山东省聊城市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

山东省聊城市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.随着科技的发展，越来越多的人选择使用蓝牙耳机进行通话。如图所示，手机先接受来自基站的电磁波甲波，再使用电磁波乙波与蓝牙耳机进行通信。关于此过程，下列说法正确的是( )
A. 甲、乙波都是纵波，都能在真空中传播
B. 甲、乙波都具有能量，都是一种客观存在的物质
C. 在真空中，甲波的传播速度比乙波的小
D. 甲波与乙波在真空中相遇时可能发生干涉现象
2.如图所示，圆形线圈共有匝，半径为。线圈内虚线同心圆半径为，虚线内分布有磁感应强度大小为匀强磁场，方向垂直线圈平面。下列说法正确的是( )
A. 穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转，线圈磁通量变化量的大小为
B. 穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转，线圈磁通量变化量的大小为
C. 穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转，线圈磁通量变化量的大小为
D. 穿过线圈的磁通量为；若线圈绕某直径旋转，线圈磁通量变化量的大小为
3.某同学在一次实验中需要一块量程为的电流表，但实验室中只有一种型号的电流表。已知这种电流表量程为，内阻为。以下改装方案可行的( )
A. 将阻值为的电阻与其串联 B. 将阻值为的电阻与其并联
C. 将阻值为的电阻与其并联 D. 将阻值为的电阻与其串联
4.一束单色光在不同条件下会形成很多有趣的图样。下列四幅图分别为光通过圆孔、光照射在不透光圆盘上、光通过双缝、光通过单缝后，在光屏上形成的图样。图样中有一幅形成原理与其他不同，该图样是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示，以恒定角速度沿顺时针方向、绕其圆心做匀速圆周运动的细橡胶圆环，与毛皮摩擦后均匀带电。已知圆环的半径为，带电量为。关于橡胶圆环转动形成的等效电流说法正确的是( )
A. 大小，方向沿逆时针 B. 大小，方向沿顺时针
C. 大小，方向沿顺时针 D. 大小，方向沿逆时针
6.图甲是某同学用热敏电阻制作电子温度计的电路图，其中是定值电阻，是热敏电阻。图乙是该热敏电阻阻值随温度变化的关系图线。电源电动势和内阻保持不变，若环境温度升高则( )
A. 电压表的示数变大 B. 电流表的示数变小
C. 电路消耗的总功率变小 D. 电压表与电流表示数变化量的比值不变
7.如图所示，一光滑圆轨道固定于竖直平面内，圆心为，、分别是轨道的最低、最高点。点位于轨道上，且弧长远小于轨道半径。将两个可视为质点的小球分别从、两点，同时由静止释放。从点和点释放的小球第一次到达点所用的时间分别为和，则为( )
A. B. C. D.
8.如图所示，水平地面上的集装箱内静止放置一个质量为的景观石球，由于某种原因，石球获得向左的速度，石球和集装箱内壁来回碰撞几次后，最终静止，集装箱始终静止，则整个过程中( )
A. 石球和集装箱受到的冲量大小相等
B. 集装箱受到石球的冲量大小为零
C. 集装箱对石球的冲量大小为，方向向右
D. 地面的摩擦力对集装箱的冲量大小为，方向向右
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.物理学是一门以实验为基础的自然科学，下列描述中符合物理学史的是( )
A. 奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系
B. 法拉第通过实验发现了电磁感应现象，使人们对电与磁的认识有了深入的认识
C. 麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在并推断出光是一种电磁波
D. 安培通过实验第一次证实了电磁波的存在，为无线电技术的发展开拓了道路
10.如图甲所示，是一位同学在平静的湖面上做水波干涉实验的情景，图乙是某时刻水波的示意图。实线表示波峰，虚线表示波谷。、、、、的位置如图所示，其中、、三点始终在同一条直线上。若波源的振动周期是，则下列说法正确的是( )
A. 在两列波传播的过程中，处质点的振动始终加强的
B. 在两列波传播的过程中，处质点的振动始终减弱的
C. 此刻开始计时，处质点经过会随水波传播到处
D. 此刻开始计时，时处质点的高度会和远处平静的湖面一致
11.某次对电动机性能的测试采用如图所示电路，已知电源的电动势为，内阻为，电阻，滑动变阻器的最大阻值为，电动机额定电压，线圈电阻。开关闭合后，调节滑动变阻器，当电压表的示数为时，电动机恰好正常工作。则( )
A. 两端的电压为 B. 消耗的功率为
C. 的阻值为 D. 电动机正常工作的机械功率为
12.一种导轨式电磁推进装置的原理如图所示，两平行长直光滑金属导轨固定在水平面上，导轨间垂直放置一电阻为的金属棒，始终与导轨接触良好。电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流出。导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度与电流的关系式为为已知常量。金属棒由静止开始加速，当金属棒从区域Ⅰ进入区域Ⅱ时，回路中的电流由变为。已知两导轨内侧间距为，两区域的水平长度均为，金属棒的质量为，导轨电阻不计。( )
A. 金属棒在两区域中所受安培力的大小之比为
B. 金属棒在经过两区域右边界时的速度大小之比为
C. 从静止开始经过两级区域推进后的通过金属棒的电荷量
D. 从静止开始经过两级区域推进后金属棒产生的热量
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.某同学想“估测排球从空中落下到弹起过程中对地面的平均作用力”。他设计的部分实验步骤如下：
压力传感器水平固定于地面，组装实验器材如图甲所示；
质量为的排球由压力传感器正上方从静止自由下落，释放时排球下边缘与压力传感器的距离为；
排球落到压力传感器上，弹起到最大高度时，下边缘与压力传感器的距离为；
回答以下问题：
计算机输出的传感器受力与时间的关系图像如图乙所示，排球与压力传感器的接触时间可表示为__________；
忽略空气阻力，重力加速度为，排球弹起时的速度大小为__________；
若不考虑排球重力，排球与传感器接触过程中，对传感器的平均作用力大小为__________。
14.物理兴趣小组在维修玩具小车电路时，想测量小车内部专用电池的电动势约为和内阻。实验室提供的器材有：电压表量程为，内阻未知，电流表量程为，内阻，滑动变阻器、开关，导线若干。
如图所示，某同学设计了甲、乙两种电路，为使测量更精确，实验电路应选择__________填“甲”或“乙”
根据选择的电路，正确连接并实验，根据实验测得的电压表示数与电流表示数的多组数据，作出图像如图丙所示。进一步分析可知该电池的电动势__________、内阻__________。结果均保留三位有效数字
如果不考虑偶然误差，实验测得的电动势__________填“大于”、“小于”或“等于”其真实值。
四、计算题：本大题共4小题，共46分。
15.某景观公园中有个足够大的水池，为营造更好的视觉效果，水池内部表面都涂上了吸光材料，水池底部安装了一些高亮度的单色点光源，夜晚在水面上会形成一系列不重合的光斑。从某单色光源射向水面的光线中，有一条入射角为的光线，该光线射出水面的折射角为，已知水深为、求
水对该种色光的折射率；
该光源在水面形成光斑的面积。
16.如图所示是一列机械横波某时刻的波形图，波沿轴正方向传播，质点的坐标，从此时刻开始计时。
若时，质点再次经过时刻位置，且向轴正方向运动，求该列机械波的波速；
若时，质点第一次到达正向最大位移处，求该列机械波的波速；
若时，质点恰好经过平衡位置，求该列机械波的波速。
17.如图所示，光滑水平地面上有等厚的长木板、物块和物块，物块置于长木板右端，且三个物块均可以视为质点。开始时、、、均处于静止状态，某时刻获得向右的初速度，和碰撞瞬间粘合在一起。当、、速度恰好相等时，和发生弹性正碰。已知和之间的动摩擦因数为，，木板长，重力加速度大小为。求：
和碰后的瞬间，的速度大小；
开始时和之间的距离；
和碰后的瞬间，的速度大小；
通过计算判断最终是否会落到地面。
18.离子注入是制作半导体芯片的重要工序，一般是通过往纯净的硅片中注入硼离子或磷离子来完成。如图所示，离子由静止状态经电场加速后进入速度选择器，速度选择器内存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向的匀强电场。离子沿直线穿过速度选择器后进入半圆形磁分析器，磁分析器内有垂直纸面向外的匀强磁场，离子穿过磁分析器后从点沿水平直径方向进入圆形匀强磁场区域，最终打在水平放置的硅片上。硅片上的点和区域圆心的连线的长度，且沿竖直方向。已知离子比荷为，进入速度选择器时的速度为，的大小为，磁分析器内离子轨迹半径以及区域半径均为，整个装置处于真空中，不计离子重力。
求匀强电场的大小和方向。
求磁分析器内匀强磁场的大小。
区域内的磁感应强度大小为，离子在硅片上的落点为图中未标出，求点到点的距离。
若以上条件均不变，在区域再增加一垂直纸面向里、大小为的匀强电场，此时离子在硅片上的落点为，求点到点的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.甲、乙波都是横波，都能在真空中传播，选项A错误；
B.甲、乙波都具有能量，都是一种客观存在的物质，选项B正确；
C.在真空中，甲波的传播速度等于乙波的传播速度，选项C错误；
D.甲波与乙波频率不同，则在真空中相遇时不可能发生干涉现象，选项D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】穿过线圈的磁通量为
若线圈绕某直径旋转，线圈磁通量变化量的大小为
故选A。
3.【答案】
【解析】由题知，将量程的电流表改成量程的电流表，故需要并联一个小电阻，根据改装原理有
解得
故选C。
4.【答案】
【解析】光通过圆孔、光照射在不透光圆盘上、光通过单缝后发生的都是光的衍射现象；而光通过双缝发生的光的干涉现象。可知图像是光的干涉条纹，形成原理与其他不同。
故选C。
5.【答案】
【解析】细橡胶圆环与毛皮摩擦后带均匀负电，则等效电流方向沿逆时针；
根据电流的定义式有
故选A。
6.【答案】
【解析】若环境温度升高，则阻值减小，总电阻减小，总电流变大，即电流表示数变大，电源内阻和的电压变大，则电压表读数减小；选项AB错误；
C.根据可知电路消耗的总功率变大，选项C错误；
D.根据
可知电压表与电流表示数变化量的比值
不变，选项D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】从到的小球做自由落体运动，则有
解得
由题知，弧长远小于轨道半径，故从到的小球可以认为是做单摆运动，则有
故 。
故选B。
8.【答案】
【解析】A.根据动量定理，石球受到合力的冲量也是水平方向所受集装箱的冲量为
“”代表方向向右；
而箱子静止不动，则箱子受到的冲量始终为零，故A错误；
B.水平方向上石球对集装箱的冲量为，竖直方向上，石球对集装箱的压力的冲量竖直向下大小未知，根据矢量的合成可知，石球对集装箱的冲量不为零，故B错误；
C.石球受到合力的冲量为，石球受到重力、集装箱给它的力，根据矢量的合成可知，集装箱对石球的冲量大小不为，故C错误；
D.集装箱对石球水平方向的冲量大小为，方向向右；根据牛顿第三定律，石球对集装箱水平方向的冲量大小为，方向向左；又因为摩擦力与铁球对箱子的作用力等大反向，所以摩擦力对箱子的冲量为，方向向右，故D正确。
故选D。
9.【答案】
【解析】A.奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，选项A正确；
B.法拉第通过实验发现了电磁感应现象，使人们对电与磁的认识有了深入的认识，选项B正确；
麦克斯韦预言了电磁波并推断出光是一种电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，选项CD错误。
故选AB。
10.【答案】
【解析】A.点是波峰和波峰叠加，点是波谷和波谷叠加，则均为振动加强点，且始终振动加强，故处质点的振动始终加强的，故A正确；
B.点为波峰与波谷叠加，质点的振动始终减弱的，故B正确；
C.质点不会随着波迁移而迁移，故C错误；
D.点为振动加强点，经过
此点位于波谷位置，高度低于远处平静的湖面，故D错误。
故选AB。
11.【答案】
【解析】A.由电路可知， 两端的电压为
选项A正确；
B. 消耗的功率为
选项B错误；
C.电路中的总电流
可知 的阻值为
选项C正确；
D.通过电动机的电流
电动机正常工作的机械功率为
选项D正确。
故选ACD。
12.【答案】
【解析】A.电流加倍后，磁场也加倍，根据安培力公式 可知，金属棒在两区域中所受安培力的大小之比为，故A错误；
B.金属棒受安培力提供加速度，根据牛顿第二定律有 可知，金属棒在两区域中的加速度之比为，设加速度分别为 ， ，第一区域有
第二区域有
所以金属棒在经过两区域右边界时的速度大小之比为 ，故B正确；
C.第一个区域有 ， ，
通过第一个区域时经过金属棒的电量为
第二个区域有 ，
通过第二个区域时经过金属棒的电量为
从静止开始经过两级区域推进后的通过金属棒的电荷量为
解得
故C正确；
D.根据焦耳定律有
故D正确；
故选BCD。
13.【答案】



【解析】由图可知排球与压力传感器的接触时间可表示为
弹起到最大高度时，下边缘与压力传感器的距离为，根据速度位移公式有
解得
排球落到压力传感器的速度为
规定向上为正方向，对排球根据动量定理有
解得
由牛顿第三定律可知，排球与传感器接触过程中，对传感器的平均作用力大小为
14.【答案】甲
等于
【解析】电流表的内阻已知，选择甲电路图的测量更精确。
由闭合电路欧姆定律有
结合图丙的斜率与截距可知 ，
解得
本实验中因考虑到了电流表内阻影响，电流为时，电压表示数即为电动势，所以测得的电动势等于真实值。
15.【答案】根据折射定律可得水对该种色光的折射率
光从水面射向空气的临界角
则
光源在水面形成光斑的面积

16.【解析】因时刻质点沿轴正向运动，若 时，质点再次经过时刻位置，且向轴正方向运动，可知经过的时间为
该列机械波的波速 ；
若 时，质点第一次到达正向最大位移处，则波向右传播
该列机械波的波速
若 时，质点恰好经过平衡位置，可知波向右传播
该列机械波的波速

17.【解析】和碰后瞬间粘合在一起，根据动量守恒定律有
解得
和碰后到、、速度恰好相等时，根据动量守恒定律有
解得
对根据牛顿第二定律有
根据速度位移公式有
解得
的位移为
解得
由于 ，则还未滑离。
和发生弹性正碰，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得 ，
与碰撞后，对有
解得
根据能量守恒定律有
解得
所以不会从上滑离。
18.【解析】离子在速度选择器内做直线运动，则
解得
根据离子在磁分析器内做圆周运动结合左手定则可知，离子带正电，可知离子在速度选择器内受洛伦兹力方向向下，则电场力向上，场强方向向上。
离子在磁分析器内做匀速圆周运动，则
解得匀强磁场的大小
区域内的磁感应强度大小为 ，则粒子做圆周运动的半径
因连线的长度
可知粒子的圆心正好在上，且能垂直打到上的点，则点到点的距离
若以上条件均不变，在 区域再增加一垂直纸面向里、大小为 的匀强电场，则粒子同时沿电场方向做匀加速运动，加速度为
经过的时间
此时点到点的距离
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