广东省茂名市电白区2024-2025学年高二上学期期末物理试卷（含解析）

广东省茂名市电白区2024-2025学年高二上学期期末
物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共34分。
1.阳光下，观察到水面上的油膜呈现彩色，这种现象是( )
A. 光的折射 B. 光的衍射 C. 光的干涉 D. 光的偏振
2.下列有关电与磁的四幅情景图像，说法正确的是( )
A. 对甲：当线圈匀速转动时，不会产生感应电流，当线圈非匀速转动时，会产生感应电流
B. 对乙：当导线中通有从左向右的电流时，小磁针的极向里偏转，极向外偏转
C. 对丙：恒定的电场和恒定的磁场互相激发交替产生，就形成电磁波
D. 对丁：电磁波谱中，红外线就是红光，紫外线就是紫光，均属于可见光
3.用扁担挑水时，有时桶里的水会荡得厉害，甚至从桶中溅出来。如图，农夫肩上的扁担与木桶含水的固有频率是，下列说法正确的是( )
A. 农夫走路的步频越慢，桶里的水晃动得越剧烈
B. 农夫走路的步频越快，桶里的水晃动得越剧烈
C. 当发现桶里的水晃得很厉害时，适当的把步频加快可减小水的晃动
D. 农夫走路时扁担与木桶含水上下振动的频率与农夫的步频无关
4.一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为、两束单色光，光路图如图所示，下列说法正确的是( )
A. 光和光的入射角都是
B. 光在玻璃中的折射率较大
C. 光在玻璃中的传播速度较大
D. 光和光从空气进入玻璃后频率都会增大
5.“战绳”作为一项超燃脂的运动十分受人欢迎，如图甲所示，某健身者分别抓住两根相同的战绳，晃动战绳一端使其上下振动可视为简谐振动形成横波。某时刻开始计时，时两个绳波的图像如图乙所示，已知绳波的波速为，下列说法中正确的是( )
A. 绳波的振幅为 B. 绳波与的波长都为
C. 绳波的周期为 D. 绳波的频率为
6.在篮球比赛中，开场跳球时，裁判从某一高度沿竖直向上抛出篮球，篮球沿竖直方向返回原高度。假设篮球在运动过程中受到的空气阻力大小不变，下列说法正确的是( )
A. 上升过程动量的变化率小于下降过程动量的变化率
B. 上升过程动能的变化量等于下降过程动能的变化量
C. 上升过程中机械能的损失大于下降过程中机械能的损失
D. 上升过程受重力冲量的大小小于下降过程受重力冲量的大小
7.如图，海面上两个浮标、相距，一列横波由向传播，小米观察到当浮标处在波谷时，浮标正在平衡位置向上振动，测得一分钟内浮标能完成次全振动，则该横波的波速可能是( )
A. B. C. D.
8.小刘同学用铁钉与漆包线绕成电磁铁，当接通电路后，放在其上方的小磁针极立即转向左侧，如图所示．则此时( )
A. 漆包线端接电池负极 B. 铁钉内磁场方向向右
C. 铁钉左端为电磁铁的极 D. 漆包线内电流由流向
二、多选题：本大题共2小题，共12分。
9.如图为钓鱼时鱼漂竖直漂浮在水面的示意图。某次鱼咬钩时将鱼漂往下拉一小段距离后松口，鱼漂上下振动。若鱼漂在竖直方向的运动可看成简谐运动，取竖直向下为正方向，以鱼漂运动至最低点时开始计时，用、、、、分别表示鱼漂运动的时间、相对平衡位置的位移、瞬时速度、回复力、加速度，关于鱼漂在此过程中的运动，下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
10.如图，两质量分别为和小球在光滑水平面上相向而行，速度分别为和，发生碰撞后，系统不可能损失的机械能为( )
A. B. C. D.
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率如图所示。
在平铺的白纸上垂直纸面插大头针、确定入射光线，并让入射光线过圆心；在半圆形玻璃砖图中实线部分另一侧垂直纸面插大头针，使挡住、的像，连接；实验中要求三枚大头针的______选填“针帽”或“针尖”在同一视线上；
图中为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，、分别是入射光线、折射光线与圆的交点，、均垂直于法线并分别交法线于、点。设的长度为，的长度为，的长度为，的长度为，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量______，选填、、或则玻璃砖的折射率可表示为______；
该同学在插大头针前不小心将玻璃砖以为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将______选填“偏大”“偏小”或“不变”。
12.在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学用如图所示的装置进行了如下的操作：
先调整斜槽轨道，使其末端的切线水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球从斜槽轨道上菜固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹；
将木板向右平移适当的距离，再使小球从原固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹；
把半径相同的小球静止放在斜槽轨道水平段的最右端让小球仍从原固定点由静止释放，和小球相碰后，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹和；
用刻度尺测量白纸上点到、、三点的距离分别为、和，。
两小球的质量关系：____填“”“”或“”。
碰撞后，小球落点的痕迹是_____填“”、“”、“”
上述实验除需测量白纸上点到、、三点的距离外，还需要测量的物理量有__________
A.木板向右移动的距离
B.小球和小球的质量、
C.、 两点间的高度差
D.小球和小球的半径
用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为____________
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.在电视剧西游记中，孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉，中医悬丝诊脉悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如示意图所示，假设在点脉搏跳动产生了一列沿轴正方向传播简谐横波。在时，波传播到轴上的质点，在它的左边质点位于正的最大位移处，在时，质点第一次出现在负的最大位移处，求：
该波的周期；
该波的波速大小；
从时开始到质点刚刚振动时，经历的时间及在该段时间内质点通过的路程。
14.如图所示是一玻璃球，其半径为，为球心，为一水平方向上的直径。点是玻璃球的最高点，一束激光自点射入、从点射出，出射光线平行于，已知，光在真空中的传播速度为，求：
此玻璃球的折射率；
光线从传播到所用时间；
若来自点的光线射向点，判断此光线能否从点射出玻璃球。
15.如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于点正下方，并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着小车上的轨道运动，已知细线长。小球质量。物块、小车质量均为。小车上的水平轨道长。圆弧轨道半径。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度取。
求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小；
求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小；
为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围。
答案解析
1.
【解析】阳光下，观察到水面上的油膜呈现彩色，这种现象是薄膜干涉，属于光的干涉。
故选C。
2.
【解析】A.甲图中，无论是匀速转动或非匀速转动时，磁通量一直为，不会产生感应电流，故A错误；
B.乙图中，当导线中通有从左向右的电流时，根据右手安培定则可知，导线下方的磁场垂直纸面向里，则小磁针的极向里偏转，极向外偏转，故B正确；
C.丙图中，周期性变化的电场和周期性变化的磁场互相激发交替产生，就形成电磁波，故C错误；
D.丁图中，紫光与红光属于可见光，红外线、紫外线与红光和紫光不同，不属于可见光，故D错误；
故选B。
3.
【解析】当农夫走路的步频与桶里的水晃动的固有频率相等时会出现共振，此时水晃动得越剧烈，则农夫走路的步频过快或过慢都不一定使桶里的水晃动得越剧烈，故AB错误；
D.农夫走路时扁担与木桶含水上下振动的频率与农夫的步频相等，故D错误；
C.当发现桶里的水晃得很厉害时，说明水晃动的固有频率与农夫走路的步频相等从而出现了共振，所以适当的把步频加快可减小水的晃动，故C正确。
故选C。
4.
【解析】A.由入射角定义，入射角应该为，故A错误
B.由光路图和折射定律可知，因光折射角较小，则，故B正确
C.根据可知，光在玻璃中的传播速度更大，C错误
D.、光进入玻璃后频率不会发生改变，D错误。
故选B。
5.
【解析】A.绳波的振幅为，选项A错误；
B.绳波的波长为，的波长为，选项B错误；
C.绳波的周期为
选项C正确；
D.绳波的频率为
选项D错误。
故选C。
6.
【解析】D.篮球在运动过程中受到的空气阻力大小不变，则在上升过程中受到的合力大于下降过程中受到的合力，则上升过程中的加速度大小大于下降过程中的加速度大小，根据
可知上升过程所用时间小于下降过程所用时间，根据
可知下降过程受重力冲量的大小大于上升过程受重力冲量的大小，故D正确；
A.根据动量定理可得
可得动量的变化率为
而在上升过程中受到的合力大于下降过程中受到的合力，所以下降过程动量的变化率小于上升过程动量的变化率，故A错误
C.阻力大小不变，两个过程损失的机械能一样多，故 C错误
B.物体机械能减少，回到抛出点的速度小于初速度，上升过程的动量减少量大于下落过程的动量增加量，
故B错误。
7.
【解析】横波的可能波长，横波的周期，由，可得，
当时，，当时，，当时，，当时，，当时，，
故D项正确。
故选D。
8.
【解析】当接通电路后，放在其上方的小磁针极立即转向左侧，所以小磁针处的磁场的方向向左，铁钉内产生的磁场的方向向右，铁钉右端为电磁铁的极，所以漆包线内电流由流向，漆包线端接电池正极，故B正确，、、D错误．
9.
【解析】取竖直向下为正方向，以鱼漂运动至最低点时开始计时，则 时刻，则鱼漂的位移为正方向最大值，速度为零，过一小段时间，鱼漂的速度变大，方向向上，为负值，故A错误，B正确；
根据牛顿第二定律 可知回复力与位移大小成正比，则 时刻，鱼漂的回复力为负向最大值，加速度大小与位移大小成正比，方向相反，故C错误，D正确。
故选BD。
10.
【解析】当两球发生完全非弹性碰撞时，根据动量守恒有：
解得：
则损失的最大机械能
选系统不可能损失的机械能，故AB错误，CD正确。
故选CD。
11.针尖 和 偏大
【解析】解：实验中，针尖位置反映了入射光线和出射光线上的点，为了准确地确定光线的传播方向，要求三枚大头针的针尖在同一视线上，而不是针帽在同一视线上。
根据数学知识，入射角的正弦
折射角的正弦值
根据光的折射定律
代入数据解得玻璃砖的折射率
因此只需测量和即可。
当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，那么法线也会顺时针转过一个小角度，所以折射光线将顺时针转动，而作图时其边界和法线不变，则入射角玻璃砖中的角不变，折射角减小；在处理数据时，认为是不变的，折射角减小，测量的变小；由折射率公式可知，所测得玻璃砖的折射率将偏大。
故答案为：针尖；和；；偏大。
实验中，针尖位置是用来确定入射光线和出射光线传播方向的，据此分析作答；
根据数学知识分别求解入射角和折射角的正弦，再根据折射定律求解作答；
半圆形玻璃砖顺时针转动，法线也会转动一个小角度，折射光线也会顺时针转动，据此分析作答。
本题考查了用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率的实验，掌握插针法测折射率的方法，能够正确进行实验误差分析。
12.；；；
【解析】为了防止碰撞后入射小球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即应使 大于。
小球离开轨道后做平抛运动，碰撞前，小球落在图中点，碰撞后小球的速度变小，则运动相同的水平距离，时间更长，下落的高度就越大，故小球应落在点，则小球下落在图中点。
由于要判断碰撞前后的动量是否相等，所以要求出两小球的动量大小，即要测量出小球的质量和速 度，其中速度是利用平抛的水平方向的运动求，需要测量落点的位置，故B正确，ACD错误。
小球离开轨道后做平抛运动，则竖直方向有，水平方向有，故小球碰撞前的速度为，碰撞后小球的速度为，碰撞后小球的速度为，小球碰撞的过程中，若动量守恒，则有，则若两小球碰撞前后动量守恒，满足的表达式为。
13.质点从正的最大位移第一次到负的最大位移所需要时间为半个周期，即
可得该波的周期为
由图可以知道波长为
则该波的波速为
波从传到点所需要的时间为
在该段时间内质点通过的路程为。

【解析】本题考查机械波的传播问题，根据的振动过程可求周期，根据波形图可知波长，由求解波从传到点所需要的时间，根据质点振动时间与周期的关系求解质点振动路程。
14.解：如图，由几何知识可得入射角
，
折射角，
则此玻璃的折射率为；
长度为
光在玻璃球内传播的速度
故光线从传到的时间为
若来自点的光线射向点，入射角为，
而，
所以，光线在点会发生全反射，即此光线不能从点射出玻璃球。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.解：对小球摆动到最低点的过程中，由动能定理
解得
在最低点，对小球由牛顿第二定律
解得，小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小为
小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律
、
解得小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小为
若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数 的取值范围为

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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