广东省深圳市宝安区2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

广东省深圳市宝安区2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
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，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.、两个带电小球放置在足够宽广的真空环境中，带正电、带负电，且，两电荷附近的电场分布如图所示。若从足够远处观察这两个电荷，可以把两电荷视作一个点，则在足够远处观察到的电场分布正确的是( )
A. B. C. D.
2.图中为服务员端着一碗汤步行的情境，汤随着人的步行发生受迫振动，下列关于该过程说法正确的是( )
A. 服务员步频越大，汤晃动频率越大
B. 服务员步幅越大，汤晃动频率越大
C. 服务员步频越大，汤晃动幅度越大
D. 服务员步幅越大，汤晃动幅度越大
3.、两束不同频率的单色光垂直于直径射入半圆形玻璃砖，两束光在玻璃砖中轴线两侧对称分布。光线射出玻璃砖后交于点，如图所示。以下判断正确的是( )
A. 光的折射率大于光
B. 光的频率小于光的频率
C. 光通过玻璃砖的时间大于光
D. 增大玻璃砖半径，两光线交点与中轴线距离将增大
4.地球绕太阳运动可视作线速度为的匀速圆周运动。已知地球质量为，太阳对地球的引力大小为。地球绕太阳运动的周期为，则在时间内( )
A. 引力的冲量为零
B. 引力的冲量为
C. 地球动量变化量为零
D. 地球动量变化量大小为
5.用如图所示的装置来做双缝干涉实验，已知强光源输出平行白光，光源到双缝的距离为，双缝到半透明屏幕距离为。则以下说法正确的是( )
A. 仅减小，屏幕上的条纹间距将变大
B. 仅去除蓝色滤光片，屏幕上出现黑白相间的干涉条纹
C. 仅把蓝色滤光片换成红色滤光片，屏幕上的条纹间距变大
D. 去除蓝色滤光片，在双缝的两条缝前分别放黄色和蓝色滤光片，屏幕将出现绿色干涉条纹
6.一个半径为，不带电的金属球放置在绝缘支架上，球心位置为。带电量为的点电荷放置在与球心的距离为的位置，如图所示。此时金属球表面产生了感应电荷，下列说法正确的是( )
A. 点的电势为零
B. 小球中的感应电荷总量等于
C. 感应电荷在点产生的电场强度的大小为
D. 感应电荷在点产生的电场强度的大小为
7.某实验小组用电流传感器观察电容器的充、放电现象，实验电路如图所示。其中和为两个定值电阻，。先把单刀双掷开关打到位置，待电容器充电完成后开关打到位置，直到电容器放电结束后断开开关。则观察到的电流图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.在竖直向下的匀强电场中射入、两带电油滴，两油滴质量相等，的带电量为，带电量为。在电场中、两油滴分别沿着如图中的方向匀速直线运动。不计油滴间及油滴和空气间的相互作用，下列说法正确的有( )
A. 的带电量大于
B. 带负电，带正电
C. 的运动方向电势升高，的运动方向电势降低
D. 的电势能逐渐减小，的电势能逐渐增大
9.如图，一列简谐横波沿轴负方向传播，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。已知该简谐波的周期满足。关于该简谐波，下列说法正确的是( )
A. 这列波的周期为
B. 这列波的波速为
C. 这列波的频率为
D. 时，处的质点正经过平衡位置向下运动
10.年月日，在荷兰鹿特丹进行的年国际滑联短道速滑世锦赛中，中国队在男女混合米接力决赛中获得冠军。接力时，选手在未被推动前不得开始滑行，选手从后面靠近并用力推动，使获得初速度。两选手相互作用时间极短，在接力前后瞬间，以下说法正确的有( )
A. 与构成的系统动量守恒
B. 与构成的系统机械能守恒
C. 对的冲量大小大于对的冲量大小
D. 对的冲量大小等于对的冲量大小
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学用单摆测量当地重力加速度，其实验装置如图甲所示。
将单摆挂在力传感器的下端图中未画出传感器，通过力传感器测量摆动过程中摆线受到的拉力，记录拉力随时间的变化，如图乙所示，根据图乙可以计算出单摆的周期为______。
用游标卡尺测小钢球直径，游标卡尺的示数如图丙所示，则小钢球直径为______；用刻度尺测得摆线长为，则重力加速度的表达式为______用、、表示。
改变摆线的长度，测出相应的，测量出多组数据，绘制出图像，如图丁所示，则由图可计算出重力加速度为______用图丁中的字母表示。
12.某实验小组通过提升重物的方式验证直流电动机工作时电功率、机械功率和热功率的守恒关系。实验装置如图所示。其主要器材包括稳压电源、电动机带绞盘、力传感器、位移传感器、定滑轮、重物及支架。
为了测量电动机的工作时的热功率，先进行电动机线圈电阻的测量，此时需要保证______填“电动机正常工作”或“电动机不转动”，选用______填“甲”或“乙”测量电路进行测量。
然后把定滑轮固定在力传感器下方，再把力传感器固定在支架上且示数调零。轻质细绳跨过定滑轮，一端连接电动机绞盘，另一端连接重物。电动机带动绞盘旋转，拉动重物匀速直线上升。读取力传感器示数为，通过位移传感器测算重物上升时的速度，进而计算出电动机的机械功率为 ______用、表示。
根据电源显示屏直接读出电动机匀速提升重物时，电源对电动机提供的电压以及电流，可计算电动机的线圈的热功率。只需在实验误差允许范围内验证：______。即可验证电动机的能量转化和守恒关系。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.A、、为某均匀介质中的三点，已知在、的连线上，且，，如图甲所示。时刻波源开始振动，振动图像如图乙所示。起振后开始振动，求：
该波的波速和波长；
点开始振动时点的位移及运动方向。
14.如图为某电动玩具电路结构的简略图。已知电源电动势，内阻，指示灯额定电压为，电阻，电动机额定功率，电动机内部电阻值。当滑动变阻器调节到适当位置时，指示灯和电动机恰好同时达到额定功率。忽略由于温度变化而引起的电阻变化求：
此时滑动变阻器的阻值；
该电动玩具的机械效率电动机的机械功率与电源输出电功率之比。
15.如图所示，光滑水平绝缘平台区域存在水平向右的匀强电场，在平台右侧有一竖直放置的光滑绝缘圆弧形轨道，轨道的最左端点距平台的高度差为，是轨道最低点，是轨道的最高点，圆弧对应的圆心角，圆弧形轨道处在水平向左的匀强电场中图中未画出，平台与轨道之间的空间没有电场。一带正电的物块大小可忽略不计从平台上某点由静止释放，从右端点离开平台，恰好沿切线方向进入轨道。已知物块的比荷，物块释放点距点的距离，圆弧形轨道区域的电场强度，，，取。若物块在轨道上运动时恰好不会脱离轨道，求：
物块离开点时的速度大小和、间的水平距离；
平台所在区域的场强大小；
圆弧轨道的半径。
答案和解析
1.
【解析】由题意可知，在足够远处的电场相当于将两电荷合在一起时形成的电场，由于带正电，带负电，且，相当于的正点电荷产生的电场，故A正确，BCD错误。
故选：。
2.
【解析】碗里的汤做受迫振动，根据受迫振动的规律可知，受迫振动的频率等于驱动力频率，故服务员的步频越大，汤晃动频率越大，故A正确，B错误；
汤晃动的幅度与驱动力频率是否接近汤的固有频率有关，发生共振时汤振动的幅度最大，与服务员的步幅无关，服务员步频越大，不一定满足汤发生共振的条件，故CD错误。
故选：。
3.
【解析】、两束光通过玻璃砖后光的偏折程度比光的小，则光的折射率小于光，故A错误；
B、光的折射率小于光，则光的频率小于光的频率，故B正确；
C、根据分析可知，光在玻璃砖中传播速度比光的大，两光束通过玻璃砖的路程相等，则光通过玻璃砖的时间小于光，故C错误；
D、光从玻璃砖射出时，入射角越小，偏折角越小，增大玻璃砖半径，光射到玻璃砖圆弧面的入射角减小，分析极限法情况：当入射角接近时，偏折角接近，两束光的交点接近中轴线，说明玻璃砖半径增大时，两光线交点与中轴线距离将减小，故D错误。
故选：。
4.
【解析】因为太阳对地球的引力为变力，所以不能用恒力的冲量公式计算引力的冲量，
以地球末速度的方向为正方向，在时间内，设引力冲量为，
由动量定理可得：，
由此可知，引力的冲量大小及地球动量变化量大小均为，故D正确，ABC错误；
故选：。
5.
【解析】由双缝干涉条纹间的距离为双缝到屏幕的距离，为双缝间的距离，为光的波长，可知仅减小，干涉条纹间的距离不变，故A错误；
B.仅去除蓝色玻璃片，屏幕上出现的是彩色的干涉条纹，故B错误；
C.红光波长大于蓝光波长，由，可知干涉条纹间的距离变得更大，故C正确；
D.入射光用白光，在双缝中的一缝前放黄色滤光片，另一缝前放蓝色滤光片，像屏上会有亮光，但不会出现干涉条纹，故D错误。
故选：。
6.
【解析】、由于静电感应，整个球体是一个等势体，但不一定电势为零，点的电势不一定为零，故A错误；
B、静电感应导致金属球的电荷重新分布，总电量仍为零，故B错误；
、感应电荷在金属球球心处激发的电场场强与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等，即为，故C错误，D正确。
故选：。
7.
【解析】给电容器充电时，电路中有充电电流，随着电容器带电荷量的增多，电容器两板间电压逐渐增大，充电电流逐渐减小。电容器放电时，随着电容器带电荷量的减少，放电电流逐渐减小，因为充电时正电荷流向正极板，而放电时，正电荷从正极板离开，所以充电电流方向和放电电流方向相反。又因为，根据欧姆定律可知开始放电时的电流是开始充电时的电流的，故D正确，ABC错误。
故选：。
8.
【解析】设匀强电场中电场强度大小为，、质量均为，、带电荷量的大小分别为、，
因为、都受竖直向下的重力，则由、轨迹偏转方向可知，、所受电场力方向均竖直向上，因为匀强电场方向竖直向下，所以、均带负电，
由、轨迹偏转方向可知：，，
可得：，故A正确，B错误；
C.因为沿着电场线的方向电势逐渐降低，所以的运动方向电势升高，的运动方向电势降低，故C正确；
D.结合前面分析可知，电场力对做正功，电场力对做负功，则由电场力做功与电势能变化的关系可知，的电势能逐渐减小，的电势能逐渐增大，故D正确；
故选：。
9.
【解析】、波经过向左传播了，故有：，解得：、、、
该简谐波的周期满足，即，所以，，故A错误；
B、由图可得：波长，所以波速为：，故B正确；
C、这列波的频率为：，故C错误；
D、时，处的质点正经过平衡位置向下运动，故D正确。
故选：。
10.
【解析】两运动员组成的系统所受合力为零，此系统动量守恒，后方运动员消耗自身的化学能，转化为两者的机械能，与构成的系统机械能不守恒，故A正确，B错误；
根据牛顿第三定律可知他们相互作用的推力等大反向，根据冲量的定义：，可知两运动员相互作用力的冲量等大反向，故C错误，D正确。
故选：。
11.
【解析】摆球经过最低点时，绳子的拉力最大，一个周期内，两次经过最低点，由图丙所示图象可知，单摆的周期
游标卡尺的精确度为，读数为
根据单摆周期公式可知，重力加速度：
由单摆周期公式可知
则
解得
故答案为：；；；
12.电动机不转动 乙
【解析】电动机不转动时可以看作纯电阻电路，因此进行电动机线圈电阻的测量，此时需要保证电动机不转动；
由于电动机的内阻一般较小，电压表的内阻很大，满足，因此电流表采用外接法，故甲错误，乙正确。
故选：乙。
重物和绞盘通过定滑轮连接，因此绳子上的拉力
根据功率公式，电动机的输出功率
根据能量关系，在实验误差允许范围内验证：，即可验证电动机的能量转化和守恒关系。
故答案为：电动机不转动；乙；；。
13.由振动图可知周期为，由起振后开始起振的时间为，即可知在该段时间内波传播的距离为：，波速为：，得到：；
由波速与周期，即可知波长为：，解得；
由点开始振动时，已经开始振动了，而振动形式传到质点后，质点会重复波源的振动情况，根据波源的振动图，即可知此时点在平衡位置，即位移为；
此时的运动方向为轴正方向。
答：该波的波速为，波长为；
点开始振动时点的位移为，运动方向为轴正方向。
14.指示灯的额定电流为：
电动机的额定电流为：
干路电流为：
则滑动变阻器的阻值为：
代入数据解得：
电动机的机械功率为：
电源的输出功率为：
所以该电动玩具的效率为：
联立代入数据解得：
答：此时滑动变阻器的阻值为；
该电动玩具的机械效率为。
15.从到过程物块做平抛运动，在点速度如图所示
竖直方向：
水平方向：
由图示可知：
代入数据解得：，，，，
物块在平台上运动过程，由动能定理得：
代入数据解得：
在圆弧形轨道区域内物块受力如图所示
则，代入数据解得：
点是等效重力的最低点，与关于点对称的点是等效最高点
物块恰好到达等效最高点或到达与垂直，圆心的等效等高点时恰好不脱离圆轨道
物块恰好到达等效最高点时，在，由牛顿第二定律得：
从到点过程，由动能定理得：
代入数据解得：
物块恰好运动到等效圆心等高点过程，由动能定理得：
代入数据解得：
答：物块离开点时的速度大小是，、间的水平距离是；
平台所在区域的场强大小是
圆弧轨道的半径是或。
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