山东省菏泽市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

山东省菏泽市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。
1.一小球在水平桌面上做匀速圆周运动，从到的过程中，下列说法正确的是
A. 小球的动能时刻变化 B. 小球的动量保持不变
C. 小球受到的向心力不做功，但有冲量 D. 小球受到的向心力做功，但没有冲量
2.物理学是一门以实验为基础的学科，对于下列教材中所列的实验或生活现象，说法正确的是
A. 甲图中的装置若处在真空中，则两导线间没有相互作用力
B. 乙图中，通电导线处在小磁针正上方，小磁针稳定时，极向外
C. 丙图中，闭合开关的瞬间，线圈中会产生感应电流
D. 丁图中的电磁波，可由恒定的电场和恒定的磁场互相激发交替产生
3.有一种智能自动门，它能根据人的不同体形特征决定门需要开多大。这种智能门上装配有大量红外传感器，当人们需要穿过这扇门的时候，门扇上的水平条由计算机控制便根据人的头、身躯及随身携带的箱包等参数再加上厘米左右的剩余活动空间将门准确打开。开发这样的智能门能减少冷、热空气的进入或流失，这非常有利于保持室内温度。已知光速为，下图为电磁波谱，则此感应门工作时接收到电磁波的频率最接近( )
A. B. C. D.
4.一振子沿轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点，振幅为，周期大于。时振子在坐标原点，时位移为。下列判断错误的是
A. 经过一个周期振子通过的路程一定为
B. 从再经半个周期，振子一定在处
C. 振子的振动周期可能是
D. 振子的振动方程可能是
5.下列关于多普勒效应、光的偏振及激光的应用中，理解正确的是
A. 医用彩超检查心脏血管病变时利用了多普勒效应原理
B. 自然光在玻璃表面反射时，反射光不一定是偏振光
C. 用激光测量地球到月球的距离，利用的是激光的相干性强这一特点
D. 电影利用了光的偏振原理，观众戴的眼镜是一对透振方向互相平行的偏振片
6.把个相同的小灯泡接成如图甲、乙所示的两种电路，用相同的电源供电。调节滑动变阻器，使两组小灯泡均能正常发光。设甲、乙两电路滑动变阻器消耗的功率分别为、，则、可能的关系是
A. 　　　 B. 　　　
C. 　　　 D.
7.为了加深对机械波形成的理解，师生在操场上做模拟机械波传播的活动。活动中形成的波浪可简化为如图所示沿轴传播的简谐横波。实线是这列波在时的波形图，经过后，其波形如图中虚线所示，已知该波的周期大于。则下列说法正确的是
A. 此波沿轴正方向传播 B. 时，处的人向上运动
C. 该波的周期可能是 D. 该波的传播速度可能是
8.如图甲所示，某蹦极运动员从平台由静止下落，利用其身上的传感器测量出下落不同高度时对应的速度，得到如图乙所示的速度位移图像，图像最高点坐标为。运动员连同携带装备的总质量为，弹性绳原长为。不计空气阻力，重力加速度，则下列判断正确的是( )
A. 弹性绳的劲度系数为
B. 运动员在最低点的加速度大小等于
C. 运动员从开始下落到最低点的过程中，所受合力的冲量始终向下
D. 若从到共用时，弹性绳对运动员及装备的冲量大小为
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示电路中，所有电表均为理想电表，在变阻器的滑片从右端滑到左端的过程中，下列判断正确的是
A. 电流表的示数逐渐减小 B. 电压表的示数逐渐增大
C. 电压表的示数逐渐增大 D. 电源的输出功率不一定减小
10.某兴趣小组在做光的衍射和干涉实验时，尝试用点光源和平面镜做类似实验，为一绿色点光源，光源和平面镜的放置如图所示。打开光源，光屏上出现明暗相间的图案。下列说法正确的是
A. 光屏上明暗相间的图案是衍射形成的
B. 若平面镜向上平移一点，则实验得出的条纹间距更宽
C. 若改为蓝色点光源，则实验得出的条纹间距更窄
D. 若整个装置放在水中，则实验得出的条纹间距更宽
11.如图所示，一单摆悬于点，摆长为，若在点正下方的点钉一个光滑钉子，使。将单摆拉至处释放，小球将在、、间往复运动，若运动中摆线与竖直方向夹角不超过，不计空气阻力。以下说法正确的是
A. 小球第一次从到与第一次从到的时间之比为
B. 小球第一次刚要到达点与刚要离开点时绳的拉力之比为
C. 细线对小球的拉力大小随时间变化的周期为
D. 小球在段的振幅与段的振幅相等
12.如图为多用电表的原理示意图，其中电流表的满偏电流为，内阻，，调零电阻的最大值，电池电动势，内阻。虚线框中为选择开关，通过操作开关，接线柱可以分别与触点、、接通，从而实现电表不同的测量功能。下列说法正确的是
A. 当接触点时，多用电表处于测量电流的挡位
B. 若电压表的量程为，则的阻值为
C. 测某电阻阻值时，正确操作后若指针指在正中央，则待测阻值为
D. 若电池用久了，电动势不变，内阻增大，即使操作正确，测量的电阻值也会偏小
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.为了研究水结成冰后折射率的变化情况，小明用发光二极管、干电池、导线、直尺、切刀、电钻、砂纸等器材，测量一块厚度均匀无杂质、无气泡的冰块折射率。具体操作如下：
用直尺和切刀把冰块切出一个较长的平截面，用砂纸将该面打磨成磨砂面；
在磨砂面的对面某点，沿垂直面的方向，用电钻钻洞，把发光二极管放入洞中，往洞内滴入几滴清水。清水结冰后，固定住二极管；
把冰块放在桌面上，连接电路，使二极管发光可看成点光源，量出光源到面的距离，记为；
正对磨砂面观察二极管照亮的区域，并记下边缘的位置、，如图所示。
为顺利完成该实验，回答下列问题：
要测出冰块的折射率，还需要测量的物理量是 ，该量记为；
利用实验中的测量数据，写出冰块折射率的表达式 ；
下列对本实验的理解，正确的是 。
A.光源到面的距离越小，实验误差越小
B.光源到面的距离较大时，可能无法完成实验
C.把测量工具直尺换成量角器也可以完成该实验
D.二极管发光的颜色不同，理论上对实验结果没有影响
14.充电宝作为手机伴侣，很多人外出都会随身携带。某兴趣小组测试充电宝在电量时的电动势，其电动势约为，内阻较小。为精确测量该充电宝的电动势和内阻，实验室可供选择的实验器材如下：
A.电量为的充电宝
B.电流表
C.电流表，内阻未知
D.滑动变阻器
E.滑动变阻器
F.定值电阻
G.定值电阻
H.开关以及导线若干
请回答下列问题：
图甲为本实验的设计电路，为了减小实验误差和操作方便，滑动变阻器应选_____，定值电阻应选_____填器材前的序号。
某实验小组的同学利用所设计的电路得到多组数据，以电流表的示数为纵坐标、电流表的的示数为横坐标建立坐标系，并将各组数据描绘在该坐标系中，得到的图线如图乙所示。则该充电宝的电动势_____，内阻_____结果均保留两位小数。
四、计算题：本大题共4小题，共46分。
15.卖油翁是宋代文学家欧阳修创作的一则写事明理的寓言故事，说明了熟能生巧的道理。油从距离地面高度为的地方倒出，油束刚好充满钱孔倒入壶内，钱孔的横截面积为，油壶的高度为，油的密度为，重力加速度为。若油倒入瓶底四处散开，没有飞溅。求
极短时间内倒入油的质量；
在最初的一段时间内，油对壶底的冲击力大小。
16.如图所示，某种透明材料制成的半径为的半球，一束单色光从半球的边缘，以与半球平面成的方向射入半球，折射后恰好到达球面上的点点与圆心的连线和水平方向的夹角为，为光在真空中的传播速度。求
这种材料的折射率；
这束单色光在半球内的传播时间。
17.两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，两波源、分别位于和处，两波的波速均为，波源的振幅均为。如图为时刻两列波的图像，此时刻平衡位置在轴和的、两质点开始振动。质点的平衡位置处于轴处。求
两列波相遇的时刻
左侧波引起的平衡位置在处质点的振动方程；
内质点运动的路程。
18.如图所示，质量为的木板静置于光滑水平地面上，板右方有一固定竖直挡板。质量为的小物块以初速度从木板左端水平向右滑行，、之间的动摩擦因数为。与竖直挡板每次碰撞时，与均已达到共同速度，且每次与碰撞前后速率不变。假设滑块不会从木板上掉下，重力加速度为。求
第二次刚要与挡板碰撞时的速度大小；
木板的最小长度；
与第一次碰后的总路程。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.根据可知，小球在水平桌面上做匀速圆周运动过程中，质量、速度大小不变，动能不变，故A错误；
B.小球从到的过程中，速度大小不变，方向改变，根据小球的动量可知，小球的动量大小不变，方向改变，故B错误；
小球从到的过程中，速度方向始终垂直向心力，小球受到的向心力不做功；但冲量不为，故C正确，D错误。
2.【答案】
【解析】A、甲图中的装置若处在真空中，则两导线间有相互作用力，A错误；
B、由右手螺旋定则可知通电导线下方的磁场方向向外，故小磁针稳定时，极向外，B正确；
C、线圈产生的磁场是稳定不变的，故闭合开关的瞬间，线圈中不会产生感应电流，C错误；
D、丁图中，周期性变化的电场和周期性变化的磁场互相激发交替产生，就形成电磁波，D错误。
3.【答案】
【解析】由图可知，红外线的波长 在 ，且波长越长，频率越小，故感应门接收到电磁波的最小频率
感应门工作时接收到电磁波的频率最接近
故选D。
4.【答案】
【解析】A.经过一个周期振子通过的路程一定为，故A正确，不合题意；
B.简谐运动具有对称性，从某一时刻再经过半个周期，振子的位移与该时刻的位移大小相等，方向相反；
已知时位移为，那么从再经过半个周期，振子一定在处，故B正确，不合题意；
C.时刻振子的位移为，时位移为，振幅为，设振子的振动方程为
则，或
又，
则或
当时，或，故C正确，不合题意；
D.若振子的振动方程是，则，而由上分析可知，，故D错误，符合题意。
5.【答案】
【解析】A、医院里用于检测的“彩超”的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速，这一技术应用了多普勒效应，故A正确；
B、自然光在玻璃表面的反射光是偏振光，B错误；
C、激光测距利用了激光平行度好的特点，C错误
D、电影利用了光的偏振原理，观众戴的眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片，故D错误；
故选A。
6.【答案】
【解析】解：设灯泡正常发光时的电流为，电压为，对于甲图，电路的总的电流为，变阻器的电压为，变阻器消耗的功率，对于乙图，电流的总电流的大小为，变阻器的电压为，变阻器消耗的功率，则，故 ABD错误， C正确。
7.【答案】
【解析】若波向右传播，，则，已知该波的周期大于，可见时，；时，处的人从平衡位置向上运动；
波速，已知该波的周期大于，时，；
若波向左传播，，已知该波的周期大于，则时，；时，
处的人恰好从平衡位置向下运动；波速，已知该波的周期大于，取时，；综上分析，只有C正确。
8.【答案】
【解析】A、根据图乙知运动员在下落时速度达到最大为，动能最大，当速度最大时，加速度为零，所受合外力为零，则有 ，，解得，A错误；
B、运动员在最低点时，由牛顿第二定律有，，解得，B错误；
C、运动员从开始下落到最低点的过程中，开始一段时间内重力大于弹力，合力方向向下，后来弹力大于重力，合力方向向上，所以物块所受合力冲量的方向先竖直向下后竖直向上，故 C错误；
D、从到，由动量定理有，解得，D正确。
9.【答案】
【解析】A.变阻器的滑片从右端滑到左端的过程中，电阻减小，回路总电阻减小，
根据，电流表的示数逐渐增大，A错误；
B.电压表的示数，不变，逐渐增大，B正确；
C.电压表的示数，电压表的示数逐渐减小，C错误；
D.因为不能确定外电阻和内阻大小关系，所以不能确定电源的输出功率变化情况，D正确。
正确答案：
10.【答案】
【解析】A、光屏上明暗相间的图案是干射形成的，A错误；
B、若平面镜向上平移一点，相当于双缝间距变小，由可知，实验得出的条纹间距更宽，B正确；
C、若改为蓝色点光源，则波长变小，故实验得出的条纹间距更窄，C正确；
D、若整个装置放在水中，水的折射率大于，所以波长减小，所以相邻条纹间距更小，故 D错误。
11.【答案】
【解析】、小球从摆到的时间为：，从到的时间为：，故小球第一次从到与第一次从到的时间之比为，
由对称性知小球的运动周期为：，即细线对小球的拉力大小随时间变化的周期为，AC正确；
B、小球第一次刚要到达点时绳的拉力，刚要离开点时绳的拉力，故拉力之比为，B错误；
D、小球在运动过程中，摆线的拉力不做功，只有重力做功，其机械能守恒，小球单摆左侧和右侧的高度相同，和两点在同一水平面上，而右侧的摆线长，故其摆角应小于左侧的摆角，即小球在段的振幅与段的振幅不相等，D错误。
12.【答案】
【解析】A.当接触点时，电流表并一个分流电阻，多用电表处于测量电流的挡位，A正确；
B.若电压表的量程为，接触点，有：，解得，B正确；
C.接触点时测电阻，欧姆表内阻，欧姆表内阻等于中值电阻，所以待测阻值为，C正确；
D.电动势不变，内阻增大，欧姆调零后，，测量的电阻值不变，D错误。
正确答案ABC
13.【答案】的长度写或的长度也对，但表达式应为
【解析】由，已知光源到面的距离，则还要测量的物理量是的长度写或的长度也对；
若测量的物理量是，则，则；若测量的物理量是或，则，则；
A.光源到面的距离越小，则长度的测量值误差变大，故实验误差变大，A错误；
B、光源到面的距离较大时，二极管照亮的区域可能超过冰块截面的长度，故可能无法完成实验，B正确；
C、光由冰块射入人眼时，发生折射现象，把测量工具直尺换成量角器，人眼无法找到光发生全反射的实际位置，无法完成该实验，C错误；
D、同一介质对不同色光的折射率不同，故二极管发光的颜色不同，对实验结果有影响，D错误。
14.【答案】


【解析】滑动变阻器采用限流式，电源内阻较小，为了减小误差便于操作，使测量数据连续性强一些，滑动变阻器应选择总阻值与电源内阻相差不太大的，可知，滑动变阻器选择；
电路中将电流表与定值电阻串联改装成电压表，由于电源电动势约为，若改装的电压表量程为，则串联电阻为
可知定值电阻选择
此时改装电压表的量程
即定值电阻选择。
根据闭合电路欧姆定律有
变形有
结合图乙有 ，
解得， ，
15.【答案】解：设油到达壶口时的速度为，
，
，
，
联立以上各式得。
设油到达壶底时的速度为，
，
规定竖直向上为正方向，对于内落入壶内的油，应用动量定理，
联立以上各式得。
16.【答案】解：光路图如图
，
解得。
，
解得，
，故在点发生全反射，
，
，
联立以上各式得。
17.【答案】两列波相遇的时刻，解得
由图像可得，波长为，周期为，，
依题，振幅；
根据，得左侧波引起的平衡位置在处质点的振动方程为或
把、看成新的两波源，两波源的振动方向恰好相反，点到两波源的距离满足
故点是振动加强点
右边波传到点的时间
解得，
左边波传到点的时间
解得
在时间内，运动的路程为，
在时间内，运动的路程为
解得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
18.【答案】解：设第一次刚要与挡板碰撞时的速度为，由动量守恒定律，
解得，
设第二次刚要与挡板碰撞时的速度为，由动量守恒定律，
解得。
设木板的最小长度为，从左端滑上到系统静止，全过程利用功能关系，
解得。
与第一次碰后向左的最大距离为，对由动能定理得，
解得，
与第二次碰后向左的最大距离为，对由动能定理得，
，
同理得
与第一次碰后的总路程为
解得。
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