山东省德州市2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题【含答案解析】

高二物理试题2025.1主考学校：武城=中本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。2.选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂：非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内作答、超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.关于下面四幅图片所示的现象或解释，下列说法正确的是（）A.图甲中光学镜头上的增透膜利用的是光的折射现象B.图乙所示的泊松亮斑是小孔衍射的图样C.图丙用标准样板检查厚玻璃板的平整程度利用的是薄膜干涉D.图丁中使摆球C先摆动，稳定后摆球A的振动周期小于摆球B的振动周期【答案】C【解析】【详解】A．光学镜头上的增透膜是利用光的薄膜干涉现象，减弱光的反射，从而增加透射，故A错误；B．泊松亮斑是圆板衍射现象，故B错误；C．图丙用标准样板检查厚玻璃板的平整程度利用的是薄膜干涉，故C正确；D．使摆球C先摆动，由C摆动从而带动球B和球A两个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故A、B各摆振动周期跟C摆相同，故D错误。故选C。2.长江上的航道灯浮标可以在夜间发光，对夜行的船舶进行指引。它的主要结构为圆柱形的浮标体和上方的航道灯，如图所示。某航道灯浮标静止在水面上时，水面恰好在O点，若在O点上方一定距离处安装一水位传感器，当水面没过水位传感器时，报警器会持续报警。某时刻由于外力扰动，该浮标突然获得一竖直向下的初速度开始做简谐运动，经过2s后报警器开始报警，再经1s后报警停止，则距离下一次开始报警还要经过的时间是（）A.12s B.9s C.6s D.3s【答案】B【解析】【详解】题意可知，浮标体做简谐运动，t=0时刻，浮标体处于平衡位置，若浮标获得一竖直方向向下的初速度时，经过2s后报警器开始报警，再经1s后报警停止，则浮标体从水位传感器运动到最高点所用时间为0.5s，设周期为T，则有解得T=10s则距离下一次开始报警还要经过的时间为t=T-1s=9s故选B。3.“战绳”是健身的一种流行的项目，如图甲所示，健身者将绳拉平后沿竖直方向上下抖动，可在绳中形成一列向右传播的简谐横波，图乙是某一时刻绳子的波形。若健身者上下抖动绳头的频率为0.5Hz，不考虑绳波传播过程中的能量损失，下列说法正确的是（）A.该绳波的传播速度为12m/sB.该时刻质点Q的振动方向沿y轴负方向C.再经过0.5s，质点P运动的路程为0.5mD.1s后质点P将向右移动3m【答案】B【解析】【详解】A．根据题意，波源振动的周期为s波长为6m，所以波速为故A错误；B．根据“上下坡”法可得，该时刻质点Q的振动方向沿y轴负方向，故B正确；C．平衡位置、波峰或波谷的质点经s=T，质点运动的路程为A=0.5m图中质点P运动的路程不为0.5m，故C错误；D．介质中的质点不会随波迁移，故D错误。故选B。4.如图所示，a、b、c、d为正方形的四个顶点，在b、c、d三处有垂直于正方形所在平面的无限长通电直导线，b、d两处的电流方向向里、c处的电流方向向外，大小均为I。已知通电长直导线周围的磁感应强度B大小与电流I成正比、与该点到通电长直导线的距离r成反比，即（k为常数）。若b处的导线在a处产生的磁感应强度为，下列说法正确的是（）A.c处的导线在a处产生的磁感应强度大小为B.a处的磁感应强度为0C.正方形中心处的磁感应强度大小为D.仅将b、d处的电流反向，a处的磁感应强度大小不变【答案】C【解析】【详解】A．设正方形边长为l，b处的导线在a处产生的磁感应强度为则c处的导线在a处产生的磁感应强度大小为故A错误；B．如图根据矢量的合成可知故B错误；C．b、d电流在正方形中心处的磁感应强度的矢量和为0，则正方形中心处的磁感应强度大小为故C正确；D．由B分析可知，仅将b、d处的电流反向，a处的磁感应强度大小变为故D错误。故选C。5.元好问曲中有“骤雨过，珍珠乱糁，打遍新荷”。为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压力，小齐在雨天将一底面积为0.01m2的圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水上升了40mm。查询得知，当时雨滴竖直下落的速度约为9m/s，雨水的密度为1×103kg/m3。不计雨滴重力，假设雨滴撞击莲叶后无反弹，据此估算相同面积的睡莲叶面受到的平均压力约为（）A.0.36N B.3.6NC.1.0×10−2N D.1.0×10−3N【答案】D【解析】【详解】设杯子横截面积为S，可得1h内下落至杯中雨水的总质量为m=ρhS以这部分雨水为研究对象，在其撞击荷叶过程中设莲叶对其弹力为F，选竖直向下为正方向，根据动量定理可得Ft=mv代入题中数据可求得F=1.0×10−3N则根据牛顿第三定律可知，相同面积的睡莲叶面受到的平均压力约为1.0×10−3N。故选D。6.大蓝闪蝶以它熠熠生辉的蓝色翅膀而著名，下图为显微镜下其翅膀的光学结构示意图。大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的，但当白光照在翅膀的鳞片上时，会在其一系列薄薄的鳞片上反射，反射光彼此干涉，从而显现出蓝色的光泽。下列说法中正确的是（）A.除蓝光外的其他色光，在大蓝闪蝶的翅膀上也有可能发生干涉现象B.闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的双缝干涉现象C.闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的波长的整数倍D.闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中的半波长的奇数倍【答案】A【解析】【详解】A．大蓝闪蝶翅膀的鳞片上各个地方的厚度不确定是否满足其它色光的干涉条件，除蓝光外的其他色光，亦有可能在大蓝闪蝶的翅膀上发生干涉，故A正确；B．闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的薄膜干涉现象，故B错误；CD．根据薄膜干涉的规律，干涉加强区域有（n=1，2，3…）解得（n=1，2，3…）闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中半波长的整数倍，故CD错误；故选A。7.现在高速公路上的标志牌常贴有“回归反光膜”，它采用高折射率的微小玻璃珠制成，并在后半表面镀铝膜，如图甲所示。一光线沿平行于玻璃珠水平直径AB方向射入玻璃珠，发生折射后到达B处发生反射，再经折射后平行入射方向射出，光路及角度如图乙所示，O为球心。已知光在空气中的传播速度c，下列说法中正确的是（）A.玻璃珠的折射率为B.该光线在玻璃珠中的传播速度为C.该光线在玻璃珠中发生全反射的临界角为30°D.如果没有铝膜，该光线不能在B处发生全反射【答案】D【解析】【详解】A．如图乙所示，根据光的折射定律，玻璃球的折射率为A错误；B．光在玻璃球中的传播速度为B错误；C．根据光的折射定律，临界角满足可知临界角C大于30°，C错误；D．光线在B处的入射角为30°，由于满足可知如果没有铝膜，该光线在B处不会发生全发射。D正确。故选D。8.德州市某学生喜欢拼插乐高玩具，如图甲是拼插的吊车模型，图乙是吊车模型的电路图。直流电源是三节5号干电池，每节干电池电动势为1.5V、内阻为0.5Ω，保护电阻，电动机线圈的电阻为R，重物的质量。当吊车以恒定速度向上提升重物时，平板显示器上数据显示速度，电路中的电流，不计各处的摩擦，重力加速度。下列说法正确的是（）A.电动机消耗的电功率为0.40WB.电动机的输出功率为0.02WC.电动机线圈的电阻为1.5ΩD.若重物在上升过程中电动机转子出现故障卡住不再转动，此时电源的输出功率为0.7614W【答案】D【解析】【详解】AC．电源电动势为内阻为根据闭合电路欧姆定律，可得由功能关系，可得联立解得由解得故AC错误；B．根据故B错误；D．若重物在上升过程中电动机转子出现故障卡住不再转动，电动机相当于一个定值电阻，由闭合电路的欧姆定律得电源的输出功率联立解得故D正确。故选D。二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得4分，对但不全的得2分，有选错的得0分）9.物理学是一门以实验为基础的学科，实验是物理的灵魂。关于下列实验或现象，说法正确的是（）A.甲图中，两根通电方向相同的长直导线相互吸引，是通过磁场实现的B.乙图中，奥斯特利用此实验装置发现了电磁感应现象C.丙图中，若在ab两端接上直流电源，稳定后接在cd端的表头示数始终为0D.丁图中，线圈A插入线圈B中，闭合开关一段时间后，滑动变阻器滑片P向右或向左迅速移动时，灵敏电流计指针都不偏转【答案】AC【解析】【详解】A．通电导线与通电导线之间的相互作用力是通过磁场发生的，故A正确；B．奥斯特利用乙装置发现了电流的磁效应，故B错误；C．若在ab的两端接上直流电源，稳定后线圈中磁通量不变化，根据产生感应电流的条件可知，接在cd端的表头示数始终为0，故C正确；D．闭合开关一段时间后，滑动变阻器滑片P向右或向左迅速移动时，电流发生变化，磁通量改变，则灵敏电流计指针会偏转，故D错误；故选AC。10.绽放激情和力量，升腾希望与梦想。如图甲所示，在某次运动会开幕式上，“龙狮舞”表演中绸带宛如水波荡漾，展现运动特色。舞动的绸带可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，图乙为时的波形图，此时质点P在平衡位置，质点Q在波谷位置，图丙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（）A.该波沿x轴正方向传播B.该波传播速度为1m/sC.时，质点Q的振动方向沿y轴正方向D.在任意1s内质点P运动的路程均为6cm【答案】BC【解析】【详解】A．从振动图形可看出时质点P的振动方向沿y轴正方向，根据波动图像及“同侧法”可判断该波沿x轴负方向传播，故A错误；B．由图可知波长为4m，周期为4s，则波速为故B正确；C．再经s时达到3.5s，则质点Q的振动方向沿y轴正方向，C正确；D．只有从平衡位置、波峰或波谷开始计时，经1s内质点P运动的路程为=6cm，故D错误。故选BC。11.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为2m/s，两个波源分别位于和处，波源的振幅均为2cm。如图所示为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动，质点M的平衡位置位于x=0.5m处。下列说法正确的是（）A.再经过0.15s质点M开始振动，开始振动时的方向沿y轴负方向B.质点M开始振动后1s时间内，质点M经过的路程为40cmC.时，质点P、Q的位移均为2cmD.时，两波源间振动加强的点有5个【答案】AD【解析】【详解】A．由图可知，两列波的波长均为，所以周期为，经过0.15s两列波均向前传播的距离此时质点M刚开始振动。根据“上下坡”法，由于两列波分别沿x轴正方向和负方向移动，可以P、Q两质点开始振动的方向均沿y轴负方向，质点M到P、Q的距离相等，波速相等，则两列波同时到达M点，M点开始振动的方向也是沿y轴负方向。A正确；B．由题可知，M点为振动加强点，振幅为，开始振动后1s时间内M点振动了5个周期，所以M经过的路程为B错误；C．经过两列波均向前传播的距离为此时两列波同时到达P、Q两点，左右两列波此时在P、Q两点均处在平衡位置，故P、Q两点都处于平衡位置，位移为零。C错误；D．时，两列波均向前传播的距离为两波源间在0m<x<1.0m之间的质点均已振动，两波源间振动最强的点到两波源的距离应该等于半波长的偶数倍，即，（0m<x<1.0m）（n=0，1，2……）解得，，，，D正确。故选AD。12.如图所示，质量为的木船静止在湖边附近的水面上，船面可看做水平面，并且比湖岸高出。在船尾处有一质量为的铁块，铁块将一端固定的轻弹簧压缩后再用细线拴住，铁块与弹簧不栓接，此时铁块到船头的距离，船头到湖岸的水平距离，将细线烧断后铁块恰好能落到湖岸上。已知铁块离开木船前弹簧已经恢复原长，忽略船在水中运动时受到水的阻力以及其它一切摩擦力，重力加速度。下列说法正确的是（）A.铁块脱离木船时瞬时速度大小为4m/sB.木船最终的速度大小为2m/sC.当铁块刚好落到湖岸的瞬间，船后退的距离为1.1mD.弹簧释放的弹性势能为153.6J【答案】ACD【解析】【详解】ABC．烧断细线后，木船、铁块组成的系统，合力为零，动量守恒则有即又解得m，m铁块离开小木船后做平抛运动，在水平方向在竖直方向解得s，，当铁块刚好落到湖岸的瞬间，船后退的距离为m故AC正确，B错误；D．由机械能守恒定律得J故D正确。故选ACD。三、非选择题（本题共6小题，共60分）13.光学实验有“测量玻璃的折射率”、“用双缝干涉测量光的波长”两个实验，某学校实验小组的同学利用现有的实验器材，分别完成了这两个实验。（1）在测量一半圆形透明玻璃砖的折射率的实验中，实验过程如下：①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d，确定其底面圆心位置O；②将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐标系Oxy的白纸上，使其底面圆心和直径分别与O点和x轴重合，将一长直挡板紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置，如图乙所示；③用激光器发出激光从玻璃砖外壁始终指向O点沿半径方向水平射入，从y轴开始向右缓慢绕O点移动激光器，直至恰好没有激光从玻璃砖射出至挡板上的区域时，在白纸上标记激光从玻璃砖外壁入射的位置P。④取走玻璃砖，过P点作y轴的垂线PQ，用刻度尺测量PQ的长度L。根据以上步骤，回答下列问题：（ⅰ）测得半圆形玻璃砖直径d的读数如图甲所示，则______cm；（ⅱ）根据以上测量的物理量，若测得PQ线段的长度，计算可得玻璃砖的折射率为______。（结果保留三位有效数字）（2）在用双缝干涉测量光的波长的实验中，该实验小组使用图丙的装置测量某绿色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度，激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图丁所示，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离______mm，通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离，则该激光波长______m（结果保留两位有效数字）。【答案】（1）①.1.75②.1.46（2）①.58.0②.【解析】【小问1详解】[1]玻璃砖直径d的读数为[2]光线在玻璃砖内发生全反射，可知此时，由PQ长为L，半径为，可知【小问2详解】[1]A、B间的距离读数为；[2]根据双缝干涉条纹间距公式，其中由题意可知；代入数值解得14.某学校实验小组的同学设计了测定金属丝的阻值和电源的电动势与内阻的实验，已知定值电阻的阻值为，电压表为理想电表。（1）该实验小组同学首先用多用电表粗略测量了该金属丝的电阻，当多用电表的旋钮置于“×1”挡位时，指针位置如图甲所示，则金属丝的电阻值为______Ω；图乙中螺旋测微器测得金属丝的直径为______mm。（2）该实验小组同学设计了如图丙所示的电路图，操作步骤如下：①实验时，将单刀双掷开关扳到位置“1”，调节电阻箱的阻值为时，电压表的示数为；②仅将单刀双掷开关扳到位置“2”，电压表的示数为；③为了完成电源电动势和内阻的测量，将单刀双掷开关扳到位置“1”，多次调节电阻箱的阻值R，并读出相对应的电压表的示数U，利用数据描绘了如图丁所示的图像。（ⅰ）由操作①、②可知电路图中电阻______（用题目中给的物理量符号表示）；（ⅱ）若测得定值电阻，图丁中、、，则该电源的电动势为______V，内阻为______Ω。（结果均保留两位有效数字）【答案】（1）①.6##6.0②.2.095##2.094##2.096（2）①.②.4.0③.2.5【解析】【小问1详解】[1]多用电表的旋钮置于“”挡位时，指针位置如图所示，则金属丝的电阻值为[2]螺旋测微器的精确值为，由图可知金属丝的直径为【小问2详解】（ⅰ）[1]根据闭合电路欧姆定律，单刀双掷开关接1时，有单刀双掷开关接2时，有联立解得（ⅱ）[2][3]由闭合电路欧姆定律得整理得结合图乙得，联立解得，15.如图所示，一架无人机在一个清澈的湖面上以90°视角竖直向下俯拍，无人机在湖面上方的高度水平飞行，湖底可以认为是一个水平面，湖水深度为，湖水的折射率为，，。求：（1）光线在水面发生全反射的临界角；（2）无人机拍摄的一张照片中湖底的面积。（结果保留三位有效数字）【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】根据全反射临界角公式有解得【小问2详解】由图知，由折射定律有由几何知识面积解得16.一列简谐横渡沿x轴传播。图甲是简谐横渡在时刻的波形图，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点；图乙为质点Q的振动图像。求：（1）判断波传播方向；（2）求该波的波速；（3）从时刻开始计时，求质点P到达波峰的时刻。【答案】（1）沿x轴正方向传播（2）（3）（n=0、1、2、3……）【解析】【小问1详解】时，由图乙可知，质点Q正向下振动，则该波沿x轴正方向传播。小问2详解】由图知波长周期由公式解得【小问3详解】波沿x轴正方向传播，质点P在平衡位置处，0.1s时2.5m处的质点在波峰，则可知质点P在0.1s时刻前时第一次达到波峰，质点P第一次到达波峰的时刻质点P在（、1、2、3……）时刻到达波峰。17.如图所示是利用电动机运送重物的示意图，其中M是直流电动机，标有“12V24W”的灯泡L和电阻R串联，P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度匀速上升，理想电流表和理想电压表的示数分别是和，灯泡L恰好能正常发光。已知该装置机械部分的机械效率为，重物的质量，重力加速度。求：（1）电阻R的阻值；（2）电动机输出的电功率；（3）电动机线圈的电阻r【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】灯泡L的电流电阻R的电压电阻R的阻值解得【小问2详解】物体匀速上升，平衡条件细绳对重物做功的机械功率电