湖南省永州市第一中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷

永州一中 2025年上期高二年级期末考试·物理 第 1 页 （共 6页） 永州一中 2025年上期高二年级期末考试试卷 物 理 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡上。 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，再选涂其它答案标号。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 6小题，每小题 4分，共 24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1． 2025年 1月 20日，中国“人造太阳”装置 EAST利用核反应 2 3 41 1 2H H He X   释放能量，首次 创下“亿度千秒”的世界新纪录。下列关于该反应的说法正确的是 A．X为质子 B．该反应释放能量，质量数守恒 C．该反应为 衰变 D． 21H和 3 1H结合能之和大于 4 2He的结合能 2． 如图所示，一重力为 G的灯笼用轻质细绳悬挂在屋檐下方，在水平风力的作用下，细绳偏离竖 直方向θ角后保持静止。不考虑灯笼受到的空气浮力，下列说法正确的是 A．灯笼所受细绳的拉力是由于灯笼发生微小形变产生的 B．水平风力可能大于细绳的拉力 C．水平风力不可能大于重力 D．若水平风力增大，细绳的拉力一定增大 3． 凤仙花的果实成熟后会突然裂开，将种子以弹射的方式散播出去。如图所示，多粒种子同时以 相同速率向不同方向弹射，不考虑叶子的遮挡，忽略种子运动过程所受的空气阻力。下列说法正 确的是 A．沿轨迹Ⅰ运动的种子，经过最高点 P时速度为零 B．若轨迹Ⅰ运动的种子与轨迹Ⅱ运动的种子运动轨迹相交于 Q点，则两颗种子在 Q点相撞 C．每一粒种子，在任意相同时间内速度变化量相同 D．位置越高的果实，弹射出的种子落地点一定离凤仙花越远 永州一中 2025年上期高二年级期末考试·物理 第 2 页 （共 6页） 4． 2024年珠海航展上，我国自主研发的最新隐身战斗机歼 35 A 公开亮相。如图所示，歼 35 A 表 演时，先沿直线 ab水平向右飞行，再分别沿弧线 bc和 cd运动，整个过程中飞行轨迹在同一竖 直面内且运动速率保持不变，下列说法正确的是 A．在 bc段歼 35 A 处于超重状态 B．整个过程中歼 35 A 始终处于平衡状态 C．在 cd段歼 35 A 克服重力做功的功率逐渐增大 D．整个过程中歼 35 A 的机械能守恒 5． 某时刻一列简谐横波在某弹性介质中的波形图如图所示，介质中的三个质点 a、b、c此时刻对 应的位置如图，已知质点 b在介质中振动的频率为 5Hz，此时刻质点 c的动能正在逐渐增大，且 此时刻质点 c对应的 y轴坐标为-2.5cm，下列说法正确的是 A．此时刻质点 a的加速度沿 y轴正方向且达最大值 B．质点 a、b、c振动频率相同，做的不是受迫振动 C．从此时刻开始经过 7 s 120 ，质点 b和质点 c的振动速度相同 D．从此时刻开始计时，质点 c的振动方程为 55sin 10 cm 6 y t       6． 如图所示，两条完全相同的圆弧形材料 AOB和 COD，圆弧对应的圆心角都为 120°，圆弧 AOB 在竖直平面内，圆弧 COD在水平面内，以 O点为坐标原点、水平向右为 x轴正方向，两弧形材 料均匀分布正电荷，P点为两段圆弧的圆心，已知 P点处的电场强度为 E0、电势为 0，设圆弧 AO在圆心 P处产生的电场强度大小为 E，产生的电势为，选无穷远的电势为零，下列说法正 确的是 A． 0 3 3 E E 0 4   B． 0 3 6 E E 0 3 4    C．将质子（比荷 e m ）从 P点无初速释放，则质子的最大速度为 0 2 e m  D．若两段弧形材料带上的是等量异种电荷，x轴上各点电场强度为零，电势为零 二、多项选择题：本题共 4小题，每小题 5分，共 20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对 得 5分，选对但不全的得 3分，有选错或不选的得 0分。 7． 2024年 9月 27日，我国成功发射首颗可重复使用返回式技术试验卫星一实践十九号卫星。如 图所示，实践十九号卫星和中国空间站均绕地球做匀速圆周运动，且卫星轨道半径小于空间站 轨道半径。下列说法正确的是 A．卫星的发射速度小于第一宇宙速度 B．卫星的线速度大于空间站的线速度 C．卫星的运行周期大于空间站的运行周期 D．卫星的向心加速度大于空间站的向心加速度 永州一中 2025年上期高二年级期末考试·物理 第 3 页 （共 6页） 8． 如图所示，一束复色光由真空从 P点射入玻璃球经折射后分解为 a、b两束单色光。下列说法正 确的是 A．a光频率大于 b光频率 B．a光在玻璃球中传播时间大于 b光在玻璃球中传播时间 C．若 a光能使某金属发生光电效应，b光也能使该金属发 生光电效应 D．ab两束光用同一装置进行双缝干涉实验，a光干涉条纹间距更大 9． 如图甲所示，匝数 n=2的矩形线框在匀强磁场中环绕中心轴线 OO'以恒定的角速度转动，通过 电刷与电路相连接，已知线框的电阻值 r=1Ω，定值电阻的阻值 R=9Ω，矩形线框中产生的感应 电动势随时间的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是 A．t=0.005s时，电压表的示数为18 2V B．穿过线框的最大磁通量为 2 Wb 10 C．一个周期的时间内，定值电阻上产生的热量为 0.72J D．0~0.005s的时间内，流过定值电阻的电荷量为 0.01C 10．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，电阻不计，导轨间距为 L，顶端接一阻值为 R 的电阻。矩形匀强磁场 I的高为 d，匀强磁场 II足够高，两磁场的间距也为 d，磁感应强度大小 均为 B、方向均垂直纸面向里。一质量为 m、电阻也为 R的金属棒 MN置于导轨上，与导轨垂 直且接触良好。将金属棒由静止释放，运动距离为 s时进入匀强磁场 I。已知金属棒进入磁场 I 和 II时的速度相等，重力加速度为 g。下列说法正确的是 A．金属棒刚进入磁场 I时其两端的电压为 1 2 2 BL gs B．金属棒在磁场 II中运动的最大速度为 2 2 2mgR B L C．金属棒穿过磁场 I的过程中，金属棒产生的热量为mgd D．金属棒在磁场 I中运动的时间为   2 2 2 2 2 s dB L d s mgR g g    永州一中 2025年上期高二年级期末考试·物理 第 4 页 （共 6页） 三、非选择题：本题共 5小题，共 56分。 11．（6分）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图甲所示的装置。 （1）该实验中，小车与力传感器总质量为 M，砝码及砝码盘的质量为 m， （填“需要” 或“不需要”）满足M m ； （2）在平衡小车与长木板之间的阻力后，得到如图乙所示的纸带，A、B、C、D、E点为纸带上 选取的相邻五个计数点，纸带上相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出。已知打点计 时器的打点周期为 0.02s，则小车的加速度大小 a= m/s2（结果保留两位有效数字） （3）改变砝码的质量，重复实验，得到多组小车的加速度 a及对应的力传感器示数 F，根据测 量数据作出的 a F 图线为如图丙所示的直线，图像不过原点的原因是___________。 A．平衡阻力不足 B．平衡阻力过度 12．（10分）某实验小组同学要测量阻值约为300的定值电阻 Rx，现备有下列器材： A．电流表 A（量程为 10mA，内阻 RA=30Ω）； B．电压表 V（量程为 3V，内阻约为3k）； C．滑动变阻器 R1（阻值范围为0 ~ 10，额定电流为 2A）； D．定值电阻 R2（阻值为750）； E．直流电源 E（电动势为 4.5V，内阻不计）； F．开关 S和导线若干。 （1）实验小组设计了如图甲、乙所示的两种测量电路，则应选择图 （填“甲”或“乙”） 所示的电路测量。 （2）若采用（1）中所选电路进行测量，得到电压表和电流表的示数如图丙所示，则电压表的示 数 U= V，电流表的示数 I= mA，由此组数据可得待测电阻的测量值 Rx= 。 （3）小组内一同学用所给的器材组成如图丁所示的实验电路来测量电压表的内阻，实验记录电 压表，电流表的示数分别为 U、I，则电压表的内阻 RV （用题中所给字母表示） 永州一中 2025年上期高二年级期末考试·物理 第 5 页 （共 6页） 13．（10分）右端开口、水平放置的导热气缸内封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为 m、横截 面积为 S、气密性良好，气体的初始稳定体积为 V0，环境温度为 T0，大气压强为 p0，重力加速 度大小为 g，活塞和气缸间的摩擦可忽略不计。 （1）保持环境温度不变，将气缸开口向上竖直放置，求稳定后气体的体积 V1； （2）将气缸开口斜向右上平行斜面静止放置在斜面上，并使环境温度变为 2T0。已知斜面倾角 为θ且足够粗糙，求稳定后气体的体积 V2。 14．（14分）如图所示，在区域Ⅰ中存在竖直向下的匀强电场，区域Ⅱ中存在垂直纸面向外的匀强磁 场，两区域宽度均为 d，区域Ⅲ中不存在电场和磁场且宽度可变，区域Ⅳ中存在垂直纸面向里 的匀强磁场，磁感应强度为区域Ⅱ的 k（k>0）倍。一个质量为 m、电荷量为 q（q>0）的粒子以 初速度 v0沿水平方向从 P点射入区域Ⅰ，经过 Q点进入区域Ⅱ，此时速度方向与水平方向夹角为 θ。粒子从 Q点正下方的 Q＇点进入区域Ⅲ，离开区域Ⅳ后再次经过 Q＇点。粒子所受重力不计。 求： （1）区域Ⅰ的电场强度大小 E； （2）区域Ⅱ的磁感应强度大小 B； （3）粒子第一次经过 Q点到第二次经过 Q点的时间 t与 k的关系。 永州一中 2025年上期高二年级期末考试·物理 第 6 页 （共 6页） 15．（16分）如图（a），一固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道圆心为 O，半径 R=0.2m，底端 C点切 线水平。原长 l0=0.22m、劲度系数 k=100N/m的轻弹簧，一端挂在过 O点的光滑水平轴上，另 一端拴接一个质量 m1=1kg的小球，小球静止在 C点。轨道右边水平地面上有一长 L=6m，质量 M=1.5kg的木板 AB，A端与 C端的距离 s=7m，AB上表面与 C点等高。t=0时，一质量 m2=3kg 的滑块以 v0=9m/s的水平初速度滑上木板的 B端，之后一段时间内滑块和木板的速度 v与时间 t的关系图像如图（b）所示。滑块和小球均可视为质点，木板 A端碰到 C端会立即被粘住，取 重力加速度大小 g=10m/s2。 （1）求滑块与木板之间的动摩擦因数μ1以及木板与地面之间的动摩擦因数μ2； （2）求滑块运动到木板 A端时的速度大小 vA； （3）滑块与小球在 C点发生弹性正碰后，小球随即沿圆弧轨道运动，试通过计算分析小球能否 到达圆弧轨道的最高点。若能到达，求出在最高点处小球对轨道的压力大小；若不能到达， 求出小球脱离轨道时，弹簧与竖直方向夹角的余弦值。 永州一中 2025年上期高二年级期末考试·物理参考答案及评分标准 第 1页（共 4页） 永州一中 2025年上期高二年级期末考试 物理参考答案及评分标准 一、选择题（单选题每小题 4 分，共 24 分。多选题每小题 5 分，共 20 分。） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D C A C D BD CD BC ACD 二、非选择题 11． （1）不需要（2分） （2）1.0（2分） （3）A（2分） 12． （1）甲（2分） （2）① 1.60（2分） ② 5.0（2分） ③ 290（2分） （3） 2 2 UR IR U （2分） 13．（10分） 解：（1）气缸开口向上放置时有 0 1mg p S p S  （2分） 根据玻意耳定律有 0 0 1 1 p V pV （2分） 解得 0 0 0 0 1 0 0 p V p V SV mg p S mgp S    0 0 1 0 0 p V SV mg p S mgp S   （1分） （2）气缸开口斜向右上时有 0 2sinmg p S p S   （2分） 根据理想气体状态方程有 0 0 2 2 0 02 p V p V T T  （2分） 解得 0 0 2 0 2 sin p V SV mg p S   （1分） 14．（14分） 解：（1）由题知，在竖直方向有 y 0 tanv v  （1分） 由牛顿第二定律 qE ma （1分） 且 2 2yv ad （1分） 永州一中 2025年上期高二年级期末考试·物理参考答案及评分标准 第 2页（共 4页） 联立解得 2 2 0 tan 2 mvE qd   （1分） （2）在区域 II由几何关系得 2 1cosr   d （1分） 根据洛伦兹力提供向心力 2 1 vqvB m r  （1分） 又有 0 cos vv   （1分） 解得 02mvB qd  （1分） （3）在区域 II中，运动时间 1 1 2 2 t T     且 11 2 rT v   （1分） 在区域 IV中 2 2 vqv kB m r   （1分） 运动时间 22 2 rT v   ， 2 2 2 2 2 t T     （1分） 在区域Ⅲ中，由几何关系得 2 2 sin tan cos rs r     （1分） 运动时间 3 st v  总时间 1 3 22t t t t  （ ） （1分） 解得     0 0 2 tan d dt v kv           （1分） 永州一中 2025年上期高二年级期末考试·物理参考答案及评分标准 第 3页（共 4页） 15．（16分） 解：（1）由图乙可得滑块的加速度大小为 201 4m / s v va t    （1分） 木板的加速度大小为 2 2 5m / s va t   （1分） 对滑块由牛顿第二定律得 1 2 2 1m g m a  （1分） 对木板由牛顿第二定律得  1 2 2 2 2m g M m g Ma    （1分） 解得 1 0.4  ， 2 0.1  （1分） （2）0 ~1s内，设滑块的位移 01 7m2 v vx t  （1分） 木板的位移大小为 2 2.5m2 vx t  （1分） 由于 1 2x x L  ，故 1st  时，滑块还未到木板 A端，1s后，滑块 与木板一起做匀减速运动，加速度大小设为 3a ， 有    2 2 2 3M m g M m a    解得 2 3 1m / sa  （1分） 设木板 A端运动到 C端时滑块速度大小为 1v ，由匀变速直线运 动规律有  2 21 3 22v v a s x    解得 1 4m / sv  （1分） A端运动到 C端之后，滑块做匀减速运动，加速度大小为 1a ， 有  2 21 1 2 12Av v a L x x     解得 2m / sAv  （1分） （3）滑块和小球在 C处发生弹性正碰，设碰后瞬间小球的速度为 1v， 滑块的速度为 2v，由动量守恒和机械能定律 可得 2 1 1 2 2Am v m v m v   （1分） 永州一中 2025年上期高二年级期末考试·物理参考答案及评分标准 第 4页（共 4页） 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2A m v m v m v   （1分） 解得 1 3m / sv  ， 2 1m / sv  （1分） 假设小球不能到达圆轨道最高点，脱离圆轨道时速度大小为 v， 则有  2 21 1 1 1 1 1 cos 2 2 m v m v m g R R     （1分） 刚要脱离圆轨道时，由牛顿第二定律 有   2 1 0 1cos vm g k l R m R      （1分） 联立解得 cos 0.9  （1分） 可见 cos 1  ，假设成立，离开圆轨道时，弹与竖直方向夹 角的余弦值为 0.9。