湖北省楚天协作体2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷

2024-2025学年度下学期高二期末考试 高二物理试卷 本试卷共6页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并认 真核准准考证号条形码上的以上信息，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。 一、单项选择题：本题共7小题，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求， 每小题4分。 1.物理学家通过发现物理规律，总结研究方法，推动了生产力的发展和人类文明的进步，下列 陈述符合历史事实的是() A.安培最早提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在 B.奥斯特最早发现了电流的磁效应 C.普朗克最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场 D.赫兹通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量 2.下列关于机械波和电磁波的说法中，正确的是() A,在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B.波源停止振动，电磁波立即停止传播，机械波能继续传播 C.电磁波和机械波都能产生干涉、衍射现象和多普勒效应 D,机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时，波长保持不变 3.下列关于核反应的说法中正确的是（) A.2Th→Pa十e是B衰变方程，2U→跳Th十组e是核裂变方程 B.班U十加→Ba十Kr十3b加是核裂变方程，也是链式反应的反应方程 C.跳Th衰变为%R贴，经过2次α衰变，3次B衰变 D.铝核A]被α粒子击中后产生的反应生成物是磷核P,同时放出一个质子 高二物理试卷（共6页）第1页 CS扫描全能王 】亿人都在用的月指AP单 4.如图是电熨斗的结构图，下列说法正确的是( 调温旋钮 弹性铜片 升降螺丝 绝缘支架 触点 0 双金属片 电热丝 金属底板 0 A.双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属 B,常温下，上下触点分离：温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点接触 C.需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮使升降螺丝上移并带动弹性铜片上移 D.双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断 5.我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成 Elev 0 功实现空间太阳H波段光谱扫描成像。如图所示，H和H 8谢 分别为氢原子由n=3和n=4能级向n=2能级跃迁产生的 -1.51 谱线，下列说法正确的是() -3.40 A,H的频率比H的小 B.H在真空中的传播速度比H的小 1 -13.6 C.分别用H和H照射同一个双缝干涉实验装置时，H对应的条纹间距更小 D.若H照射某金属时能发生光电效应，则H照射该金属时一定也能发生光电效应 6.如图所示，a、b两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形玻璃砖的圆心O,已知a 光刚好发生全反射，b光的折射光线（反射光线未画出）刚好与a光的反射光线重叠，且a>B, 下列说法中正确的是() A.若将b光沿a光的光路射向O点，b光也能发生全反射 B.用a、b单色光分别检查同一光学平面的平整度时，a光呈现 的明暗相间的条纹要宽些 C.用a、b单色光分别照射同一光电管的阴极材料时，用a光照 射打出光电子的遏止电压更大 b D.用a,b单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a 光发生的侧移小 7.如图所示的理想变压器的电路中，变压器原、副线圈的匝数比为2：1，电阻R=R2,电流 表和电压表均为理想电表，若电流表的示数为0.5A,电压表的示数为5V,则电阻R的大 小为() A.102 B.152 C.202 D.252 高二物理试卷（共6页）第2页 CS扫描全能王 】亿人都在用的月猫AP中 二、多项选择题：本题共3小题，共12分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求， 每小题4分。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 8.图甲是光电效应的实验装置图，图乙是通过改变电源极性得到的光电流与加在阴极K和阳极 A上的电压的关系图像，下列说法正确的是() 光束 窗口 ① ② Ua Ua ol 8 乙 A.由图甲可知，闭合开关，电子飞到阳极A的动能比其逸出阴极K表面时的动能大 B.由图甲可知，闭合开关，向右移动滑动变阻器滑片，电流表的读数一直增大 C.由图乙可知，③光子的频率小于①光子的频率 D.由图乙可知，①②是同种颜色的光，①的光强比②的大 9.一定质量的理想气体从A状态开始，经过A→B→C→D→A,最后回到初始状态A,各状态 参量如图所示。下列说法正确的是(。) ↑P A.A状态到C状态气体吸收热量 2p B.B状态到C状态气体分子的平均动能减小 C.B→C过程气体对外做功大于C→D过程外界对气体做功 D.气体在整个过程中从外界吸收的总热量为零 0V23V 10.图甲是沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，RQ是位于x轴上的两个质点， 间距为3m,t=0时刻该波刚好传播到Q点，t=9(5<T,T为周期)时的波形图如图乙 66 所示。下列说法正确的是() A.该波的周期为1s B.该波的波速为6m/s C.x=0处质点的振动方程为y=6cot+m D.从t=0时开始，该波传至x=7m处所用的时间为0.5s 高二物理试卷（共6页）第3页 CS扫描全能王 3亿人都在用的扫猫AP单 三、实验题：本题包括2小题，共16分，解答时只需把答案填在答题卷中的相应位置。 11,(6分)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具 座上，如图所示，接通电源使光源正常工作。 光源透镜M P拨杆遮光筒 毛玻璃 目镜 (1)M、N、P三个光学元件依次为 (填字母) A,双缝、滤光片、单缝 B.滤光片、双缝、单缝 C,单缝、滤光片、双缝 D,滤光片、单缝、双缝 (2)某同学测出记录的第1条亮条纹中心到第10条亮条纹中心的距离为△x,若双缝间距为d,光 屏与双缝间距离为L,计算该单色光波长的表达式为= (用题中字母表示)。 (3)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大 干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法有」 (填字母)》 A.改用蓝色激光 B.改用红色激光 C.增大双缝间距 D.将屏幕向远离双缝的位置移动 12.(10分)随着科技发展，智能手机不仅为我们的生活带来了便利，也可以利用它的摄像头和 内部传感器协助我们完成物理实验。某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中，利用了 智能手机磁传感器和一个磁性小球进行了如下实验： 个BT 蓝性小球 e机N 图2 图3 图1 (1)将摆线上端固定在铁架台上，下端系在小球上，做成图1所示的单摆。在测量单摆的摆长时， 先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得 摆球的直径为d(读数如图2所示)。从图2可知，摆球的直径为d= m。 (2)将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方，打开智能手机的磁传感器，准备测量磁 感应强度的变化。将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，手机软件记录磁感 应强度的变化曲线如图3所示。由图3可知，单摆的周期为 高二物理试卷（共6页）第4页 CS扫描全能王 】亿人都在用的月指AP中 (3)经测量得到6组不同的摆长L和对应的周期T,画出L-T2图线， 然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图4所示。则当地重力加 速度的表达式g= (用TA、Ta、LA、LB表示)：图4中 图像不过原点的原因可能是 。(填字母) A.计算摆长时用的是摆线长度加上小球直径 B.计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径 图4 (4)另一同学只通过一次实验测量出重力加速度，但由于操作失误，致使摆 球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图5 所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出 重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 图5 四、本题包括3小题，共44分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写 出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13.(12分)近年来随着中国汽车工业的飞速发展，新能源汽车已经越来越多走进了我们的生活， 它们具有节能、环保、智能化程度高、舒适、噪音小等优点。现有我国自主生产的某品牌新 能源汽车，其后轮胎标准胎压为240kP,容积为30L。当车外温度显示为27℃，胎压监测 系统(TPMS)显示一条后轮胎压刚好为240kPa,在某高寒地带测试车辆时，车外温度显示 为7℃，发现仪表盘上显示该轮胎胎压为220kP。假设车胎内气体可看作理想气体，车胎容 积视为不变，取T=什273K。 (1)通过计算说明，这条轮胎是否有漏气： (2)如果漏气，把漏气位置修复后，要使该车胎胎压恢复到240kP,需要充入温度7℃、压 强P。=1×10Pa的理想气体，求充入气体的体积至少需要多少（假设充气过程中车胎内 温度视为不变)？ 高二物理试卷（共6页）第5页 CS扫描全能王 3亿人都在用的月循A中 14.(14分)如图所示，两根电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内，MO间接有 阻值为R=5Ω的电阻，导轨相距d=1m,其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。 一根质量为m=0.5kg,电阻为r=12的导体棒CD垂直于导轨放置，并与导轨接触良好。 用平行于MWN的恒力F=8N向右拉动CD,CD受的摩擦阻力F恒为2N。求： (I)CD运动的最大速度大小： (②)当CD达到最大速度后，电阻R消耗的电功率是多少？ (3)当CD的速度为最大速度的一半时，CD加速度的大小。 M C 区XXX对XXX RKX××X×为× x××"××X文× ×X×XXX×× D 15.(18分)如图所示，平面直角坐标系xOy中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为B 的匀强磁场。第一、四象限内磁场方向垂直纸面向里，第二象限内磁场方向垂直纸面向外。 第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子从点S以 定初速度释放，初速度方向与x轴正方向的夹角为30°，从点K(0,)垂直y轴进入第四象限， 然后从P(L,0)点垂直x轴进入第一象限。不计粒子重力，求： AP + XX + + ×PXX ×【×X -X×× K × × + ×× (1)粒子经过P点时的速度的大小： (2)若仅将第二象限磁场大小变成2B,求粒子第2025次经过y轴时的纵坐标： (3)若撤去所有的电场和磁场，仅在第四象限的某一矩形区域内加一方向垂直于xO平面的 匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B,该粒子释放后仍能垂直x轴进入第一象限，试 求所加矩形磁场区域最小面积的可能值。 高二物理试卷（共6页）第6页 CS扫描全能王 3亿人都在用的月指A中高二物理答案（共 6 页）第 1 页 2024-2025 学年度下学期高二期末考试 高二物理参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C B D A C D AD AB CD 1、【答案】B 【解析】 麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故 A错误；奥 斯特最早发现了电流的磁效应，故 B正确；法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示 电场，故 C错误；密立根通过油滴实验精确测定了元电荷 e电荷量，故 D错误。 2、【答案】C 【解析】A、变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场。故 A错误； B、波源停止振动，机械波继续传播，电磁波也继续传播，故 B错误； C、当两列波频率相等时可以发生干涉现象，当障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多时产生衍 射现象，多普勒效应是波动过程共有的特征，无论是机械波、电磁波还是光波都会发生多普勒效 应，机械波和电磁波都能产生干涉、衍射现象和多普勒效应，故 C正确； D、机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时频率保持不变，波速发生变化，由 v ＝λf知波长也发生改变，故 D错误。 3、【答案】B 【解析】核反应方程 23490Th―→23491Pa＋ 0－1e放射出电子，是β衰变方程，23892U―→23490Th＋42He 是α衰变方程，选项 A错误；核反应方程 23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n是核裂变方程，也是链式 反应的反应方程，选项 B正确；在α衰变的过程中，电荷数少 2，质量数少 4，在β衰变的过程中， 电荷数多 1，质量数不变，设经过了 m次α衰变，则有 4m＝234－222＝12，解得 m＝3，经过了 n 次β衰变，则有 2m－n＝90－86＝4，解得 n＝2，选项 C错误；铝核 2713Al被α粒子击中后，核反应 方程为 2713Al＋42He―→3015P＋10n，选项 D错误。 4、【答案】D 【解析】双金属片上层金属的膨胀系数应该大于下层金属，故 A错误；常温下，上下触点 接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离，故 B错误；需要较高温度熨烫时，要调 节调温旋钮使升降螺丝下移并带动弹性铜片下移，故 C错误；双金属片温度传感器在电路的作用 相当于开关，控制电路的通断，故 D正确。 5、【答案】A 【解析】A．氢原子由 3n  至 2n  的能级差小于由 4n  至 2n  的能级差，故 Hα的频率比 Hβ的小，故 A正确； 高二物理答案（共 6 页）第 2 页 B． Hα在真空中的传播速度与 Hβ在真空中的传播速度相同，都为光速 c，故 B错误； C．因 Hα的频率比 Hβ的小，根据 c  可知 Hα的波长比 Hβ的大，根据 lx d   可知分别用 Hα和 Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时，Hβ对应的相邻条纹间距更小，故 C错误； D．若 Hβ照射某金属时发生光电效应，说明 Hβ的频率大于该金属的极限频率，由于 Hα的频 率比 Hβ的小，故 Hα的频率与该金属极限频率的大小关系无法确定，所以 Hα照射该金属时不一定 能发生光电效应，故 D错误。 6、【答案】C 【解析】根据光路可逆，若将 b光沿 a光的光路射向 O点，b光不能发生全反射，故 A错 误；依题意可得，a光的折射率比 b光更大，能量和频率都比 b光大，若用 a、b单色光分别检查 同一光学平面的平整度时，a光呈现的明暗相间的条纹要更窄，故 B错误；若用 a、b单色光分 别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a光发生的偏折更大，发生的侧移也大，故 D错误；若 用 a、b单色光分别照射同一光电管的阴极材料时，用 a光照射打出光电子的遏止电压更大，故 选 C。 7、【答案】D 【解析】设电阻 R1＝R2＝R，由电压表的示数为 5 V，则副线圈电流 I2＝ 5 V R ；原线圈电流 I1＝ 1 2 I2＝ 5 V 2R ；原线圈电压 U1＝ n1 n2 U2＝10 V；通过 R1的电流 IR1＝ 10 V R ；由题意可知： 10 V R ＋ 5 V 2R ＝ 0.5 A，解得 R＝25 Ω，故 D正确。 8、【答案】AD 【解析】图甲所示光电管中的电场方向水平向右，电子从金属板逸出后，受到的电场力水 平向左，电子做加速运动，所以电子飞到阳极 A的动能比其逸出阴极 K表面时的动能大，选项 A 正确；向右移动滑动变阻器滑片，光电管中电压增大，当光电管中的电流达到饱和光电流时，电 流表示数将不再增大，选项 B错误；根据光电效应方程 hν＝W0＋Ek，结合遏止电压 eUc＝Ek，整 理得 Uc＝ h e ν－W0 e ，③遏止电压大于①遏止电压，所以③光子的频率大于①光子的频率，选项 C 错误；①②遏止电压相同，①②光的频率相同，所以①②是同种颜色的光，①的饱和光电流大于 ②的饱和光电流，①的光强比②的大，选项 D正确。 9、【答案】AB 【解析】A．根据理想气体状态方程有 0 0 2 3 A C p V p V T T   可得 A CT T 则 A状态到 C状态的内能增大，又此过程气体膨胀对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸热， 故 A正确； B．根据理想气体状态方程有 0 0 2 2 3 B C p V p V T T    可得 B CT T 高二物理答案（共 6 页）第 3 页 则 B状态气体分子平均动能大于 C状态气体分子平均动能，故 B正确； C．根据 p − V图像与横轴围成的面积表示做功大小，则 B→C过程气体对外做功满足 0 0 0 2 3 2 2BC p pW V p V  C→D过程外界对气体做功 0 02 2CDW p V p V  可知 B→C过程气体对外做功小于 C→D过程外界对气体做功，故 C错误； D．气体从 A状态开始，经过 A→B→C→D→A，最后回到初始状态 A，由于气体的内能变化为 0， 根据热力学第一定律可知，气体在整个过程中从外界吸收的总热量等于气体对外界做的功，即可 以用 ABCD的面积来表示，故 D错误。 10、【答案】CD 【解析】AC．设 0x  处质点振动方程为  0cos cmy A t   当 0t  时， 0x  处质点由图甲知 3y  cm，质点沿 y轴负方向运动，有 03cm 6cos cm 解得 0 1 3   1 s 6 t  时，由图乙知 0x  处质点， 0y  , 0 20 6cos cmt T        解得 2sT  , 2 rad / s T    则质点的振动方程为 π6cos π cm 3 y t      B．由图可知，该波波长为λ=6m则波速大小 3m / sv T    D．由图乙知 1 s 6 t  时波传播到 1 6mx  处，从 0t  时开始，该波传至 7mx  处所用的时间为 1 2 0.5s x xt t v     11、【答案】(1) D (2) Δ�� 9� (3) BD（对而不全的给 1分） （每空 2分，共 6分） 【解析】 (1)光从透镜射出后,经过滤光片,增强光的单色性,然后经过单缝,使光的平行性更好,最后 经过双缝,发生干涉现象,故 D正确,A、B、C错误。 (2)由公式可得Δ� 9 = � � λ,可得该单色光波长的表达式为λ=Δ�� 9� . (3)由上式可知,要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可改用波长更长的红色激光、减小双缝间 距 d或将屏幕向远离双缝的位置移动增加像屏与双缝间距离 L,故 B、D正确,A、C错误。 12、【答案】(1)5.980（5.978---5.982之间均可给分） (2) 02t (3) 2 2 24 A B A B L L T T    B (4)偏大 （每空 2分，共 10分） 【解析】（1）由图 2可知，摆球的直径为 5.5mm 48.0 0.01mm 5.980mmd     高二物理答案（共 6 页）第 4 页 （2）实验中，磁性小球经过最低点时测得的磁感应强度 B最大，根据图 3有 0 1 2 t T 解得周期为 02T t （3）根据 2 LT g  解得 224 gL T   结合 2L T 图像，可得 2 224 A B A B g L L T T k      解得 2 2 24 A B A B L Lg T T    结合上述可知，考虑磁性小球的半径时 2 24 gL T    图像过会过原点，其中 L L R   同理，若没有考虑磁性小球的半径时 224 gL T R    故图 4中图像不过原点的原因是没有考虑磁性小球的半径，故选 B。 （4）以 L表示摆线长，表示摆线与竖直方向的夹角，m表示摆球的质量，F 表示摆线对摆球的拉力，T 表示摆球圆锥摆运动的周期，如图 由牛顿第二定律得 22sin sinF m L T        在竖直方向，由平衡条件得 cosF mg  解得 cos2 L θT π g  单摆的周期公式 2 LT g  单摆运动的等效摆长 cosL  小于单摆摆长 L，则单摆周期的测量值偏小，根据单摆周期公式求出 的重力加速度 2 2 4g L T   偏大，即重力加速度的测量值大于真实值。 13、【答案】（1）轮胎漏气 （2）6L 【解析】（1）已知 T1=273K+27℃=300K，T2=273K+7℃=280K p1=240kPa，p2=220kPa 假设轮胎没有漏气，由查理定律得 1 2 1 2 p p T T   （2分） 解得 2 224kP 22 Pa> 2k ap   （2分） 可知该轮胎漏气。 （2分） （2）已知轮胎容积为 V0=30L，忽略充气过程中气体的损失： 方法一： 假设充入气体先变为压强 p2=220kPa的气体，由玻意耳定律得 0 2p V p V   （2分） 压强 p2=220kPa的气体再变为压强 p1=240kPa的气体 高二物理答案（共 6 页）第 5 页 由盖吕萨克定律 2 0 1 0)p V V pV  （ （2分） 解得 �V=6L （2分） 方法二： 充气过程满足 2 0 0 1 0p V p V pV   （3分） 解得 �V=6L （3分） 14、【答案】 (1) 36m/s (2) 180 W (3) 6 m/s2 【解析】(1)设导体棒的运动速度为 v，则 产生的感应电动势为：E＝Bdv （1分） 根据闭合电路欧姆定律有：I＝ E R＋r （1分） 则安培力为：F0＝BdI （1分） 据题意分析，当 v最大时，有：F－F0－Ff＝0 （1分） 联立以上各式得：vm＝36 m/s （1分） (2)棒 CD速度最大时，同理有：Em＝Bdvm （1分） Im＝ Em R＋r （1分） 而 PRm＝I2m·R 联立得：PRm＝180W （2分） (3)当 CD速度为 1 2 vm时有：E′＝Bdvm 2 （1分） I＝ E′ R＋r F′＝BId 据牛顿第二定律有：F－F′－Ff＝ma （2分） 联立得：a＝6 m/s2 （2分） 15、【答案】 （1） Bql m ；（2）y=3035l；（3）见解析 【解析】（1）粒子在第四象限内的磁场中由洛伦兹力提供向心力 2 0 0 0 qB m R  vv （1分） 根据几何关系有 0R l （1分） 解得 0 Bqlv m  （2分） （2）结合粒子的运动轨迹可得： 粒子在第一象限运动，由洛伦兹力提供向心力： 2 0 0 0 qB m R  vv 可得粒子在第一象限运动的轨道半径为 R0=l，直径为 d1=2 l； （2分） 高二物理答案（共 6 页）第 6 页 粒子在第二象限内的磁场中，由洛伦兹力提供向心力 2 0 02 vq Bv m R   可得粒子在第二象限运动的轨道半径为 R=0.5 l，直径为 d2= l； （2分） 则粒子第 2025次经过 y轴时的纵坐标：y= 220243  ll =3035l； （2分） （3）由题意得：粒子释放时速度大小为 v= 3 32 v0 在磁场中运动时，有 qvB＝mv 2 r ，解得 r＝mv qB = 3 32 l （2分） 若磁场方向垂直纸面向里，轨迹如图甲所示， 甲 乙 最小矩形磁场的边界长为 3r，宽为r 2 ，面积为 S1= 3 32 l2 （3分） 若磁场方向垂直纸面向外，轨迹如图乙所示， 最小矩形磁场的边界长为 2r，宽为 3 2 r，面积为 S2=4l2 （3分） （注：此小题只求出一种情况的得 5 分）