精品解析：浙江省嘉兴市2024-2025学年高二下学期6月期末物理试题

嘉兴市2024~2025学年第二学期期末测试 高二物理试题卷 本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1、答题前，请务必将自己的姓名，考号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2、答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3、非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4、可能用到的相关公式或参数：重力加速度g均取10m/s²。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 中国科学院物理研究所陈立泉院士带领团队研发出某新能源固态电池，该电池在能量密度、功率密度和安全性等均达到世界第一，功率密度指的是电池放电时单位质量单位时间输出的能量，功率密度用国际单位制的基本单位符号表示正确的是（　　） A. m2/s B. m3/s2 C. m/s3 D. m2/s3 【答案】D 【解析】 【详解】由题知，功率密度的定义是电池放电时单位质量单位时间输出的能量，即 能量的国际单位是焦耳（J），1 J = 1 kg·m²/s²；质量的单位是kg，时间的单位是s。 因此功率密度的单位为 故选D。 2. 体育运动蕴藏着丰富的物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 研究甲图中孙颖莎削球动作时可以将乒乓球看成质点 B. 根据乙图中苏炳添100米跑成绩9秒83可计算其平均速度大小 C. 丙图中游泳运动员向后划水，手掌对水做负功 D. 丁图中跳水运动员从静止到离开跳台过程中跳台对选手做正功 【答案】B 【解析】 【详解】A．研究甲图中孙颖莎削球动作时，乒乓球大小不能忽略，乒乓球不可以看成质点，故A错误； B．乙图中苏炳添100米跑成绩9秒83，100米比赛的赛道是直的，可知位移等于100米，平均速度等于位移除以时间，故B正确； C．丙图中游泳运动员向后划水，手掌对水的力的方向与水运动方向相同，做正功，故C错误； D．丁图中跳水运动员从静止到离开跳台过程中，跳台对选手的力没有位移，根据功的计算公式 可知对选手不做功，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，一高考倒计时牌通过一根轻绳悬挂在挂钩上。挂上后发现倒计时牌是倾斜的，已知，计时牌的重力大小为。不计一切摩擦，则下列说法正确的是（　　） A. 如图位置平衡时，绳的拉力大于绳的拉力 B. 如图位置平衡时，绳与竖直方向的夹角大于绳与竖直方向的夹角 C. 如图位置平衡时，绳的拉力大小为 D. 将计时牌挂正，平衡时绳的拉力小于计时牌倾斜时绳的拉力 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．一根轻绳悬挂在定滑轮上，不计一切摩擦，则绳上张力大小处处相等，设绳上张力大小为T。高考倒计时牌受重力、绳OA、OB对它的拉力T，共三个力的作用，处于静止状态，则三个力的延长线（或反向延长线）必交于一点O。将绳OA、OB上的拉力T延长，则两力的合力必与重力等大反向，绳子拉力与竖直方向的夹角均为45°，如图所示 由直角三角形几何关系可得 解得 故AB错误，C正确； D．将计时牌挂正，由几何知识可知两绳间的夹角增大，两绳合力不变，绳子拉力增大，故D错误。 故选C。 4. 下列说法正确的是（　　） A. 通过高温可使核子克服相互之间的库仑斥力而引发聚变 B. 氢原子从高能级到低能级跃迁的过程中，有可能射出γ射线 C. 强相互作用力是短程力，是引起原子核β衰变的原因 D. β射线能穿透十几厘米厚的铅板 【答案】A 【解析】 【详解】A．聚变反应又叫热核反应，是通过高温可使核子克服相互之间的库仑斥力而引发聚变，故A正确； B．氢原子从高能级到低能级跃迁的过程中，不可能射出γ射线，因为γ射线一般是由原子核衰变得到的，故B错误； C．弱相互作用力是短程力，是引起原子核衰变的原因，故C错误； D．射线能穿透能力较强，但不能穿透十几厘米厚的铅板，故D错误。 故选A。 5. “天问二号”即将在2025年5月发射，发射后沿霍曼转移轨道运动，可认为地球和火星在同一平面沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动。已知火星公转半径是地球公转半径的1.5倍，则下列说法正确的是（　　） A. 地球绕太阳运动的加速度小于火星绕太阳运动的加速度 B. “天问二号”沿霍曼轨道飞往火星过程中做加速运动 C. “天问二号”的发射速度大小v应满足 D. “天问二号”从A点运动到C点的时间为个月 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律 解得 因为地球绕太阳的公转半径小于火星绕太阳的公转半径，故地球绕太阳运动的加速度大于火星绕太阳运动的加速度，故A错误； B．“天问二号”沿霍曼轨道飞往火星过程中，引力做负功，所以速度减小，做减速运动，故B错误； C．火星探测器“天问二号”的发射因为要脱离地球的引力，所以发射速度v应满足 故C错误； D．火星绕太阳公转的半径为1.5R，地球公转半径为R，则探测器半长轴为1.25R，根据开普勒第三定律得 解得探测器沿霍曼转移轨道运动的周期 故“天问二号”从A点运动到C点的时间为 故D正确。 故选D。 6. 下列关于教材插图，说法正确的是（　　） A. 甲图在地球表面来回摆动的小球，在空间站中仍能来回摆动 B. 乙图中水波从深水区向浅水区传播，可知浅水区传播速度比深水区大 C. 丙图为布朗运动实验，图中显示的是花粉颗粒运动轨迹 D. 丁图为电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了实物粒子具有波动性 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中小球在太空处于完全失重状态，细绳对小球没有弹力作用，故不会在太空中的空间站仍将来回振动，故A错误； B．乙图中水波从深水区传到浅水区后传播方向朝法线偏折，浅水区折射率较大，则浅水区水波传播速度较小，故B错误； C．布朗运动实验，丙图中显示的是花粉颗粒的不同时刻的位置，并把这些位置用折线连接起来，但不是运动轨迹，故C错误； D．丁图为电子束通过铝箔时的衍射图样，因为衍射是波所特有的现象，说明电子具有波动性，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，足够长的粗糙绝缘直杆竖直放置于等量异种电荷的中垂线，直杆上有A、O、B三点，其中O为A、B中点。现有一质量为m的带电小球套在杆上，从A点以初速度v0向B点运动，滑到B点时速度恰好为0。则小球B从A运动至B的过程中（　　） A. 小球的加速度先增大后减小 B. 运动时间tAO>tOB C. AO段和OB段杆对小球的冲量相等 D. 小球的电势能先增大后减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．对小球进行受力分析，小球受重力mg。电场力F电、杆的弹力N和摩擦力f，等量异种电荷中垂线上，从A到O场强先增大后减小（O点场强最大）。设小球带电量为q，电场力F电=qE 则弹力 摩擦力 根据牛顿第二定律（取向下为正方向，小球向上减速，加速度向下），因为E先增大后减小，所以f先增大后减小，那么先增大后减小，故A正确； B．根据A选项分析，画出小球运动的v−t图像，由于AO段和OB段位移相等，则图中虚线左右两部分的面积相等，从图中可得tAO<tOB，故B错误； C．根据对称性，在AO段和OB段上各取关于O点对称的一小段距离，小球在这两对称小段处所受的弹力和摩擦力均相等，但在AO中的一小段的运动时间总比在OB中的小，所以在AO段杆对小球的总冲量比OB段的小，故C错误； D．等量异种电荷中垂线是等势线，小球沿等势线运动，根据 电势φ不变，所以小球电势能不变，故D错误。 故选A。 8. 如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水．水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是（　　） A. 减弱激光强度 B. 提升瓶内液面高度 C. 改用折射率更小的液体 D. 增大激光器与小孔之间的水平距离 【答案】B 【解析】 【详解】若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内发生全反射现象，根据全反射临界角 可知应该增大液体的折射率或则增大激光束的入射角。 A．减弱激光强度，激光的临界角，折射率均不会改变，故A错误； B．提升瓶内液面的高度，会造成开口处压强增大，水流的速度增大，水流的更远，进而增大了激光束的入射角，则会有大部分光在界面处发生全反射，有助于光束更好的沿液流传播，故B正确； C．若改用折射率更小的液体，临界角变大，更不容易发生全反射，故C错误； D．增大激光器与小孔之间的水平距离不能改变液体的折射率或激光束的入射角，现象不会改变，故D错误。 故选B。 9. 如图甲，某同学手持电吹风垂直向电子秤的托盘吹风，圆形出风口与托盘距离较近且风速恒定，吹在托盘上的风会从平行于托盘方向向四周散开，简化图如图乙。当电吹风设置在某挡位垂直向托盘吹风时，电子秤示数与放上一质量为m的砝码时一致，出风口半径为r，空气密度为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 使用出风口面积越大电吹风，电子秤示数一定也越大 B. 设出风口的风速为v，则单位时间内出风口吹出气体的质量为 C. 电吹风出风口的风速为 D. 电吹风吹风的平均功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．当电吹风设置在某挡位垂直向托盘吹风时，功率相同，对于时间内吹出的风， 与托盘作用过程，根据动量定理 解得 吹力大小与电吹风出风口面积无关，故A错误； B．单位时间内出风口吹出气体的质量 故B错误； C．根据题意可知，风与托盘间的相互作用力大小 根据动量定理 解得 故C正确； D．据 有 解得 故D错误。 故选C。 10. 如图所示，真空区域有同心圆a和b，半径分别为R和2R，O为圆心，圆a内和圆b外足够大的区域均存在有垂直圆面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反；a、b之间充满辐向电场，电场方向均指向圆心O。质量为m，电荷量为的带电粒子从圆a上的P点沿PO方向射入，入射速度大小为，已知带电粒子第二次经过圆b外匀强磁场区域后，再经电场恰好回到P点并沿PO方向射入。不计粒子重力，忽略边界效应，则圆a、b之间电势差为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】作出粒子的运动轨迹，如图所示 由题知，带负电的粒子在a圈内的匀强磁场以速度向下偏转，从处进入环形电场，粒子所受电场力方向与速度方向相同，故粒子从到做加速运动，然后粒子以速度从点进入圆b外足够大的匀强磁场。则带负电的粒子在a圈内的匀强磁场做匀速圆周运动，则有 解得 根据几何关系可得 解得 根据几何关系可得 在直角三角形中，根据几何关系有 粒子在圆b外足够大的匀强磁场做匀速圆周运动，则有 解得 粒子从到做加速运动，根据动能定理有 解得 故选C。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分，每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分） 11. 如图所示为一种光电效应演示仪，光电管与电流计、电源相连，其入射光的波长与光强可以通过光调节器调节。逐渐调节照射到金属板M的入射光波长，当波长为时，电流计的示数刚好为零，此时将电源正负极对调，电流计示数不为零，再逐渐调节入射光照的波长至，电流计的示数恰好变成零。已知电源路端电压为U，不考虑电流计内阻，元电荷为e，真空中光速为c，则（　　） A. B. 可求得普朗克常量 C. 当光的波长为时，仅增大光的波长，电流计示数将不为零 D. 当光的波长为时，仅增大光的强度，电流计示数将不为零 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．根据题意可知，当波长为时，电流计的示数刚好为零，此时将电源正负极对调，电流计示数不为零，电源路端电压为U，则有 再逐渐调节入射光照的波长至，电流计的示数恰好变成零，则有 联立可得， 故AB正确； CD．根据题意可知，为入射光为极限频率的波长，仅增大光的波长，光的频率减小，不能发生光电效应，电流计示数仍为零，仅增大光的强度，光的频率不增加，不能发生光电效应，电流计示数仍为零，故CD错误。 故选AB。 12. 如图为某研究小组航拍到的钱塘江潮水与岸上汽车齐头并进的画面（图甲，其中黑色A车长度为6米，白色B车正向左匀速行驶，车速为36km/h。同时江面有一多功能气象监测浮标（如图乙），内部加速度传感器监测到纵向（即竖直方向）加速度变化情况如图丙所示，取竖直向上为正方向。若将潮水运动简化为简谐波，则（　　） A. 水波前进速度约为2m/s B. t=2s时浮标接近波谷位置 C. 10s内浮标将前进40m D. 3s内B车车头会与7个波峰“相遇” 【答案】BD 【解析】 【详解】A．如图甲可知，两波峰间的距离大约等于一个A车的长度，即 如图丙可知，波的周期大约 由 解得，A错误； B．如图丙可知，时，加速度正向最大，即此刻加速度方向向上，指向平衡位置，故此时浮标接近波谷位置，B正确； C．浮标做简谐运动，故只能上下运动，不能前进，C错误； D．以向左为正，白色B车向左，速度为 潮水向右，速度为 故B车相对潮水的速度为 则3s内B车相对潮水的位移为 即经过了个波峰，D正确。 故选BD。 13. 如图所示为“旋转液体实验”装置。盛有液体的圆柱形容器放入蹄形磁铁中，蹄形磁铁内的磁场视为匀强磁场，磁感应强度B=1T，容器底部绝缘，侧壁导电性能良好，电阻可忽略不计，容器外侧边缘和中心分别通过电极与电源的正极、负极相连接。容器中液体横截面半径l=0.2m，电源的电动势E=6V，内阻r=2Ω，限流电阻。闭合开关液体开始旋转，经足够长时间后，流体匀速旋转，电压表的示数为2V。设旋转液体电阻率分布均匀，两电极间的液体等效电阻R=4Ω。则（　　） A. 由上往下看液体沿逆时针方向旋转 B. 流过液体的电流大小为4A C. 液体旋转的角速度大小为20rad/s D. 容器中液体安培力的功率0.64W 【答案】AC 【解析】 【详解】A．电流从边缘流向中心，磁场方向由N极指向S极（竖直向上）。根据左手定则，由上往下看液体沿逆时针方向旋转，A正确； B．电路中电流应满足 可得，B错误； D．容器中液体安培力的功率 解得，D错误； C．液体受到的安培力为 容器中液体安培力的功率 解得，C正确。 故选AC。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 利用单摆测量重力加速度实验 （1）学习小组用秒表记录时间如图（1）所示，秒表的读数为_______s；用游标卡尺测量小球直径如图（2）所示，小球直径为_______cm。 （2）在安装实验装置的过程中，下列操作方法合理的是_______（多选）。 A. B. C. D. （3）小球直径记为d，悬点到小球上端绳长记为L，把小球拉开一个小角度，让小球在竖直平面内稳定摆动，某次经过平衡位置时，数1并开始计时，再次经过平衡位置时数2……，当数n时结束计时，总时间记为t，则计算重力加速度g的表达式___________ （4）实验中若采用图像法计算当地的重力加速度g，三位同学作出的T2−L图线分别如图（3）中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线a和c，下列分析正确的是_______。 A. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值 C. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 【答案】（1） ①. 58.5 ②. 0.97 （2）BC （3） （4）C 【解析】 【小问1详解】 [1]秒表的读数为30s+28.5s=58.5s [2]该游标卡尺的分度值为0.1mm，则小球直径为 【小问2详解】 为了减小空气阻力的影响，需选择质量大的铁球，竖直悬挂，其次为了防止悬点滑动，需要夹子夹住摆线，最后为了不让摆长发生改变，需选择细丝线，测量摆长时，应让细丝线竖直钓着小球，以减小摆长的测量误差。 故选BC。 【小问3详解】 由题意可知，单摆的周期为 根据单摆周期公式 联立可得重力加速度为 【小问4详解】 A．根据单摆周期公式 可得 可知a图线可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长，但图线的斜率不变，即a、b图线测出的重力加速度相同，故A错误； BC．实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度偏大，图线c计算出的斜率较小，则g值大于图线b对应的g值，故B错误，C正确。 故选C。 15. 某实验小组“测量电源的电动势和内阻” （1）该学习小组按照如图（1）甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U-I坐标纸上描点，如图（1）乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是 。 A. 电压表分流 B. 干电池内阻较小 C. 滑动变阻器最大阻值较小 D. 电流表内阻较小 （2）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的下列器材改进了实验方案。 A．干电池1节（电动势约1.5V，内阻约1Ω）； B．电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）； C．电流表A（量程0.6A， 内阻为0.5Ω）； D．滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）； E．定值电阻R1（阻值1Ω）； F．定值电阻R2（阻值5Ω）； G．开关一个，导线若干。 在现有的实验器材下，为消除系统误差，尽可能精准测量电池电动势和内阻， 则下列电路图正确的是 A. B. C. D. （3）根据新的实验方案重新测量得到的数据并绘出新的U-I图像如图（2）所示，可得电池的电动势为___________V，内阻为___________Ω（结果均保留3位有效数字）。 【答案】（1）B （2）D （3） ①. 1.55##1.56##1.57##1.58 ②. 1.00-1.20 【解析】 【小问1详解】 由闭合电路的欧姆定律得U=E-Ir，由于干电池内阻r较小，电流变化时U变化较小，电压表变化范围小。故选B。 【小问2详解】 为使电压表示数变化范围大，把与电池内阻接近的定值电阻R1与电源串联，由于电流表内阻已知，相对于电源来说电流表采用内接法，应选择图D所示电路图。 【小问3详解】 [1]由闭合电路的欧姆定律得U=E-I（r+R1+RA），由图2所示U-I图像可知，电池电动势E=1.58V [2]图像斜率的绝对值k=r+R1+RA=Ω≈2.68Ω 解得r=1.18Ω 16. 以下操作不会给实验结果带来明显影响的是（　　） A. “探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧测力计的外壳与白纸接触有摩擦 B. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中使用的油酸酒精溶液长时间放置 C. “用双缝干涉测量光的波长”实验中直接测量相邻亮条纹间的距离 D. “测玻璃砖折射率”实验中规范画好两界面后不慎将玻璃砖向上平移了一小段 【答案】AD 【解析】 【详解】A．“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧测力计的外壳与白纸接触有摩擦，并不影响弹簧测力计的准确读数，因此，该操作不会对实验结果带来明显影响。故A正确； B．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中使用的油酸酒精溶液长时间放置，酒精会挥发，导致油酸浓度变大。在实验中，用此溶液进行实验，会使油酸膜的实际面积偏大，而计算时所用油酸体积仍按原浓度计算，导致的计算值偏小，由可知，油酸分子直径的测量值会明显偏小。故该操作会对实验结果带来明显影响。 故B错误； C．“用双缝干涉测量光的波长”实验中，通常应测量多个亮条纹之间的总距离，再除以条纹数，以减小误差。若直接测量相邻亮条纹间的距离，误差会较大，因此该操作会对实验结果带来明显影响。故C错误； D．测玻璃砖折射率”实验中，画好界面后将玻璃砖向上平移，由于玻璃砖上下表面平行，虽然入射点的位置改变，但入射角不变，根据折射定律，折射角也不变。因此，根据公式计算出的折射率不变，该操作不会给实验结果带来明显影响，故D正确。 故选AD。 17. 海洋温差发电安全无污染，储量巨大。在某次发电测试实验中，探测到490m深处的海水温度为290K。如图所示，将某种气体封闭在横截面积S =2m2的气缸内，气缸从深海490m深处上浮到海面，随着海水温度升高，封闭气体的体积增大，活塞缓慢上升且始终未脱离气缸。该气体可看作理想气体，气缸导热性能良好，活塞质量不计。已知海面处温度、此处气缸内气体体积，大气压强恒为，海水密度，忽略水的阻力影响。 （1）气缸从深海上浮到海面，气缸内气体分子的平均速率___________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）；单位时间内，单位面积上气体分子对器壁的作用力___________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）； （2）求气缸从深海490m深处上浮到海平面的过程中，活塞相对缸底上升的距离___________（计算结果保留3位有效数字）； （3）在上述过程中，气缸内含该气体1.7kg，上升过程吸收的总热量为105kJ，已知1摩尔该气体的内能U=kT，其中常量k=25J/K，1摩尔该气体质量为17g， 求该气体对外做的功。 【答案】（1） ①. 变大 ②. 变小 （2）1.47m （3）80kJ 【解析】 【小问1详解】 [1][2]气缸从深海上浮到海面，气体温度升高，则气缸内气体分子的平均速率变大；单位时间内，气体压强减小，则单位面积上气体分子对器壁的作用力变小； 【小问2详解】 初始时 根据理想气体状态方程 解得 解得Δh=1.47m 【小问3详解】 根据热力学第一定律有△U =W+Q由题意可知 Q=105kJ ΔU=100kΔT=25kJ 解得W=-80kJ 即对外做功80kJ。 18. 如图所示为一处于竖直平面内的实验探究装置示意图，该装置由光滑圆弧轨道AB、长度为 的固定粗糙水平直轨道BC及两半径均为的四分之一光滑细圆管DEF组成，其中圆弧轨道的B端、光滑细圆管的C端与水平直轨道相切且平滑连接。紧靠F处有一质量为M=0.3kg的小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由长为粗糙水平面GH和半径为的四分之一 光滑圆弧面HI组成，GH与F等高且相切。现有一质量为m=0.1kg的滑块（可视为质点）从圆弧轨道AB上距B点高度为h=0.8m处自由下滑，滑块与粗糙水平直 轨道BC及小车上表面GH间的动摩擦因数均为μ=0.3，不计其它阻力。求 （1）滑块运动到细圆管道的F点时，细圆管道受到滑块的作用力的大小； （2）滑块在小车上运动过程中离上表面GH最大高度； （3）若释放的高度h≤1m，试分析滑块最终在小车上表面GH上滑行的路程s与高度h的关系。 【答案】（1）6N （2） （3）见解析 【解析】 小问1详解】 根据动能定理 代入数据得 根据牛顿第二定律 解得细圆管道对滑块的作用力大小 根据牛顿第三定律可知，细圆管道受到滑块的作用力大小为 【小问2详解】 根据动量定理mvF=(m+M）v 解得 根据能量守恒 滑块在小车上运动过程中离上表面GH的最大高度 【小问3详解】 滑块恰好运动至C点，根据动能定理 解得 ①当时，s=0 ② 若释放的高度当时，根据动能定理 由动量定理可得 由能量守恒可得 联立解得s=2.5h+0.5 19. 如图所示有两倾角、间距d=0.1m的足够长平行金属导轨，其顶端和底端各连有一个R=0.1Ω的电阻。一恒流源为电路提供恒定电流I=2A，电流方向如图所示。在两导轨间存在垂直导轨平面向上的磁场，沿导轨平面建立坐标系xOy，磁感应强度沿y方向大小不变，沿x方向大小满足，。质量m=0.1kg的金属棒ab垂直导轨放置，与导轨间摩擦系数 ，让金属棒ab从x=0处以很小的速度（可忽略不计）开始向下运动。x=4m处两导轨各有一小段长度可以忽略的绝缘部分，隔开上下金属导轨。金属棒 ab及金属导轨电阻不计。求： （1）金属棒ab运动到x=1m位置时加速度大小； （2）金属棒ab从x=0沿导轨向下运动到速度为0的过程中，克服摩擦力所做的功； （3）若导轨光滑，改变恒流源电流方向，让金属棒从x=0静止释放，可以证明导体棒做简谐运动，且简谐运动的周期，其中m为做简谐运动的物体的质量，k为F=-kx中比例系数k，求周期T的大小。 （4）在第（3）问的基础上求从t=0到时间内安培力的冲量大小。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 金属棒ab运动到位置时，由牛顿第二定律 有 由题中所给数据可得 解得 【小问2详解】 从到的过程中， 安培力 则 安培力做功 根据前面分析可知 由动能定理 有 得金属棒运动到时，速度 从到速度为0的过程中，因为绝缘部分，恒流源的电流不能通过，故下半段没有恒定电流，此时金属棒ab切割磁感线，相当于电源，由于，故此过程金属棒ab只受安培力作用，方向沿导轨向上 由动量定理，以沿导轨向下为正 其中 得 解得 故金属棒ab从沿导轨向下运动到速度为0的过程中，克服摩擦力做功 【小问3详解】 恒流源电流方向改变，设金属棒运动到x位置，若，不变，金属棒ab不能做往返的运动，故，以沿导轨向下为正 有 得 即金属棒做简谐运动，且平衡位置位于处，比例系数 解得周期 小问4详解】 从到时间内，由动量定理，以沿导轨向下为正 有 解得 20. 如图所示xoy平面内，第二象限存在半径为的圆形匀强磁场，磁感应强度，方向垂直xoy平面向外；第一象限存在一垂直xoy平面的圆形匀强磁场，磁感应强度（未画出）；PQ为足够大与y轴垂直的平板，平板与 x轴的距离，x轴与平板之间存在沿y 轴负方向的匀强磁场B3。一比荷为的带正电粒子，以速度从x轴上x=-0.2m的A点射入圆形匀强磁场，速度方向与x轴负方向夹角，粒子经过B1、B2后又恰好从x轴上坐标为x=0.2m的M点进入匀强磁场B3，粒子在M点的速度方向与x轴负方向夹角，经过B3磁场后，粒子恰好打在平板上的N点（N点位于M点的正下方），带电粒子重力可不计。求： （1）带电粒子经过B1圆形磁场区域后经过y轴时与O点的距离； （2）第一象限存在的圆形磁场B2面积的最小值； （3）磁感应强度B3的大小及粒子从M点运动到N点通过的路程。 【答案】（1） （2） （3） ， 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 解得 有几何关系，带电粒子经过B1圆形磁场区域后经过y轴时与O点的距离 【小问2详解】 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 解得 有几何关系可得最小圆形磁场半径为 第一象限存在的圆形磁场B2面积的最小值 【小问3详解】 可将粒子运动分解为竖直方向匀速直线运动，水平方向做圆周运动，竖直方向时间 圆周运动周期 由粒子恰好打在平板上的N点可知t=nT 联立方程可得 螺旋线长度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 嘉兴市2024~2025学年第二学期期末测试 高二物理试题卷 本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1、答题前，请务必将自己的姓名，考号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2、答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3、非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4、可能用到的相关公式或参数：重力加速度g均取10m/s²。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 中国科学院物理研究所陈立泉院士带领团队研发出某新能源固态电池，该电池在能量密度、功率密度和安全性等均达到世界第一，功率密度指的是电池放电时单位质量单位时间输出的能量，功率密度用国际单位制的基本单位符号表示正确的是（　　） A. m2/s B. m3/s2 C. m/s3 D. m2/s3 2. 体育运动蕴藏着丰富的物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 研究甲图中孙颖莎削球动作时可以将乒乓球看成质点 B. 根据乙图中苏炳添100米跑成绩9秒83可计算其平均速度大小 C. 丙图中游泳运动员向后划水，手掌对水做负功 D. 丁图中跳水运动员从静止到离开跳台过程中跳台对选手做正功 3. 如图所示，一高考倒计时牌通过一根轻绳悬挂在挂钩上。挂上后发现倒计时牌是倾斜的，已知，计时牌的重力大小为。不计一切摩擦，则下列说法正确的是（　　） A. 如图位置平衡时，绳的拉力大于绳的拉力 B. 如图位置平衡时，绳与竖直方向的夹角大于绳与竖直方向的夹角 C. 如图位置平衡时，绳的拉力大小为 D. 将计时牌挂正，平衡时绳的拉力小于计时牌倾斜时绳的拉力 4. 下列说法正确的是（　　） A. 通过高温可使核子克服相互之间的库仑斥力而引发聚变 B. 氢原子从高能级到低能级跃迁的过程中，有可能射出γ射线 C. 强相互作用力是短程力，是引起原子核β衰变的原因 D. β射线能穿透十几厘米厚的铅板 5. “天问二号”即将在2025年5月发射，发射后沿霍曼转移轨道运动，可认为地球和火星在同一平面沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动。已知火星公转半径是地球公转半径的1.5倍，则下列说法正确的是（　　） A. 地球绕太阳运动的加速度小于火星绕太阳运动的加速度 B. “天问二号”沿霍曼轨道飞往火星过程中做加速运动 C. “天问二号”的发射速度大小v应满足 D. “天问二号”从A点运动到C点的时间为个月 6. 下列关于教材插图，说法正确的是（　　） A. 甲图在地球表面来回摆动的小球，在空间站中仍能来回摆动 B. 乙图中水波从深水区向浅水区传播，可知浅水区传播速度比深水区大 C. 丙图为布朗运动实验，图中显示的是花粉颗粒运动轨迹 D. 丁图为电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了实物粒子具有波动性 7. 如图所示，足够长的粗糙绝缘直杆竖直放置于等量异种电荷的中垂线，直杆上有A、O、B三点，其中O为A、B中点。现有一质量为m的带电小球套在杆上，从A点以初速度v0向B点运动，滑到B点时速度恰好为0。则小球B从A运动至B的过程中（　　） A. 小球的加速度先增大后减小 B. 运动时间tAO>tOB C. AO段和OB段杆对小球的冲量相等 D. 小球的电势能先增大后减小 8. 如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水．水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是（　　） A. 减弱激光强度 B. 提升瓶内液面高度 C. 改用折射率更小的液体 D. 增大激光器与小孔之间的水平距离 9. 如图甲，某同学手持电吹风垂直向电子秤的托盘吹风，圆形出风口与托盘距离较近且风速恒定，吹在托盘上的风会从平行于托盘方向向四周散开，简化图如图乙。当电吹风设置在某挡位垂直向托盘吹风时，电子秤示数与放上一质量为m的砝码时一致，出风口半径为r，空气密度为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 使用出风口面积越大电吹风，电子秤示数一定也越大 B. 设出风口的风速为v，则单位时间内出风口吹出气体的质量为 C. 电吹风出风口的风速为 D. 电吹风吹风的平均功率为 10. 如图所示，真空区域有同心圆a和b，半径分别为R和2R，O为圆心，圆a内和圆b外足够大的区域均存在有垂直圆面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反；a、b之间充满辐向电场，电场方向均指向圆心O。质量为m，电荷量为的带电粒子从圆a上的P点沿PO方向射入，入射速度大小为，已知带电粒子第二次经过圆b外匀强磁场区域后，再经电场恰好回到P点并沿PO方向射入。不计粒子重力，忽略边界效应，则圆a、b之间电势差为（ ） A. B. C. D. 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分，每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分） 11. 如图所示为一种光电效应演示仪，光电管与电流计、电源相连，其入射光的波长与光强可以通过光调节器调节。逐渐调节照射到金属板M的入射光波长，当波长为时，电流计的示数刚好为零，此时将电源正负极对调，电流计示数不为零，再逐渐调节入射光照的波长至，电流计的示数恰好变成零。已知电源路端电压为U，不考虑电流计内阻，元电荷为e，真空中光速为c，则（　　） A. B. 可求得普朗克常量 C. 当光的波长为时，仅增大光的波长，电流计示数将不为零 D. 当光波长为时，仅增大光的强度，电流计示数将不为零 12. 如图为某研究小组航拍到的钱塘江潮水与岸上汽车齐头并进的画面（图甲，其中黑色A车长度为6米，白色B车正向左匀速行驶，车速为36km/h。同时江面有一多功能气象监测浮标（如图乙），内部加速度传感器监测到纵向（即竖直方向）加速度变化情况如图丙所示，取竖直向上为正方向。若将潮水运动简化为简谐波，则（　　） A. 水波前进速度约为2m/s B. t=2s时浮标接近波谷位置 C 10s内浮标将前进40m D. 3s内B车车头会与7个波峰“相遇” 13. 如图所示为“旋转液体实验”装置。盛有液体的圆柱形容器放入蹄形磁铁中，蹄形磁铁内的磁场视为匀强磁场，磁感应强度B=1T，容器底部绝缘，侧壁导电性能良好，电阻可忽略不计，容器外侧边缘和中心分别通过电极与电源的正极、负极相连接。容器中液体横截面半径l=0.2m，电源的电动势E=6V，内阻r=2Ω，限流电阻。闭合开关液体开始旋转，经足够长时间后，流体匀速旋转，电压表的示数为2V。设旋转液体电阻率分布均匀，两电极间的液体等效电阻R=4Ω。则（　　） A. 由上往下看液体沿逆时针方向旋转 B. 流过液体的电流大小为4A C. 液体旋转的角速度大小为20rad/s D. 容器中液体安培力的功率0.64W 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 利用单摆测量重力加速度实验 （1）学习小组用秒表记录时间如图（1）所示，秒表的读数为_______s；用游标卡尺测量小球直径如图（2）所示，小球直径为_______cm。 （2）在安装实验装置的过程中，下列操作方法合理的是_______（多选）。 A. B. C. D. （3）小球直径记为d，悬点到小球上端绳长记为L，把小球拉开一个小角度，让小球在竖直平面内稳定摆动，某次经过平衡位置时，数1并开始计时，再次经过平衡位置时数2……，当数n时结束计时，总时间记为t，则计算重力加速度g的表达式___________ （4）实验中若采用图像法计算当地的重力加速度g，三位同学作出的T2−L图线分别如图（3）中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线a和c，下列分析正确的是_______。 A. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值 C. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 15. 某实验小组“测量电源的电动势和内阻” （1）该学习小组按照如图（1）甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U-I坐标纸上描点，如图（1）乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是 。 A. 电压表分流 B. 干电池内阻较小 C. 滑动变阻器最大阻值较小 D. 电流表内阻较小 （2）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的下列器材改进了实验方案。 A．干电池1节（电动势约1.5V，内阻约1Ω）； B．电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）； C．电流表A（量程0.6A， 内阻为0.5Ω）； D．滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）； E．定值电阻R1（阻值1Ω）； F．定值电阻R2（阻值5Ω）； G．开关一个，导线若干。 在现有的实验器材下，为消除系统误差，尽可能精准测量电池电动势和内阻， 则下列电路图正确的是 A. B. C. D. （3）根据新的实验方案重新测量得到的数据并绘出新的U-I图像如图（2）所示，可得电池的电动势为___________V，内阻为___________Ω（结果均保留3位有效数字）。 16. 以下操作不会给实验结果带来明显影响的是（　　） A. “探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中弹簧测力计的外壳与白纸接触有摩擦 B. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中使用的油酸酒精溶液长时间放置 C. “用双缝干涉测量光的波长”实验中直接测量相邻亮条纹间的距离 D. “测玻璃砖折射率”实验中规范画好两界面后不慎将玻璃砖向上平移了一小段 17. 海洋温差发电安全无污染，储量巨大。在某次发电测试实验中，探测到490m深处的海水温度为290K。如图所示，将某种气体封闭在横截面积S =2m2的气缸内，气缸从深海490m深处上浮到海面，随着海水温度升高，封闭气体的体积增大，活塞缓慢上升且始终未脱离气缸。该气体可看作理想气体，气缸导热性能良好，活塞质量不计。已知海面处温度、此处气缸内气体体积，大气压强恒为，海水密度，忽略水的阻力影响。 （1）气缸从深海上浮到海面，气缸内气体分子平均速率___________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）；单位时间内，单位面积上气体分子对器壁的作用力___________（选填“变大”、“变小”或者“不变”）； （2）求气缸从深海490m深处上浮到海平面的过程中，活塞相对缸底上升的距离___________（计算结果保留3位有效数字）； （3）在上述过程中，气缸内含该气体1.7kg，上升过程吸收的总热量为105kJ，已知1摩尔该气体的内能U=kT，其中常量k=25J/K，1摩尔该气体质量为17g， 求该气体对外做的功。 18. 如图所示为一处于竖直平面内的实验探究装置示意图，该装置由光滑圆弧轨道AB、长度为 的固定粗糙水平直轨道BC及两半径均为的四分之一光滑细圆管DEF组成，其中圆弧轨道的B端、光滑细圆管的C端与水平直轨道相切且平滑连接。紧靠F处有一质量为M=0.3kg的小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由长为粗糙水平面GH和半径为的四分之一 光滑圆弧面HI组成，GH与F等高且相切。现有一质量为m=0.1kg的滑块（可视为质点）从圆弧轨道AB上距B点高度为h=0.8m处自由下滑，滑块与粗糙水平直 轨道BC及小车上表面GH间的动摩擦因数均为μ=0.3，不计其它阻力。求 （1）滑块运动到细圆管道的F点时，细圆管道受到滑块的作用力的大小； （2）滑块在小车上运动过程中离上表面GH的最大高度； （3）若释放的高度h≤1m，试分析滑块最终在小车上表面GH上滑行的路程s与高度h的关系。 19. 如图所示有两倾角、间距d=0.1m的足够长平行金属导轨，其顶端和底端各连有一个R=0.1Ω的电阻。一恒流源为电路提供恒定电流I=2A，电流方向如图所示。在两导轨间存在垂直导轨平面向上的磁场，沿导轨平面建立坐标系xOy，磁感应强度沿y方向大小不变，沿x方向大小满足，。质量m=0.1kg的金属棒ab垂直导轨放置，与导轨间摩擦系数 ，让金属棒ab从x=0处以很小的速度（可忽略不计）开始向下运动。x=4m处两导轨各有一小段长度可以忽略的绝缘部分，隔开上下金属导轨。金属棒 ab及金属导轨电阻不计。求： （1）金属棒ab运动到x=1m位置时加速度大小； （2）金属棒ab从x=0沿导轨向下运动到速度为0的过程中，克服摩擦力所做的功； （3）若导轨光滑，改变恒流源电流方向，让金属棒从x=0静止释放，可以证明导体棒做简谐运动，且简谐运动的周期，其中m为做简谐运动的物体的质量，k为F=-kx中比例系数k，求周期T的大小。 （4）在第（3）问的基础上求从t=0到时间内安培力的冲量大小。 20. 如图所示xoy平面内，第二象限存在半径为的圆形匀强磁场，磁感应强度，方向垂直xoy平面向外；第一象限存在一垂直xoy平面的圆形匀强磁场，磁感应强度（未画出）；PQ为足够大与y轴垂直的平板，平板与 x轴的距离，x轴与平板之间存在沿y 轴负方向的匀强磁场B3。一比荷为的带正电粒子，以速度从x轴上x=-0.2m的A点射入圆形匀强磁场，速度方向与x轴负方向夹角，粒子经过B1、B2后又恰好从x轴上坐标为x=0.2m的M点进入匀强磁场B3，粒子在M点的速度方向与x轴负方向夹角，经过B3磁场后，粒子恰好打在平板上的N点（N点位于M点的正下方），带电粒子重力可不计。求： （1）带电粒子经过B1圆形磁场区域后经过y轴时与O点的距离； （2）第一象限存在圆形磁场B2面积的最小值； （3）磁感应强度B3的大小及粒子从M点运动到N点通过的路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $