江苏省淮安市盱眙县校2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

江苏省淮安市盱眙县校2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.彩虹的形成是雨后太阳光射入空气中的水滴先折射，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再次折射形成。如图所示，一束太阳光从左侧射入球形水滴，、是其中的两条出射光线，一条是红光，另一条是紫光。关于光和光的说法中，正确的是( )
A. 光是红光 B. 光的波长更长
C. 光更容易发生衍射 D. 在真空中传播时，光的速度更大
2.如图所示，年月日时，我国新一代载人飞船试验船返回舱进入大气层，当平安到达着陆场预定区域上空时，在降落伞作用下竖直下降，随后飞船底部个气囊打开，稳稳降落在着陆场预定区域。下列说法正确的是( )
A. 着陆过程中返回舱对地球的引力小于地球对返回舱的引力
B. 降落伞打开前，返回舱内物体所受重力减小了
C. 降落伞打开后，伞绳对返回舱的总拉力大于返回舱受到的重力
D. 打开个气囊是为了减小返回舱着陆过程中的动量变化量
3.如图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为建筑材料被吊车竖直提升过程的运动图像竖直向上为正方向，根据图像下列判断正确的是( )
A. 时材料离地面的距离最大 B. 前重力的冲量为零
C. 在钢索最容易发生断裂 D. 材料处于失重状态
4.高压直流输电适用于长距离大功率点对点输送电能。如图甲所示，采用双线输电的两条输电线、等高平行排列，导线中通有等大、反向的电流，其截面示意图如图乙所示。将一金属圆环置于垂直两输电线所在的平面内，其圆心在连线中点处，与的中垂线交于、两点，不计圆环对磁场的影响，则( )
A. 点处的磁感应强度为零
B. 、两点处的磁感应强度大小相等、方向相反
C. 、、三点的磁感应强度方向相同
D. 若圆环沿所在平面竖直向下移动，圆环内将产生感应电流
5.红光和蓝光分别通过、的单缝产生明暗相间的条纹，如图所示。其中蓝光通过的单缝产生的条纹应是( )
A. B.
C. D.
6.年伊始出现了罕见的新型冠状病毒，感染患者在医院进行治疗时，需要打吊瓶。如图所示，该病人正在输吊瓶中的液体，输了一半时他的左手动了一下，这个动作拉扯到了输液管，使吊瓶晃动了起来，紧接着待输的、吊瓶液体均满瓶也跟着晃动起来，假设悬挂三个吊瓶的细绳长度相同，、两吊瓶大小相同，则( )
A. 、两吊瓶发生共振 B. 、、三个吊瓶均做自由振动
C. 只有、两吊瓶的振动周期相同 D. 、、三个吊瓶的振动周期相同
7.一列简谐横波沿轴正方向传播，其波速为，某时刻的波形如图所示。质点的平衡位置处于处，在之后的内点运动的路程为( )
A. B. C. D.
8.如图，金属棒两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于沿轴负方向的匀强磁场中，棒中通以沿轴正方向的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为。若要使角变大，正确的操作是( )
A. 两悬线等长变短
B. 磁感应强度变小
C. 棒中电流变大
D. 金属棒的质量变大
9.如图所示，、、是三只完全相同的灯泡，是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈。下列说法正确的是( )
A. 闭合开关瞬间，、、均逐渐变亮
B. 闭合开关瞬间，和立即亮、逐渐变亮
C. 断开开关瞬间，立即熄灭
D. 断开开关瞬间，闪亮后逐渐熄灭
10.课间几个同学做游戏，如图所示，将一物块放在课桌上的点，在另一与物块完全相同的物块上粘一小块橡皮泥质量不计，并置于点，在课桌上的点有一标记，、、三点在同一直线上，且，游戏时给物块一瞬时冲量使其沿直线运动，经过一段时间物块与物块发生碰撞并粘合为一体，粘合体距离点最近者获得胜利。某同学对物块施加的瞬时冲量为未知时，粘合体刚好停在点。已知两物块的质量均为，与桌面间的动摩擦因数均为，重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 该同学对施加的瞬时冲量为
B. 整个过程因摩擦产生的热量为
C. 碰后瞬间物块的速度为
D. 两物块因碰撞损失的机械能为
11.宏观现象是由微观机制所决定的。对同一个物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性质与静电场相同。金属导体中的自由电子在电场力的作用下开始定向移动形成电流。如图所示为一块均匀的长方体金属导体，长为，宽为，厚为。
在导体两侧加上电压，导体中的自由电子在电场力的作用下开始定向移动，形成电流。根据电荷守恒定律，单位时间内通过导体横截面的电荷量应相同。设电子的带电量为，单位体积内的自由电子数为，自由电子定向移动的平均速率为，则在时间内，通过长方体金属导体样品的自由电子数目为( )
A. B. C. D.
二、实验题：本大题共1小题，共15分。
12.小琴同学在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中
实验室里有同样大小的木球、橡皮球、钢球，小琴同学应该选 球．
小琴使用游标卡尺测量小球直径，图甲所示的三种情形，其中正确的是 填“”、“”或“”．
已知摆线长度为，小琴正确测量摆球直径如图乙所示，则此单摆摆长为
小琴在做该实验的过程中的某些操作，你认为有误或不恰当的是
A.将摆线上端直接绕在杆上
B.实验中小球运动轨迹不在同一竖直平面内
C.当小球摆到平衡位置时，按下秒表计开始计时
D.用秒表测出小球一次全振动的时间作为小球振动的周期
小琴想利用同一实验装置测量当地的重力加速度，但实验中小球摆动时摆线碰到了桌子的边缘如图丙所示，碰撞瞬间能量没有损失若其他操作都正确规范，由此计算得到的重力加速度值与实际值相比将 填“偏小”、“偏大”或“不受影响”．
三、计算题：本大题共4小题，共41分。
13.某同学用一软绳研究波的形成，从绳上点刚离开平衡位置时开始计时，此后在绳上形成的一列简谐横波，某时刻的波形如图所示，已知该波的波长为，质点振幅为，求：
波的传播速度；
的振动方程。
14.如图所示，直角棱镜置于空气中，，边长为。一束单色光从边中点处平行于边射入，光垂直于边射出。已知真空中的光速为。求：
棱镜的折射率；
单色光通过棱镜的时间。
15.功是物理学中非常重要的概念，通过做功的过程可以实现能量转化。如图所示为简化的直流电动机模型，固定于水平面的两根相距为的平行金属导轨，处于竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场中，在两导轨的左端通过开关连接电动势为、内阻为的电源。导体棒放置在导轨上，其与导轨接触的两点之间的电阻为，导体棒与导轨间的阻力恒定且不为闭合开关后，导体棒由静止开始运动，运动过程中切割磁感线产生动生电动势，该电动势总要削弱电源电动势的作用，我们把这个电动势称为反电动势，此时闭合回路的电流大小可用来计算，式中为闭合电路的总电阻。若空气阻力和导轨电阻均可忽略不计，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导体棒运动所能达到的最大速度大小为。求达到最大速度后经过时间导体棒克服阻力做的功。
16.如图，为一矩形匀强磁场区域，边长为，边长为。现从点沿方向射入大量速度不等的质子，测得从点射出的质子的速度大小为。已知质子的质量为，电量为，不计质子重力。求：
矩形磁场区域磁感应强度的大小；
从点射出的质子在磁场中运动的时间；
从点射出的质子的速度大小。
答案和解析
1.
【解析】A、、两种光在水滴表面发生折射现象，入射角相同，光的折射角小于光，根据折射定律可知，光的折射率大于光，所以是紫光，是红光，故A错误；
B、由于是紫光，是红光，故光的波长小于光；故B错误；
D、光在介质中的传播速度为，因为，所以，故D错误；
C、光的波长小于光，遇到同样的障碍物，光更容易发生明显的衍射现象，故C正确。
2.
【解析】着陆过程中返回舱对地球的引力与地球对返回舱的引力是一对相互作用力，大小相等，故A错误；
降落伞打开前，返回舱内物体所受重力不变，故B错误；
降落伞打开后，伞绳对返回舱的总拉力大于返回舱受到的重力，故C正确；
返回舱着陆过程中的动量变化量不变，打开个气囊是为了减小返回舱着陆过程中的动量变化率，故D错误。故选C。
3.
【解析】A.时材料离地面的距离最大，后材料开始向下运动，所以A错误；
B.前合外力的冲量为零，重力的冲量为，所以B错误；
C.在过程，材料向上做匀减速运动，此时钢索的拉力小于材料的重力，所以钢索不容易发生断裂，则C错误；
D.材料向下做匀加速运动，加速度向下，则材料处于失重状态，所以D正确。
故选D。
4.
【解析】A.根据安培定则，输电线、中电流在点处产生的磁场方向均向下，点处的磁感应强度不为零，故A错误；
B.根据安培定则及矢量合成法则，、两点处的合磁感应强度大小相等、方向均向下，故B错误；
C.根据安培定则及矢量合成法则，、、三点处的合磁感应强度方向均向下，故C正确；
D.若圆环沿所在平面竖直向下移动，穿过圆环内的磁通量恒为零，圆环内不会产生感应电流，故D错误。
故选C。
5.
【解析】单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，单缝越窄，衍射现象越明显，中央亮条纹越宽，蓝光波长小于红光，所以蓝光通过的单缝产生的条纹中央亮纹应该是最窄的。故ABC错误，D正确。
故选：。
6.
【解析】、两吊瓶重心高度不同，导致有效摆长不同，所以二者不会发生共振，A错误；
只有吊瓶做自由振动，、两吊瓶均做受迫振动，B错误；
、两吊瓶在吊瓶的驱动力作用下做受迫振动，振动周期等于驱动力的周期，所以、、三个吊瓶的振动周期相同，C错误，D正确。
7.
【解析】由图可知，该波的波长为 ，由公式 可得，该波的周期为
则之后的 内质点 振动了 ，振动一个周期通过的路程为
由同侧法可知，此时的质点 沿 轴正方向振动，由 可得，经过 ，波传播的距离为
则 处质点的振动形式传到 点，即 点到达波峰，则 内质点 通过的路程为
则在之后的 内点运动的路程为。
故选C。
8.
【解析】平衡时两悬线与竖直方向夹角均为，对金属棒受力分析如图所示
由金属棒受力平衡可得
A.两悬线等长变短，不影响角度的变化，故A错误；
B.磁感应强度变小，则变小，故B错误；
C.棒中电流变大。则变大，故C正确；
D.金属棒的质量变大，则变小，故D错误。
故选：。
9.
【解析】、开关闭合的瞬间，电源的电压同时加到两支路的两端，灯立即发光。由于线圈的自感阻碍，灯与灯逐渐变亮，由于线圈的电阻可以忽略，最后一样亮，故AB错误；
、由于线圈的电阻可以忽略，所以电路中的电流稳定后流过线圈的电流是流过灯泡电流的倍；断开开关的瞬间，线圈与三灯一起构成一个自感回路，通过线圈的电流要减小，线圈产生自感电动势，相当电源，闪亮后逐渐熄灭，与两灯逐渐同时熄灭，故C错误，D正确。
故选：。
10.
【解析】C.设游戏时物块的初速度大小为，碰前瞬间物块的速度大小为，碰后瞬间粘合体的速度大小为，对物块由到的过程，由动能定理有
两物块碰撞过程动量守恒，则有
碰后粘合体由到的过程由动能定理有
整理得，，。故C正确
A.该同学对物块施加的瞬时冲量为故A错误
B.整个过程，两物块克服摩擦力做的功为
由功能关系可知整个过程因摩擦产生的热量为，故B错误
D.两物块因碰撞损失的机械能为，解得故D错误。
11.
【解析】由电流的定义式可得：；
由可得：
故ABC错误，D正确；
故选：。
12.钢 偏大
【解析】和选择体积比较小，密度较大的小球，即质量大体积小的球，这样受到的空气阻力可以忽略，因此选取钢球．
游标卡尺测量小球的直径，应将小球卡在外爪的刀口上，故A正确．
故选：
分度的游标卡尺的精度是，主尺读数为，游标尺示数为，游标卡尺示数为摆长等于摆线的长度与球的半径之和，则得：摆长，
将摆线上端直接绕在杆上，会导致摆长变化，故A错误；
B.实验中小球运动轨迹不在同一竖直平面内，不是单摆运动，故B错误；
C.当小球摆到平衡位置时，按下秒表计开始计时，故C正确；
D.用秒表测出小球次全振动的时间，则作为小球振动的周期，故D错误；
本题选择错误的，故选：；
小球做单摆运动，，碰到桌子后，摆长变小，周期变小，所以碰到桌边的半个周期时间变短了，则实验中小球做单摆运动的周期变小了，根据得：
可知，周期变小，重力加速度偏大．
故答案为：钢；；；；偏大．
13.由题意可得，
又
联立解得
由，
可得
14.光线从边射入时，
由几何关系可知，入射角，折射角为，
根据折射定律有，解得；
光在棱镜中的速度，，
光线在棱镜中传播的距离，解得，
光通过棱镜的时间，解得。
15. 【解析】导体棒匀速运动，则阻力与安培力相等，即为：
由题目知：
其中
所以达到最大速度后经过时间导体棒克服阻力做的功为：
将代入可得：。
答：达到最大速度后经过时间导体棒克服阻力做的功为。
16.对从点射出的质子，轨迹如图中所示，由几何关系有
又
解得
粒子做圆周运动的周期
由于从点射出的质子做圆周运动的圆心角为，故所用的时间
对从点射出的质子，轨迹如图中所示，由几何关系得
解得
又
联立解得

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