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湖北十堰市2025年秋季高二期末考试物理试题
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.光学既是物理学中一门古老的学科，又是现代科学领域中最活跃的前沿学科之一，具有强大的生命力和不可估量的发展前景。下列有关光学的现象中说法正确的是( )
A. 检测工件平整度是利用了光的色散原理
B. 将一根筷子放入水中发现筷子弯折是因为光的反射
C. 看电影时戴的眼镜，利用了光的衍射原理
D. 太阳光照到肥皂泡表面呈现彩色条纹，这是光的干涉现象
2.在下列图示中，金属圆环中不能产生感应电流的是( )
A. 甲图中，圆环绕图示直径旋转
B. 乙图中，圆环在匀强磁场中绕图示轴线转动
C. 丙图中，圆环沿通有恒定电流的长直导线方向向上平移
D. 丁图中，圆环向条形磁铁极方向平移
3.如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰。小球的质量分别为和。图乙为它们碰撞前后的图像。已知。由此可以判断( )
A. 碰后和都向右运动
B. 碰撞过程中对的冲量大小为
C.
D. 碰撞过程遵循动量守恒定律
4.如图所示，一正五边形金属线框，边长为，线框平面处在磁感应强度为、垂直于纸面向外的匀强磁场中。线框粗细均匀，每边电阻均为，将、两点接在电压为的恒压电源上，则边受到的安培力大小为( )
A. B. C. D.
5.回旋加速器工作原理示意图如图所示。置于真空中的形金属盒间的狭缝很小，匀强磁场与盒面垂直，加速电压为。处粒子源产生的氘核被加速，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。已知元电荷为，则下列说法正确的是( )
A. 氘核每转一周，电场力做功为
B. 加速电压越大，氘核出射速度越大
C. 该加速器可以直接加速粒子
D. 该加速器加速各种粒子射出时的动能均相等
6.如图甲所示，粗细均匀的一根木筷，下端绕有铁丝，可使其竖直漂浮于装水的杯中。以竖直向上为正方向，把木筷提起一段距离后放手，木筷的振动图像如图乙所示。关于木筷含铁丝下列说法正确的是( )
A. 在时刻处于失重状态
B. 在时刻向下运动
C. 在时刻速度为零
D. 木筷含铁丝振动过程中，机械能保持不变
7.如图所示，三个小球的质量均为，、两球用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上，球以速度向球运动并与球发生正碰，碰后、两球粘在一起继续运动，则( )
A. A、两球碰撞过程中，球机械能损失了
B. 球的速度最大为
C. 球的速度最大为
D. 弹簧的最大弹性势能为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.甲、乙两列机械波在同种介质中相向而行，甲波振源位于点，乙波振源位于处，在时刻所形成的波形与位置如图所示，已知，下列说法正确的是( )
A. 乙波的传播速度
B. 甲、乙两列机械波相遇后会形成稳定的干涉图样
C. 两列波经过相遇
D. 处是振动减弱点，振幅为
9.用喷水机浇灌地面，喷水机将水加速后通过喷水嘴喷出，喷水嘴出水速度的大小为，速度方向和水平面夹角为。已知喷水嘴的截面积，水流冲击到地面后水平方向速度不变，竖直方向速度变为，水的密度为，当地重力加速度为，忽略喷水嘴离地高度以及地面、空气阻力的影响。则( )
A. 喷水嘴单位时间内喷出水的质量为
B. 水流冲击地面时，水流对地面冲力的方向为水平方向
C. 水流对地面竖直方向平均冲力的大小为
D. 水流对地面水平方向平均冲力的大小为
10.如图所示，区域内、足够长有垂直纸面向里的匀强磁场图中未画出磁感应强度为，。边界上有一距为的粒子源，现粒子源在纸面内以等大速度向不同方向发射大量带正电的同种粒子不计粒子重力及粒子间相互作用力，粒子质量均为、电荷量均为，所有粒子射出磁场时离最远的位置是边界上的点图中未标出。已知，为粒子在磁场中圆周运动的周期。下列判定正确的有( )
A. 粒子的速度大小为
B. 点不可能是粒子的轨迹圆心
C. 边界射出的粒子在磁场中的运动时间可能是
D. 边界有粒子射出的长度为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学为利用单摆测量当地的重力加速度，进行了如下实验：
为探究单摆周期与摆长的关系，某同学采用如图所示的装置。
关于器材选择及测量时的一些实验操作，下列说法正确的是 。
A.摆线尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的
B.摆球尽量选择质量大一些、体积小一些的
C.为了使摆的周期大一些以便测量，应使摆角大一些
D.在某次实验中，从摆球经过最低点开始计时，摆球次经过最低点的时间为，则单摆的周期为
用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图所示，则摆球直径为 ；
实验时改变摆长，测出几组摆长和对应的周期的数据，作出图像，如图所示。由图像可得重力加速度值为 取，结果保留两位有效数字
若某同学不小心每次都把小球直径当作半径代入来计算摆长，则用公式法计算得到的值会 选填“偏大”、“偏小”或“不变”。
12.某实验小组利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。
下列操作需要进行的是 ；
A.测出气垫导轨的长度
B.将气垫导轨调至水平
C.用天平测得滑块含遮光条、含橡皮泥的质量、
将滑块推至光电门的左侧，将滑块放在光电门和之间。向右轻推一下滑块，滑块通过光电门后与静止的滑块碰撞粘合一起以共同速度通过光电门。测得滑块通过光电门、的时间分别为和。在误差允许的范围内，只需验证等式 用题中所给的字母表示成立，即说明碰撞过程中，系统动量守恒；
某次实验中测得，，可知滑块，的质量比值为 ，滑块，二者碰撞过程中损失的机械能与碰前的初动能的比值为 。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.高速公路的标志牌常贴有“逆反射膜”，夜间行车时，它能使车灯射出的光逆向返回，使标志牌上的字特别醒目。这种“逆反射膜”的内部均匀分布着一层直径为的细玻璃珠，单个微小珠体对光的作用与玻璃球非常类似。如图所示，真空中的细光束以从点入射到玻璃球表面，进入球内后在点发生反射，然后从点射出，从点射出的光线恰好与点的入射光线平行。真空中光速，求：
玻璃的折射率；
光束从点经点折射到达点经历的时间。
14.如图所示，为光滑的轨道，其中是水平的，是竖直平面内的半圆，与相切于点，且半径，质量的滑块静止在水平轨道上，另一质量的滑块前端装有一轻质弹簧、均可视为质点以速度向左运动并与滑块发生弹性正碰，若相碰后滑块恰能过半圆最高点，取重力加速度，则：
求滑块与滑块相碰后的速度；
求滑块的初速度；
滑块与滑块相碰后弹簧的最大弹性势能为多少？
15.如图所示的平面直角坐标系，在第一象限内有平行于轴的匀强电场，方向沿轴正方向，磁场的上边界与轴重合。一质量为、电荷量为的粒子，从点以沿轴正方向射入电场，通过电场后从点立即进入矩形磁场，且从点出磁场时速度恰好沿轴。不计粒子所受的重力。求：
第一象限的电场强度大小；
磁感应强度的大小；
矩形磁场区域的最小面积。
参考答案
1.
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3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
偏大

12.

13.解：从点射出的光线与点的入射光线平行，其光路图如图所示
由几何关系得折射角为

由折射定律得

解得玻璃的折射率为

玻璃球的半径为

由几何关系得

在玻璃中传播的速度为

在玻璃中传播的时间为

代入数据解得光束从点经点折射到达点的时间


14.解：设滑块过点时速度为 ，与碰撞后，的速度为 ，碰撞前的速度为 ，过圆轨道最高点的临界条件是重力提供向心力，由牛顿第二定律得
对从到由动能定理得
联立解得
与发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，与碰撞后，与的速度分别为 ， ，由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
联立解得
由于与碰撞后，当两者速度相同时有最大弹性势能 ，设共同速度为，、碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
以上联立并代入数据解得

15.解：粒子在电场中做类平抛运动，则有，
又由牛顿第二定律
解得。
令在点速度方向与轴正方向夹角为，利用速度分解有
，，，
解得，
结合题意，作出粒子运动轨迹如图所示：
由几何关系得出：，解得：
粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有
解得：。
最小的磁场区域面积如图所示：
由几何关系可得矩形的长为：，宽为：
根据上述可知，矩形磁场区域的最小面积：。
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