陕西省西安市2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题（含解析）

高二物理阶段性学习效果测试
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。回答非选择题时，用0.5毫米黑色签字笔将答案写在答题卡上。
3.考试结束后将本试卷与答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一．单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分）
1.如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为，则（　　）
A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5
B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10
C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5
D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10
2.一个小球与弹簧连接套在光滑水平细杆上，在间做简谐运动，点为的中点。以点为坐标原点，水平向右为正方向建立坐标系，得到小球振动图像如图。正确的是（　　）
A．小球振动的频率是 B．时，小球在位置
C．小球在通过位置时，速度最大 D．如果小球的振幅增大，则振动周期也增大
3.如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，实线为时刻的波形，虚线为s时的波形，P为平衡位置在m处的质点，为平衡位置在m处的质点。0.15s时间内，质点P运动的路程小于8cm，则下列判断不正确的是（ ）
A．0.15s时间内，质点P的路程为cm
B．质点Q振动的周期为0.4s
C．若此波遇到宽度为7.8m的障碍物时能发生明显的衍射现象
D．质点Q的振动方程为（cm）
4.如图是一种用折射率法检测海水盐度装置的局部简化图．将一平行空气砖（忽略薄玻璃壁厚度）斜插入海水中，让光束从海水射向平行空气砖再折射出来，通过检测折射光线在不同盐度海水中发生的偏移量d，进而计算出海水盐度，已知某一温度下，海水盐度变大到起折射率变大，下列说法正确的是（　　）
A．一束复色光透过平行空气砖分成1、2两束光，则1光频率高
B．一束复色光透过平行空气砖分成1、2两束光，则2光在海水中传播速度大
C．一束单色光射向平行空气砖后偏移量小，说明海水的盐度小
D．一束单色光射向平行空气砖后偏移量大，说明海水的盐度小
5.如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里且磁感应强度大小为B的匀强磁场，在x轴下方存在垂直于纸面向外且磁感应强度大小为的匀强磁场。一带负电的粒子，带电荷量为q，质量为m，从原点O与x轴成30°角斜向上射入磁场，且在x轴上方磁场中运动的半径为R，不计粒子重力，则（　　）
A．粒子经磁场偏转后一定能回到原点O
B．粒子在x轴上方和下方磁场中运动的半径之比为2∶1
C．粒子完成一次周期性运动的时间为
D．粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进了3R
6.贯彻新发展理念，福建省风力发电发展迅猛。某种风力发电机的发电、输电简易模型如图甲所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机的输出电压u随时间t的变化关系如图乙所示，输出功率为1500kW。降压变压器的匝数比为n3∶n4=130∶1，输电线总电阻为R，其余线路电阻不计，用户端的电压为U4=220V，功率1430kW，所有变压器均为理想变压器，则（　　）
A．每个周期内电流方向改变1次 B．发电机线圈转动频率为100Hz
C．发电机的输出电流为 D．输电线总电阻R为28Ω
如图甲为LC振荡电路，其中图乙描绘的是流过电路中M点的电流随时间变化规律的图线
7.假设回路中电流顺时针方向为正则下列说法不正确的是（　　）
A．在第0 s末到第1 s末的过程中，电路中电流正在增大，电容器正在向外电路放电
B．在第1 s末到第2 s末的过程中电容器的下极板带负电
C．在第2 s末到第3 s末的过程中M点的电势比N点的电势低
D．在第2 s末到第3 s末的过程中电路中电场能正在逐渐减小
8.如图所示为某型号电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。该电吹风吹热风时输入功率为500W，吹冷风时输入功率为60W。小风扇额定电压为60V，正常工作时小风扇输出功率为50W。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数。则（ ）
A．吹冷风时触片P位于ab之间 B．变压器原、副线圈的匝数比
C．小风扇的内阻是72Ω D．吹热风时通过电热丝的电流为2A
9.火警报警系统原理如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比n1:n2 =10:1，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示，在变压器右侧部分，R2为用半导体热敏材料（电阻随温度升高而减小）制成的传感器，R1为一定值电阻．下列说法中正确的是（ ）
A．此交变电源的每秒钟电流变化50次
B．电压表示数为22 V
C．当传感器R2所在处出现火警时，电流表的示数减小
D．当传感器R2所在处出现火警时，电压表的示数减小
10.如今智能手机中普遍安装了陀螺仪，它是一种加速度传感器，尺寸目前可以做到（3×3×1）mm，可集成于手机内部，用来检测手机的姿态。其工作原理如图所示，当手机运动状态改变时，固连在手机上的A部分随手机一起运动时，质量块B是通过弹性物体连接手机，由于惯性，不会随手机立刻发生变化，出现运动滞后，这样电容器电容值就发生了变化，变化的电容值会通过电信号传输给处理单元，就可测量手机的姿态，铺三层这种结构，就可以测出手机的前后左右和上下以及旋转，这样就可以360°无死角检测手机运动。正确的是（　　）
A．在外太空，完全失重的情况下，这种传感器仍然可以使用
B．可以测量出任意情况下手机相对地面的速度
C．这种探测器可以测量地磁场强度，进而进行GPS定位
D．改变电容的值是通过改变正对面积和板间距d来实现的
二．多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分）
11.在光滑的水平面上，质量为的甲物块以速度向右运动，正前方有一静止的、质量为的乙物块，乙物块左侧连有一轻质弹簧，从甲物块与弹簧接触到与弹簧分离过程（　　）
A．分离时，甲物块的动量大小可能大于 B．甲、乙两物块组成的系统机械能守恒
C．甲乙共速时，弹簧的弹性势能最大 D．甲与弹簧分离时，乙物块的速度可能为
12.在处的波源P产生一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在处的波源Q产生一列沿x轴正方向传播的简谐描波，时刻两波源开始振动，时两列简谐波的波形图分别如图中实线和虚线所示，下列说法正确的是（　　）
A．两波源的起振方向均沿y轴负方向
B．两列波的波速大小均为2m/s
C．再经过0.1s，平衡位置在处的质点位移为0.1m
D．再经过0.1s，平衡位置在处的质点位移为0.3m
13.对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　　）
A．图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在玻璃球中发生全反射
B．图乙中若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小
C．图丙用干涉法检测工件表面平整程度得到的干涉图样，将薄片向右移动，条纹间距变大
D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度会发生变化
14.国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座。变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝220sin100πt（V），电压表、电流表都为理想电表，则下列判断正确的是（　　）
A．输入电压有效值为220V，电流频率为50Hz
B．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大
C．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小
D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小
第II卷（非选择题）
三、实验题（共3小题，总分18分）
15.如图甲所示，在“探究碰撞中的不变量”实验时，长木板光滑且处于水平，小车A的前端粘有橡皮泥，用手推动一下小车A，放手后小车A做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合在一起，之后继续匀速运动，在小车A后连着纸带，打点计时器电源周期为0.02s。
①若获得纸带如图乙所示，a为运动的起始点，从a点开始，每5个点取一个计数点，其中a、b、c、d、e都为计数点，并测得相邻计数点间距（已标在图上），则应选 段来计算A的碰前速度，应选 段来计算A和B碰后的共同速度（填ab、bc、cd或de）。
②已测得小车A（含橡皮泥）的质量mA=0.30kg，小车B（含撞针）的质量为mB=0.20kg，由以上测量结果可得碰前系统总动量为 kg·m/s，碰后系统总动量为 kg·m/s。（结果均保留三位有效数字）
16．某同学要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图甲所示.
(1)图甲中虚线框位置的组件名称是 ，它的作用是获得 光；
(2)做实验时，该同学先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的刻度如图乙所示，读数为 mm；
(3)该同学接着转动手轮，当分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐时，读数是17.332mm，已知装置中双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离是1.0m，则测得此单色光的波长为 m（保留两位有效数字）；
(4)在其他条件不变的情况下，仅将光的波长换成较大的做实验，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距 （填“变大”“变小”或“不变”）.
17.如图，真空中，在两个同心圆所夹的环状区域存在（含边界）垂直于纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场，两圆的半径分别为R和3R，圆心为O。质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电粒子从大圆边缘的P点沿半径PO方向以不同的速度垂直射入磁场，粒子重力不计；
(1)若粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为120°，则粒子在磁场中运动的时间t1=_______；
(2)若粒子能进入小圆内部区域，粒子在磁场中运动的速度v2 >________
四、计算题（共36分）
18.（8分）某同学在研究简谐运动规律过程中，发现弹簧连接一个物体时较容易成功，而两个物体摞在一起做简谐运动却比较困难。如图所示，A、B两木块质量分别是，，弹簧的劲度系数，A和B间的动摩擦因数，B与水平面的摩擦力不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。
(1)求两木块一起做简谐运动的位移是2cm时，两木块的加速度大小；
(2)求两木块一起做简谐运动的位移是2cm时，A、B两木块间的摩擦力大小；
(3)两木块一起做简谐运动的过程中，求它们的最大振幅及木块A的最大动能。
19.（8分）皮划艇比赛是一项深受观众喜爱的运动。我市庆元籍皮划艇运动员王楠在奥运会和全运会比赛中均取得过优异的成绩。如图所示，在日常单人双桨皮艇训练中，运动员采用单桨划水使皮艇沿直线运动。运动员每次动作分为划水和空中运桨两个阶段，假设划水阶段用时1.0s，空中运桨用时为0.8s，若皮艇（含运动员和桨）质量为70kg，运动过程中受到的阻力恒定，划水时桨产生的动力大小为皮艇所受阻力的1.8倍。某时刻桨刚入水时皮艇的速度大小为4m/s，运动员紧接着完成1次划水和运桨动作，此过程皮艇前进8.1m，求：
(1)划水和空中运桨两阶段皮艇的加速度大小之比；
(2)皮艇的最大速度大小；
(3)该过程中皮艇所受阻力的冲量I的大小。
20.（10分）如图所示，两平行光滑导轨相距为d=20cm，金属棒MN的质量为m=10g，电阻R=8Ω，匀强磁场的磁感应强度B=0.8T，方向竖直向下，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，当电键K闭合时，MN恰好平衡，设θ=45°，g=10m/s2。求：
(1)金属棒MN所受安培力的大小；
(2)变阻器R1接入电路中的阻值；
(3)若变阻器R1阻值为1 Ω，则闭合电键的瞬间，求金属棒的加速度。
21.（10分）如图，电阻不计的两足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为，导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。质量均为、接入电路的有效电阻均为的金属棒ab、cd垂直于导轨放置，均处于静止状态。时刻给cd棒一个方向水平向右、大小的拉力，时，金属棒ab和cd加速度刚好相等。此后撤去拉力F，整个过程棒与导轨接触良好。求：
(1)时金属棒ab和cd的加速度大小；
(2)时金属棒ab和cd的速度大小；
(3)从到回路中电流为零的过程中，金属棒ab和cd之间距离的增加量。
高二物理参考答案
1-5ACACD 6-10DBDDA 11CD 12BD 13BD 14BD
15. bc de 1.04 1.03
16.(1)滤光片 单色 (2)2.331/2.332/2.333/2.334 (3)6.0×10-7 (4)变大

18.(1)；(2)；(3)，
【详解】(1)两木块一起做简谐运动的位移是2cm时，以两木块为整体，根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
(2)两木块一起做简谐运动的位移是2cm时，以A为对象，根据牛顿第二定律可得
解得A、B两木块间的摩擦力大小为
(3)两木块一起做简谐运动的过程中，它们振幅最大时，A、B两木块间的摩擦力达到最大，则有
联立解得最大振幅为
根据系统机械能守恒可得
解得
则木块A的最大动能为
19.(1)4∶5；(2)；(3)
【详解】(1)设划水和空中运桨两阶段皮艇的加速度大小分别为a1、a2，根据牛顿第二定律有
由题意可知
F=1.8f
联立解得
(2)皮艇的最大速度大小为
划水过程皮艇的位移大小为
运桨过程皮艇的位移大小为
由题意可知
联立解得
(3)根据牛顿第二定律可得
根据冲量的定义可得该过程中皮艇所受阻力的冲量大小为
20.(1)0.1N；(2)7Ω；(3)
【详解】
(1)金属棒受重力mg、支持力N、安培力F的作用，力图如图。
根据平衡条件得安培力
F=mgtanθ=0.1N
(2)安培力为
F=BIL
解得
根据欧姆定律得
代入数据解得
R1=7Ω
(3)若变阻器R1阻值为1Ω，则闭合电键的瞬间
金属棒的加速度
21.(1)；(2)，；(3)
【详解】
(1)两棒的加速度相等时，设受到的安培力大小为，对金属棒
对金属棒cd
联立解得
(2)根据安培力公式
解得回路中电流大小
设回路中的感应电动势为E，则
设两棒的加速度相等时，金属棒ab、cd的速度分别是、，则
设时间内安培力冲量大小为，对金属棒cd
对金属棒ab
联立解得
，
(3)撤去外力F后，金属棒cd做加速度逐渐减小的减速运动，金属棒ab做加速度逐渐减小的加速运动，最后两棒速度相等，做匀速运动，设最终共同速度为v，根据动量守恒定律
对ab棒，根据动量定理
电荷量
设两棒间距离增大了x，则
联立解得