D正确。
故选AD。
8.BC
由质点的振动图像可知时刻其处于平衡位置向上振动，可知该波一定沿轴负方向传播，故A错误；由波形图和振动图可知波长，周期，则该波的波速，故B正确；经过，质点通过平衡位置向上振动，质点达到正向最大位移处，速度为零，故C正确；在内，质点的路程为，故D错误。
9.BD
带电小球做匀速圆周运动，重力和电场力平衡，由得可知小球带负电，洛伦兹力充当向心力，小球顺时针方向做圆周运动。故BD正确；
10.AC
根据左手定则可知，圆弧段和直径段的两部分受到的安培力等大反向，受到的合力为0，由微元法可知，每小段圆环所受安培力均背离圆心，故圆环由扩张趋势。选项A正确，B错误；圆弧受到的安培力大小等于直线段受到的安培力大小，为，选项C正确，D错误。故选AC。
11.答案：> BD 大于
【详解】（1）为了保证在碰撞过程中球不反弹，、两球的质、间的关系是。
（2）A.小球、半径必须相同，从而保证两球能发生正碰，选项A错误；
B.斜槽轨道末端必须保持水平，从而保证做平抛运动，选项B正确；
C.实验中小球做平抛运动的速度
则不需要用秒表测定小球在空中飞行的时间，选项C错误。
在同一次实验中，小球的每次释放位置不能改变，D正确；
故选BD。
（3）需要验证的关系
因
可得
（4）在斜槽末端离地高度不变的情况下，第一次操作导致小球1释放点位置低于第二次操作时释放的位置，使得小球1在第一次操作时达到斜槽末端的速度偏小。假设第一次操作时槽的末端与水平方向是夹角为，则水平方向的动量为，而第二次操作时系统的总动量大于.所以碰撞后的总动量大于碰撞前的总动量。
12.AB 1.40
【详解】（1）AB，屏上看不到条纹时，应调节光源高度和亮度，使光束沿遮光筒轴线照亮屏；条纹模糊的原因有多种可能性，如：光源强度不够；光源不稳定；单缝、双缝不平行；单缝、双缝与遮光筒轴线不重合等，故AB正确。
CD，中利用白光也可以观察到彩色干涉条纹，在双缝宽度不变的情况下，蓝光的波长小，对应的条纹间距小，故CD错误。
20分度游标卡尺的精确值为，则图丙的读数为
图丁的读数为
相邻亮条纹间距为
根据
联立可得波长的表达式为
根据以上数据，可得实验中测出的光的波长为
13.（1）由碰撞过程A、B系统动量守恒
解得碰后的共同速度
（2）碰后A损失的机械能
即
14.【详解】（1）由可得
ⅰ.当粒子从点射出时，轨道半径最大，此时磁感应强度最小，
由几何关系得
所以最小磁感应强度为
ⅱ.当粒子从点射出时，轨道半径最小，此时磁感应强度最大，
由几何关系可得
最大磁感应强度为
（2）粒子在磁场中做圆周运动的周期为
当粒子从点射出时，时间最长
解得最长时间
15.【详解】（1）（4分）当速度为0时加速度最大
解得最大加速度 方向沿斜面向下
（2）（6分）金属棒从静止释放后，受到沿斜面向上的安培力逐渐增大，金属棒作加速度减小的加速运动，当加速度减小为零时，速度达到最大值。
①.
②
③
由①②③得
最大速度
（3）由
得到
为金属棒下滑轨道下滑的距离
由系统能量守恒
解得电阻产生的焦耳热为