山东省滨州市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

山东省滨州市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.“神舟号”系列飞船的成功发射及其后续的平稳运行，在很大程度上得益于载人航天测控通信系统的高效运作。该系统利用电磁波确保了地面指挥人员能够实时、准确地与飞船保持通讯联系。关于电磁波下列说法正确的是( )
A. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波
B. 稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场
C. 电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
D. 电磁波的速度等于光速
2.图甲是水波的衍射现象，图乙是两列水波的干涉现象。下列说法正确的是( )
A. 增大图甲缝隙的宽度，衍射现象更加明显 B. 减小图甲波源的频率，衍射现象更加明显
C. 图乙中两列水波的振幅必须相同 D. 图乙中两列水波的频率可以不同
3.如图，甲为磁流体发电机原理示意图，乙为速度选择器原理示意图，丙为质谱仪原理示意图，丁为回旋加速器原理示意图，不计粒子的重力。下列说法正确的是( )
A. 图甲中将等离子体喷入磁场，、之间产生电势差，板是发电机的正极
B. 图乙中粒子沿着图示虚线路径通过速度选择器时，粒子速度大小为
C. 图丙中质量为电荷量为的粒子在磁场中轨道半径为
D. 图丁中仅增大加速电压，粒子的最大速率增大
4.如图，用轻杆控制小球在竖直平面内围绕点做顺时针匀速圆周运动，小球质量，线速度，周期，重力加速度取。、为水平直径，小球从点转动半圈至点的过程中，轻杆对小球作用力冲量的大小是( )
A. B. C. D.
5.如图，电源的电动势为，小灯泡规格为“ ”，电阻为。电动机的额定电压为，线圈的电阻为。闭合开关，小灯泡和电动机都正常工作。下列说法正确的是( )
A. 电源的内电阻为 B. 电动机线圈电阻的热功率为
C. 电动机的机械功率为 D. 电源的效率约为
6.如图，一劲度系数为的轻质弹簧一端固定，另一端与质量为的滑块相连。在水平面、两点间做振幅为，周期为的简谐运动，点为平衡位置，通过点时速度大小为。当运动到点时，在上轻放一个质量也为的滑块，、一起做简谐运动，重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 之间的动摩擦因数至少为
B. 一起做简谐运动时，振动周期为
C. 一起做简谐运动时，经过点的速度大小为
D. 若运动到点时，在上轻放，、立即粘合一起做简谐运动，其振幅会大于
7.如图，光滑水平面上放着截面为半圆形的光滑凹槽与物体，且两者不粘连，小球从图示位置由静止释放，凹槽半径为，小球、凹槽和物体三者质量相同。下列说法正确的是( )
A. 小球与凹槽、物体组成的系统动量守恒
B. 当小球运动到最低点时向右运动的位移为
C. 当小球运动到最低点时、分离
D. 小球沿圆弧向左运动到最高点时对地的速度大小为零
8.如图甲，点为单摆的固定悬点，在其正下方的点有一个钉子，在竖直平面内将质量为的小球拉到点，由静止释放小球摆角很小，为不可伸长的细绳长为。从某时刻开始计时，绳中的拉力大小随时间变化的关系如图乙。已知很小时用弧度表示的与它的正弦近似相等，重力加速度取，小球可视为质点，忽略一切阻力。下列说法正确的是( )
A. B. 的弧长与的弧长相等
C. D. 之间的距离为
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图，把上表面为平面、下表面为球面的凸透镜放在水平玻璃板上。用红光垂直于透镜的上表面向下照射，从上向下观察，可以看到明暗相间的同心圆环状条纹，这些条纹叫牛顿环。下列说法正确的是( )
A. 干涉条纹是由上表面的反射光线和上表面的反射光线叠加形成
B. 由内向外条纹越来越密集
C. 若玻璃板的上表面有一个小凸起，该处条纹向外弯曲
D. 若用蓝光照射，条纹变稀疏
10.一列沿轴正方向传播的简谐横波，时波形如图中实线所示，时波形如图中虚线所示，质点振动周期为。已知。下列说法正确的是( )
A. 时质点沿轴正方向运动
B. 波的周期为
C. 质点在内沿轴正方向迁移
D. 波的传播速度大小为
11.甲图电路中电源和灯泡的图线分别为乙图中的、，图线交点坐标为，图线在交点的切线与横轴交点坐标为，图线与横、纵轴交点的坐标分别为、。下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势大小 B. 电源的内电阻大小
C. 该电路中灯泡的电阻大小 D. 该电路中灯泡的电阻大小
12.年，我国阶段性建成并成功运行了“电磁撬”，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。一种两级导轨式电磁推进的原理如图。两平行长直金属导轨固定在水平面上，导轨间垂直安放金属棒。金属棒可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨接触良好，电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回，图中电源未画出。导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度与回路电流的关系式为为常量。金属棒被该磁场力推动，当金属棒由第一级区域进入第二级区域时，回路中的电流由变为。已知两导轨内侧间距为，每一级区域中金属棒被推进的距离均为，金属棒的质量为。下列说法正确的是( )
A. 金属棒在第一级区域内的加速度大小
B. 金属棒在第二级区域内受到的安培力大小
C. 金属棒经过第一、二级区域的时间之比
D. 金属棒离开第二级区域时速度大小
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
13.某实验小组“验证动量守恒定律”实验装置如图，入射小球的质量为，被碰小球的质量为。
对该实验的注意事项，下列说法正确的是( )
A.两球半径的大小可以不同
B.斜槽末端必须保持水平
C.实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸位置要始终不变
D.斜槽必须光滑且小球每次释放的位置不变
测量小球落点位置时，刻度尺水平放置，刻度对准点，完成下列问题：
不放被碰小球，入射小球单独释放时，落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次试验，白纸上留下了个印迹如图所示，正确读出_________。
实验中测得、的数据，在误差允许的范围内，若表达式_______________成立用、、表示，则小球碰撞前后动量守恒。
14.实验方案对实验测量的精度有直接影响。某学习小组对“测量电源电动势和内电阻”实验方案进行探究。实验室提供的器材有：
A.干电池一节电动势约，内阻小于；
B.电压表量程，内阻约为；
C.电压表量程，内阻约为；
D.电流表量程，内阻约为；
E.电流表量程，内阻约为；
F.滑动变阻器最大电阻，额定电流；
G.定值电阻；
H.开关，电线若干。
要使实验误差较小且操作方便，本实验可选择的电压表是_________，电流表是_________。填器材前字母代号
下列实验方案最合理的是( )
A. ．
C. ．
该小组选择好实验电路后，通过调节滑动变阻器，记录下电压表读数及电流表读数，并作出图像。根据图像可得干电池的电动势________，内阻________。结果均保留两位有效数字
四、计算题：本大题共4小题，共44分。
15.如图，容器中盛有某种液体，为液面，从容器底部点发出单色光，射到液面上的点，折射后照到器壁上的点。已知，，，液体的折射率为，光在空气中的传播速度为。求：
点到液面的距离；
光从到的传播时间。
16.滨州市政府为给市民提供多样化、个性化的出行服务，打造滨州公共交通绿色出行新模式，滨州公共汽车有限公司推出定制化巴士服务，即“网约巴士”。网约巴士采购厦门金旅系列城市客车，是一种零排放纯电动汽车，该电动汽车配备的电池参数为：总电压为、电池容量，采用普通电压充电，一次完全充电需。该电动汽车的电能转化为机械能的效率为，充满电最高航可达。求：
充电电流的大小；
行驶过程中平均阻力的大小结果保留整数。
17.扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使粒子的运动轨迹发生扭摆，其简化模型如图。、Ⅱ两区域为边界平行宽度为的匀强磁场，磁感应强度分别为、，磁场方向相反且垂直纸面，两磁场区域相距为。一质量为，电量为的粒子，从区左侧边界点平行于纸面射入磁场，入射速度为且与水平方向夹角，从区右边界出射速度与水平方向夹角也为。粒子的重力不计，求：
的大小及粒子在区运动的时间；
若粒子能返回区域，大小应满足的条件；
粒子从点射入磁场到返回区域左边界所用最长时间。
18.如图，在水平地面上放着物块、，用轻质细绳连接在一起，且、间有一根压缩的轻质弹簧未拴接，物块放置在木板的最右端。现将细绳剪断，弹簧恢复原长后物块向右滑行一段距离，与木板发生弹性碰撞。在以后的运动过程中，物块恰好未从木板上掉落。已知物块、的质量分别为、，压缩弹簧的弹性势能，木板的质量为，物块的质量为，与间的动摩擦因数，地面上点左侧光滑，点右侧木板与地面间的动摩擦因数为，点右侧物块与地面间的动摩擦因数为。物块、、均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。求：
弹簧恢复原长时，物块的速度大小；
物块与木板碰撞后瞬间各自速度大小；
木板的长度；
最终物块与木板右端的间距。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故A错误；
B.稳定的电场周围不能产生磁场，稳定的磁场周围也不能产生电场，故B错误；
C.电磁波和声波都可以传递信息，故C错误；
D.电磁波的速度等于光速，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】根据产生明显衍射现象的条件可知，增大图甲缝隙的宽度，衍射现象更加不明显；减小图甲波源的频率可增加波长，可使衍射现象更加明显，选项A错误，B正确；
频率相同的波才能发生干涉，则图乙中两列水波的频率必须相同，但是振幅不一定必须相同，选项CD错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】A.图甲中将等离子体喷入磁场，根据左手定则可知，正离子受到的洛伦兹力向下，负离子受到的洛伦兹力向上，则板是发电机的负极，板是发电机的正极，故A错误；
B.图乙中粒子沿着图示虚线路径通过速度选择器时，则有
解得粒子速度大小为
故B错误；
C.图丙中，粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得
在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得粒子在磁场中轨道半径为
故C正确；
D.图丁中，当粒子在磁场中的轨道半径等于形盒半径 时，粒子速度最大，则有
解得
可知仅增大加速电压，粒子的最大速率不变，故D错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】根据动量定理可得 ，
代入数据解得
故选D。
5.【答案】
【解析】A.由题可知，电源内阻的电压
电路中的电流
故电源的内阻
A错误；
B.由于定值电阻和电动机并联，故
通过定值电阻的电流
通过电动机线圈的电流
电动机线圈内阻的热功率
B错误；
C.电动机消耗的电动率为
结合上述结论可得，电动机的机械功率
C正确；
D.电源的效率
D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】A.恰好不发生相对滑动时有
对有
所以
故A错误；
B.根据简谐运动的周期公式可得，一起做简谐运动时，振动周期为
故B错误；
C.根据能量守恒定律可得，在点时弹簧的弹性势能不变，但总质量增大，所以组成的系统到达平衡位置时动能不变，速度减小，故C错误；
D.若运动到点时，在上轻放，系统总动能增大，到达最大位移处时弹簧的弹性势能增大，弹簧的形变量变大，则振幅大于，故D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】A.小球与凹槽、物体所组成的系统在水平方向上合外力为，水平方向动量守恒。竖直方向合外力不为，竖直方向动量不守恒。故A错误；
B.小球运动到最低点的过程，根据动量守恒有
且
解得向右运动的位移
B错误；
C.当小球运动到最低点前，一起向右运动，到最低点之后，受到小球斜向左的压力做减速运动，所以在最低点时、分离，C正确；
D.在最低点时小球与具有水平方向的速度，与分离之后，小球与、在水平方向上动量守恒，小球沿圆弧向左运动到最高点时与具有共同的水平速度，由于的速度不为零，因此小球和的速度不为零，D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】C.线圈在点受到的拉力与重力的合力提供向心力，设小球经过点的速度为，则有
可得：
段摆长小，所以经过点向运动时绳子的拉力较大，可知内应该对应着摆球在之间的摆动；内应该对应着摆球在之间的摆动。
当摆球在之间摆动时
解得
选项C错误；
A.当摆球在之间摆动时，设摆角为，则 ， ，
解得
选项A正确；
D.在间摆动时
可得
选项D错误；
B.设右侧最大摆角为，左侧最大摆角，由于
可得
因
带入解得
因、较小，则可认为
可得
根据弧长 的弧长与的弧长之比为，选项B错误。
故选A。
9.【答案】
【解析】A.凸透镜下表面与玻璃上表面形成空气薄膜，干涉条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的，故A错误；
B.因为圆面是曲面不是平面，所以光程差不是均匀增加的，所以从凸透镜中心向外，圆环半径不是均匀增大，而是越来越密集，故B正确；
C.若玻璃板的上表面有一个小凸起，该处光程差减小，所以条纹向外弯曲，故C正确；
D.由于蓝光的波长较红光短，若照射单色光的波长减小，则会造成相应条纹间距减小，故D错误。
故选BC。
10.【答案】
【解析】A.由同侧法可知，时刻质点沿轴正方向运动，故A正确；
B.根据题意可知 ，
解得 ，
故B错误；
C.波在传播过程中，质点在各自平衡位置附近振动，不会随波迁移，故C错误；
D.由图可知，该波的波长为，则波的传播速度为
故D正确。
故选AD。
11.【答案】
【解析】根据 ，可知电源的图线与纵轴的交点表示电源电动势，故电源的电动势大小
图线的斜率表示电源的内阻，故
AB正确；
当只有电源与小灯泡形成闭合回路且通过的电流为时，小灯泡的电阻为
而由于有滑动变阻器电路的存在，此时通过小灯泡的电流为，CD错误。
故选AB。
12.【答案】
【解析】A.由题意可知第一级区域中磁感应强度大小为
金属棒经过第一级区域时受到安培力的大小为
根据牛顿第二定律可知，金属棒经过第一级区域的加速度大小为
A正确；
B.第二级区域中磁感应强度大小为
金属棒经过第二级区域时受到安培力的大小为
B错误；
C.金属棒经过第二级区域的加速度大小为
则金属棒经过第一、二级区域的加速度大小之比为
金属棒经过第一级区域的过程有
金属棒经过第二级区域的的过程有
联立解得金属棒经过第一、二级区域的时间之比
C正确；
D.金属棒从静止开始经过两级区域推进后，根据动能定理可得
解得金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小为
D错误。
故选AC。
13.【答案】


【解析】两球的大小必须相同，保证对心碰撞，A错误；
B.斜槽末端必须保持水平，以确保小球做平抛运动，B正确；
C.实验过程中实验桌、斜槽、记录的白纸位置要始终不变，便于确定小球落点的位置，C正确；
D.斜槽是否光滑对小球平抛运动没有影响，同一组实验中，每次释放小球的位置不变，以保证到达底端时平抛的速度相同，D错误。
故选BC。
由于刻度尺的分度值为，估读到分度值的下一位，故其读数为；
根据动量守恒定律可得
变形为
整理可得
14.【答案】

【解析】由于电源的电动势为，电压表选择 的即可，故电压表选B；
电路中的最大电流
综合其它因素，电流表选择 ，即电流表选择。
因干电池的内电阻相当小，电压表的读数变化很小，将定值电阻与电源串联以增大等效内阻；由于电流表的内阻未知，为减小误差，故应采用相对电源的外接法。
故选A。
根据闭合电路的欧姆定律可得
故在 图像中，其纵截距为电源的电动势，即
其斜率的绝对值为
代入数据可得
解得
15.【答案】如图所示
设光线从射向点入射角为 ，折射角为 ，则根据几何关系有 ，
又
得
光在液体中传播的时间 ，又
光在空气中传播的时间
得
16.【答案】电功为
充电功率为
充电电流为
方程联立，解得充电电流的大小
行驶过程中平均阻力大小等于平均牵引力大小，则由
解得行驶过程中平均阻力的大小
17.【答案】粒子在区域运动的轨迹如图所示
由几何关系可得
由 ，得
运动时间
联立得
粒子运动轨迹如图所示
在区域由几何关系可得
又
联立得
当 时运动时间最长，在中间区域 ，在Ⅱ区域
则粒子从点射入磁场到返回区域左边界所用最长时间
解得
18.【答案】物块与物块在水平方向动量守恒
由机械能守恒知
解得
碰撞前，物块的速度为
物块与木板发生弹性正碰，由动量守恒有
由机械能守恒有
联立可得 ，
碰撞后对木板由牛顿第二定律
解得木板加速度大小
对物块由牛顿第二定律
解得物块加速度大小
当木板与物块共速时有
解得 ，
故木板的长度
得：
对物块碰撞后
方向水平向左，物块向右做匀减速直线运动，由运动学公式
可得物块继续向右运动的位移
共速后由于 ，可知木板与物块相对滑动，对有
解得
由运动学公式，木板继续向右运动的位移
可得
故最终物块与长木板右端的水平距离

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