云南省昆明一中2024-2025学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

云南省昆明一中2024-2025学年高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共10小题，共40分。
1.对如图中物理事实或现象理解正确的是( )
A. 为了安全，图甲中的避雷针应采用绝缘体制作
B. 图乙中的话筒线通过金属网线起到减小电阻的作用
C. 根据图丙可以求出电容器放电前的带电电荷量
D. 由图丁可知，该晶体二极管已经损坏
2.义乌某中学学生用图甲装置进行趣味实验，其原理如图乙所示，在一块平板玻璃上放置一平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图丙所示的同心、内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，现将、两束单色光分别进行实验，结果发现同等条件下光的圆环状干涉条纹平均间距大于光的间距。下列说法错误的一项是( )
A. 分别用、两束光照射同一光电管阴极时，如果都能发生光电效应，则光的遏止电压更大
B. 如果、两束光是由处在同一激发态的原子跃迁到态和态时产生的，则态能级能量更大
C. 将、两束光入射同一单缝衍射装置上，光对应的中央亮纹的间距更大
D. 光光子动量小于光光子动量
3.如图所示，一竖直放置的花洒出水孔分布在圆形区域内。打开花洒后，如图所示，水流从出水孔水平向左射出。假设每个出水孔出水速度大小相同，从花洒中喷出的水落于水平地面、分别为最左、最右端两落点，不计空气阻力。落点区域俯视图的形状最可能的是( )
A. B. C. D.
4.在做静电实验时，出现了如图所示的情景，相距较近的两个带电金属导体、，其中导体内部存在空腔，空间的电场线分布如图，取无穷远处电势为零，不计空气对电场分布的影响。则其对称轴上电势的变化规律可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示，地球和月球组成双星系统，它们共同绕某点转动且角速度相同。、、、、称为拉格朗日点，在这些位置上的航天器也绕点转动且相对地月系统不动，则下列说法正确的是( )
A. 地月系统中，点更靠近月球
B. 在五个拉格朗日点中，位置上的航天器向心加速度最小
C. 在五个拉格朗日点中，位置上的航天器所需向心力仅由地球引力提供
D. 在地面附近给航天器一初速度，不考虑月球对航天器的引力，航天器沿椭圆轨道运动至处，则
6.如图所示，某次比赛中摩托车正在以恒定速率拐弯，弯道近似看作半径为的圆，选手和车的总质量为，车轮所处平面和竖直方向的夹角称为“内倾角度”，以下说法正确的是( )
A. 为了更快过弯，应走“内一外一内”的路线
B. 向心力的大小为，所以其他条件一定时，速度越大“内倾角度”越大
C. 最大“内倾角度”只和动摩擦因数有关
D. 其他条件一定，地面越粗糙“内倾角度”越大
7.我国农村地区幅员辽阔，在人烟稀少的地区，一台低压变压器的供电半径可达左右，这使得远离变压器的用户由于输电线的电阻较大导致供电电压偏低。某同学为了研究这种现象设计了如图所示的电路，图中为理想降压变压器，对用户供电，甲用户离变压器很近，输电线电阻不计，乙用户距变压器，丙用户距变压器，、为两段低压输电线的等效电阻，可认为，、、是三个用户正在工作的用电器的等效电阻，且，为丙用户未接入的用电器，用、、分别表示、、两端的电压，输入电压的有效值不变，下列说法正确的是( )
A. B.
C. 若闭合，不变，、均增大 D. 若闭合，不变，、均减小
8.如图甲为卫星反作用轮，是卫星调整飞行姿态、动力补偿的主流方式。图乙为一种常见的结构图，环形磁极固定在卫星上，磁极间填充液态金属镓。通过给金属镓通入垂直于纸面的电流，来调整卫星飞行姿态，则( )
A. 当内层液态镓通入垂直纸面向里的电流时，内层液态镓将逆时针旋转
B. 当两层液态镓顺时针旋转时，卫星也将顺时针旋转
C. 卫星反作用轮主要应用了电磁感应的原理
D. 为获得最大反作用力，通入内外层液态镓的电流方向相同
9.电梯质量为，振子质量为，单摆质量为，三者质量关系为。初始电梯静止，当单摆、振子均摆至最低点时，让电梯自由下落，则与不会相碰( )
A. 将静止
B. 振幅不变
C. 振幅变大
D. 机械能守恒
10.超声波干涉仪是在液体和气体中的音速测量法中最广泛使用的方法，声源位于反射面的垂线上，声源正对固体反射面发射超声波，调节声源与反射面的正对距离，连线上部分液体分子的平衡位置及其达到稳定后某时刻的振动位置如图所示，相邻质点的平衡位置的间距记为，下列说法错误的是( )
A. 这列超声波的波长为
B. 若对该部分质点画出波形图，则质点位于波形图的波谷
C. 若稳定时定向发射的超声波能量不衰减，则质点保持静止
D. 若超声波频率加倍，发射波与反射波叠加区中原先的加强区仍为加强区
二、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学快速测定玻璃砖的折射率。实验器材：直角三角形玻璃砖，细光束激光笔，泡沫板，牙签若干，刻度尺，量角器等。操作步骤如下：
用牙签将一张画有两条相互垂直直线的白纸固定在水平泡沫板上；
把玻璃砖平放在白纸上，使边与白纸上的一条直线重合，记录、两顶点的位置；
打开激光笔，调整激光位置使光束沿白纸上的另一条直线射入玻璃砖；
在外侧位置，将牙签贴近纸面缓慢移动直至激光照在牙签上，在该位置将牙签垂直插入泡沫板；再取一根牙签重复同样操作；
取下玻璃砖，整理实验器材。
请完成下面问题：
画出完整的光路图。
测出，测得出射光线与边的夹角为小于，该玻璃砖的折射率 ______。
12.某一电势差计原理简化如图甲所示，为标准电源，为保护电阻，由粗细均匀的电阻丝制成，阻值恒定。某实验小组用它来测量一节干电池的电动势和内电阻。
当虚线框内接电池，内阻不计时，调节滑片，当间长度为时，灵敏电流计示数为零。如果虚线框内接待测电池电动势为，内阻为，调节滑片，当间长度为时，灵敏电流计示数为零。
该实验小组将图乙电路接入图甲虚线框内，来测量测量电池的内阻。他们将电阻箱调至某一阻值，闭合开关，移动滑片使电流计示数为零，测量出此时的长度；改变电阻箱的阻值，重复调节滑片使电流计示数为零，记录下多组及对应的值。利用记录的多组、数据，作出图像如图丙。
待测电池的电动势 ______，内阻 ______保留三位有效数字
本实验中若标准电池的内阻不可忽略，则待测电池内阻的测量结果将______填“偏大”“不变”或“偏小”。
三、计算题：本大题共4小题，共42分。
13.某校冬季篮球比赛在球馆内进行，篮球被带入球馆前，球内气体的温度，压强。被带入球馆后一段时间，球内气体温度，球的体积保持不变。
求温度为时球内气体压强；
比赛要求篮球内气体压强，则需充入一定质量的气体，设充气过程中球内气体温度保持不变，求充入球内气体的质量与原来球内气体质量的比值。
14.如图甲，在真空中，匝电阻不计的正方形线圈处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的关系如图乙，图中、为已知量。线圈的右端与远处水平正对放置的平行金属板相连，金属板长为，板间距与线圈边长相等。时刻，一个带电油滴在金属板左端中线处以初速度水平向右射入后，沿直线通过；时刻，以同样的初速度在同一位置射入一个相同的油滴，打在下板中央位置。忽略两板充放电的时间。
判断油滴的带电性质并求其比荷；
时刻，再以同样的初速度在同一位置射入一个相同的油滴，求该油滴落在金属板的位置到左端的距离。
15.如图所示，光滑固定轨道高，一质量为电荷量为的带正电的小滑块可视为质点从点由静止自由滑下，另一质量为的绝缘塑料板静止在光滑水平面上．上表面与的切线平齐，滑块与绝缘塑料板之间的动摩擦因数。在滑块右前方虚线、区域内存在一宽度，方向水平向左，大小的匀强电场，虚线右侧存在方向垂直纸面向外，大小的匀强磁场，当小滑块进入水平电场时恰好未从板的右端滑出，重力加速度为，不计空气阻力。求：
绝缘塑料板的长度；
小滑块到达边界时，小滑块和塑料板的速度各为多大；
小滑块到达边界时，塑料板恰与前方固定挡板相碰碰撞过程无能量损失，碰后滑块最终恰好未从塑料板右端滑出，问碰后多久小滑块停下。
16.如图所示，在平面直角坐标系内，正方形与正方形边长均为。在中，以为圆心、为半径的四分之一圆弧和以为圆心、为半径的四分之一圆弧围成的区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场Ⅰ；在中，以为圆心、为半径的四分之一圆弧、曲线和线段围成的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅱ，磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小相等。某时刻，线状粒子源同时将分布均匀的带电粒子从边沿轴正方向射入中，粒子速率均为，质量均为、电荷量均为。粒子经过磁场Ⅰ偏转后，均从点进入。粒子进入后，从曲线上不同位置进入磁场Ⅱ，仅经磁场Ⅱ偏转均能从边沿轴正方向离开磁场。为上一点，且间的距离为，为中点。不考虑粒子间的相互作用以及重力的影响。求：
磁场Ⅰ与磁场Ⅱ的磁感应强度的大小；
点射入的粒子，从运动到所需的时间；
从范围内离开磁场Ⅱ的粒子占总粒子数的比例。
答案和解析
1.【答案】
【解析】、为了安全，图甲中的避雷针应采用金属导体制作，故A错误；
B、图乙中的话筒线通过金属网线起到静电屏蔽作用，故B错误；
C、根据可知，图线与坐标轴所围区域的面积表示电荷量，所以图丙可以求出电容器放电前的带电电荷量，故C正确；
D、由于二极管为非线性元件，所以电流与电压不成正比，当加正向电压时，电压达到以上，电流迅速增大，当加反向电压时，电压较小，二极管处于截止状态，当电压高于，电流迅速增大，此时二极管被击穿，所以由图丁可知，该晶体二极管没有损坏，故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】、由题意知将、两束单色光分别进行实验，结果发现同等条件下光的圆环状干涉条纹平均间距大于光的间距，所以光的波长小于光的波长，根据可知：光的频率小于光的频率；用、两束光照射同一光电管阴极时，如果都能发生光电效应，根据光电效应方程可知：由于光的频率小，所以光的遏止电压更小，故A错误；
B.如果、两束光是由处在同一激发态的原子跃迁到态和态时产生的，根据能级跃迁规律可知态能级能量更大，故B正确；
C.将、两束光入射同一单缝衍射装置上，由于光的波长大于光的波长，光对应的中央亮纹的间距更大，故C正确；
D.根据可知光光子动量小于光光子动量，故D正确。
本题选择错误选项；
故选：。
3.【答案】
【解析】设平抛运动的初速度为，在水平方向做匀速直线运动，则有：
在竖直方向做自由落体运动，则有：
联立解得：，由于花洒出水孔分布在圆形区域内，水水平向左射出，由于出水孔位置不同，竖直方向出水孔高度不同，水落地时间不同，水平位移不同，落在点的水的出水孔最高，水平位移最大，落在点的水的出水孔最低，水平位移最小，花洒前后关于圆心对称的位置，高度相同，出水孔流出的水的水平位移相等；考虑高度关系，由可知，落点区域俯视图的形状最可能的是，故C正确，ABD错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】由题知，无穷远处电势为零，因为沿电场线方向，电势逐渐降低，则带正电的导体附近的电势大于零，带负电的导体附近的电势小于零，且在、之间有电势为零的点，又因为处于静电平衡的导体为等势体，故D正确，ABC错误；
故选：。
5.【答案】
【解析】由题知，地球和月球组成双星系统，它们共同绕某点转动且角速度相同，双星之间的万有引力提供各自的向心力，因此有：
，
可得：
，
因为：
，
所以：
，则地月系统中，点更靠近地球，故A错误；
B.由题知，、、、、称为拉格朗日点，在这些位置上的航天器也绕点转动且相对地月系统不动，则所有拉格朗日点上航天器角速度均与地月系统的角速度相等；
由向心加速度与角速度的关系可得：
，
由图知，位置的航天器离点最近，最小，则最小，则在五个拉格朗日点中，位置上的航天器向心加速度最小，故B正确；
C.由题意可知，位置的航天器所需向心力由地球和月球对航天器的万有引力的合力提供，故C错误；
D.地球的第二宇宙速度，是在地面上发射物体，使之能够脱离地球的引力作用，成为绕太阳运动的人造行星或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度，其大小为，而该航天器没有脱离地球引力的束缚，所以该航天器的发射速度小于第二宇宙速，即小于，故D错误；
故选：。
6.【答案】
【解析】摩托车转弯时，有，所以，由此可知，其他条件一定，半径越大“内倾角度”越小，速率越大“内倾角度”越大，而“内倾角度”与质量和地面粗糙程度无关。
故ACD错误，B正确。
故选：。
7.【答案】
【解析】、设原、副线圈匝数分别为、，由理想变压器的电压特点可知
由题意可知电路中保持不变。由图可知


又有

根据并联电路特点可得
因为，所以有上式可知
上述结论结合式得

又，由三式可得
故AB错误。
、闭合后，根据并联电路特点可知，、并联电阻之和，小于，所以闭合后，、、、的和电阻减小，设和电阻为，由欧姆定律可得
所以增大，再结合可得减小。又
通过电流减小，结合式得通过电流增大，又有得减小。
故C错误，D正确。
故选：。
8.【答案】
【解析】、根据左手定则可知，当内层液态镓通入垂直纸面向里的电流时，内层液态镓将顺时针旋转，故A错误；
B、液态镓瞬时针旋转时受到卫星对它的顺时针作用力，力的作用是相互的，液态镓对卫星由逆时针方向的作用力，所以卫星将逆时针旋转，故B错误；
C、卫星反作用轮主要应用了牛顿第三定律，故C错误；
D、当通入内外层液态镓的电流方向相同时，液态镓对卫星的作用力方向也是相同的，所以为了获得最大的反作用力，通入内外层液态镓的电流方向应该相同，故D正确。
故选：。
9.【答案】
【解析】当单摆摆至最低点时，电梯自由下落，与重力有关的现象消失，但单摆仍然受到摆线的拉力作用而做圆周运动，也不满足机械能守恒条件，故AD错误；
对小球和弹簧构成的弹簧振子，与重力有关现象消失，在最低点位置弹簧拉力不变，对应的回复力增大，从而导致的振幅增大，故B错误，C正确。
故选：。
10.【答案】
【解析】、从图中可知看出从质点往右到质点后又出现质点的振动情况，可知质点到质点的平衡位置间距为一个波长，所以波长
故A正确；
B、质点、质点处于平衡位置，质点位于二者中间，即半个波长处，则此时质点也处于平衡位置，不是位于波谷，故B错误；
C、质点处于波节位置，在稳定的干涉中，波节处的质点振幅为零，即保持静止，故C正确；
D、根据
为声速，为频率，为波长，频率加倍，波长减半。设原来加强区到两波源发射波与反射波可看作两个相干波源的波程差为
现在波长变为
则
仍然满足加强条件，所以原先的加强区仍为加强区，故D正确。
因为本题是选错误的，故选：。
11.【答案】见解析；
【解析】过、作出出射光线，交为出射点，光路图如图所示：
根据数学知识，入射角，折射角
根据折射定律
故答案为：见解析；
过、作出出射光线，交为出射点，然后完成光路图；
根据折射定律求解作答。
本题考查了测定玻璃砖的折射率的实验，要明确实验原理，掌握实验的正确操作，掌握折射定律的运用。
12.【答案】 不变
【解析】设总长，间长度为，则
根据闭合电路的欧姆定律
根据欧姆定律，两端的电压
由图甲可知，当等于虚线框内接电池电动势时，灵敏电流计示数为零；
则当虚线框内接电池时，有
同理，当虚线框内接电池时，有
代入数据联立解得
将图乙电路接入虚线框，闭合后，电阻两端的电压
当等于图乙的时，灵敏电流计示数为零；
则有
令
则上式变形为
由此可得图像为一倾斜直线，纵截距为，其斜率为
结合图丙得纵截距
斜率
解得
将电池接入虚线框后需调节滑片直至灵敏电流计示数为零，故而电池中并无电流，所以即使电池的内阻不可忽略，也不会对实验产生影响，故而待测电池内阻的测量结果不变。
故答案为：；；不变。
13.【答案】温度为时球内气体压强为；
充入球内气体的质量与原来球内气体质量的比值为。
【解析】球从室外带入球馆，球内气体做等容变化，根据查理定律有，由，，解得；
设在球馆内将压强为、体积为的气体充入体积为的篮球内，气体做等温变化，根据玻意耳定律有，则，解得。
答：温度为时球内气体压强为；
充入球内气体的质量与原来球内气体质量的比值为。
14.【解析】根据楞次定律，至时刻之间，闭合线圈产生顺时针感应电流，上极板电势高，极板间电场强度竖直向下；
射入极板间的油滴沿直线通过，根据平衡条件
油滴所受电场力方向竖直向上，因此油滴带负电；
设导线框的边长为，上下极板间有随时间周期性交替的大小不变的电压；
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势
极板间电场强度大小
从时刻射入极板间的油滴，打在下板中央位置，水平位移
油滴在水平方向做匀速直线运动，运动时间
在时间内，极板间电场强度竖直向上，油滴所受电场力竖直向下
油滴竖直方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律
解得加速度
竖直位移
联立解得
比荷
从射入极板间的油滴，在时间内，油滴在竖直方向做匀加速直线运动
竖直偏移量
解得
时刻竖直方向速度
在之间，电场力与重力平衡，在未打到板上之前，油滴竖直方向将做速度为的匀速直线运动
竖直位移
联立解得
所以油滴打在下极板的时刻为
运动的总时间
油滴始终在水平方向做匀速直线运动，落点位置距离左端。
答：油滴带负电，比荷为；
该油滴落在金属板的位置到左端的距离为。
15.【答案】涉及动量守恒定律，取向右为正方向。
小滑块到达端时速度为，根据机械能守恒定律得：
滑块与塑料板相互作用过程中系统动量守恒，根据动量守恒定律可得：
根据能量守恒定律可得：
解得塑料板板长为：；
小滑块进入水平电场时假设发生了相对滑动，对小滑块
代入数据解得：
对塑料板根据牛顿第二定律：
解得，，则假设成立。
设小滑块出水平电场时速度为，塑料板速度为，因为：
解得：
在水平电场运动时间：
则：
联立解得：；
出水平电场时小滑块离板右端的距离：
解得：
板反弹后系统的总动量：，解得：
设板反弹至停下的过程中小滑块和板的位移大小分别为、。
由系统动量守恒定律得：
又：
解得：
对小滑块，在磁场中减速为零的运动过程中，由动量定理可得：
解得：。
答：绝缘塑料板的长度为；
小滑块到达边界时，小滑块和塑料板的速度分别为、；
碰后经过小滑块停下。
16.【解析】设粒子在磁场中的运动半径为，分析可知：
在磁场中：
解得：
从点射出的粒子运动至点的轨迹如答图所示
先做匀速直线运动，再做一段圆周运动从点离开磁场Ⅰ。设匀速直线运动时间为，圆周运动时间为，则
直线运动：
圆周运动：
从运动到所需的时间：
解得：
设从点射入的粒子最终从点射出，当其经过点时，速度方向与轴正方向成角，轨迹如答图所示。
在磁场Ⅱ中，由几何关系得：
解得：
在磁场Ⅰ中：
解得：
答：磁场Ⅰ与磁场Ⅱ的磁感应强度的大小为；
点射入的粒子，从运动到所需的时间为；
从范围内离开磁场Ⅱ的粒子占总粒子数的比例为。
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