高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1北京市西城區(qū)2024-2025學(xué)年度第二學(xué)期期末試卷高二物理第一部分（選擇題共42分）一、單項選擇題（共10個小題，每小題3分。在每小題列出的四個選項中，只有一個選項符合題意。）1.關(guān)于布朗運動，下列說法正確的是（）A.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動B.布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動C.液體溫度越低，布朗運動越劇烈D.固體顆粒越大，布朗運動越劇烈【答案】B【解析】A．布朗運動是懸浮微粒的運動，而非液體分子的運動，故A錯誤；B．布朗運動指懸浮在液體中的微粒的無規(guī)則運動，故B正確；C．液體溫度越高，分子熱運動越劇烈，布朗運動越明顯，故C錯誤；D．懸浮微粒越大，受分子撞擊的合力越趨于平衡，布朗運動越不明顯，故D錯誤。故選B。2.我們通常聽到的聲音是靠聲波來傳播的，而手機接收的是電磁波。關(guān)于聲波和電磁波，下列說法正確的是（）A.都是橫波B.傳播都需要介質(zhì)C.從空氣到水中，傳播速度都變小D.都能發(fā)生干涉和衍射【答案】D【解析】A．聲波在空氣中是縱波（振動方向與傳播方向一致），而電磁波是橫波（振動方向垂直于傳播方向），故A錯誤；B．聲波的傳播需要介質(zhì)（如空氣、水等），而電磁波可在真空中傳播，故B錯誤；C．聲波在水中傳播速度比空氣中快（如空氣中約340m/s，水中約1500m/s），而電磁波（如光波）進入水中速度會減?。ㄒ蛘凵渎试龃螅?，故C錯誤；D．干涉和衍射是波的共性，聲波（機械波）和電磁波均能發(fā)生，故D正確。3.分子力隨分子間距離的變化如圖所示，下列有關(guān)分子勢能的說法正確的是（）A.分子間距從到，分子勢能先減后增B.分子間距從到，分子勢能不斷減小C.分子間距從到，分子勢能不斷增大D.分子間距從到，分子勢能先增后減【答案】B【解析】AB．分子間距從到，分子力表現(xiàn)為引力，分子距離減小，分子力做正功，分子勢能不斷減小，故B正確，A錯誤；CD．分子間距從到，分子力先表現(xiàn)為斥力后表現(xiàn)為引力，分子距離增大，分子力先做正功后做負功，分子勢能先減小后增大，故CD錯誤。故選B。4.如圖，白光經(jīng)過玻璃三棱鏡后出現(xiàn)色散現(xiàn)象，其中、為其折射出的光線中的紅光和紫光，比較兩種色光，下列說法正確的是（）A.在玻璃中，紅光的折射率比紫光的折射率大B.在玻璃中，紅光的波速比紫光的波速大C.分別從玻璃射入空氣發(fā)生全反射時，紅光的臨界角比紫光的小D.紫光比紅光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象【答案】B【解析】A．根據(jù)題圖可知紫光的偏折程度更大，則在玻璃中，紫光的折射率比紅光的折射率大，故A錯誤；B．根據(jù)可知在玻璃中，紅光的波速比紫光的波速大，故B正確；C．根據(jù)全反射發(fā)生的臨界條件可知分別從玻璃射入空氣發(fā)生全反射時，紫光的臨界角比紅光的小，故C錯誤；D．紅光頻率小，則波長大，紅光比紫光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故D錯誤。故選B。5.觀察雙縫干涉圖樣的實驗裝置如圖所示，用綠色濾光片時從目鏡中可以看到綠色的干涉條紋，在其他條件不變的情況下，下列操作可以使條紋的間距變大的是（）A.換成紫色濾光片 B.換成縫寬更大的單縫C.換成間距更小的雙縫 D.換成雙縫到屏的距離更小的遮光筒【答案】C【解析】根據(jù)公式分析各選項。A．換成紫色濾光片，波長減小，條紋間距將變小，A錯誤；B．換成縫寬更大的單縫，條紋間距不變，B錯誤；C．換成間距更小的雙縫，條紋間距變大，C正確；D．換成雙縫到屏的距離更小的遮光筒，條紋間距變小，D錯誤。故選C。6.健身球是一種內(nèi)部充氣的健身輔助器材，如圖所示，球內(nèi)的氣體可視為理想氣體，當球內(nèi)氣體被快速擠壓時來不及與外界熱交換，而緩慢變化時可與外界發(fā)生充分的熱交換。則下列說法正確的是（）A.人體快速擠壓健身球的過程中，球內(nèi)氣體壓強減小B.人體快速擠壓健身球的過程中，球內(nèi)氣體分子熱運動的平均動能增大C.人體緩慢離開健身球的過程中，球內(nèi)氣體對外放熱D.人體緩慢離開健身球的過程中，球內(nèi)氣體壓強不變【答案】B【解析】AB．人體快速擠壓健身球過程中，來不及與外界熱交換，體積減小，外部對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知，球內(nèi)氣體內(nèi)能變大，球內(nèi)溫度升高，球內(nèi)氣體分子熱運動的平均動能增大，由理想氣體狀態(tài)方程可知，球內(nèi)氣體壓強變大，故A錯誤，B正確；C．人體緩慢離開健身球過程中，球內(nèi)氣體與外界發(fā)生充分的熱交換，則球內(nèi)氣體的溫度不變，由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知，體積增大，氣體對外做功，內(nèi)能不變，則球內(nèi)氣體從外界吸熱，故C錯誤；D．人體緩慢離開健身球過程中，球內(nèi)氣體與外界發(fā)生充分的熱交換，則球內(nèi)氣體的溫度不變，由理想氣體狀態(tài)方程可知，當體積變大時球內(nèi)氣體壓強變小，故D錯誤。7.圖甲、乙為一款高空風車及其內(nèi)置發(fā)電機模型圖。其發(fā)電原理可簡化為圖丙，是一單匝矩形導(dǎo)線框，，全部處于磁感應(yīng)強度為的水平向右的勻強磁場中，線框繞垂直于磁場的水平固定軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動。當邊與磁場方向的夾角為時，沿固定軸從前向后看線框的側(cè)視圖如圖丁所示。則（）A.此時邊運動速度與磁感線垂直的速度分量大小為B.此時線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值為C.此時線框中電流的方向為D.線框能產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為【答案】B【解析】A．邊的線速度此時邊運動速度與磁感線垂直的速度分量大小為，故A錯誤；B．此時線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值為代入可得，故B正確；C．根據(jù)右手定則可知此時線框中電流的方向為，故C錯誤；D．線框能產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為其中聯(lián)立可得，故D錯誤。故選B。8.體操運動員在落地時總要屈腿，其目的是通過延長作用時間減少地面對人的沖擊力。某運動員所受重力為，落地過程中，雙腳與地面間的作用時間為，地面對他的平均沖擊力大小為；若運動員以相同的速度落地時，雙腳與地面間的作用時間變?yōu)?，則地面對他的平均沖擊力大小變?yōu)椋ǎ〢. B. C.1.5G D.【答案】C【解析】設(shè)腳著地瞬間的速度大小為v，取豎直向上為正，穿著平底布鞋時雙腳豎直著地過程中，根據(jù)動量定理其中穿上氣墊鞋時雙腳豎直著地過程中，根據(jù)動量定理有解得故選C。9.如圖某中學(xué)放飛“水火箭”的活動中，同學(xué)們將靜置在地面上的質(zhì)量為M（含水）的自制“水火箭”釋放升空，在極短的時間內(nèi)，質(zhì)量為m的水以相對地面v0的速度與水平方向成θ角斜向下噴出。不計空氣阻力，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.水噴出的過程中，火箭和水機械能守恒B.當θ=45°時，火箭飛得最高C.火箭的初速度大小為D.火箭從射出點到最高點所用時間為【答案】C【解析】A．水噴出的過程中，瓶內(nèi)氣體做功，火箭及水的機械能不守恒，故A錯誤；B．豎直方向根據(jù)，可得飛行高度可知豎直方向的分速度越大，飛得越高，即當θ=90°時，火箭飛得最高，故B錯誤；CD．在水噴出后的瞬間，火箭獲得的速度最大，由動量守恒定律有解得，火箭上升的時間為，故C正確，D錯誤。10.深水波指的是在水深大于半個波長的海域中傳播的波浪。為了研究問題的方便，可以將海水看作由很多個“水質(zhì)點”構(gòu)成。水質(zhì)點不僅在平衡位置附近做水平方向的前后振動，也同時在做豎直方向的上下振動，只有這兩個振動的周期相同時，才能使海水維持一定的波動形狀，形成深水波。對深水波做出以下簡化：水質(zhì)點的上下振動和前后振動皆為簡諧運動，振動周期相等、振幅相等，且相位差恰好為。深水波的波長與重力加速度、周期的關(guān)系為。關(guān)于深水波，下列說法錯誤的是（）A.深水波中既有橫波又有縱波B.水質(zhì)點在一個振動周期內(nèi)完成一次圓周運動C.在波峰和波谷處，水質(zhì)點的運動速度為D.深水波的傳播速率為【答案】C【解析】AB．由質(zhì)點的運動方向有水平、豎直兩種情況且兩種振動均為簡諧運動，相位差為，表明水質(zhì)點的運動軌跡為圓形，是橫波和縱波的組合，故AB正確；C．在波峰波谷處，水質(zhì)點的一個方向的分速度為0，另一個簡諧運動與其相位差為，恰好處于該分運動的平衡位置處，速度是不為0，故C錯誤；D．由波速公式結(jié)合題目中的波長即可知波速為故D正確。本題選擇錯誤的，故選C。二、多項選擇題（本題共4小題，每小題3分，共12分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題意的，全部選對得3分，選對但不全得2分，錯選不得分。）11.如圖為某水平彈簧振子中的小球做簡諧運動的振動圖像。下列說法正確的是（）A.t=1s時，彈簧振子的彈性勢能最大B.t=2s時，小球的加速度最大C.1~2s的過程中，小球的速度與加速度方向相同D.t=2.5s時和t=3.5s時，小球的位移相同【答案】ACD【解析】A．t=1s時，彈簧振子處在位移最大處，彈簧的形變量最大，彈性勢能最大，故A正確；B．t=2s時，小球處在平衡位置，小球的速度最大，加速度為零，故B錯誤；C．1~2s的過程中，小球回到平衡位置，速度方向沿y軸負方向，此過程中，彈簧由伸長狀態(tài)回到原長，彈力方向沿y軸負方向，加速度沿y軸負方向，速度與加速度方向相同，故C正確；D．根據(jù)彈簧振子運動的對稱性，如圖所示，t=2.5s時和t=3.5s時，小球的位移相同，故D正確。故選ACD。12.如圖，小球1、2用不可伸長的等長輕繩懸掛于同一高度，靜止時小球恰能接觸且懸線平行。在各次碰撞中，懸線始終保持繃緊狀態(tài)，碰撞均為對心正碰。將1號小球拉至高度h釋放，第一次碰撞后1球反彈，兩球上升最大高度均為0.25h。不計空氣阻力，下列判斷正確的是（）A.小球1在第一次碰撞前后的速度大小之比為4∶1B.小球1、2的質(zhì)量之比為1∶3C.兩小球發(fā)生的是非彈性碰撞D.兩球在最低點發(fā)生第二次碰撞【答案】BD【解析】A．碰前對小球1，由機械能守恒有解得碰前小球1速度碰后對小球1，由機械能守恒有解得碰后小球1速度則，故A錯誤；B．由于碰后小球1速度由于兩球上升最大高度均為0.25h，同理可知碰后小球2速度規(guī)定向右為正方向，根據(jù)動量守恒有聯(lián)立解得，故B正確；C．選擇最低點為0勢能點，設(shè)小球1質(zhì)量為m，碰撞前系統(tǒng)機械能碰撞后系統(tǒng)機械能可知碰撞為彈性碰撞，故C錯誤；D．由于兩球第一次兩球上升最大高度相同，且之后均做圓周運動，運動規(guī)律相同，故兩球在最低點發(fā)生第二次碰撞，故D正確。13.圖甲是某使用220V正弦交流電的手機無線充電裝置，其簡化工作原理如圖乙所示。其中S為探測開關(guān)，如果手機支持無線快充，則S與1接通，此時送電線圈和受電線圈的匝數(shù)比N1∶N2=4∶1，手機兩端的電壓為10V，給手機的充電功率為30W；若手機不支持快充，則S與2接通，此時送電線圈和受電線圈的匝數(shù)比N1∶N3=5∶1，手機兩端的電壓為5V，給手機的充電功率為5W。開關(guān)1所接電阻為R1，開關(guān)2所接電阻為R2，若把裝置線圈視為理想變壓器，下列說法正確的是（）A.R1阻值為15ΩB.R2的阻值為39ΩC.快速充電時，送電線圈中的電流為12AD.快速充電時，ab間輸入功率為165W【答案】ABD【解析】A．開關(guān)接1時，受電線圈兩端電壓此時通過手機電流則，故A正確；B．開關(guān)接2時，受電線圈兩端電壓此時通過手機電流則，故B正確；C．由A選項可知，快速充電時，送電線圈中的電流為3A，故C錯誤；D．由A選項可知，快速充電時，ab間輸入功率為P=U2I=（55×3）W=165W，故D正確。故選ABD。14.利用磁鐵和干簧管，設(shè)計一個門開報警裝置：門的上沿嵌入一小塊永磁體，門框內(nèi)與永磁體相對的位置嵌入常開型千簧管（磁體靠近時才閉合），并將干簧管接入報警電路。當門被打開時，指示燈亮；當門緊閉時，指示燈滅。下圖中H為干簧管，為指示燈，為定值電阻。A、B圖中矩形虛線框J為電磁繼電器；C、D圖中圓形實線框VT為三極管，具有斷路和接通的開關(guān)作用（當be間的電壓較小時，三極管ce處于阻斷狀態(tài)；當be間的電壓足夠大時，三極管將被導(dǎo)通有沿ce方向的電流）。其中符合題意的電路設(shè)計是（）A. B.C. D.【答案】BD【解析】A．圖中，當打開門時，永磁體遠離干簧管，干簧管斷開，線圈中沒有電流，線圈沒有產(chǎn)生磁場，線圈對開關(guān)沒有吸引力作用，開關(guān)在彈簧作用下同右側(cè)接口連接，右側(cè)電路斷開，指示燈熄滅，不符合題意，故A錯誤；B．圖中，當打開門時，永磁體遠離干簧管，干簧管斷開，線圈中沒有電流，線圈沒有產(chǎn)生磁場，線圈對開關(guān)沒有吸引力作用，開關(guān)在彈簧作用下同右側(cè)接口連接，右側(cè)電路閉合，指示燈亮，符合題意，故B正確；C．圖中，當門緊閉時，永磁體靠近干簧管，干簧管閉合，be間直接與電源連接，be間的電壓足夠大，此時三極管將被導(dǎo)通有沿ce方向的電流，指示燈亮，不符合題意，故C錯誤；D．圖中，當門緊閉時，永磁體靠近干簧管，干簧管閉合，be間被短路，be間的電壓很小時，三極管ce處于阻斷狀態(tài)，指示燈熄滅，符合題意，故D正確。故選BD。第二部分（實驗、論述和計算題共58分）三、實驗題（本題共2小題，共18分）15.（1）在用雙縫干涉測量光的波長的實驗中，所選用的雙縫間距為，雙縫到屏的距離為，在屏上得到如圖的干涉圖樣，分劃板刻線在圖中A、B位置時，游標卡尺的讀數(shù)分別為，則入射的單色光波長的計算表達式為___________。（2）用油膜法估測油酸分子直徑時，由于多倒了一點酒精，導(dǎo)致油酸酒精溶液的實際濃度比計算值小了，這一操作會導(dǎo)致實驗測得的油酸分子直徑___________（選填“偏大”或“偏小”）（3）“測定玻璃的折射率”的實驗中，將玻璃磚放置在白紙上，和分別是玻璃磚與空氣的兩個界面，如圖所示。在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針和，用“+”表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察，并依次插上大頭針和。下列說法正確的是___________A.在插時，同時擋住的像B.沒有量角器和圓規(guī)，利用刻度尺和三角板也可以測出玻璃磚的折射率C.光線從矩形玻璃磚上表面入射后，再從下表面射出，可能在下表面發(fā)生全反射（4）在探究氣體等溫變化的規(guī)律的實驗中，為了能夠最直觀地判斷出氣體的壓強與其體積是否成反比，應(yīng)做出___________（選填“”或“”）圖像，在誤差允許的范圍內(nèi)，該圖像是一條過原點的直線。（5）某同學(xué)用單擺測重力加速度。實驗時改變擺長，測出幾組擺長和對應(yīng)的周期的數(shù)據(jù)，作出圖像如圖所示，利用、兩點的坐標，寫出重力加速度的表達式___________。這種用圖像測量重力加速度的方法___________（選填“可以”或“不可以”）消除因擺球質(zhì)量不均勻造成的實驗誤差。【答案】（1）（2）偏大（3）AB（4）（5）可以【解析】（1）依題意可知，相鄰兩條紋的間距為由解得；（2）由于多倒了一點酒精，導(dǎo)致油酸酒精溶液的實際濃度比計算值小了，而我們在計算時，還按原濃度計算，導(dǎo)致算出的油酸體積V偏大，由可知，這一操作會導(dǎo)致實驗測得的油酸分子直徑偏大；（3）A．在插時，同時擋住像，說明和在一條光路上，A正確；B．折射率為，如圖所示，利用刻度尺和三角板，測出相應(yīng)的邊長，即可得到玻璃的折射率，B正確；C．光線從矩形玻璃磚上表面入射后，折射角β一定小于臨界角，故從下表面射出時的入射角一定也小于臨界角，所以在下表面一定不會發(fā)生全反射，C錯誤；（4）因為在誤差允許的范圍內(nèi)，該圖像是一條過原點的直線，故應(yīng)選圖像；（5）[1]由得依題意可知圖線斜率為解得；[2]即使擺球質(zhì)量不均勻，用這種方法得出圖線的斜率是不受影響的，故可以消除因擺球質(zhì)量不均勻造成的實驗誤差。16.用如圖所示裝置做“驗證動量守恒定律”實驗。實驗中使用的小球1和2質(zhì)量分別為、，半徑分別為、。在木板上鋪一張白紙，白紙上面鋪放復(fù)寫紙，記下重錘線所指的位置。（1）實驗中小球1和2的質(zhì)量和半徑需滿足___________A. B.C D.（2）實驗時，先不放小球2，讓小球1從斜槽上某一點由靜止?jié)L下，找到其平均落地點的位置，測量平拋射程。再把小球2靜置于斜槽軌道末端，讓小球1仍從處由靜止?jié)L下，與小球2碰撞，并多次重復(fù)，分別找到小球1與小球2相碰后平均落地點的位置M、N，測量平拋射程。要驗證兩球碰撞前后動量守恒，需驗證的關(guān)系式為___________。【答案】（1）AD（2）【解析】（1）為了使小球1碰后不反彈，且保證兩球為對心碰撞，應(yīng)使兩球的體積相同，球1的質(zhì)量大于球2的質(zhì)量。故選AD。（2）為了驗證小球碰撞前后動量守恒，則有由于兩球均從同樣高度拋出，因此兩球的運動時間相等，則有即驗證成立即可。四、論述、計算題（本題共4小題，共40分）解答要求：寫出必要的文字說明、方程式、演算步驟和答案。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。17.一位潛水愛好者在水下活動時，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號，設(shè)激光光束與水面的夾角為，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當大于時，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，已知：，，光在空氣中的傳播速度為。請用a，b，c表達下列物理量：（1）水折射率；（2）光在水中的速度；（3）當他以向水面發(fā)射激光時，折射角的正弦值。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）根據(jù)題意可知，臨界角根據(jù)折射率與臨界角的關(guān)系有解得（2）根據(jù)折射率與光速的關(guān)系有結(jié)合上述解得（3）以向水面發(fā)射激光時，水中的入射角根據(jù)折射定律有解得18.如圖甲所示，運動員正在用戰(zhàn)斗繩進行訓(xùn)練，他右手持繩的一端上下甩動形成的繩波可簡化為簡諧橫波，手的平衡位置在x=0處，手從平衡位置開始甩動時開始計時，圖乙是t=0.3s時的波形圖，此時波剛好傳播到x=6m處。（1）由波形圖像，判斷運動員手持此繩端在t=0s時運動的方向是向上還是向下；（2）求波的周期T和傳播波速v的大??；（3）當x=6m處的質(zhì)點第一次到達波谷時，x=3m處的質(zhì)點振動了多長時間？走過的路程是多少？【答案】（1）向上（2）T=0.3s，v=20m/s（3）0.375s，1m【解析】（1）已知該波正在沿x軸正方向傳播，在t=0.3s時x=6m處的質(zhì)點剛起振，根據(jù)“上下坡”法可判斷x=6m處的質(zhì)點此時向上振動，所以波源即運動員手持此繩端在t=0s時運動的方向是向上。（2）由圖乙可知，在t=0.3s內(nèi)該橫波傳播的距離為x=6m，正好為一個波長的長度，所以該橫波的周期為波長為所以該橫波的波速為（3）根據(jù)題意可知當x=6m處的質(zhì)點第一次到達波谷時，波一共傳播了個周期，在這段時間里x=3m處的質(zhì)點振動的時間為個周期，即走過的路程是五個振幅，即