江苏省无锡市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

江苏省无锡市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共10小题，共40分。
1.光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液体后与其在真空中相比( )
A. 波长变短 B. 光子能量增加 C. 频率降低 D. 传播速度增大
2.如图所示，装置中线圈平面与螺线管垂直，下列说法正确的是( )
A. 闭合开关，穿过线圈的磁场方向向右
B. 闭合开关，移动滑动变阻器滑片，通过线圈的磁通量不变
C. 开关闭合，线圈一直中有感应电流
D. 开关断开瞬间，线圈中有感应电流
3.在用单摆测量重力加速度的实验中，下列说法中不正确的是( )
A. 摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且适当长一些
B. 摆球尽量选择质量大些、体积小些的
C. 释放摆球，应从摆球经过平衡位置开始计时
D. 为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆角较大
4.如图所示，、间的电压为，电阻，，，。估算干路中的电流约为( )
A. B. C. D.
5.如图所示为沿轴负方向传播的一列简谐横波在时刻的波形图，其波速为。振源在处。下列说法正确的是( )
A. 振源的振动频率为
B. 若观察者从处沿轴向负方向运动，则接收到波的频率可能为
C. 从时刻开始，经时间处质点向轴负方向迁移
D. 从时刻开始，质点比质点先回到平衡位置
6.如图所示，有种电吹风由线圈电阻为的电动机与电阻为的电热丝串联组成，电路如图所示，将电吹风接在电路中，电吹风两端的电压为，电动机正常工作，电热丝两端的电压为，则下列判断正确的是( )
A. 电热丝中的电流大小为 B. 电动机线圈的发热功率为
C. 电动机消耗的电功率为 D. 电吹风消耗的电功率为
7.两足够长的直导线按图示方式放置在同一平面内，两导线相互绝缘，通有相等的电流，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流时，所产生的磁场在距离导线处的磁感应强度大小为，则图中与导线距离均为的、两点处的磁感应强度大小分别为( )
A. B、 B. 、 C. 、 D. B、
8.某城市新装了一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。其内部电路简化原理图如图所示，电源电动势为，内阻为，为光敏电阻光照强度增加时，其电阻值减小。当随着傍晚到来光照逐渐减弱时，则下列判断正确的是( )
A. 灯变亮，灯变亮 B. 灯变亮，灯变暗
C. 电源的效率变小 D. 上电流的变化量等于上电流变化量
9.如图所示，由波长为和的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。是两单色光中央亮条纹的中心位置，和分别是波长为和的光形成的距离点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面和位置出射，则( )
A. ，是波长为的光出射位置
B. ，是波长为的光出射位置
C. ，是波长为的光出射位置
D. ，是波长为的光出射位置
10.一宇宙飞船的横截面积为，以恒定速率航行，当进入有宇宙尘埃的区域时，设在该区域单位体积内有颗尘埃，每颗尘埃的质量为，若尘埃碰到飞船前是静止的，且碰到飞船后就粘在飞船上，不计其他阻力，为保持飞船匀速航行，飞船发动机的牵引力为( )
A. B. C. D.
二、实验题：本大题共1小题，共15分。
11.某实验小组测量一粗细均匀的电阻丝的电阻率。有如下实验器材可供选择：
A.待测电阻丝阻值约
B.电流表
C.电压表
D.滑动变阻器
E.电源电动势为，内阻不计
F.开关、若干导线
如图甲所示，用螺旋测微器测量电阻丝的直径时，当测微螺杆靠近电阻丝时，应停止使用旋钮，改用______，听到“喀喀”声时停止请在螺旋测微器上的三个部件、、中选填；
螺旋测微器示数如图乙所示，则该电阻丝的直径 ______。
实验时要求电流表的示数从零开始测量，用笔画线代替导线将图丙电路连接完整。
实验小组采集到多组不同长度的电阻丝对应的电压表示数和电流表示数，利用计算出电阻丝不同长度对应的阻值，描绘出的点如图丁所示，在图丁中画出图线。已知图线的斜率为，请写出电阻丝的电阻率表达式 ______。用、、表示
本实验中，小明同学认为由于电流表的内接导致电阻丝的阻值测量偏大，从而使得电阻丝的电阻率测量值偏大，你同意他的观点吗？请说明理由______。
三、计算题：本大题共4小题，共45分。
12.一条细线下面挂着一个小球，让它自由摆动，画出它的振动图像如图所示。
请根据图中的数据计算出它的摆长；
请根据图中的数据估算出它摆动的最大偏角。
13.如图，边长为的正方形为一棱镜的横截面，为边的中点。在截面所在的平面，一光线自点射入棱镜，入射角为经折射后在边的点恰好发生全反射，反射光线从边的点射出棱镜，求：
棱镜的折射率；
、两点之间的距离？
14.如图甲所示，、为沿轴传播的一列简谐横波上的两质点，相距为。、的振动图像分别如图乙、丙所示。求：
当该波在该介质中传播的速度为时，该波的波长；
若该波的波长大于，则可能的波速？
15.如图所示，小车上固定有处于竖直平面内的特殊形状的光滑圆管，其中段圆弧所对应的半径，圆心角，段对应的半径，是四分之一圆弧，点切线方向竖直，点与小车表面平滑衔接，小车部分与小球之间的动摩擦因数。质量的小车含圆管静止放置于光滑的水平地面上，现将质量的小球由点左上方某点以的初速度水平抛出，使小球刚好可以无碰撞的进入到圆管中。小球穿过圆管后，滑上段。不计空气阻力，取，，，求：
小球从抛出点到点竖直高度；
小球刚运动到点时，小车的速度大小；
要使小球不从车上落下，则长度至少是多少？
答案和解析
1.
【解析】、紫外线在传播过程中无论进入何种介质，其频率不变；根据可知，光子能量不变，故BC错误；
、该液体对紫外线的折射率，根据可知紫外线在液体中的传播速度减小；
根据可知，不变、减小、则波长变短，故A正确，D错误。
故选：。
2.
【解析】由安培定则可知，闭合开关，穿过线圈的磁场方向向左，故A错误；
B.闭合开关，移动滑动变阻器滑片时，穿过螺线管的电流大小改变，穿过线圈的磁场发生改变，则磁通量改变，故B错误；
开关闭合或断开瞬间，线圈中磁场发生变化，则磁通量发生变化，会产生感应电流，开关闭合一段时间后，线圈中没有感应电流，故C错误，D正确。
故选：。
3.
【解析】实验中摆线的质量不计，并要测量长度，为了减小实验误差，摆线要选择细些的，则质量较小；伸缩性小些的，在摆动过程中细线的长度变化小，并且适当长一些，便于摆动时时间的测量，故A正确；
B.摆球尽量选择质量大些，这样忽略摆线的质量相对影响较小；体积小些的，可减小空气阻力，故B正确；
C.为了方便记录时间，应从小球摆到平衡位置时开始计时，故C正确；
D.单摆的周期与摆角无关，且要求摆球的摆角要小于，只有在单摆摆角很小的条件下振动为简谐振动，故D错误。本题选择错误选项；故选：。
4.
【解析】由串并联电路的电阻计算方法，可得到总电阻的值为：，代入得：，
结合欧姆定律，即可计算干路电流为：，故ACD错误，B正确。
故选：。
5.
【解析】A、根据图像，可得波长，已知波速，则周期，频率，故A错误；
B、振源在处，若观察者从处沿轴向负方向运动，根据多普勒效应，观察者接收的频率小于波源的频率，故可能为，故B正确；
C、波传播过程中，质点只会在平衡位置附近振动，不会随波迁移，故C错误；
D、由于振源在处，所以该波在沿方向传播，根据“同侧法”可知，质点向下振动，故从时刻开始，质点比质点先回到平衡位置，故D错误。
6.
【解析】、电热丝中的电流大小为，其中电动机是非纯电阻，所以电热丝中的电流，故A错误；
、因为电动机和电热丝串联，所以通过电动机的电流与通过电热丝的电流相等，电动机两端的电压为，则电动机消耗的电功率为，解得，电动机的发热功率为，故B错误，C正确；
D、电吹风消耗的电功率为，即，故D错误。
故选：。
7.
【解析】由题意，根据安培定则，判断知水平通电直导线在、处产生的磁场方向均垂直纸面向里，大小均为；竖直通电直导线在点产生的磁场垂直纸面向外，点的磁场垂直纸面向里，大小均为。根据矢量叠加原理，可得、两点处的磁感应强度大小分别为，。故ACD错误，B正确。
故选：。
8.
【解析】电路的连接情况是：光敏电阻与灯并联后与定值电阻串联，最后与灯并联。
、当光照逐渐减弱时，光敏电阻的阻值增大，电路总电阻增大，干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压，可知增大，则灯两端电压增大，通过灯的电流增大，所以灯变亮。通过定值电阻的电流，减小，增大，则减小，两端的电压减小，而灯两端的电压，则增大，灯变亮，故A正确；
B、电源的效率为，由上面的分析可知，路端电压增大，则电源的效率变大，故C错误；
D、通过上电流等于通过光敏电阻的电流与通过灯的电流之和，即，根据前面的分析，通过灯的电流增大，减小，则减小，且上电流的变化量大于上电流变化量，故D错误。
故选：。
9.
【解析】、双缝干涉的实验结论：，由图可得 ，故，故AB错误；
、由或知，越大越小为频率，由光的色散实验知，频率越大，穿过三棱镜后偏折越大或频率越大，折射率越大本题中由于 故故偏折角小的对应，偏折大的对应，所以当 时 是射出点，是射出点，故C错误，D正确。
10.
【解析】设飞船发动机的牵引力大小为，以飞船发动机的牵引力的方向为正方向，
由题意可知，时间内粘附在飞船上的尘埃质量为：，
对这部分尘埃，由动量定理可得：，
联立可得：，故B正确，ACD错误；
故选：。
11. 见解析
【解析】螺旋测微器上的为微调旋钮，为了保护螺旋测微器，当测微螺杆靠近电阻丝时，应停止使用旋钮，改用，听到“喀喀”声时停止；
螺旋测微器的精确度为，电阻丝的直径
实验时要求电流表的示数从零开始测量，因此滑动变阻器采用分压式接法，如图所示：
根据电阻定律
结合函数图像斜率的含义，图像的斜率
代入数据解得
小明同学的观点不正确，因为实验采用电流表内接法，只是导致测量值相对电阻丝的电阻在图像中上移了，不会改变图像的斜率，所以不影响电阻丝的电阻率的测量。
故答案为：；；见解析；；见解析。
12.由图示图象可知，单摆的周期，
根据单摆周期公式可知摆长为：
代入数据解得摆长：
由图示图象可知，单摆的振幅为：，
在角度很小时有：
答：单摆的摆长是；
单摆摆动的最大偏角是。
13.一光线自点射入棱镜，设折射角为，有
由题知，光线经折射后在边的点恰好发生全反射，则
联立可得
根据几何关系有
解得
再由
解得
答：棱镜的折射率为；
、两点之间的距离为。
14.由振动图像可知，振幅为：，波的振动周期，根据，可知波长，解得：；
若波沿着轴正方向传播，
则间距离满足：，，由于，则只能取或，
则波长为或，所以波速为，，解得：，；
若波沿着轴负方向传播，
则间距离满足：，，由于，则只能取或，
则波长为或，所以波速为，，解得：，。
答：波长为；
可能的波速为，，，或。
15.小球进入到圆管之前做平抛运动，到达点时速度方向与水平方向的夹角为，在点竖直分速度与水平分速度满足：
，其中：
解得：
设小球从抛出点到点竖直高度为，由竖直方向做自由落体运动可得：
解得：
小球穿过圆管的过程，小球与小车组成的的系统在水平方向上动量守恒。设小球刚运动到点时小球的速度为，小车的速度为。以向右为正方向，根据动量守恒定律与机械能守恒定律分别得：
解得：，
要使小球不从车上落下，长度最小设为时，小球与小车速度相同时，小球刚好滑动到点。以向右为正方向，根据动量守恒定律与能量守恒定律分别得：
解得：
答：小球从抛出点到点竖直高度为；
小球刚运动到点时，小车的速度大小为；
要使小球不从车上落下，则长度至少是。
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