精品解析：黑龙江省大庆市东风中学2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

2024-2025学年度高二年级下学期期末考试 物理学科试卷 （时长：75分钟） 一、选择题：（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 一质点以不变的速率v沿半径为R的圆周运动，从经过M点开始，先后经过P、N、Q后回到M点，周而复始，则下列说法正确的是（　　） A. 从M到N的过程中，速度不变 B. 从M到N的过程中，速度变化量的大小为 C. 从M到N的过程中，速度变化量为0 D. 从M到P过程中的位移与从P到N过程中的位移相同 【答案】B 【解析】 【详解】从M到N的过程中，速度的方向在变化，A错误；以向右为正方向，则从M到N的过程中，速度变化量的大小为，B正确，C错误；从M到P过程中的位移与从P到N过程中的位移大小相同，但是方向不同，D错误． 2. 我国科学家将放射性元素镅243引入到能量转换器中来提高微型核电池的能量转换效率，若镅243的衰变方程为，则Y为（ ） A. α粒子 B. β粒子 C. γ射线 D. X射线 【答案】A 【解析】 【详解】设的质量数和电荷数分别为和，由质量数守恒，有 根据核电荷数守恒，有 解得， 可知为粒子，故A正确。 故选A。 3. 小张周日在湖边钓鱼，看到湖面上的水波正平稳地向着湖岸传播。该同学估测出相邻波峰与波谷之间的水平距离约为0.2m。自某波峰经过浮标时开始计数（从零开始），此后经10s恰好有5个波峰通过浮标，则该水波（　　） A. 波长约为0.2m B. 周期约为4s C. 频率约为2.5Hz D. 波速约为0.2m/s 【答案】D 【解析】 【详解】因相邻波峰与波谷之间的水平距离为0.2m，可知波长m 10s内有5个波峰通过浮标，可知周期s 频率Hz 波速m/s 故选D。 4. 我国某研究团队提出以磁悬浮旋转抛射为核心的航天器发射新技术。已知地球和火星的半径之比约为2:1，质量之比约为9:1。若在地球表面抛射绕地航天器的最小抛射速度为，在火星表面抛射绕火星航天器的最小抛射速度为，则与大小之比约为（　　） A. 9:2 B. 3: C. 9: D. 2:9 【答案】B 【解析】 【详解】抛射航天器所需要的最小抛射速度为中心天体的第一宇宙速度，第一宇宙速度近似等于环绕中心天体表面运行的卫星的环绕速度，根据万有引力提供向心力有 可得中心天体的第一宇宙速度 根据质量、半径之比解得在地球表面和火星表面抛射航天器所需的最小抛射速度大小之比约为 故选B。 5. 如图所示，有一自耦变压器接在稳定的交流电源上，V1、V2为理想电压表。下列说法中正确的是（　 　） A. 若F不动，滑片P向上滑动时，V1示数变大，V2示数变小 B. 若F不动，滑片P向上滑动时，灯泡消耗的功率变小 C 若P不动，滑片F向下移动时，V1示数不变，V2示数增大 D. 若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设变压器的输入电压为U1，输出电压为U2；若F不动，根据变压比公式 输入电压U1不变，即V1示数不变，则输出电压U2也不变；滑片P向上滑动时，电阻R变小，根据闭合电路欧姆定律，干路电流变大，故小灯泡的电流变大，其电压和功率均增加；电阻R的电压，由于电流增加，故电压减小，电压表V2读数减小；故AB错误； CD．若P不动，滑片F向下移动时，输入电压U1不变，根据变压比公式 由于n2减小，故输出电压U2也减小；根据闭合电路欧姆定律，干路电流变小，故小灯泡的电流变小，灯泡消耗的功率减小，V2的示数也变小；故C错误，D正确； 故选D。 6. 气压式升降椅为办公提供舒适条件，如图甲所示为其简易结构切面图。将汽缸和汽缸杆之间封闭的气体视为是理想气体，汽缸密封性和导热性良好，忽略一切摩擦。如果人快速坐到椅面上，立即压缩汽缸内气体，极短时间内达到平衡状态，设为过程1；如果人缓慢坐到椅面上，缓慢压缩汽缸内气体至平衡状态，设为过程2。图乙是两过程的图像，分别用、曲线中一条表示。则（　　） A. 过程1是图乙中图线 B. 两过程刚达稳定时气体体积相等 C. 过程1中外界对气体做的功等于分子势能的增加 D. 过程1刚达稳定时气体所有分子运动都变得更快 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据一定质量的理想气体状态方程 可得，因快速坐极短时间内压缩气体对气体做功，气体内能增加温度升高，故刚平衡时体积大，过程1是图乙中图线，故A正确，B错误； C．过程1中外界对气体做的功等于气体内能的增加，等于分子动能的增加和分子势能的增加之和，故C错误； D．过程1刚达稳定时气体内能增加，说明分子的平均动能增加，不一定所有分子动能都增加，不一定所有分子运动都变得更快，故D错误。 故选A。 7. 在轴上的点有一个点电荷，的点有另一个点电荷，两个点电荷产生电场的电势随变化的规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 两个点电荷为异种电荷 B. 、带电量绝对值之比为 C. 在轴放置一负点电荷，该电荷在处受到的电场力最大 D. 若在点由静止释放一个正点电荷，仅在电场力作用下恰能运动到点 【答案】D 【解析】 【详解】A．从O点到处电势一直降低，则知电场的方向沿x轴指向正方向，O点电荷为正点电荷，从处到处电势升高知，电场方向沿x轴指向负方向，点的电荷也为正电荷，故A错误； B．电势随变化的图像的斜率表示电场强度，则处的电场强度为零，根据矢量叠加法则有 解得，故B错误； C．处电场强度为0，负点电荷在该处受到的电场力为0，故C错误； D．若在点由静止释放一个正点电荷，电场力与电场强度方向相同沿x轴正方向，电场力先做正功，过x=4a点后电场方向反向，电场力做负功，运动到点，两点电势相同，故电场力做功为0，根据动能定理可知N点动能也为0，故恰好运动到N点，故D正确。 故选D。 8. 甲、乙两辆汽车分别在同一平直公路的两条车道上同向行驶，时刻它们恰好经过同一路标。时间内，两辆车的图像如图所示，则（　　） A. 时刻甲车追上乙车 B. 时间内甲车的加速度逐渐减小 C. 时间内甲车的位移大于乙车的位移 D. 时间内两车的平均速度大小都为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．因图像与坐标轴围成的面积等于位移，而在时间内乙的位移大于甲的位移，可知时刻甲车在乙车后面，选项A错误； B．图像的斜率等于加速度，则时间内甲车的加速度逐渐减小，选项B正确； C．图像与坐标轴围成面积等于位移，可知时间内甲车的位移大于乙车的位移，选项C正确； D．时间乙车的平均速度为，因甲车的位移大于乙车的位移，可知甲车的平均速度大于，选项D错误。 故选BC 9. 如图甲所示，单匝等腰直角三角形线框abc的电阻，直角边长，匀强磁场垂直于线框平面向里，磁感应强度的大小随时间变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 线框中的感应电流沿逆时针方向 B. 感应电流的大小为0.4A C. 0~4s内通过ab边横截面的电荷量为0.8C D. 0~4s内线框内产生的热量为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知，线框中的感应电流沿逆时针方向，选项A正确； B．感应电动势 感应电流的大小为 选项B错误； C．0~4s内通过ab边横截面电荷量为q=It=0.8C 选项C正确； D．0~4s内线框内产生的热量为 选项D错误。 故选AC。 10. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙程度相同的竖直固定杆A点的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A点由静止开始下滑，经过B点的速度最大，到达C点的速度为零，AC=h。圆环在C点获得一竖直向上大小为v的速度，恰好能回到A。圆环在C点时弹力大小等于mg，弹簧仍在弹性限度内，则（　　） A. 圆环从A点到C点过程中，所受摩擦力逐渐变大 B. 圆环从A点到C点过程中，在B点速度大小可能等于v C. 圆环从C点到A点过程中，圆环所受摩擦力的功率先变大后变小 D. 圆环在C点时，弹簧的弹性势能为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设弹簧与竖直方向夹角为θ，弹簧原长为d 弹簧弹力 对圆环进行受力分析，在垂直杆方向上， 滑动摩擦力 从A到C过程中，θ逐渐减小，sinθ也减小，所以所受摩擦力逐渐变大，故A正确。 B．从A到C过程中，有重力、摩擦力和弹簧弹力做功；从C到A过程同样有这些力做功。因为从C到A有初速度v才能回到A，说明从A到C克服摩擦力做功，而B点速度最大是合力为零的位置，从A到B和从B到C过程中能量转化情况不同，所以在B点速度大小不可能等于v，故B 错误。 C．圆环从C到A过程中，滑动摩擦力 随着圆环上滑，sinθ变大，摩擦力f减小，速度v先增大后减小，根据功率公式P=fv，所以圆环所受摩擦力的功率不一定先变大后变小，故C错误。 D．设下滑过程中克服摩擦力做的功为Wf，弹簧弹性势能的变化量为Ep。 从A到C下滑过程，根据能量守恒定律，重力势能转化为弹簧弹性势能与克服摩擦力做功，即mgh=Wf+Ep 从C到A上滑过程，圆环具有的动能与弹簧弹性势能转化为重力势能与克服摩擦力做功，即 整理得到 可得 故D正确。 故选AD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组利用气垫导轨和光电门来完成“探究加速度与力、质量的关系”实验。实验装置如图所示，已知遮光条的宽度为d，滑块和遮光条的总质量为M，钩码的质量为m。 （1）实验时___________（填“需要”或“不需要”）确保气垫导轨上方细线与气垫导轨平行。为确保滑块受到的合力与钩码所受的重力近似相等，M需要___________（填“远大于”或“远小于”）m。 （2）某次实验测得滑块经过光电门时遮光条的遮光时间为t，滑块释放时遮光条到光电门的距离为x，则滑块的加速度大小a=___________（用给定的物理量符号表示）。 （3）维持钩码的质量不变，改变滑块的质量进行多次实验，测得多组实验数据。为了能更直观地看出滑块的加速度大小a与质量M 的关系，应作出___________（填 “”“”或“”）图像。 【答案】（1） ①. 需要 ②. 远大于 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]为了保持滑块运动过程，连接滑块的细线拉力恒定不变，实验时需要确保气垫导轨上方的细线与气垫导轨平行。 [2]根据牛顿第二定律可得 ， 可得 为确保滑块受到的合力与钩码所受的重力近似相等，M需要远大于m。 【小问2详解】 滑块经过光电门时的速度为 根据运动学公式可得 联立可得滑块的加速度大小为 【小问3详解】 维持钩码的质量不变，改变滑块的质量进行多次实验，由于加速度a与质量M成反比，即加速度a与质量的倒数成正比，所以为了能更直观地看出滑块的加速度大小a与质量M 的关系，应作出图像。 12. 某同学准备测量一电源的电动势E和内阻r，他设计了如图甲所示的实验电路，并准备了以下实验器材： A．被测电源（电动势约为6V，内阻小于1Ω）； B．电流表（量程为0~0.6A，内阻不计）； C．定值电阻； D．定值电阻； E．滑动变阻器（最大阻值）； F．开关、导线。 （1）定值电阻应选择______（填器材前面的符号）。 （2）按照图甲所示的电路图连接电路，将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关S，电流表的示数如图乙所示，则此时电流为______A。 （3）将滑动变阻器的阻值调为零，记录电流表的示数为0.56A，根据实验得到的数据，可得电源电动势______V，内阻______Ω。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）C （2）0.38 （3） ①. 5.9 ②. 0.56 【解析】 【小问1详解】 由于电流表的量程为，根据欧姆定律可知，电路中的最小阻值为 故定值电阻选择C（）。 【小问2详解】 由于电流表的分度值为0.02A，故其读数为0.38A。 【小问3详解】 [1][2]当滑动变阻器的阻值最大时，根据欧姆定律可得 当滑动变阻器的阻值为零时，则有 由实验数据可知， 联立解得， 13. 如图所示，一束平行于直角三棱镜截面ABC的单色光从真空垂直BC边从P点射入三棱镜，P点到C点的距离为1.6L，光线射入后恰好在AC边上发生全反射。已知∠C=37°，光在真空中的传播速度为c，sin37°=0.6，cos37°=0.8， 求： （1）该三棱镜的折射率n； （2）光线从BC边传播到AC边所用的时间t（不考虑多次反射）。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 作出光路图如图所示，根据几何关系可知，光在AC面上的临界角，则 解得 【小问2详解】 由几何关系得 由介质的折射率公式和运动学公式得 由 解得 14. 如图所示，动摩擦因数为μ的粗糙水平地面AB与半径R＝0.4m的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上。质量m＝2kg的小物块在9N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动，当小物块运动到B点时撤去力F。已知小物块到达D点时与轨道之间作用力为80N，AB＝9m，重力加速度，不计空气阻力，求： （1）小物块到达B点时速度的大小； （2）摩擦因数μ的大小； （3）小物块从离开D点到落到水平地面上需要的时间。 【答案】（1） （2）0.25 （3）0.4s 【解析】 【小问1详解】 小物块到达D点时，根据牛顿第二定律可得 解得 从B到D，根据动能定理可得 解得 【小问2详解】 小物块从A到B，由动能定理可得 解得μ＝0.25 【小问3详解】 从D点离开后，小物块做平抛运动，在竖直方向上则有 解得t＝0.4s 15. 如图所示，在第一象限内垂直于平面的两平面a、b平行于x轴，a、b、x轴之间间距均为d；b与x轴之间有垂直于纸面向外的匀强磁场，a、b之间有沿y轴负方向的匀强电场，第四象限有沿y轴正方向的匀强电场，两电场强度大小相等。质量为m，电荷量为的粒子A，从平面a与y轴交点处（在电场内）平行于x轴向正方向以速度射出，穿过平面b时速度与b夹角为。有一电中性粒子B自由静止在x轴的点，质量。粒子A恰好在点垂直于x轴与粒子B发生弹性正碰，碰撞过程中没有电荷转移。设粒子A再次从磁场向下穿过x轴的点分别为、……，且在、……点处均预先放置跟粒子B完全相同的自由静止中性粒子，使粒子A到达这些点时，都与之发生弹性碰撞。不计粒子的重力。求： （1）电场强度的大小； （2）磁感应强度的大小； （3）、、……所有相邻两点之间的距离。 【答案】（1）；（2）；（3）（n=1,2,3…） 【解析】 【详解】（1）粒子A运动轨迹如图 粒子A进入磁场时，有 在电场中有 联立解得 （2）粒子A进入磁场时的速度大小为 设粒子A在磁场中圆周运动的半径为r，由几何关系可得 由牛顿第二定律得 联立解得 （3）粒子A与中性粒子B发生弹性正碰，则有 联立解得 粒子A垂直x轴进入下方匀强电场，做匀减速直线运动，速度减为0后再反向加速，以原速率v0向上垂直进入匀强磁场，转过半圆后与M2处静止中性粒子B发生弹性碰撞，由牛顿第二定律得 联立解得 则两点之间的距离为 以此类推，则碰撞后粒子A的速度为 （n=1,2,3…） 轨迹半径为 （n=1,2,3…） 、、……所有相邻两点之间的距离 （n=1,2,3…） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度高二年级下学期期末考试 物理学科试卷 （时长：75分钟） 一、选择题：（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 一质点以不变的速率v沿半径为R的圆周运动，从经过M点开始，先后经过P、N、Q后回到M点，周而复始，则下列说法正确的是（　　） A. 从M到N的过程中，速度不变 B. 从M到N的过程中，速度变化量的大小为 C. 从M到N的过程中，速度变化量为0 D. 从M到P过程中的位移与从P到N过程中的位移相同 2. 我国科学家将放射性元素镅243引入到能量转换器中来提高微型核电池的能量转换效率，若镅243的衰变方程为，则Y为（ ） A. α粒子 B. β粒子 C. γ射线 D. X射线 3. 小张周日在湖边钓鱼，看到湖面上的水波正平稳地向着湖岸传播。该同学估测出相邻波峰与波谷之间的水平距离约为0.2m。自某波峰经过浮标时开始计数（从零开始），此后经10s恰好有5个波峰通过浮标，则该水波（　　） A. 波长约为0.2m B. 周期约为4s C. 频率约为2.5Hz D. 波速约为0.2m/s 4. 我国某研究团队提出以磁悬浮旋转抛射为核心的航天器发射新技术。已知地球和火星的半径之比约为2:1，质量之比约为9:1。若在地球表面抛射绕地航天器的最小抛射速度为，在火星表面抛射绕火星航天器的最小抛射速度为，则与大小之比约为（　　） A. 9:2 B. 3: C. 9: D. 2:9 5. 如图所示，有一自耦变压器接在稳定交流电源上，V1、V2为理想电压表。下列说法中正确的是（　 　） A 若F不动，滑片P向上滑动时，V1示数变大，V2示数变小 B. 若F不动，滑片P向上滑动时，灯泡消耗的功率变小 C. 若P不动，滑片F向下移动时，V1示数不变，V2示数增大 D. 若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变小 6. 气压式升降椅为办公提供舒适条件，如图甲所示为其简易结构切面图。将汽缸和汽缸杆之间封闭的气体视为是理想气体，汽缸密封性和导热性良好，忽略一切摩擦。如果人快速坐到椅面上，立即压缩汽缸内气体，极短时间内达到平衡状态，设为过程1；如果人缓慢坐到椅面上，缓慢压缩汽缸内气体至平衡状态，设为过程2。图乙是两过程的图像，分别用、曲线中一条表示。则（　　） A. 过程1是图乙中图线 B. 两过程刚达稳定时气体体积相等 C. 过程1中外界对气体做的功等于分子势能的增加 D. 过程1刚达稳定时气体所有分子运动都变得更快 7. 在轴上的点有一个点电荷，的点有另一个点电荷，两个点电荷产生电场的电势随变化的规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 两个点电荷为异种电荷 B. 、带电量绝对值之比为 C. 在轴放置一负点电荷，该电荷在处受到的电场力最大 D. 若在点由静止释放一个正点电荷，仅在电场力作用下恰能运动到点 8. 甲、乙两辆汽车分别在同一平直公路的两条车道上同向行驶，时刻它们恰好经过同一路标。时间内，两辆车的图像如图所示，则（　　） A. 时刻甲车追上乙车 B. 时间内甲车加速度逐渐减小 C. 时间内甲车的位移大于乙车的位移 D. 时间内两车的平均速度大小都为 9. 如图甲所示，单匝等腰直角三角形线框abc的电阻，直角边长，匀强磁场垂直于线框平面向里，磁感应强度的大小随时间变化规律如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 线框中感应电流沿逆时针方向 B. 感应电流的大小为0.4A C. 0~4s内通过ab边横截面的电荷量为0.8C D. 0~4s内线框内产生的热量为 10. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙程度相同的竖直固定杆A点的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A点由静止开始下滑，经过B点的速度最大，到达C点的速度为零，AC=h。圆环在C点获得一竖直向上大小为v的速度，恰好能回到A。圆环在C点时弹力大小等于mg，弹簧仍在弹性限度内，则（　　） A. 圆环从A点到C点过程中，所受摩擦力逐渐变大 B. 圆环从A点到C点过程中，在B点速度大小可能等于v C. 圆环从C点到A点过程中，圆环所受摩擦力的功率先变大后变小 D. 圆环在C点时，弹簧的弹性势能为 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某实验小组利用气垫导轨和光电门来完成“探究加速度与力、质量的关系”实验。实验装置如图所示，已知遮光条的宽度为d，滑块和遮光条的总质量为M，钩码的质量为m。 （1）实验时___________（填“需要”或“不需要”）确保气垫导轨上方的细线与气垫导轨平行。为确保滑块受到的合力与钩码所受的重力近似相等，M需要___________（填“远大于”或“远小于”）m。 （2）某次实验测得滑块经过光电门时遮光条的遮光时间为t，滑块释放时遮光条到光电门的距离为x，则滑块的加速度大小a=___________（用给定的物理量符号表示）。 （3）维持钩码的质量不变，改变滑块的质量进行多次实验，测得多组实验数据。为了能更直观地看出滑块的加速度大小a与质量M 的关系，应作出___________（填 “”“”或“”）图像。 12. 某同学准备测量一电源的电动势E和内阻r，他设计了如图甲所示的实验电路，并准备了以下实验器材： A．被测电源（电动势约为6V，内阻小于1Ω）； B．电流表（量程为0~0.6A，内阻不计）； C．定值电阻； D．定值电阻； E．滑动变阻器（最大阻值）； F．开关、导线。 （1）定值电阻应选择______（填器材前面的符号）。 （2）按照图甲所示的电路图连接电路，将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关S，电流表的示数如图乙所示，则此时电流为______A。 （3）将滑动变阻器的阻值调为零，记录电流表的示数为0.56A，根据实验得到的数据，可得电源电动势______V，内阻______Ω。（结果均保留两位有效数字） 13. 如图所示，一束平行于直角三棱镜截面ABC的单色光从真空垂直BC边从P点射入三棱镜，P点到C点的距离为1.6L，光线射入后恰好在AC边上发生全反射。已知∠C=37°，光在真空中的传播速度为c，sin37°=0.6，cos37°=0.8， 求： （1）该三棱镜折射率n； （2）光线从BC边传播到AC边所用的时间t（不考虑多次反射）。 14. 如图所示，动摩擦因数为μ的粗糙水平地面AB与半径R＝0.4m的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上。质量m＝2kg的小物块在9N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动，当小物块运动到B点时撤去力F。已知小物块到达D点时与轨道之间作用力为80N，AB＝9m，重力加速度，不计空气阻力，求： （1）小物块到达B点时速度的大小； （2）摩擦因数μ的大小； （3）小物块从离开D点到落到水平地面上需要的时间。 15. 如图所示，在第一象限内垂直于平面的两平面a、b平行于x轴，a、b、x轴之间间距均为d；b与x轴之间有垂直于纸面向外的匀强磁场，a、b之间有沿y轴负方向的匀强电场，第四象限有沿y轴正方向的匀强电场，两电场强度大小相等。质量为m，电荷量为的粒子A，从平面a与y轴交点处（在电场内）平行于x轴向正方向以速度射出，穿过平面b时速度与b夹角为。有一电中性粒子B自由静止在x轴的点，质量。粒子A恰好在点垂直于x轴与粒子B发生弹性正碰，碰撞过程中没有电荷转移。设粒子A再次从磁场向下穿过x轴的点分别为、……，且在、……点处均预先放置跟粒子B完全相同的自由静止中性粒子，使粒子A到达这些点时，都与之发生弹性碰撞。不计粒子的重力。求： （1）电场强度的大小； （2）磁感应强度的大小； （3）、、……所有相邻两点之间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$