【物理】甘肃省多校2024-2025学年高二上学期期末联考试卷（解析版）

这是一份【物理】甘肃省多校2024-2025学年高二上学期期末联考试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了本卷主要考查内容等内容，欢迎下载使用。
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
5．本卷主要考查内容：必修第三册第十一~十三章，选择性必修第一册第二、三章。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 如图所示，为一弹簧振子做简谐运动的位移随时间变化的规律，下列说法正确的是（ ）
A. 振子做简谐运动的频率为4Hz
B. 振子做简谐运动的振幅为4cm
C. t=2s时，振子加速度最大，方向沿y轴正方向
D. t=3s时，振子的加速度为零，速度方向沿y轴负方向
【答案】C
【解析】A．由图像可知，质点做简谐运动的周期为4s，则频率为
故A错误；
B．由图像可知，质点做简谐运动的振幅为2cm，故B错误；
C．t=2s时，质点在负向最大位移处，加速度最大，方向沿y轴正方向，故C正确；
D．t=3s时，振子在平衡位置正在向y轴正方向振动，速度方向沿y轴正方向，加速度零，故D错误。
故选C。
2. 某同学家在公路旁，晚上入睡时，经常听到汽车驶过的声音（ ）
A. 当听到汽车的声音频率变高时，可以判断汽车正在驶来
B. 当听到汽车的声音频率变高时，可以判断汽车正在驶离
C. 当汽车驶来时，汽车发动机发出的声音频率变高
D. 当汽车驶离时，汽车发动机发出的声音频率变低
【答案】A
【解析】CD．无论汽车是驶来还是驶离，汽车发动机发出的声音频率不变，故CD错误；
AB．根据多普勒效应，汽车驶来时，听到汽车的声音频率变高，汽车驶离时，听到汽车的声音频率变低，故A正确，B错误。
故选A。
3. 下列四幅图中，A图中条形磁铁以恒定的速度沿水平方向穿过导体环；B图中两导体棒以相同的速度沿水平导轨向左运动；C图中的导体框沿竖直轴线以恒定的角速度转动；D图中两导体棒以相同的速度沿水平导轨向左运动。在电路中有感应电流产生的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A．A图中，由于线圈不闭合，则不会产生感应电流。故A错误；
B．B图中，由于两棒的速度相同，则闭合电路的磁通量不发生改变，则不会产生感应电流。故B错误；
C．C图中，由于导体框与磁场方向平行，则穿过导体框的磁通量始终为零，则导体框中没有感应电流。故C错误；
D．D图中，两导体棒相当于电源，由导轨构成的闭合回路的磁通量发生改变，因此电路中会产生感应电流。故D正确。
故选D。
4. 某同学使用如图所示的实验装置观察水面波衍射，AC、BD是挡板，AB是一个孔，O是波源。图中曲线中，每两条相邻波纹之间距离是一个波长，波经过孔之后，下列描述正确的是（ ）
A. 不能观察到明显的波的衍射现象
B. 挡板前后波纹间距离不相等
C. 如果将孔AB扩大，仍可能观察到明显的衍射现象
D. 如果孔的大小不变，使波源频率减小，仍能观察到明显的衍射现象
【答案】D
【解析】A．由题图可知，孔的尺寸与水波的波长差不多，故此时能观察到明显的波的衍射现象，故A错误；
B．波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，故B错误；
C．如果将孔AB扩大，若孔的尺寸远大于水波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，故C错误；
D．如果孔的大小不变，使波源频率减小，因为波速不变，根据知波长增大，仍能观察到明显的衍射现象，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，一开始轻质弹簧下端只挂重为的金属球，稳定时，弹簧伸长了；再用细线将重为的金属球挂在的下面，稳定时，弹簧又伸长了，弹簧始终处于弹性限度内，将、间的细线烧断，金属球在竖直方向上下振动，不考虑空气阻力，则（ ）
A. 金属球振幅为
B. 金属球的最大回复力为
C. 弹簧原长时金属球的速度最大
D. 弹簧原长时金属球所处的位置为平衡位置
【答案】B
【解析】AB．根据题意可知，将、间的细线烧断，金属球将做简谐运动，其受到的合力充当回复力，由于细线烧断前、受力是平衡的，细线烧断后瞬间，受到的合力大小等于的重力，即
此时弹簧的伸长量最大，的回复力最大，所以最大回复力为，根据振幅等于质点到平衡位置的最大距离可知，振幅为，故A错误B正确；
CD．根据题意可知，将、间的细线烧断，金属球将做简谐运动，当金属球所受合力为零时，金属球A处于平衡位置，且速度最大，该位置弹簧伸长了，故CD错误。
故选B。
6. 如图所示为两列频率相同的简谐横波在某时刻的叠加情况，S1、S2为波源，实线是波峰，虚线是波谷、S1的振幅A1=10cm，S2的振幅A2=20cm，则下列说法正确的是（ ）
A. 质点A、D都振动加强点
B. 质点A、D在图示时刻高度差为30cm
C. 质点B、C的位移大小始终为10cm
D. 质点B、C的振幅为30cm
【答案】A
【解析】A. 图中质点A、D分别是波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇，是振动加强点，选项A正确；
B. 质点A、D在图示时刻高度差为60cm，选项B错误；
C. 质点B、C一直是振动减弱点，但两点也在振动，两点的位移大小也在变化，选项C错误；
D. 质点B、C一直是振动减弱点，则质点B、C的振幅为
选项D错误；
故选A。
7. 如图所示的直流电路中，、两点之间接入一内阻为的电风扇，电源的电动势和内阻分别为、，的大小恒为。接通电路，电风扇开始正常工作，此时内阻不计的G表的读数为。则下列说法正确的是（ ）

A. 电风扇两端的电压为8.0VB. 电风扇的额定功率为12W
C. 电源的效率约为50%D. 电风扇的效率约为85.7%
【答案】D
【解析】A．电风扇两端的电压为
故A错误；
B．由题意接通电路，电风扇正常工作，此时消耗的电功率为电风扇的额定功率，则
故B错误；
D．电风扇内阻消耗的功率为
则电风扇的输出功率为
电风扇的效率为
故D正确；
C．电源的内耗功率为
电源消耗的总功率为
则电源输出功率为
电源的效率为
故C错误。
故选D。
二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时波形如图甲所示，图乙是波上某一质点的振动图像．下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速大小为2m/s
B. 该波能使固有频率为的物体发生共振
C. 该波的振幅为38cm
D. 在60s内，该波上的任意振动点运动的路程均为7.6m
【答案】BD
【解析】A．由图甲可得，该波的波长，由图乙可得，质点振动的周期，故该波的波速
A错误；
B．该波的频率
所以该波能使固有频率为的物体发生共振，B正确；
C．由图乙可得，波源的振幅为19cm，C错误；
D．60s是周期的10倍，则在60s内，该水波上的任意振动点运动的路程
D正确。
9. 如图所示的电路中，三个电表均为理想电表，闭合电键，当滑动变阻器的滑片向左移动少许，两电压表示数的变化量的绝对值分别为．则下列说法正确的是（ ）
A. 两电压表的示数均减小
B. 电流表的示数减小
C. 定值电阻消耗的电功率减小
D.
【答案】CD
【解析】C．滑动变阻器的滑片向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，定值电阻两端的电压减小，由公式
可知定值电阻消耗的电功率减小，C正确；
B．流过定值电阻的电流减小，所以电流表的示数增大，B错误；
AD．由欧姆定律可知定值电阻两端的电压增大，即电压表V1的示数增大，又由
可知减小，所以有
A错误，D正确。
故选CD。
10. 如图所示，在学校操场与人耳等高的A、B两处有两个扬声器，ABDC是长方形，AB=CD=3m，AC=BD=4m。若两个扬声器同相位地发出频率为660Hz的声音，现有甲同学沿CD边移动，乙同学沿AD连线移动，取声速v=330m/s。则下列说法正确的是（ ）
A. 甲从C到D的过程中会听到3个声音极强点
B. 甲从C到D的过程中会听到5个声音极强点
C. 乙从A到D的过程中（不包含A点）会听到8个声音极强点
D. 乙从A到D的过程中（不包含A点）会听到9个声音极强点
【答案】BC
【解析】AB．声波波长为
设某点到声源A、B的距离分别为r1、r2，其差为，当
（n=0，1，2，3…）
时，此位置为干涉极大点，即声音极强点，当
（k=1，3，5…）
时，此位置干涉极小点，即声音极弱点。由图可知AD、BC长度均为5m，所以在C、D连线上，满足
解得
n可取值有3个，即0，1，2，对应的的值有5个，所以应有5个干涉极大点，即声音极强点，A错误，B正确；
CD．设对角线AD、BC相交于点O，在AO段（包含点O），有
解得
n可取值有6个，在此段只能取零或负值，所以在AO段有6个干涉极大点，在OD段（不包含点O），有
解得
n可取值有2个，此段只能取正值，所以在OD段有2个干涉极大点。所以A、D连线上（不包含A点）共有8个干涉极大点，C正确，D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 某同学利用如图甲所示的单摆测量当地的重力加速度。
（1）下列说法正确的是________（填字母）。
A. 测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态
B. 摆长等于摆线的长度加上摆球的直径
C. 测单摆的周期时，应从摆球经过最高点速度为0时开始计时
D. 如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用木球作摆球
（2）若用l表示单摆的摆长，T表示单摆振动周期，可求出当地重力加速度大小________。
（3）某同学为了提高实验精度，在实验中改变几次摆长l，并测出相应的周期T，算出的值，再以l为横轴、为纵轴建立直角坐标系，将所得数据描点连线如图乙所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度________（用k表示）。
【答案】（1）A （2） （3）
【解析】（1）A．测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，故A正确；
B．摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，故B错误；
C．测单摆的周期时，应从摆球经过平衡位置时开始计时，故C错误；
D．如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，为了减小空气阻力的应选，应选用铜球作摆球，故D错误。
故选A。
（2）若用l表示单摆的摆长，T表示单摆振动周期，根据单摆周期公式
可得当地重力加速度大小为
（3）根据
可得
可得图像的斜率为
解得重力加速度为
12. 某实验中学的学生测量了长度为L、截面直径为d的圆柱形金属丝的电阻率。
（1）用多用电表粗略地测量了金属丝的电阻值，经测量可知金属丝的阻值约为20Ω，已知多用电表表盘正中央的刻度值为15，则测量金属丝电阻时所选用的挡位为_______（填“×1”“×10”“×100”或“×1000”）挡。
（2）为了精确地测量，实验时为其提供了如下的实验器材：
电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）
电压表V2（量程15V，内阻约10kΩ）
电流表A1（量程0.6A，内阻约0.5Ω）
电流表A2（量程3A，内阻约20.0Ω）
滑动变阻器R（最大阻值5Ω）
电源（电动势12V，内阻不计）
电源（电动势3V，内阻不计）
开关S和导线
①实验时电源应选择_______，电压表应选择_______，电流表应选择_______；
②根据所选择的实验器材，将设计好的电路图画在虚线框内________；
③某次测量时，电压表和电流表的示数分别为U、I，则该金属丝的电阻率为_______（用以上的已知量和测量量表示）。
【答案】（1）“×1” （2） V2 A1
【解析】（1）待测电阻的阻值约为20Ω，多用电表中央刻度值15，则所选用的挡位应为“×1”挡；
（2）①[1][2][3]由已知待测电阻的阻值约为20Ω，选用量程为3A的电流表时，电阻两端的电压为60V；因此实验时应选择0.6A量程的电流表A1，此时两端的电压为12V，则电源应选择电动势为12V的电源，所以电压表选择V2；
②[4]因滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻的阻值，则滑动变阻器应用作分压接法；又
所以测量电路应用作电流表的外接；电路图如图所示；
③[5]由电阻定律得
又
联立解得
13. 如图所示为水平向右传播的一列横波，图中的实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.2s时刻的波形图，已知波的传播周期大于0.4s。求：

（1）该波的波速v；
（2）平衡位置在x=0.5m处的质点的振动方程。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据题意可得波长为，结合波向右传播有
解得
根据题意波的传播周期大于0.4s，所以可知
故该波的波速为
（2）根据t=0.2s时刻的虚线波形图可知，此时平衡位置在x=0.5m处的质点正处于平衡位置并向下振动，设振动方程为
又有t=0.2s时，，代入解得
故平衡位置在x=0.5m处的质点的振动方程为
14. 在如图甲所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，电源电动势为E，内阻为r，为定值电阻，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。求：
（1）电源内阻r和电动势E；
（2）定值电阻的最大电功率；
（3）滑动变阻器R的最大电动率。
【答案】（1）2Ω；3.6V （2）0.9W （3）0.27W
【解析】（1）由图甲知，电压表V1测定值电阻两端电压，且两端的电压随电流的增大而增大，则图乙中下方图线表示电压表V1的读数随电流表读数的变化情况，由图线的斜率得
电压表V2测得的是电源的路端电压，图乙中上方图线表示V2的读数随电流表读数的变化情况，上方图线斜率的绝对值等于电源的内阻
当电路中电流为0.1A时，电压表V2的读数为3.4V，根据闭合电路的欧姆定律得：
（2）当滑动变阻器的阻值为0时，电路中电流最大，最大电流为
此时定值电阻消耗的功率最大，最大电功率为
（3）电路中最小电流为0.1A；滑动变阻器的最大阻值
将定值电阻与电源等效为新电源，则
当滑动变阻器阻值时，达到最大功率
15. 如图所示，光滑绝缘水平地面上有滑块A、B，质量均为，其中滑块A带有的电荷量，滑块B不带电且绝缘。一劲度系数k＝200N/m的轻弹簧右端固定于墙面上，左端与滑块B相连，现给空间加上水平向右的匀强电场，电场强度大小E＝1000V/m。在与滑块B的距离d＝0.3m处将滑块A由静止释放，与静止的滑块B发生碰撞（碰撞时间很短）后粘在一起开始做简谐运动，两滑块均可视为质点，在运动过程中，弹簧的形变始终在弹性限度内，已知弹簧的形变量为x时，弹性势能。求：
（1）两滑块碰撞过程中损耗的机械能的大小；
（2）两滑块碰后运动半个周期的路程；
（3）滑块B从开始运动到第一次运动到最左端所用的时间。（已知，T为简谐运动周期，k为劲度系数，m为振子质量）
【答案】（1）3J；（2）0.4m；（3）
【解析】（1）设滑块A与滑块B碰撞前速度为，由动能定理得
解得
设滑块A与滑块B碰撞后速度为v，由动量守恒得
解得
根据能量守恒定律有
（2）A、B滑块一起做简谐运动，设在平衡位置处弹簧形变量为，有
解得
A、B滑块碰后一起向右运动，设弹簧的最大形变量为，由能量守恒得
解得
简谐运动的振幅为
半个周期的路程
（3）简谐运动的周期为
滑块B开始运动的位置相对于平衡位置的位移为
由振动方程有
可得
所以滑块B开始运动至第一次返回出发点的时间