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河南平顶山市2025-2026学年高二上学期期末考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.为解释地磁场的磁性，安培假设地球的磁场是由地球绕过地心的轴转动形成电流引起的。假设地球带负电荷，为了形成如图所示的地磁场，下列四幅图能正确表示地球自转方向的是( )
A. B. C. D.
2.某工厂使用振动筛分离不同规格的金属颗粒，电机为振动筛提供周期性驱动力。调节电机的转速可改变驱动力的频率，筛子自身具有固定的固有频率。下列关于振动筛工作的说法中正确的是( )
A. 电机转速越高，振动筛的振幅一定越大
B. 当驱动力频率等于振动筛的固有频率时，筛选金属颗粒的振幅最小
C. 稳定工作时，振动筛的振动频率与驱动力的频率相同
D. 向振动筛中加入更多金属颗粒后，筛子的固有频率会显著升高
3.某同学设计的测电源内阻的实验电路如图所示。断开开关时，理想电压表的示数为；闭合开关后，电压表的示数为。已知定值电阻，则电源的内阻为( )
A. B. C. D.
4.一列简谐横波在均匀介质中沿轴传播，图甲为时刻该波的波形图，图乙为处质点的振动图像。根据图中信息可求得该波的传播速度为( )
A. B. C. D.
5.某款家用智能加湿器的控制电路中，有一个储能电容器，其电容为。在加湿器启动充电过程中，电容器两端的电压从逐渐上升到，整个充电过程耗时。则该充电过程中的平均电流约为( )
A. B. C. D.
6.如图所示，一束单色光从空气斜射入某种透明介质中，入射点为。实验者进行了如下操作：以为圆心、为半径画圆，该圆与折射光线交于点；过作介质与空气分界面的垂线，延长入射光线交于点，测得的长度为。则透明介质对该单色光的折射率为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，为真空中边长为的正三角形的三个顶点，为中点。在三点分别固定电荷量为和的点电荷。取无穷远处电势为零，点电荷在某点的电势，其中为静电力常量，为场源电荷的电荷量，为该点到场源电荷的距离。则三处点电荷形成的电场在点的场强大小和电势分别为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.小明在实验室通过双缝干涉实验探究光的干涉规律，所用装置如图所示，双缝间距可微调。所有操作均正确，初始时用蓝色激光照射双缝，光屏上出现清晰的干涉条纹。若进行下列操作，能使相邻亮条纹间距变大的是( )
A. 将双缝缓慢远离光屏 B. 换用红色激光代替原来的蓝色激光
C. 微调使双缝的间距略微增大 D. 换用功率更大的蓝色激光照射双缝
9.如图所示，一根足够长的光滑绝缘细直杆竖直固定，杆所在空间存在场强大小、方向竖直向上的匀强电场。杆的下端固定一个带正电的小球，的电荷量；另一带正电的小球穿在杆上可自由滑动，的电荷量、质量。现将小球从小球上方处由静止释放。已知静电力常量，重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 小球开始运动时的加速度大小为
B. 小球开始运动时的加速度大小为
C. 小球的速度最大时，之间的距离为
D. 小球的速度最大时，之间的距离为
10.如图所示，质量为的小车静止在光滑的水平地面上，小车左侧部分为一个半径为的光滑四分之一圆弧轨道，右侧部分为一段与圆弧平滑连接的足够长的水平粗糙轨道。从圆弧顶端点由静止释放一个滑块，滑块质量为已知常数，滑块滑到点后进入水平轨道，最终与小车相对静止。已知滑块与间的动摩擦因数为，重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 滑块滑到点时，系统水平方向总动量不为零
B. 滑块滑到点时的动能为
C. 整个运动过程中系统损失的机械能等于滑块减少的重力势能
D. 滑块在段滑动的过程中，小车的位移大小为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.利用如图所示装置探究碰撞规律：水平气垫导轨上有两滑块右侧带弹簧片，左侧连纸带；左侧带弹簧片，上方固定遮光片，打点计时器所用交流电频率，遮光片通过光电门的时间为。滑块以一定速度沿气垫导轨向右运动与静止的滑块发生碰撞。
实验数据：滑块质量，遮光片宽度；碰撞前、后纸带相邻点间距分别为，碰后上方遮光片通过光电门的时间。
回答下列问题：
碰撞前滑块的速度大小为 ，碰撞后滑块的速度大小为 ；
如果碰撞过程中动量守恒，滑块的质量为 ，该碰撞类型为 填“弹性碰撞”“非弹性碰撞”或“完全非弹性碰撞”。
12.图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中是电池电动势，内阻为；是定值电阻，是可变电阻；表头的满偏电流为，内阻为。虚线方框内为换挡开关，端和端分别与两表笔相连。该多用电表有个挡位，个挡位分别为：直流电压挡和挡、直流电流挡和挡、欧姆挡。
图甲中的端与 填“红”或“黑”表笔相连接；
图甲中选择开关接通“”，对应直流电压 填“”或“”挡；
根据题中条件可得图甲中 接通后，与表头串联后再和，并联，对应量程；接通后，与串联后再和表头并联，对应量程；
如图乙所示，为更精确地测量电阻，将多用电表内部电路做一定调整。其中两挡位为欧姆挡“”或“”，则开关接通“”时，对应多用电表为 填“”或“”挡。如果选择开关接通“”，当测量某电阻阻值时，指针恰好指在表盘的正中央，则该电阻的测量值 。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.水中一波源产生的简谐横波沿水面匀速向岸边传播。波源和水面上的两个浮标、在同一直线上，、在波源的同侧。已知浮标到波源的距离为，该距离介于倍波长与倍波长之间，波源从时刻由平衡位置开始向上振动，振动周期。当波传到浮标时，波源恰好处于波峰位置，此后再经过，浮标第一次处于波峰位置。求：
该波的传播速度大小；
浮标、之间的水平距离。
14.如图所示，长为的轻绳一端固定于点，另一端与质量的小球相连。小球在点正下方且未与地面接触。质量的凹槽静置在光滑水平面上，其左侧与小球恰好接触。质量的小物块放置于凹槽内且与右侧挡板接触。初始系统静止，现将小球拉至与点等高处且使轻绳伸直，由静止释放小球，小球运动至最低点与凹槽发生弹性碰撞。碰后瞬间在点正下方处固定一细钉，小球恰能在竖直面内绕做圆周运动上升至最高点，且小物块与凹槽发生了两次弹性碰撞后不再发生第三次碰撞若物块到达某一端时二者恰好共速，视为未发生碰撞。已知凹槽左右挡板内侧间距，不计空气阻力，重力加速度。求：
到点的距离；
凹槽与物块间动摩擦因数的取值范围。
15.如图所示，直角坐标系平面内，第三和第四象限对称存在以为圆心、半径分别为和的两圆弧栅极区域内存在方向均指向点的径向电场，圆弧圆心角为。上均匀分布带正电的粒子，可均匀持续地由静止发射出来，任一位置上的粒子经电场加速后都会从坐标原点进入第一和第二象限。第一象限和第二象限分别存在连续两层紧邻的匀强电场，每层的宽度均为，电场强度大小均为，方向沿水平方向交替变化，电场强度方向沿轴负向；，电场强度方向沿轴正向；，电场强度方向沿轴负向；，电场强度方向沿轴正向，分界线上恰好无电场。已知板释放的粒子质量为、电荷量为，、间电势差，粒子穿过栅极时速度方向不变、且无数量损耗和能量损耗。粒子只在纸面内运动。不计粒子重力及粒子间的相互作用力。求：
粒子从出发，经电场加速后到达坐标原点时的速度大小；
通过点后，还能再次穿过轴的粒子数与栅极发射出的粒子总数之比；
通过坐标原点时速度方向与轴正方向夹角为的粒子，在第一象限电场中运动所用的时间。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
非弹性碰撞

12.黑

13.解：波传到的时间，而则
此时波源振动时间为，且波源处于波峰。由于波源从平衡位置向上振动，第一次到达波峰所需时间为，后续每间隔时间到达一次波峰，因此
联立可得，所以
结合，可得，
波速；
波传到后，第一次到达波峰的时间包含两部分，波从传到，振动到波峰的时间为，
所以
解得。
14.【详解】小球从水平位置摆至竖直位置过程，由动能定理有
代入数据解得小球运动至最低点时的速度为
设小球与凹槽弹性碰撞后速度为 ，凹槽的速度为 ，则由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
联立解得 ，
即小球与凹槽弹性碰撞后以 的速度反弹，之后小球绕 恰好做完整的圆周运动，到达最高点时重力提供向心力，则有
小球与凹槽碰撞后从最低点运动到最高点的过程中，由动能定理有
代入数据，联立解得小球绕 恰好做完整的圆周运动的半径为
所以到 点的距离为
凹槽与物块组成的系统动量守恒，则有
解得
设物块在凹槽上相对滑动的路程为，由于凹槽与物块发生两次弹性碰撞后不再发生第三次碰撞，说明相对滑动的总路程满足
其中 ，所以有
由能量守恒定律有
当 时，解得
当 时，解得
故凹槽与物块间动摩擦因数的取值范围为

15.【详解】粒子从到的过程中，电场力做功等于动能变化，
间电势差 ，
解得
粒子进入第一、二象限时，速度方向与轴正方向夹角设为 ，粒子沿轴方向做匀速运动，
粒子沿轴方向做匀减速运动，初速度
粒子沿轴方向的加速度为
若能够再次穿过轴，要求
代入数据，解得
所以满足条件的 范围为 ，
由于粒子均匀分布，所以占比
进入第一象限时与轴正方向夹角为 时，粒子沿轴方向初速度大小为
沿轴方向加速度大小依然为
在第一层 区域，电场沿轴负向，粒子做减速运动，有
解得
离开第一层电场的速度
在第二层 区域内，电场沿轴正向，因为粒子穿越第一层时电场力做负功， ，穿越第二层过程电场力做正功， ，因此粒子穿越第二层时的速度与进入第一层时的速度相同，可知粒子穿越第二层的时间
粒子穿越第一象限电场的总时间

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