河南省濮阳市2024-2025学年高二上学期期末教学质量监测物理试题【含答案解析】

2024—2025学年上学期期末高二年级教学质量监测物理考生注意：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.电磁波在日常生活中有广泛应用，涉及科研、军事、通信、医疗、能源等多个领域。下列关于电磁波的说法，正确的是（）A.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输B.均匀变化的电场和均匀变化的磁场可以相互激发，形成电磁波C.用微波炉加热食物时，通过红外线传热使食物的温度升高D.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在【答案】D【解析】【详解】A．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波能够在真空中传播，也能在介质中传播，即电磁波能通过电缆、光缆传输，故A错误；B．根据麦克斯韦电磁理论，均匀变化的电场能够激发出恒定的磁场，均匀变化的磁场能够激发出恒定的电场，可知，均匀变化的电场和均匀变化的磁场不能够互激发，也不能够形成电磁波，故B错误；C．微波炉加热食物的原理主要是利用微波与食物中的水分子产生共振摩擦，使食物中水的温度升高，进而使食物本身的温度也随着升高，可知，用微波炉加热食物时，并不是通过红外线传热使食物的温度升高，故C错误；D．1864年，英国青年物理学家麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在。1888年德国青年物理学家赫兹第一次通过实验证实了电磁波的存在，故D正确。故选D。2.如图1所示，轻弹簧上端固定，下端与小球相连构成弹簧振子，小球做简谐运动的位移—时间图像如图2所示。下列说法正确的是（）A.在任意1s的时间内，小球经过的路程都是2cmB.时，弹簧处于原长状态C.和两个时刻，小球的速度相同D.和两个时刻，小球的加速度大小相等，方向相反【答案】C【解析】【详解】A．1s等于四分之一周期，由于靠近平衡位置的速度大于远离平衡位置的速度，则0~0.5s内的平均速度大于0.5~1s内的平均速度，则0~0.5s内的路程大于0.5~1s内的路程，即0~0.5s内的路程大于正负的一半，即大于1cm，0.5~1s内的路程小于正负的一半，即小于1cm，可知，0.5~1.5s内的路程小于2cm，故A错误；B．时，小球处于平衡位置，则弹簧处于拉伸状态，故B错误；C．图像的斜率表示速度，根据图像的对称性可知，和两个时刻斜率相同，则小球的速度相同，故C正确；D．和两个时刻，根据图像的对称性可知，小球的位移相同，根据可知，在这两个时刻，小球的加速度大小相等，方向相同，故D错误。故选C。3.体育课上进行跳高训练时，一定会在跳高架的正下方放置垫子，降低受伤风险。在跳高者落地的过程中，与不放垫子相比，下列说法正确的是（）A.垫子可以缩短跳高者的落地时间B.垫子可以增大跳高者受到的平均冲击力C.垫子可以减小跳高者的动量变化率D.跳高者的动量变化率不发生变化【答案】C【解析】【详解】A．由于垫子的缓冲作用，垫子可以延长跳高者的落地时间，故A错误；B．根据动量定理可知，跳高者动量变化量一定，作用时间延长后，平均冲击力减小，即垫子可以减小跳高者受到的平均冲击力，故B错误；CD．跳高者动量变化一定，由于作用时间延长，则动量变化率减小，即垫子可以减小跳高者的动量变化率，故C正确，D错误。故选C。4.如图所示，生产车间用直流电动机运送货物，一箱货物的质量为2kg，与水平地面间的动摩擦因数为0.5，电动机线圈电阻为，电源电动势为8V，内阻为，重力加速度g取。货物在电动机的水平拉力作用下匀速直线运动，此时理想电压表的示数为7V。下列判断正确的是（）A.电动机转动稳定时，其输入功率为7WB.电动机转动稳定时，货物匀速运动的速度为0.7m/sC.电动机突然被卡住不动，理想电压表的示数为8VD.电动机突然被卡住不动，电动机实际消耗的功率为32W【答案】A【解析】【详解】A．根据闭合电路欧姆定律可得可得电路电流为则电动机转动稳定时，其输入功率故A正确；B．电动机的热功率为则电动机的输出功率为又解得货物匀速运动的速度为故B错误；CD．电动机突然被卡住不动，则电路电流为理想电压表的示数为电动机实际消耗的功率为故CD错误。故选A。5.体操运动员用手握住彩带的右端，连续抖动，可以看到波向左传播。如图所示，建立x轴和y轴，在彩带上标记四个点a、b、c、d。在波传播的过程中，下列说法正确的是（）A.a点此时沿着x轴负方向运动B.此时d点的加速度方向沿y轴负方向C.此时b点和c点之间的直线距离等于半个波长D.再过一个周期，a点运动到b、c之间的平衡位置【答案】B【解析】【详解】A．波向左传播，根据“同侧法”，此时a点沿着y轴正方向运动，故A错误；B．质点d点的加速度方向总是指向平衡位置，可知此时d点的加速度方向沿y轴负方向，故B正确；C．应该是此时b点和c点之间平衡位置的距离等于半个波长，而不是b点和c点之间的直线距离等于半个波长，故C错误；D．质点只在自身平衡位置上下振动，并不随波迁移，故D错误。故选B。6.物理小组的同学用单摆测当地的重力加速度。他们测出了摆线的长度l和摆动周期T，获得多组T与l的数据，再以为纵轴、l为横轴画出函数关系图像，如图线甲、乙所示。已知图线甲与纵轴的截距为a，图线乙与横轴的截距为b，图线斜率均为k。下列说法正确的是（）A.图线甲符合实际情况，摆球半径为aB.图线乙符合实际情况，摆球直径为bC.测得当地的重力加速度大小为D.由于未考虑摆球半径，测得的重力加速度值偏小【答案】C【解析】【详解】ABC．由单摆的周期公式解得结合图像易知图线甲符合实际情况，可得，解得，故AB错误；C正确；D．未考虑摆球半径，对图像的斜率k没有影响，测得的重力加速度值也不受影响，故D错误。故选C。7.如图所示，质量为的小车静止在光滑水平面上，小车上表面由四分之一光滑圆弧轨道和粗糙的水平轨道组成，二者在b点相切，质量为m的小滑块静止在小车的右端。质量为的小玻璃球以水平速度在极短时间内从右端水平射向小滑块，与小滑块发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰后小滑块恰好能滑到轨道的a点。若玻璃球以水平速度在极短时间内从右端水平射向小滑块并发生弹性碰撞，则小滑块从a点离开小车时小滑块的速度大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】小玻璃球以水平速度在极短时间内从右端水平射向小滑块，与小滑块发生弹性碰撞，可得，解得，小滑块与小车相互作用过程，水平方向动量守恒，系统能量守恒，可得，解得小玻璃球以水平速度在极短时间内从右端水平射向小滑块，与小滑块发生弹性碰撞，可得，解得，小滑块与小车相互作用过程，水平方向动量守恒，系统能量守恒，可得，联立，解得，则小滑块从a点离开小车时小滑块的速度大小为故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，一束复色光从玻璃砖的上表面入射（入射角小于45°），在玻璃砖内分为甲、乙两束单色光，分别从下表面的a、b两点出射。下列说法正确的是（）A.两束单色光从玻璃砖中出射后会相交B.甲在玻璃砖内的传播时间大于乙在玻璃砖内的传播时间C.两束光分别射入同一双缝干涉装置，乙的干涉条纹间距更大D.两束光分别射入同一单缝衍射装置，甲的衍射现象更明显【答案】BD【解析】【详解】A．由光的可逆性可知，两束单色光从玻璃砖中出射后的折射角都等于从面射入时的入射角，可知两束单色光是平行射出，不会相交，选项A错误；B．设玻璃砖厚度为d，根据，则传播时间因i<45°，而2r<2i<90°，因甲光的r较小，可知时间长，即甲在玻璃砖内的传播时间大于乙在玻璃砖内的传播时间，选项B正确；C．由光路可知，甲光的折射率大于乙光，可知甲光波长小于乙光波长，根据可知，两束光分别射入同一双缝干涉装置，乙的干涉条纹间距更大，选项C正确；D．两束光分别射入同一单缝衍射装置，乙光波长较大，可知乙光的衍射现象更明显，选项D错误。故选BD。9.如图所示的电路中，定值电阻，，两个电源电动势相同，内阻均不计，二极管为理想二极管。仅闭合开关时，电路中的总功率为P。下列说法正确的是（）A.仅闭合时，消耗的功率为 B.仅闭合时，消耗的功率为C.仅闭合时，消耗的功率为 D.仅闭合时，电路中的总功率为【答案】BC【解析】【详解】AB．仅闭合时，根据二极管的单向导电性，可知与并联，再与串联，设此时通过的电流为，则电路中的总功率为根据串、并联电路中电流与电阻的关系，可知流经的电流为，流经的电流为，则、消耗的功率分别为，故A错误，B正确；CD．仅闭合时，根据二极管的单向导电性，可知与串联，设此时通过的电流为，则则消耗的功率电路中的总功率故C正确，D错误。故选BC。10.一列简谐横波沿x轴正方向传播t=2s时波形如图1所示，图2为介质中某质点的振动图像，质点P的平衡位置位于x=2m处，质点Q的平衡位置位于x=9m处。下列判断正确的是（）A.该列波的传播速度为2m/sB.图2可能是质点P的振动图像C.t=3.75s时，质点P与Q的位移相同D.在2s~3s的时间内，质点Q运动的路程为10cm【答案】AC【解析】【详解】A．从图1中可知，该波的波长λ=8m，根据图2可知，该波的周期T=4s，故波速为，A正确；B．由图1可知，t=2s时，P沿y负方向振动，而图2中，t=2s时的点沿y正方向振动，故图2不可能为P点的振动图像，B错误；C．当t=2s时，从图1中可知，波形函数为当t=3.75s时，波形函数为此时P点纵坐标为Q点纵坐标为故t=3.75s时，质点P与Q的位移相同，C正确；D．在2s~3s的时间内，即经过，若Q从平衡位置开始运动，恰好其路程为10cm，根据图1可知，Q开始的位置不在平衡位置，故经过时间，其路程小于10cm，D错误。故选AC。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.同学们帮助老师整理实验室时，发现一个用电流表G改装的简易欧姆表（尚未重新标度），电流表G表盘上的刻度值已经模糊不清，但是刻度线仍均匀且清晰，同学们通过实验测量该欧姆表的最大内阻。（1）如图1所示，将欧姆表内的滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，插入表笔，其中b应该是______表笔（填“红”或“黑”）。（2）将两表笔与电阻箱的两接线柱连接，调节电阻箱的阻值。当电流表G表盘上指针对准某条刻度线时，数出指针偏转的小格数n，并记录下相应电阻箱的阻值R，某次电阻箱的阻值如图2所示，为______。（3）改变电阻箱的阻值，重复步骤（2），读出多组小格数n和电阻箱的阻值R，作出图像如图3所示，图线的斜率为k，截距为b，则欧姆表的最大内阻为______（用k，b表示），若要用此图像计算出欧姆表内部电源的电动势，还需要知道的物理量是______。【答案】（1）黑（2）1969.2（3）①.②.每一格表示的电流大小【解析】【小问1详解】多用电表使用欧姆挡时，使用内置电源，根据电流“红进黑出”原则，插入表笔，黑表笔与内置电源正极相连，其中b应该是黑表笔。【小问2详解】根据读数规则，电阻箱的阻值【小问3详解】设每一小格代表的电流大小为，欧姆表的最大内阻为，根据闭合电路欧姆定律得解得根据图像，图线的斜率为k，截距为b，可知，联立解得，则欧姆表的最大内阻为，若要用此图像计算出欧姆表内部电源的电动势，还需要知道的物理量是每一格表示的电流大小。12.小明同学用如图1所示的装置验证动量守恒定律。长木板的一端垫有小薄木片，可以微调木板的倾斜程度，使小车能在木板上做匀速直线运动。将两个手机分别固定在小车A和B内，利用手机软件中的速度传感器可以描绘小车的速度随着时间变化的图线。（1）某次给小车A一个初速度，传感器记录了v随时间t变化图像如图2所示，此时应______（填向“左”或向“右”）移动长木板下面的小薄木片。（2）调整好长木板后，让小车A以某速度运动，与置于长木板上静止的小车B发生碰撞、导出传感器记录的数据，绘制v随时间t变化图像如图3所示。（3）已知小车A的质量为，则碰撞前小车A的动量，碰撞后小车A的动量______。若碰撞前后动量守恒，则小车A和小车B的质量之比为______。（4）若两小车的碰撞为弹性碰撞，则、、之间的关系为______（用、和表示）。【答案】①.右②.③.④.【解析】【详解】（1）[1]由传感器可知速度逐渐增大，为了使小车做匀速直线运动，此时应右移动长木板下面的小薄木片。（3）[2]碰撞前小车A动量，碰撞后小车A的速度减小，动量[3]若碰撞前后动量守恒，则有解得（4）[4]若两小车的碰撞为弹性碰撞，则机械能守恒，有联立动量守恒定律解得13.用折射率的透明材料制成的正三棱柱玻璃砖，截面如图所示，边长为l。一束光线从边的中点Q以某一角度入射，恰好在界面发生全反射。已知光在真空中的传播速度为c，不考虑二次反射，，。求：（1）入射角的正弦值；（2）光从Q点到界面的传播时间t。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】作出光路图如图所示根据折射率的定义有根据全反射规律有根据几何关系有解得，【小问2详解】根据折射率与光速的关系有令光从Q到MP过程的路程为，此时的全反射位置与M间距为，根据正弦定理有令光从全反射位置到NP界面的路程为，根据正弦定理有则光从Q点到界面的传播时间解得14.如图所示，正方形的边长为l，P为边的中点，一匀强电场平行于正方形所在的平面（图中未画出）。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射质量为m、电荷量为、初动能为的粒子，经过正方形边界上不同的位置，其中到达正方形边界上P点和D点的粒子动能均为。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用。求：（1）电场强度E；（2）粒子经过正方形边界时的最大动能。【答案】（1）（2）【解析】小问1详解】由于到达正方形边界上P点和D点的粒子动能均为，根据动能定理可知，此过程电场力做功相等，即P点和D点电势相等，则PD连线为一条等势线，又由于动能增大，则电场力对负粒子做正功，表明A点电势小于P点电势，则电场线垂直于PD斜向左上方，作出电场方向如图所示则有根据几何关系有根据动能定理有其中解得【小问2详解】结合上述可知，当粒子经过C点时，电场力做功最多，此时粒子的动能最大，根据动能定理有根据电势差与电场强度的关系有其中解得15.一种研究物体运动的益智游戏装置如图所示，固定的光滑水平直轨道与之间有一光滑固定凹槽，直轨道右端与顺时针转动的水平传送带在F点平滑无缝连接（不影响传送带的运动），质量的长木板紧靠凹槽的左侧壁放置，木板上表面与、齐平。直轨道的A点正上方有一固定点O，用长，不可伸长的轻绳悬挂着小滑块a，小滑块a与直轨道接触但无弹力，静止在直轨道上的小滑块b、c间锁定一被压缩的轻弹簧（滑块与轻弹簧不拴接）。已知a，b的质量，c的质量，传送带的长度，顺时针转动的速度，小滑块c与长木板上表面、传送带之间的动摩擦因数均为0.2。开始时长木板右端到凹槽右侧壁的距离，重力加速度。现解除b、c间锁定的弹簧，b离开弹簧后与a发生弹性正碰，使小滑块a恰好在竖直平面内做完整的圆周运动，c离开弹簧后滑上长木板，长木板首次与凹槽两侧壁碰撞均不损失能量，第二次与凹槽右侧壁碰撞时立即被锁定，小滑块c滑上传送带后，在传送带上运动的时间。小滑块均可视为质点，经过各个衔接点时不损失能量。求：（1）小滑块c刚离开弹簧时的速度大小；（2）弹簧锁定时的弹性势能；（3）长木板第