福建省宁德市2024-2025学年高二下学期6月期末物理试卷（解析版）

这是一份福建省宁德市2024-2025学年高二下学期6月期末物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了本试卷分第Ⅰ卷，共6页等内容，欢迎下载使用。
（满分：100分考试时间：75分钟）
注意：
1．在本试卷上作答无效，应在答题卡各题指定的答题区域内作答。
2．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题），共6页。
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、单项选择题：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，只有一项符合题目要求，选对得4分，选错得0分。
1. 电磁波广泛应用于通信、导航、医疗等领域，关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 电磁波的传播需要介质
B. 电磁波在真空中的速度等于光速
C. 电磁波能传播信息，不能传播能量
D. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
【答案】B
【解析】A．电磁波可以在真空中传播，不需要介质，故A错误；
B．电磁波在真空中的传播速度与光速相同，均为，故B正确；
C．电磁波既能传递信息（如通信），也能传递能量（如微波炉加热），故C错误；
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，故D错误。
故选B。
2. 下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是（ ）
A. 图甲是单色平行光通过狭缝得到衍射图样
B. 图乙是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种纵波
C. 图丙所示水中的气泡看上去特别明亮，主要是光的折射引起的
D. 图丁用于检测工件的平整度，可观察到明暗相间的条纹，是光的折射引起的
【答案】A
【解析】A．图甲是单色平行光通过狭缝得到的衍射图样，故A正确；
B．图乙是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波，故B错误；
C．图丙所示水中的气泡看上去特别明亮，主要是光的全反射引起的，故C错误；
D．图丁用于检测工件的平整度，可观察到明暗相间的条纹，是光的干涉引起的，故D错误。
故选A。
3. 某同学利用图甲所示装置来测量重力加速度。打开手机的磁传感器并放置于O点正下方，将磁性小球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，手机软件记录的磁感应强度变化曲线如图乙，已知单摆摆长为l，忽略实验环境对磁性小球的影响，则（ ）
A. 单摆的周期为t0B. 测量出的重力加速度
C. 小球的摆幅越小，周期越小D. 小球经过最低点时，合力为零
【答案】B
【解析】A．一个周期内小球两次经过最低点，小球经过最低点时磁感应强度最大，根据图乙所示可知，单摆的周期为2t0，故A错误；
BC．小球做单摆运动，根据周期公式有
可知周期与摆幅无关，解得重力加速度为，故B正确，C错误；
D．小球经过最低点时，速度最大，小球的运动方向发生改变，合力提供向心力，合力不为零，故D错误。
故选B。
4. 如图甲所示，一个匝数n=100匝圆形导体线圈，面积，电阻r=1，其a、b两端接有R=4的电阻。在线圈中存在垂直线圈平面向外的匀强磁场，面积，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 0~4s内，a、b间的电势差
B. 0~4s内通过电阻R的电荷量为4.8C
C. 4~6s内R上产生的焦耳热为16J
D. 0~6s内电流的有效值为
【答案】D
【解析】A．0~4s内，由法拉第电磁感应定律
代入数据得
电路电流
因为在电源内部（线圈相当于电源），电流从低电势流向高电势，所以b点电势高于a点电势
则，A错误；
B．0~4s内通过电阻R的电荷量为，B错误；
C．4~6s内，
电流
时间
R上焦耳热，C错误；
D．0~4s电流
时间
4~6s电流
时间
由电流有效值定义
代入数据解得，D正确。
故选D。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 如图所示，一束由两种单色光组成的复色光从水中射向水面，进入空气后变成a、b两束光，折射角分别为α和β，且α>β。下列说法正确的是（ ）
A. 水对a光的折射率小于对b光的折射率
B. 逐渐增大入射角，a光先消失
C. 在水中，a光的速度大于b光的速度
D. 水对a、b光的折射率之比为sinα：sinβ
【答案】BD
【解析】A．由图可知两列光的入射角相同，而折射角，由折射定律，可得，即水对a光的折射率大于对b光的折射率，故A错误；
B．由可知，a光发生全反射的临界角较小，则两列光从水进入空气时，逐渐增大入射角时，a光先发生全反射而先消失，故B正确；
C．由可知，即在水中a光的速度小于b光的速度，故C错误；
D．由，联立可得，故D正确。
6. 如图所示为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的磁铁转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的电动势随时间变化的规律为e=10sin10πt（V），已知整个电路的总电阻为10，下列说法正确的是（ ）
A. 磁铁的转速为5r/s
B. 线圈中感应电动势的有效值为10V
C. 风速加倍，电路的总功率也加倍
D. 磁铁转动一周，电路中产生的焦耳热为1J
【答案】AD
【解析】A．磁铁的转速为
选项A正确；
B．线圈中感应电动势的有效值为，选项B错误；
C．电路的总功率
可知风速加倍，电路的总功率变为原来的4倍，选项C错误；
D．磁铁转动一周，电路中产生的焦耳热为，选项D正确。
故选AD。
7. 某科技小组设计了一款火灾报警装置。如图所示，将理想自耦变压器T原线圈与交流电源相连接，副线圈与滑动变阻器Rp、示警器L和烟雾敏感元件R相连接。当烟雾浓度超过某一临界值时，示警器立即发出声音报警。已知当烟雾浓度增大时，烟雾敏感元件接入电路的电阻减小。现欲使该装置在烟雾浓度更低时报警，以下方法可行的是（ ）
A. 仅将自耦变压器滑片向上移动
B. 仅将自耦变压器滑片向下移动
C. 仅将滑动变阻器滑片向上移动
D. 仅将滑动变阻器滑片向下移动
【答案】AC
【解析】设副线圈电压为U2，并联部分的总电阻为R并，则有
示警器的电压为
依题意可知，R减小，U并增大，当U并增大到报警电压时，报警器报警。
AB．欲使该装置在烟雾浓度更低时报警，则R较大时，U并仍达到报警电压，即R增大，U并不变，由可知，可以让U2增大，根据可知，U1、n1不变，n2增大，所以应仅将自耦变压器滑片向上移动，故A正确，B错误；
CD．欲使该装置在烟雾浓度更低时报警，则R较大时，U并仍达到报警电压，即R增大，U并不变，由可知，可以让R并增大，即让Rp增大，所以应仅将滑动变阻器滑片向上移动，故C正确，D错误。
8. 如图甲所示，长度L=2.4m的直木板静置于光滑水平地面上，木板右端放置一质量m=0.1kg的带电小物块，地面上方存在着垂直于纸面向里的匀强磁场。t=0时刻木板获得水平向右的初速度v0=6m/s，此后小物块的速度随时间变化的关系如图乙所示，小物块恰好不从木板上滑落。整个运动过程小物块的电荷量保持不变，取重力加速度，以下判断正确的是（ ）
A. 小物块带负电
B. 木板的质量为0.2kg
C. 0~1s内木板的位移为4.8m
D. 小物块与木板间的动摩擦因数为0.5
【答案】BC
【解析】A．小物块最终向右做匀速运动，则水平方向受摩擦力为零，则物块对木板的压力为零，则洛伦兹力方向向上，由左手定则可知，物块带正电，选项A错误；
B．对小物块和木板系统水平方向动量守恒可知
其中v=4m/s，可得木板的质量为M=0.2kg，选项B正确；
CD．因系统动量守恒，则对任意时刻
则
即
其中（x为木板的位移）
则在0-1s内
解得x=4.8m
0~1s内对小物块由动量定理
则
其中
即
解得小物块与木板间的动摩擦因数为μ=1，选项C正确，D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题共60分）
三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。
9. 如图是“液面报警器”的原理示意图，其中T为敏感元件。当T未露出液面（温度低）时，指示灯不亮；当T露出液面（温度高）时，指示灯亮。则T是___________（选填“光敏电阻”或“热敏电阻”），T元件的电阻率随温度的升高而___________（选填“增大”或“减小”）。
【答案】热敏电阻 减小
【解析】[1][2]因为当T露出液面温度高时，指示灯亮。则T是与温度有关的电阻，即T是热敏电阻；温度升高，指示灯亮，电流大，说明电阻变小，则T元件的电阻率随温度的升高而减小。
10. 如图为研究自感现象的实验原理图，图中L是自感线圈，小灯泡1、2规格相同。闭合开关S，待电路稳定后再断开开关。开关断开瞬间，观察到灯泡2闪亮一下再熄灭，则R0的阻值应___________（选填“大于”或“小于”）自感线圈L的直流电阻阻值，流过灯泡2的电流方向___________（选填“向左”或“向右”）。
【答案】大于 向左
【解析】[1] [2]开关断开瞬间，自感线圈L，灯泡1、2和电阻组成闭合回路，因自感现象，自感线圈L充当电源，线圈产生的感应电流与原电流方向相同，作为干路电流，流入灯泡2所在的支路，则流过灯泡2的电流方向向左。观察到灯泡2闪亮一下，说明开关断开瞬间，流过灯泡2的电流变大，即灯泡1支路电流大于灯泡2支路电流，因小灯泡1、2规格相同，故R0的阻值应大于自感线圈L的直流电阻阻值。
11. 在海洋气象观测中，一列沿x轴传播的海浪（可视为简谐波）被监测站记录，t=4s时刻的波形图如图甲所示，位于x=60m处浮标P的振动图像如图乙所示。海浪沿x轴的_________（选填“正方向”或“负方向”）传播，传播速度大小为___________m/s。
【答案】正方向 15
【解析】[1]如图乙可知，时，P点向上振动，由甲图同侧法可知，波沿轴正方向传播；
[2]由甲图可知，乙图可知周期
由
解得
12. 在“探究感应电流方向的规律”实验中：
（1）用试触法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系，结果如图甲所示。用图乙所示的实验装置进行实验，图示时刻，可判断线圈中的电流方向为_________（选填“a→b”或“b→a”）。
（2）将磁铁的不同磁极插入或拔出线圈，观察电流表指针偏转方向，得到如下实验记录：
①根据图乙中线圈绕向和实验记录表中的电流表指针偏转方向，可推断表格中Ⅰ为_______、Ⅱ为__________。（均选填“向上”或“向下”）
②完成实验后，可得到的结论是（ ）
A．感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反
B．感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相同
C．磁通量增大时，感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反
D．磁通量减小时，感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反
【答案】（1）b→a （2）向上 向下 C
【解析】（1）根据图甲所示，电流从正接线柱流入，电流计指针向右偏，则图乙的图示时刻线圈中电流方向为b→a。
（2）①[1][2]根据楞次定律“增反减同”可知Ⅰ的感应电流的磁场方向为向上，Ⅱ的感应电流的磁场方向为向下。
②[3]根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场的变化，则感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向可能相同也可能相反；当磁通量增大时，感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相反；当磁通量减小时，感应电流的磁场方向和磁铁的磁场方向一定相同。
13. 某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。图乙中的O点是小球抛出点在地面上的竖直投影点。实验时，先让入射小球A多次从斜轨上S位置由静止释放，落到水平地面的复写纸上。然后把被碰小球B静置于轨道的末端，再将球A从斜轨上由静止释放，与球B相撞，并多次重复。在白纸上用圆规分别找出不发生碰撞时球A落点的平均位置点P，及相碰后球A、球B的落点的平均位置点M、N。测量平抛射程OP、OM、ON。
（1）下列说法中符合实验要求的是（ ）
A. 斜轨必须光滑且末端要水平
B. 实验过程中，白纸不能移动
C. 入射小球与被碰小球大小相同、质量相等
D. 在同一组实验中，入射小球每次都必须从同一位置由静止释放
（2）除平抛射程外，还需要测量的物理量有（ ）
A. A、B两小球的质量m1、m2
B. 小球A开始释放时的高度h
C. 轨道末端到水平地面的高度H
（3）在实验误差允许范围内，若满足关系式_________（用题中测量量表示），则可以认为两球碰撞前后在水平方向上动量守恒；
（4）在满足（3）的条件下，多次测量结果都是：OP>ON−OM，其主要原因是_________。
【答案】（1）BD （2）A （3） （4）两球在碰撞过程中有动能损失或非弹性碰撞或有机械能损失
【解析】（1）A．斜轨是否光滑对实验无影响，但是斜轨末端必须要水平，以保证小球做平抛运动，故A错误；
B．实验过程中，白纸不能移动，故B正确；
C．入射小球与被碰小球大小相同，以保证两球正碰、但是入射球质量要大于被碰球的质量，故C错误；
D．在同一组实验中，入射小球每次都必须从同一位置由静止释放，以保证到达底端时速度相同，故D正确。
故选BD。
（2）如果碰撞过程系统动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得
小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得
可得
所以实验需要测量两球的质量、两球的平均水平射程。
故选A。
（3）结合上述分析可知，在实验误差允许范围内，若满足关系式，则可以认为两球碰撞前后在水平方向上动量守恒。
（4）若碰撞过程为弹性碰撞，则满足
即
解得OP=ON−OM
若碰撞中能量有损失，则
可得OP>ON−OM
14. 如图甲所示，水平面内两导轨平行放置，间距L=0.5m，左端接有电动势E=12V的电源。质量m=0.1kg的金属棒MN垂直放置在导轨上，与导轨接触良好并始终保持静止。导轨间有一方向与水平面夹角、垂直金属棒斜向右上方的匀强磁场，磁感应强度B=0.25T。电路中的总电阻R=3Ω，取重力加速度，，求：
（1）金属棒中安培力F的大小，并在图乙中画出F的示意图；
（2）导轨对金属棒的支持力N的大小；
（3）金属棒所受摩擦力f的大小和方向。
【答案】（1）答案见解析 （2）0.6N （3）0.3N，方向水平向右
【解析】（1）由题意，根据左手定则可画出导体棒所受安培力如图所示
（2）根据闭合电路欧姆定律有，
解得
导体棒在竖直方向上，由平衡条件有
解得导轨对金属棒的支持力
（3）导体棒在水平方向上
由平衡条件有
解得金属棒所受摩擦力，方向水平向右
15. 如图所示装置可用于测量带电粒子比荷。速度选择器上下板间电压为U、间距为d，板间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B1；在速度选择器右侧存在方向垂直于纸面向里、半径为R的圆形匀强磁场，磁感应强度大小为B2。一带电粒子水平穿过速度选择器后，从小孔P沿着圆心O的方向射入磁场，经磁场偏转后从Q点射出磁场，测得OQ与OP的夹角。不计粒子重力，求：
（1）粒子射入圆形磁场的速率；
（2）粒子的比荷；
（3）粒子在圆形磁场中的运动时间。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）粒子在速度选择器中受力平衡，由
其中
联立解得粒子射入圆形磁场的速率为
（2）粒子圆形磁场中的半径为r，由几何关系可知
由洛伦兹力提供向心力
解得粒子的比荷为
（3）解法一：由题意可知，粒子在磁场中偏转的角度为
则粒子在圆形磁场中的运动时间为
解得
解法二：粒子在圆形磁场中运动的周期为T，由
则粒子在圆形磁场中的运动时间为
解得
16. 如图所示，水平光滑金属导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。左侧导轨间距为L，右侧导轨间距为，两侧导轨间接有的电容器，a、b杆静止于左侧导轨上，两杆质量均为m，电阻均为R。初始时电容器不带电，现给a杆一水平向右的初速度v0，一段时间后b杆以的速度无障碍地进入右侧导轨。两侧导轨足够长，整个运动过程中a、b两杆始终与导轨垂直且接触良好，a杆未进入右侧导轨且不与b杆发生碰撞。已知重力加速度为g，求：
（1）b杆刚开始运动时的加速度大小；
（2）进入右侧导轨前，b杆中产生的热量；
（3）最终稳定时，电容器所带的电量。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）b杆刚开始运动时，a杆产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律
b杆刚开始运动时受到向右的安培力大小为
由牛顿第二定律
解得b杆刚开始运动时的加速度大小为
（2）从开始到b杆刚进入右侧轨道的过程中，两杆组成的系统动量守恒，由
解得
由能量守恒定律
由焦耳热分配定律可得进入右侧导轨前，b杆中产生的热量
解得
（3）最终稳定时，两杆的速度分别为v1、v2，则
对a杆由动量定理
对b杆由动量定理
其中，
联立解得最终稳定时，电容器所带的电量为
磁铁的磁场方向
向下
向下
向上
向上
线圈中的磁通量的变化
增大
减小
增大
减小
电流表指针偏转方向
向右
向左
向左
向右
感应电流的磁场方向
I
Ⅱ