海南省海口市2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题

物理试题第 页（共 6页）1 机密 启用前 海口市 2024～2025学年第二学期 高二年级期末考试（物理） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 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．手机充电器内部理想变压器将交流电降压为手机充电。变压器原、副线圈匝数比为 44:1， 充电器功率为 20W，原线圈输入电压 V100sin2220 t)(u  ，则 A．原线圈输入电压有效值为 V2220 B．副线圈中交流电的频率为 50Hz C．副线圈的电压为 50V D．副线圈的电流为 2A 2． 如图，甲为一列横波在 0.5s=t 时的 波动图像，乙为该波 m4x 处质点 P的振动图像，下列说法正确的是 A．该波的传播速度为 4m/s B．该波沿 x 轴负方向传播 C． 0.5s=t 时， m4x 处的质点刚开始振动 D．从 0.5s=t 到1.75s的过程，质点 P 运动的路程为1.2cm 3． 《中国制造 2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重 要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图，一智能机械臂铁夹夹起一个金 属小球后静止在空中，铁夹与球接触面保持竖直，则 A．小球对铁夹的摩擦力方向竖直向下 B．小球受到的摩擦力与重力是一对相互作用力 C．若铁夹竖直匀速上升，小球受到的摩擦力变大 D．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力就变大 4． 质量可以用天平来测量，但是在太空，物体完全失重，用天平无法测量质量。 如图是 采用动力学方法测量空间站质量的原理图，飞船与空间站对接后，推进器的推力大小 为 F 时，飞船和空间站在推力方向上一起运动的加速度大小为 a， 若飞船质量为 1m ，空间站的质量为 A． 1ma F  B． 1ma F  C． a Fm 1 D． a F 物理试题第 页（共 6页）2 5． 中国空间站的机械臂具有强大的功能和多种用途。如图，若在 空间站伸出的机械臂外端安置一微型卫星，微型卫星与空间站 一起绕地球做匀速圆周运动，且微型卫星、空间站和地球中心 始终位于同一直线。不计一切阻力，忽略空间站和微型卫星的 尺寸及它们之间的万有引力，则 A．微型卫星的线速度比空间站的小 B．微型卫星的加速度比空间站的小 C．微型卫星的周期比空间站的大 D．机械臂对微型卫星的作用力大小不为零，方向指向地心 6． 一定质量的理想气体从状态 A开始依次经过状态 B到状态 C再回到状态 A，其 T V 1 图像如图，其中 C 到 A的曲线 为双曲线的一部分。下列说法正确的是 A．从 A到 B的过程中，气体对外做功，压强增大 B．从 B到 C的过程中，气体吸收热量，外界对气体做功 C．从 C到 A的过程中，气体的压强不变，内能减小 D．从 A到 B的过程中，气体在单位时间、单位面积上与器壁碰撞的分子数变多 7． 如图，质量 m的子弹以水平速度 0v 射向静止在光滑水平桌面上的木块，木块质 量M ，子弹进入木块后并未穿出，忽略木块质量的损失。则 A．二者共同速度大小为 M mv0 B．子弹损失的动能等于木块增加的动能 C．整个过程中子弹对木块的冲量大小为 Mm mMv  0 D．整个过程中木块和子弹组成的系统机械能守恒 8． 如图，折射率为 2 的棱镜的横截面为等腰直角三角形 ABC ， ACAB  ，BC边 所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于 BC方向经 AB边上的M 点射入 棱镜，若这束光在 BC边上O点反射后，恰好射向顶点 A，O点图中未标出，下 列说法正确的是 A．在M 点折射角为 60 B．在 BC上反射角为 30 C．M 位于 AB中点 D． 3:3: AOMO 物理试题第 页（共 6页）3 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出四个选项中，有多个选 项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。 9． 如图，在研究光电效应的实验中，用频率为 的单色光照射阴极 K时，能发生光 电效应，测得遏止电压为U ，已知电子的电荷量为 e，普朗克 常量为 h，下列说法正确的是 A．测量遏止电压时，电源左端为正极，右端为负极 B．光电子的最大初动能为 eU C．若电源左端为负极，右端为正极，滑片 P 向右滑动时，电 流表的示数一定减小 D．若增大入射光的强度，测得遏止电压一定大于U 10．如图，空间存在足够大的水平方向的匀强电场，绝缘的曲面轨 道处于匀强电场中，曲面上有一带电金属块在力 F 的作用下沿 曲面向上移动。已知金属块在向上移动的过程中，力 F 做功 J40 ，金属块克服电场力做功 J10 ，金属块克服摩擦力做功 J20 ， 重力势能改变了 J30 ，则 A．电场方向一定水平向右 B．带电金属块一定带正电 C．在此过程中金属块电势能增加 J10 D．在此过程中金属块机械能增加 J10 11．如图的电路中，定值电阻 R的阻值大于灯泡 A的阻值。自感线圈 L的阻值非常小，可忽略不计。下列说法正确的是 A．开关S由闭合到断开时，电阻 R的电流方向由�流向� B．开关S闭合至电路稳定时，灯泡 A两端的电压比电阻 R两端 的电压高 C．开关S由断开到闭合时，灯泡 A将逐渐变亮 D．开关S由闭合到断开时，灯泡 A先闪亮一下然后逐渐变暗 12. 如图，在 xoy平面内存在着磁感应强度大小均为 B的匀强磁场，其中第一、二、四象 限内的磁场方向垂直纸面向外，第三象限内的磁场方向垂直纸面向里， ），（ 0LP  、 ）（ LQ ,0 为坐标轴上的两个点。现有一电量大小为 q、质量为m的带正电粒子（不 计重力），以与 x轴正向成 45 的速度从 P点射出，恰好经原点O并能到达Q点，则 下列对 PQ段运动描述正确的是 A．粒子运动的最短时间为 qB m B．粒子运动的总路程可能为 L2 C．粒子在Q点的速度方向可能与 y轴垂直 D．粒子从 P点到O点的时间与从O点到Q点的时间之比可能为 1:3 物理试题第 页（共 6页）4 13. 如图，质量为 kgm 4 的滑块（可视为质点）放在光滑平台上，向左缓慢推动滑块压 缩轻弹簧至 P点，释放后滑块以一定速度从 A点水平飞出后，恰好从 B点无碰撞滑入 竖直平面内的光滑圆弧轨道 BC，然后从C点进入与圆弧轨道 BC相切于C点的水平 面CD，同一竖直平面内的光滑半圆轨道DE与水平面CD相切于D点。已知圆弧轨道 BC的半径 mR 31  ，��两点的高度差 mh 8.0 ，光滑圆弧 BC对应的圆心角为 53 ， 滑 块 与 CD 部 分 的 动 摩 擦 因 数 1.0 ， mLCD 2 ，重力加速度 2/10 smg  。则 A．弹簧对滑块做的功为 J18 B．滑块到达 B点时的速度大小为 m/s4 C．滑块到达圆弧末端C时对轨道的压力大小为 N 3 316 D．若滑块冲上光滑半圆轨道后中途不会脱离半圆轨道，轨道��的半径�2满足的条件： m9.02 R 或 m4 9 2 R 三、实验题：本题共 2 小题，共 18 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演 算过程。 14．（10 分） （1）某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。他测出小钢球的直径 d 、质 量m，将不可伸长的轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，然后拉起小钢 球至某一位置，测出轻绳与竖直方向之间的夹角 ，随即将其由静止释放。小钢球在竖直平 面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值 TF 。改变 ，重复上述过程。根 据测量数据在直角坐标系中绘制 cosTF 图像。当地重力加速度 为 g。 ①用游标卡尺测小球直径 d 时，示数如图乙，则 d mm。 ②同学绘制的 cosTF 图像如图丙所示，若小球运动过程中满足机械能守恒，则图像 的斜率大小 k （用题中所给物理量的符号表示）。 物理试题第 页（共 6页）5 （2）某同学用 DIS 研究“在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验,实验 装置如图。 ①测得的实验数据,仔细观察压强与体积的乘积 PV 的数值，发现越来越小，造成这一 现象的可能原因是（ ） A．实验时环境温度升高了 B．实验时外界大气压强发生了变化 C．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏 D．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大 ②为了探究一定质量气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相 同的规律，他们进行了两次实验。得到的 VP  图像如图甲，由图可 知两次实验气体的温度大小关系为 1T 2T（选填“”“”或“”）。 ③该同学在另一次实验中又绘制了 V P  1 图像，如图乙，则连接 注射器与压强传感器的软管内的气体体积为 。 15．（8 分） 某同学在测量两节干电池串联时的电动势和内阻时所用的器材如 下： A．两节干电池：总电动势约为 V3 ，总内阻约为 5.0 ； B．电压表V：量程为 V3 ，内阻约为几千欧； C．电流表A：量程为100mA，内阻为 5.4 ； D．定值电阻 0R 阻值为 5.0 ； E．滑动变阻器 R：0～10Ω； F．开关，导线若干。 （1）该同学设计出如图甲所示的电路图，实验开始时，滑动变阻 器滑片 P应放在 端（“ a”或“b”）。 （2）实验中，该小组闭合开关，调节滑动变阻器，多次测 量得出多组电压表V的示数U 和电流表A的示数 I ，由图乙 读出某次测量的电压表读数为 V，通过描点画出 IU  图像如图丙所示，该两节干电池的总电动势 E V（保 留三位有效数字），总内阻 r （保留两位有效数字）。 物理试题第 页（共 6页）6 四、计算题：本题共 3 小题，共 38 分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求 写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 16.(10 分) 镭（ Ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知 Ra22688 的半衰期为 1620 年， Ra22688 能自发地放出 粒子而变成新核（ Rn）， Ra 226 88 原子核的质量为 226.0254u， 衰变后产生的 Rn原子核的质量为 222.0175u， 粒子的质量为 4.0026u，已知 1u 相 当于 931.5MeV 的能量，求： （1）写出该核反应的方程式。 （2）一个 Ra22688 发生�衰变所放出的能量是多少？（保留三位有效数字） （3）75%的 Ra22688 发生衰变所经历的时间。 17.(12 分) 空间中存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为 E，磁感应强度大小为 B。一质量为 m的带电油滴 a，在纸面内做半径为 R的匀速 圆周运动。当油滴 a运动到最低点 P时，在内力作用下瞬间分成两个小油滴Ⅰ、Ⅱ， 二者带电量、质量均相同。Ⅰ在 P点时与油滴 a的速度方向相同，并做半径为 R3 的 匀速圆周运动，轨迹如图。Ⅱ的轨迹未画出。已知重力加速度大小为 g，不计空气 浮力与阻力以及Ⅰ、Ⅱ分开后的相互作用，求 （1）油滴 a的电性和电量； （2）油滴 a做匀速圆周运动的速度大小； （3）小油滴Ⅱ速度大小。 18.(16 分) 如图，竖直平面内有一半径为 r、电阻为 1R 、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M 、 N 处与相距为 r2 、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF 相接，EF 之间的电阻为 2R ， 已知 RR 121  ， RR 42  。在MN 上方及CD下方有水平方向的匀强磁场 I 和Ⅱ，磁感应 强度大小均为 B。现有质量为m、电阻不计的导体棒 ab，从半圆环的最高点 A处由静止 下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好。已知导体棒 ab 下落 2 r 时的速度大小为 1v ，下落到 MN 处的速度大小为 2v ，重力加速度大小为 g。 （1）求导体棒 ab从 A下落 2 r 时电流的大小和方向； （2）若导体棒 ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场 I 和Ⅱ之间的距离 h和 2R 上的电功率 2P ； （3）若将磁场Ⅱ的CD边界略微下移，导体棒 ab刚进入磁场Ⅱ 时速度大小为 3v ，要使其在外力 F 作用下做匀加速直线运动，加速 度大小为 a，求所加外力 F 随时间 t变化的关系式。 物理试题参考答案 第 页 （共 3页）1 机密 启用前 海口市 2024～2025 学年第二学期 高二年级期末考试（物理）参考答案 一、单项选择题：本题共8 小题，每小题3 分，共24 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。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B A A B D C C D 二、多项选择题：本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20分。在每小题给出四个选项 中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分， 有错选的得 0 分。 三、实验题：本题共 2小题，共 18 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不 要求写出演算过程。 14 （10 分） (1) ① 12.30 （2 分） ②2雅 （2分） (2) ① C （2 分） ② > （2分） ③ V1 （2分） 15（8分） （1） a (2分) （2） 2.20V (2分) 2.95（2.93～2.96） (2分) 0.50（0.48～0.51） (2分) 四、计算题：本题共3小题，共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处， 要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 16 (10分) （1）核反应方程式： 22h → 2  h 222 （2分） （2）衰变过程中的质量亏损 mmmm RnRa  ① （2分） 释放的能量 2mcE  ② （2分） 得 MeV94.4E ③ （1分） （3）根据半衰期定义 T t mm       2 1 0剩 ④ （1分） 75%的 22h 发生衰变所经历的时间 T t       2 1%751 ⑤ （1分） 解得 年32402  Tt ⑥ （1分） 题号 9 10 11 12 13 答案 AB CD AC ABD ACD 物理试题参考答案 第 页 （共 3页）2 17（12分） （1）油滴 a做圆周运动，故重力与电场力平衡， 可知油滴 a带负电。 （1分） 由 Eqmg  ① （1分） 解得 E mgq  ② （1分） （2）根据洛伦兹力提供向心力 R vmBqv 2  ③ （2分） 解得油滴 a做圆周运动的速度大小为 E gBRv  ④ （1分） （3）设小油滴Ⅰ的速度大小为 1v ，得 2 23 1 qB vm R  ⑤ （2分） 解得 E gBRv 31  ⑥ （1分） 设分离后小油滴Ⅱ的速度为2，取油滴 a分离前瞬间的速度方向为正方向 ，带电油滴 a分离前后水平方向动量守恒， 21 22 vmvmmv  ⑦ （2分） 解得 E gBRv 2 ， 小油滴Ⅱ速度大小为 E gBR ⑧ （1分） 18（16分）（1）导体棒 ab从 A下落 2 r 时， 由右手定则可知，导体棒 ab电流方从 a流向b （1分） 棒中产生感应电动势 111 vBLE  ① （1分） 其中 rL 31  ② （1分） 下落 2 r 时，半圆形金属环上半部分电阻为 R8 ， 下半部分电阻为 R4 ，则 R RRR RRRR 4 448 )44(8 1   总 ③ （1分） 物理试题参考答案 第 页 （共 3页）3 由各式可得到 R Brv R E 4 3I 1 1 1 1  总 ④ （1分） （2）当导体棒ab通过磁场II时，由于棒中电流大小始终不变，则安培力恰好等 于重力，即 BIrmg 2 ⑤ （1分） tBrvE 2 ⑥ （1分） R RR RR 3 412 48 2   并 , 并R EI  ⑦ （1分） 导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动， 有 ghvvt 2 2 2 2  ⑧ （1分） 得 g v rB gmRh 232 9 22 44 22  ⑨ （1分） 此时导体棒的电功率为 2 2 2 R EP  ⑩ （1分） 得 22 22 2 16 9 rB RgmP  ⑪ （1分） （3）设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为 ，此时安培力大小为 rIBF  2 ⑫ R vBr R EI t 3 2 3     ⑬ （1分） 由于导体棒ab做匀加速直线运动，有 atvvt  3 ⑭ （1分） 根据牛顿第二定律，有 maFmgF  ⑮ （1分） 解得 mgma R atvrBF  3 )(4 3 22 ⑯ （1分）