山东省威海市2024-2025学年高二（上）期末考试物理试卷

山东省威海市2024-2025学年局二（上）期末考试物理试卷

一、单选题：本大题共8小题，共32分。

1.摄影师拍摄池中的游鱼，为减弱反射光使水下的景象清晰，需要在照相机镜头前安装偏振滤光片，偏振

片的透振方向与水面反射光的偏振方向的夹角应为（）

A.0°B.30°C.45°D.90°

2.如图所示，面积为S的平面处于匀强磁场中，磁场方向与平面成。角，磁感应强度大小为8,通过平面的磁

通量为（）

A.0B.BSC.BSsindD.BScosB

3.如图所示，把一个小球套在光滑水平细杆上，小球与轻弹簧相连组成弹簧振子。小球以。点为平衡位置,

在M、N两点间做简谐运动，下列说法正确的是（）

WVWWO——

III

III

III

III

NOM

A.小球在M、N两点的位移相同

B.小球在M、N两点的加速度相同

C.从M到N,小球的动能先增大后减小

D.从M到N,小球先做匀加速运动后做匀减速运动

4.某一时刻两相干波源Si、S2在水槽中形成的水波如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的

振幅均为4周期均为T,关于图中的a、b、c、d四个质点的振动情况，下列说法正确的是（）

A.质点b始终静止不动

B.图示时刻，c、d两质点的竖直高度差为24

C.从图示时刻经过ga质点运动路程为24

D.随着时间的推移，c处的质点将向d处移动

5.如图所示，用轻质弹簧将处于匀强磁场中的直导线挂于天花板，通以向右的电流。当导线处于静止状态

时，弹簧的伸长量为X。已知磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B,弹簧劲度系数为%直导线质量为6、

长为3重力加速度为g,则电流大小为（）

6.如图所示，纸面内a、b、c三点构成等边三角形，在a、b两点分别放置电流垂直于纸面向里的长直通电导

线，导线中的电流大小相等。已知a处的导线在c点的磁感应强度大小为8,则c点的磁感应强度（）

a®----------

A.大小为JIB,方向水平向右B.大小为JIB,方向竖直向

C.大小为，方向水平向右D.大小为CB,方向竖直向上

7.如图所示，实线是沿工轴传播的一列简谐波在t=0时的波形图，虚线是这列波在t=3s时的波形图。已知

波速是7/n/s,下列说法正确的是（）

A.波沿x轴负方向传播

B.振源的振动周期为4s

C.t=15s与t=3s时的波形图相同

D.x=0处的质点在0■-3s内运动的路程为21cm

8.如图所示，直角三角形2BC内存在垂直纸面向里的匀强磁场，乙4=30。，AC=L.两个带电粒子a、b从

AC边的中点垂直4C射入，a恰好未从AB边飞出。已知a、b的质量和电荷量均相等，a带正电、6带负电，b的

速度为a的2倍，则b在磁场中运动轨迹的长度为（）

11

4-3-

二、多选题：本大题共4小题，共24分。

9.如图所示，回旋加速器两个。形盒分别和一高频交流电源相接，两盒放在磁感应强度为8的匀强磁场中,

磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近。若粒子源射出的粒子电荷量为q,质量为D形盒的

半径为R,下列说法正确的是（）

A.所加交流电的频率为欧B.所加交流电的频率为普

Tim2nm

C.粒子获得的最大动能为吟生D.粒子获得的最大动能为空空

2mm

10.一条细线下面挂着一个小球，让它自由摆动，它的振动图像如图所示，若重力加速度。=兀2,下列说法

正确的是（）

A.t=ls时，小球的速度为0B.t=1s时，细绳上的拉力最大

C.摆长为lznD.小球摆动的最大偏角约为0.05弧度

11.如图所示，4、8两物块用一轻弹簧连接放在光滑水平面上，弹簧处于原长。某时刻4以初速度为向右运

动，两物块的质量关系为MB=2%。在以后的运动过程中，弹簧始终处于弹性限度内，4、B两物块的速度

%、为可能为()

BA

wmwTI

224

AVV

-A=3oB.vA=2v0C.vB=-v0D.vB=-v0

12.如图所示的电路中，电源电动势£=60、内阻r=20,定值电阻％=1.60、R2=412,滑动变阻器R3的

调节范围为。〜6。，忽略导线的电阻。下列说法正确的是()

A.%消耗的最大功率为125WB.7?2消耗的最大功率为144W

C.电源的最大输出功率为4.0WD.电源的最大输出功率为4.5W

三、实验题：本大题共2小题，共12分。

13.如图所示，某实验小组用插针法测量半圆柱体玻璃枝的折射率，实验步骤如下:

a.在白纸上画出玻璃砖的直径48、圆心。及过圆心的入射光线；

b.放上玻璃砖，在入射光线上插入两个大头针心、P2；

C.在另一侧透过玻璃砖看Pl、P2,插入大头针P3,使「3挡住Pl、P2的像，插入大头针P4,使24挡住23和P1、

的像；

d.移走玻璃砖，做出折射光线和法线，测量入射角％和折射角。2。

回答以下问题：

(1)下列说法正确的是；

A.P1、P2的间距尽量小些B.23、04的间距尽量大些

C.P1、P2应垂直纸面插入。.以玻璃砖的界面作为尺子，画出直径4B

(2)玻璃砖的折射率为(用4和。2表示)；

(3)实验小组改变入射角度进行多次实验，某次操作中透过玻璃砖观察看不到Pl、P2的像，原因是

14.某兴趣小组做测量电源电动势和内阻的实验，设计的原理图如图所示，实验室提供的器材如下:

A.待测电源（电动势约4.8忆内阻约10）

A电压表匕（量程为0〜15V,内阻约为10k。）

C.电压表彩（量程为0〜3V,内阻约为3H2）

D电阻箱R（0〜99.9。）

E.定值电阻％=50

冗定值电阻=20012

G开关和导线若干

（1）要准确测量电源的电动势和内阻，电压表应选择,定值电阻应选择（选填实验器材前的序号）;

（2）为保证电压表的安全，电阻箱可调节的最大值约为（）

A.5I2B.10/2C.20。D.30。

（3）在实验中多次改变电阻箱的阻值R,记录对应电压表的读数U,作出的白-＜图像如图所示，则可得该电

UK

池的电动势E=0、内阻r=Qo

四、计算题：本大题共4小题，共32分。

15.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图。在亢=0.35s时，质点M恰好第二次

到达波峰，求：

(1)波长、波速；

(2)从1=0到N点第三次到达波谷，质点M经过的路程。

16.用折射率n=口的透明介质做成的三棱镜横截面如图所示，42=90。，NB=30。，AB=10cm,BC面

镀有一层反射膜。现有一束光从4C的中点射入玻璃砖，光与4C的夹角为30。。

(1)求光在玻璃砖内临界角的正弦值并画出光路图；

(2)求光线射出玻璃砖的位置离4点的距离。

17.如图所示，xOy平面内存在一半径为R的圆形有界磁场I,点。'(R,0)为圆心，磁场方向垂直平面，磁感

应强度的大小为B,在第四象限圆形磁场区域外存在另一垂直平面的匀强磁场H。一质量为机、电量为-q的

带电粒子1从。点以某一初速度%(未知)沿x轴正方向射入磁场，离开磁场后经过点(2R,另一质量为TH、

电量为q的带电粒子2从圆上的2点以?孙平行于久轴射入磁场I,经两个磁场偏转后，垂直打在y轴负半轴

上。已知4点到久轴的距离为。不计粒子重力。

(1)判断磁场I的方向，并求为的大小；

(2)求粒子2离开磁场I时的位置坐标；

(3)求粒子2在磁场I、II中运动的总时间。

18.如图所示，光滑的水平面上放置曲面体4和B,4的高度为2czn,表面光滑，8由光滑圆弧轨道和长度为8cm

的粗糙水平轨道组成，轨道末端固定一弹性轻质挡板，紧靠挡板放置一滑块。一小球以4m/s的速度冲上4

二者分离后，小球在最高点被捕获,4则以lrn/s的速度与B碰撞并粘在一起,已知小球、4和B的质量均为0.1kg,

滑块的质量为0.3kg,滑块与水平轨道的动摩擦因数为0.01,重力加速度取10m/s2,B的圆弧轨道足够高，

滑块不会冲出，滑块与挡板的碰撞为弹性碰撞。求：

（1）小球在a上运动的过程中，合外力对a的冲量;

（2）小球与a分离后，上升的高度；

（3）滑块与挡板碰撞的次数。

答案和解析

1.【答案】D

【解析】光的偏振方向与偏振片的透振方向垂直时，光不能通过偏振滤光片，以减少反射光的干扰，故选D。

2.【答案】C

【解析】根据磁通量的定义可知，通过平面的磁通量为。=8Ssin8

故选Co

3.【答案】C

【解析】A小球在M、N两点的位移大小相等，方向相反，故A错误；

A小球在M、N两点的加速度大小相等，方向相反，故2错误；

C.小球经过平衡位置。的速度最大，从M到N,小球的速度先增大后减小，小球的动能先增大后减小，故C

正确；

。小球经过平衡位置。的加速度为0,从M到N,小球的加速度先减小后增大；从M到N,小球先做加速度减

小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故。错误。

4.【答案】A

【解析】A.质点b处为波峰与波谷相遇，为减弱点，且两列波的振幅均为4,故质点b始终静止不动，A正确；

Ac质点处为波峰与波峰相遇，为加强点，振幅为24此刻在波峰，d质点处为波谷与波谷相遇，为加强点，

振幅也为24,此刻在波谷，所以c、d两质点的竖直高度差为44,B错误;

C.a质点处为波谷与波谷相遇，为加强点，振幅为24此刻在波谷，再经过与，a质点运动到波峰，故路程

为44C错误；

D质点只在平衡位置附近往复运动，并不随波迁移，。错误。

故选A。

5.【答案】B

【解析】根据平衡条件—+BIL=mg

解得/=空

DL

故选瓦

6.【答案】C

【解析】如图

根据右手螺旋定则画出a处和6处的导线在c点的磁感应强度，大小均为8,方向分别与ac和6c垂直，夹角

为60。，根据磁场叠加原理，可得c点的磁感应强度大小为B'=2Bcos30°=V3B,方向水平向右。

故选C。

7.【答案】C

【解析】5根据图知波长4=12m

波的周期与质点的振动周期相同，根据u=今

解得7=：s

故8错误；

A.t=0至I]t=3s时间内/t=尊T=yT

_e4

7S

根据平移法知，波沿x轴正方向传播，故A错误；

Dt=0到t=3s时间内波传播的距离x=vAt=7x3=21m

7

又/t=/

故x=0处的质点在0-3s内运动的路程为74=7x4cm=28cm

故。错误；

C.t=15s与t=3s间的时间间隔为At=12s=7T

故t=15s与t=3s时的波形图相同，故C正确。

故选Co

8.【答案】B

【解析】根据a恰好未从4B边飞出，可作出轨迹图如图

设a的轨道半径为n,6的轨道半径为r2，根据几何关系可得n+舟=寺

可得q=3

根据Bvq=

得厂=詈

由于b的速度为a的2倍，所以有72=2厂1=5

如图可知cos3=&-\,3=60°=

丁223

b在磁场中运动轨迹的长度为s=r2（7r一。）=

故选瓦

9.【答案】BC

【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有qvB=m—,T=—

AB.1rv

解得r=黑,7=写

qBqB

回旋加速器正常工作时，交流电的频率必须等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，则所加交流电的频率

为」=巫_

JT2nm

故A错误，B正确；

CD.结合上述，粒子圆周运动的最大半径为O形盒的半径为R,此时粒子动能最大，则有R="署，E=

qbkmax

5mvmax

解得Ekmax=嗜

故C正确，。错误。

故选BCo

10.【答案】BCD

【解析】4从振动图像可知，t=ls时，小球位于平衡位置，速度最大，A错误；

”2

At=1s时，小球位于最低点，速度最大，根据T-mg=m—

v2

可得T=mg+my

此时，绳上拉力最大，B正确;

C.从振动图像可知，该单摆的周期为2s,根据单摆的周期公式7=2兀1

可求得I-1m

C正确;

。从图像可知，摆球的振幅为4=5m,最大偏角为"sin""翟=°.O5rad

D正确。

故选BCD。

11.【答案】AC

11

2V2+X2V2+E

【解析】根据动量守恒和能量守恒rn.Av0-mA-vA+2mA-vB,^mAv02-42-B

A.当外=可见时，根据动量守恒式，解得加=£%

DO

1

匕

时11

2-222

-v^+-x2mA-vB<-mAv0,故A正确;

B.当vA=2v0时，根据动量守恒式，解得vB=--vQ

1

七时11

2-啊

+]X2叫4>27nz，故3错误;

C当加=时，根据动量守恒式，解得以=一

11

七时2+22

-VA-XVjm^o2,此时弹簧处于原长，故。正确;

22

D当加=g几时，根据动量守恒式，解得以=—《％

1

七时11

2-啊，VA2+2x2m?1'v>2mAV029故。错误。

故选AC。

12.【答案】BD

【解析】48.当滑动变阻器接入电阻增大时，外电路总电阻增大，干路电流减小，电源内阻与定值电阻％承

担电压减小，并联电路电压增大，可知，当滑动变阻器接入电阻最大时，消耗达到最大，此时有人=

------------^~R------=14

^「+ID%+1五"2"西3m嬴ax

并联电路电压Ui=A•"=2Ay

及2十”3max

则R2消耗的最大功率P1=1=1.4W

故A错误，5正确;

CD.外电路总电阻R外=a+及；

由于滑动变阻器R3的调节范围为0〜6。，可知，外电路总电阻调节范围为1.60〜4。

2_E2

电源输出功率P=

根据数学函数规律可知，当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率达到最大值，解得小ax=宁=4.5勿

故C错误，£>正确。

故选2D。

13.【答案】⑴BC

⑵咤当

(3)由于入射角大于全反射临界角，发生了全反射。

【解析】D4B,P1、P2及、P&的间距应尽量大些，可以更加精确地确定入射光线和折射光线，A错误;

B正确；

C.Pi、P2>P3、P4均应垂直纸面插入，便于观察，C正确；

。不可以用玻璃砖的界面作为尺子，以免损坏玻璃砖的光学平面，D错误。

故选BCo

(2)根据光的折射定律可知，玻璃砖的折射率为几=覆

(3)观察不到2、P2的像，是由于入射角大于全反射临界角，发生了全反射。

14.【答案】(1)CE

(2"

(3)5.0##51.2

【解析】要准确测量电源的电动势和内阻，电压表应选择量程为3U的C；定值电阻应选择E；

(2)电路中的最小电流/=3比=等4=0.34

用1十丁b十JL

电阻箱可调节的最大值约为R=彳=焉。=10。

故选B。

⑶⑴[2]根据E=U+9/?i+r）

可得工=工+3」

可知（=0.20,=°-8^-20=1,24

EE0.5

解得E=5U,r=1.212

15.【答案】（1）根据图像有,4=3m

解得A=4m

根据同侧法可知，0时刻质点”正沿y轴负方向运动，在匕=0.35s时，质点M恰好第二次到达波峰，则有T+

解得T=0.2s

则波传播速度v=\

解得v=20m/s

（2）从t=0到N点开始振动经历的时间g=牛=景=0.15s=|r

根据同侧法可知，N点起振方向沿y轴负方向，N点开始振动到第三次到达波谷经历时间戊2=27+（

可知，质点M振动的时间4t3=戊1+4t2=37

则质点M经过的路程s=3x44

解得s=60cm

16.【答案】（1）根据全反射临界角的公式，有sinC=；=a=?

如图，根据光的折射定律，有几=当

sin%

可得sin4=中=喀=白4=30。

根据几何关系，可得既=60°

由于sin60°>sinC

所以。3>C

光在2B界面发生全反射，根据几何关系有04=30°,既=30°

光在BC面发生反射，且反射光线与4B界面垂直射出，光路如图

c

_________1

（2）如上光路图可知，。为AC的中点，有几何关系可知，OD"BC,可得4D=BD=T4B=5SI

由于/=NB=30°,EF1BD

可得DF==2.5cm

则光线射出玻璃砖的位置F离2点的距离为AF=AD+DF=7.5cm

17.【答案】（1）带电粒子1离开磁场后做匀速直线运动，经过点P（2R,CR）,连接。'P,则与圆周的交点C

即为粒子1离开磁场的位置，如图

作出粒子1在磁场中的运动轨迹，可判断出磁场I的方向为垂直于平面向外，根据几何关系可知，设偏转角

为8,则tan。=皿型=V~3

可得e=60°

设粒子1的轨道半径为七，有tan£=5

可得q=腌/?

笛

n2

根据Bvoq=租/

可得v0=受”

(2)设粒子2的速度为%=噂%,在磁场I中的轨道半径为r2