精品解析：云南省石屏县第一中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷

2024-2025学年高二下学期期末考试 物理试卷 考试时间75分钟，满分100分 一、选择题（本题共10题，其中1-7小题，每小题4分，共28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，8-10题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求。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. 如图所示为研究光电效应的电路图，用频率为的单色光照射光电管的阴极K，滑动变阻器的滑片处在图中所示位置，开关断开和闭合时电流表均有示数，下列说法正确的是（　　） A. 阴极K的截止频率大于 B. 开关闭合时电流表的示数大于开关断开时电流表的示数 C. 开关闭合时滑片P向左移动，到达阳极A的光电子最大动能会增大 D. 开关断开时，改用波长更短的光照射阴极K，电流表的示数一定会变大 2. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压， 为阻值随光强增大而减小的光敏电阻，和是两个完全相同的灯泡，电表均为理想交流电表。则（　　） A. 通过光敏电阻的交变电流频率为10Hz B. 若的灯丝烧断，则电压表的示数仍为5V C. 当照射R的光强增大时，电流表的示数变小 D. 图像上对应的0.01s时刻，发电机中的线圈平面与中性面垂直 3. 潜艇在水下活动时需要用声呐对水下物体及舰船进行识别、跟踪、测向和测距。某潜艇声呐发出的一列超声波在 时刻的波动图像如图甲所示（以振源为坐标原点），图乙为平衡位置位于处的质点P的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该超声波沿x轴负方向传播，波速为 B. 0~1s内，振源运动的路程为2m C. 0~1s内，质点P沿x轴运动了 D. 该超声波遇到2m的障碍物会产生明显的衍射现象 4. 有一负电荷自电场中的A点自由释放，只受电场力作用，沿电场线运动到 点，它运动的速度图像如图所示，则A、B所在电场区域的电场线分布可能是下图中的（　　） A. B. C. D. 5. 在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数增大 B. 电流表示数不变 C. 电源的输出功率减小 D. R消耗的功率减小 6. 中国科学院“地月空间DRO探索研究”专项团队成功构建国际首个地月空间三星星座，多项原创性科技成果在国际上处于领先地位。如图所示是地月天体系统，在地月连线外侧有一个拉格朗日点，质量为m0的卫星在该点受到质量为M的地球和质量为m的月球的万有引力作用，并恰好和月球一起绕地球做同周期的匀速圆周运动。卫星的引力不影响地球和月球的运动，已知地心、月心间距为R，拉格朗日点距地心距离为L，则（　　） A. 卫星周期T1与月球周期T2的关系式 B. 卫星的向心力 C. 卫星m0的发射速度大于11.2km/s D. 月球的向心加速度大于卫星的向心加速度 7. 如图，长、宽比为2：1的矩形 区域内存在方向垂直于 所在平面向外的匀强磁场。从长边中点O沿垂直于边且垂直于磁场的方向，先后以相同的速度发射两个不同的正离子甲和乙，甲从c点射出，乙从b点射出。已知甲的比荷为k，不计离子重力，则乙的比荷为（　　） A. B. k C. D. 8. 关于核反应和核能，下列说法正确的是（　　） A. 所有的核反应过程都会出现质量亏损，因此都会向外释放能量 B. 核反应ThHe属于α衰变 C. 钚的半衰期为24100年，8个钚原子经过24100年后一定还剩余4个 D. 在裂变反应堆中，镉棒的作用是吸收中子，控制核反应速度 9. 如图所示，一束复色光斜射入一平行玻璃砖后分成a、b两束单色光，折射角分别为30°和45°。已知该复色光入射时与玻璃砖上表面成30°角，下列说法中正确的是（　　） A. a、b两束单色光在玻璃砖中的折射率之比为 B. a、b两束单色光在玻璃砖中的传播速率之比为 C. 在相同条件下，a光比b光更容易产生明显的衍射现象 D. 射出玻璃砖后，a、b两束光一定平行 10. 细绳一端固定在天花板上，另一端拴一质量为m的小球，如图所示。使小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，下列说法正确的是（　　） A. 小球机械能不守恒 B. 小球能量正在消失 C. 小球摆动过程中，只有动能和重力势能在相互转化 D. 总能量守恒，但小球的机械能减少 二、非选择题（共5个大题，共54分） 11. 在“探究平抛运动规律”的实验中，某同学进行了如下实验探究： （1）如图，将两个光滑轨道CM、DN固定在同一个竖直平面内，轨道下端水平。把两个质量相等的小钢球P、Q分别从斜面的同一高度由静止开始同时释放，使两小球能以相同的水平速度同时分别从轨道的下端射出（水平轨道足够长），观察到某一现象。改变两小球相对斜面的释放高度，使之仍相同，则仍能观察到这一现象，故可以概括平抛运动的某一规律。 该同学观察到的现象和反映的平抛运动的规律是___________； A．P、Q两个小球相撞 B．P、Q两个小球同时落地 C．水平方向做匀速直线运动 D．竖直方向做自由落体运动 （2）通过图2中甲图的装置，每次释放小球的位置都相同，并在乙图的坐标纸上记录了小球经过的A、B、C三点，已知坐标纸每小格的边长，则该小球做平抛运动的初速度大小为________ ；B点的竖直分速度大小为___________ 。（g取10m/s2） 12. 某同学对一阻值约为的金属丝的电阻率进行了测定，先利用刻度尺测量金属丝的长度，再用螺旋测微器测量金属丝直径，然后用伏安法测出金属丝的电阻，最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。 （1）利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的长度和直径，测量结果如图甲、乙所示，该工件长度为_______，直径为______ 。 （2）实验室提供的器材有： A.电压表（量程，内阻约） B.电流表（量程，内阻约） C.电流表（量程，内阻约） D.滑动变阻器 （ ） E.电源 （输出电压恒为）、开关和导线若干 实验时电流表应选______填器材前的字母序号。 （3）为使通过待测金属丝的电流能从开始变化，实验电路应选用下图中的______。 A. B. C. D. （4）实验中测得金属丝电阻为，长度为，直径的平均值为，则该金属材料电阻率的表达式为 ______ 用、、等字母表示 。 （5）若已知电压表的读数为，内阻为，电流表的读数为，内阻为，根据第（3）问中所选电路，写出真实值的计算表达式：______ 用本题中所给物理量表示 。 13. 如图所示，用质量的活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部的高度，气体的温度℃。现将汽缸缓慢加热至℃，活塞缓慢上升到距离汽缸底部的高度处，此过程中被封闭气体的内能增加300J。已知大气压强，重力加速度，活塞横截面积。求： （1）缓慢加热后活塞距离汽缸底部的高度； （2）气体膨胀过程中从外界吸收的热Q。 14. 如图所示，质量的木板B静置于光滑的水平地面上，质量的小物块C（视为质点）放置在木板B的中点，位于木板B左侧的物块A以的速度沿水平方向向右撞向木板B，碰撞时间极短，碰后瞬间木板B的速度大小 ，小物块C恰好未从木板B上滑落。木板B与小物块C间的动摩擦因数，取重力加速度大小。 （1）求从物块A与木板B发生碰撞到木板B与小物块C共速所用的时间t； （2）若物块A与木板B发生的是弹性碰撞，求物块A的质量。 15. 如图所示，水平光滑金属导轨PQ、MN间距为，金属棒ab、cd垂直于导轨静止放置。ab棒质量，电阻；cd棒质量，电阻。整个装置处于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中。现给ab棒一个瞬时冲量使其获得水平向左的初速度。导轨电阻不计且都足够长，两棒始终与导轨接触良好且未相撞。求： （1）cd棒能获得的最大速度； （2）全过程cd棒产生的焦耳热； （3）开始时两棒至少多大的间距才能避免相撞。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年高二下学期期末考试 物理试卷 考试时间75分钟，满分100分 一、选择题（本题共10题，其中1-7小题，每小题4分，共28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，8-10题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项符合题目要求。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. 如图所示为研究光电效应的电路图，用频率为的单色光照射光电管的阴极K，滑动变阻器的滑片处在图中所示位置，开关断开和闭合时电流表均有示数，下列说法正确的是（　　） A. 阴极K的截止频率大于 B. 开关闭合时电流表的示数大于开关断开时电流表的示数 C. 开关闭合时滑片P向左移动，到达阳极A的光电子最大动能会增大 D. 开关断开时，改用波长更短的光照射阴极K，电流表的示数一定会变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知，用频率为的单色光照射光电管的阴极K能发生光电效应，可知阴极K的截止频率小于，故A错误； B．开关闭合时加了反向电压，因此光电流会变小，故B错误； C．滑动变阻器的滑片向左移，反向电压减小，到达阳极A的光电子最大动能会增大，故C正确； D．开关断开时，改用波长更短的光照射阴极K，电流表的示数不一定会变大，因为不知道照射光的强弱，故D错误。 故选C。 2. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压， 为阻值随光强增大而减小的光敏电阻，和是两个完全相同的灯泡，电表均为理想交流电表。则（　　） A. 通过光敏电阻的交变电流频率为10Hz B. 若的灯丝烧断，则电压表的示数仍为5V C. 当照射R的光强增大时，电流表的示数变小 D. 图像上对应的0.01s时刻，发电机中的线圈平面与中性面垂直 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，原线圈的交流电的周期为 频率 变压器副线圈交流电的频率与原线圈相同，通过光敏电阻的交变电流频率为50Hz。A错误； B．由图乙可知，原线圈的交流电的电压的峰值 原线圈的交流电的电压的有效值 由 得 若的灯丝烧断，则电压表的示数仍为5V。B正确； C．当照射R的光强增大时， 的阻值减小，副线圈消耗的功率变大，副线圈中的电流变大，由 原线圈电流增大。电流表的示数变大。C错误； D．图像上对应的0.01s时刻，电压瞬时值为零，发电机中的线圈平面与中性面重合。D错误。 故选B。 3. 潜艇在水下活动时需要用声呐对水下物体及舰船进行识别、跟踪、测向和测距。某潜艇声呐发出的一列超声波在 时刻的波动图像如图甲所示（以振源为坐标原点），图乙为平衡位置位于处的质点P的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该超声波沿x轴负方向传播，波速为 B. 0~1s内，振源运动的路程为2m C. 0~1s内，质点P沿x轴运动了 D. 该超声波遇到2m的障碍物会产生明显的衍射现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，在 时刻，P质点速度沿y轴正方向，根据上下坡法可知该波沿x轴正方向传播；由题图可知，该波的波长为，周期为，则该波的波速为 故A错误； B．由于周期为，则0~1s内，振源运动的路程为 故B正确； C．质点P在平衡位置上下附近振动，不会随波迁移，故C错误； D．只有障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能发生明显的衍射现象；由于该波的波长为，则该超声波遇到2m的障碍物不会产生明显的衍射现象，故D错误。 故选B。 4. 有一负电荷自电场中的A点自由释放，只受电场力作用，沿电场线运动到 点，它运动的速度图像如图所示，则A、B所在电场区域的电场线分布可能是下图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据图像可知，负电荷从A到B做加速度逐渐增大的加速运动，则从A到B过程场强越来越大，电场线越来越密集，负电荷受到的电场力向右，则电场方向向左。 故选B。 5. 在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数增大 B. 电流表示数不变 C. 电源的输出功率减小 D. R消耗的功率减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据闭合电路的欧姆定律 可知，当滑片向下滑动时，外电路的电阻减小，干路电流增大，故电源内阻分担的电压增大，外电路的电压减小，即电压表的示数减小，故A错误； B．根据上述分析可知，外电路电压减小，通过定值电阻 的电流减小，而干路电流增大，根据并联电路特点可知，电流表的示数增大，故B错误； C．根据电源输出功率 可知，当时，电源的输出功率最大，由于不知道与的具体关系，因此无法确定电源输出功率的变化情况，故C错误； D．R消耗的功率 结合上述分析可知，当滑片向下滑动时，外电路的电压减小，而定值电阻的阻值 不变，因此R消耗的功率减小，故D正确。 故选D。 6. 中国科学院“地月空间DRO探索研究”专项团队成功构建国际首个地月空间三星星座，多项原创性科技成果在国际上处于领先地位。如图所示是地月天体系统，在地月连线外侧有一个拉格朗日点，质量为m0的卫星在该点受到质量为M的地球和质量为m的月球的万有引力作用，并恰好和月球一起绕地球做同周期的匀速圆周运动。卫星的引力不影响地球和月球的运动，已知地心、月心间距为R，拉格朗日点距地心距离为L，则（　　） A. 卫星周期T1与月球周期T2的关系式 B. 卫星的向心力 C. 卫星m0的发射速度大于11.2km/s D. 月球的向心加速度大于卫星的向心加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．对卫星和月球分别根据牛顿第二定律得， 解得，A错误； B．卫星的向心力，B正确； C．卫星m0的发射速度小于11.2km/s，因为发射速度大于11.2km/s时就脱离引力束缚，不会绕地球运动，C错误； D．根据 ，二者的角速度相同，轨道半径越大，向心加速度越大。所以月球的向心加速度小于卫星的向心加速度，D错误。 故选B。 7. 如图，长、宽比为2：1的矩形 区域内存在方向垂直于 所在平面向外的匀强磁场。从长边中点O沿垂直于边且垂直于磁场的方向，先后以相同的速度发射两个不同的正离子甲和乙，甲从c点射出，乙从b点射出。已知甲的比荷为k，不计离子重力，则乙的比荷为（　　） A. B. k C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设宽为l，正离子甲从c点射出时，由几何关系有轨迹半径 由洛伦兹力提供向心力有 解得 正离子乙从b点射出时，其轨迹半径为 由洛伦兹力提供向心力有 解得 故D正确。 故选D。 8. 关于核反应和核能，下列说法正确的是（　　） A. 所有的核反应过程都会出现质量亏损，因此都会向外释放能量 B. 核反应ThHe属于α衰变 C. 钚的半衰期为24100年，8个钚原子经过24100年后一定还剩余4个 D. 在裂变反应堆中，镉棒的作用是吸收中子，控制核反应速度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在已知的核反应中，并不是所有的核反应过程都会出现质量亏损而向外释放能量，故A错误； B．根据电荷数守恒和质量数守恒以及该核反应的特点可知，核反应属于α衰变，故B正确； C．半衰期为统计规律，只对大量的原子核适用，故C错误； D．在裂变反应堆中，镉棒的作用是吸收中子，控制核反应速度，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，一束复色光斜射入一平行玻璃砖后分成a、b两束单色光，折射角分别为30°和45°。已知该复色光入射时与玻璃砖上表面成30°角，下列说法中正确的是（　　） A. a、b两束单色光在玻璃砖中的折射率之比为 B. a、b两束单色光在玻璃砖中的传播速率之比为 C. 在相同条件下，a光比b光更容易产生明显的衍射现象 D. 射出玻璃砖后，a、b两束光一定平行 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据折射定律得玻璃砖对a、b两束单色的折射率为 所以a与b在玻璃砖中的折射率之比为 故A正确； B．根据 可得 故B错误； C．由于波长越大折射率越小，则b的折射率小波长大，在相同条件下，波长越大，越容易产生明显的衍射现象，故b光比a光更容易产生明显的衍射现象，故C错误； D．a、b两单色光从玻璃砖下表面射出时，入射角分别等于从上表面射入时的折射角，根据对称性可知，a、b光从下表面射出时的折射角都是60°，由几何关系可知，a、b光从玻璃砖下表面射出后是平行光，故D正确； 故选AD。 10. 细绳一端固定在天花板上，另一端拴一质量为m的小球，如图所示。使小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，下列说法正确的是（　　） A. 小球机械能不守恒 B. 小球能量正在消失 C. 小球摆动过程中，只有动能和重力势能在相互转化 D. 总能量守恒，但小球的机械能减少 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小球在竖直平面内摆动，经过一段时间后，小球停止摆动，说明机械能通过克服阻力做功不断地转化为内能，即机械能不守恒，故A正确； B．小球的机械能转化为内能，能量的种类变了，但能量不会消失，故B错误； CD．小球长时间摆动过程中，重力势能和动能相互转化的同时，机械能不断地转化为内能，故摆动的幅度越来越小，但总能量守恒，故C错误，D正确。 故选AD。 二、非选择题（共5个大题，共54分） 11. 在“探究平抛运动规律”的实验中，某同学进行了如下实验探究： （1）如图，将两个光滑轨道CM、DN固定在同一个竖直平面内，轨道下端水平。把两个质量相等的小钢球P、Q分别从斜面的同一高度由静止开始同时释放，使两小球能以相同的水平速度同时分别从轨道的下端射出（水平轨道足够长），观察到某一现象。改变两小球相对斜面的释放高度，使之仍相同，则仍能观察到这一现象，故可以概括平抛运动的某一规律。 该同学观察到的现象和反映的平抛运动的规律是___________； A．P、Q两个小球相撞 B．P、Q两个小球同时落地 C．水平方向做匀速直线运动 D．竖直方向做自由落体运动 （2）通过图2中甲图的装置，每次释放小球的位置都相同，并在乙图的坐标纸上记录了小球经过的A、B、C三点，已知坐标纸每小格的边长，则该小球做平抛运动的初速度大小为________ ；B点的竖直分速度大小为___________ 。（g取10m/s2） 【答案】 ①. AC ②. 1.5 ③. 2 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1] 钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，球Q离开斜面后做匀速直线运动，球P做平抛运动，水平方向速度相同，观察到的现象是球P落到光滑水平板上并击中球Q，说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动。 故选AC。 （2）[2] 小球经过的A、B、C三点的水平间隔相等，即A、B、C三点运动时间相同，在竖直方向上有 解得 水平方向匀速运动，有 解得 [3] 根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点有 12. 某同学对一阻值约为的金属丝的电阻率进行了测定，先利用刻度尺测量金属丝的长度，再用螺旋测微器测量金属丝直径，然后用伏安法测出金属丝的电阻，最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。 （1）利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的长度和直径，测量结果如图甲、乙所示，该工件长度为_______，直径为______ 。 （2）实验室提供的器材有： A.电压表（量程，内阻约） B.电流表（量程，内阻约） C.电流表（量程，内阻约） D.滑动变阻器 （ ） E.电源（输出电压恒为）、开关和导线若干 实验时电流表应选______填器材前的字母序号。 （3）为使通过待测金属丝的电流能从开始变化，实验电路应选用下图中的______。 A. B. C. D. （4）实验中测得金属丝电阻为，长度为，直径的平均值为，则该金属材料电阻率的表达式为 ______ 用、、等字母表示 。 （5）若已知电压表的读数为，内阻为，电流表的读数为，内阻为，根据第（3）问中所选电路，写出真实值的计算表达式：______ 用本题中所给物理量表示 。 【答案】（1） ①. 10.220 ②. 5.900##5.899##5.901 （2）B （3）A （4） （5） 【解析】 【小问1详解】 [1]该工件长度为 [2]直径为 【小问2详解】 由于金属丝电阻为，电源输出电压为，则电路最大电流 ，则电流表选。 故选B。 【小问3详解】 因为，所以电流表采用外接法，金属丝的电流能从开始变化，则滑动变阻器采用分压式接法，故A选项符合题意。 故选A。 【小问4详解】 根据电阻定律，整理得。 【小问5详解】 由题意可知通过金属丝的真实电流为 ，故 13. 如图所示，用质量的活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部的高度，气体的温度℃。现将汽缸缓慢加热至℃，活塞缓慢上升到距离汽缸底部的高度处，此过程中被封闭气体的内能增加300J。已知大气压强，重力加速度，活塞横截面积。求： （1）缓慢加热后活塞距离汽缸底部的高度； （2）气体膨胀过程中从外界吸收的热Q。 【答案】（1）1.6m （2）336J 【解析】 【小问1详解】 对活塞受力分析，初始气体压强 气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律可得 代入数据解得 【小问2详解】 在气体膨胀的过程中，气体对外做功为 由热力学第一定律知，气体膨胀过程吸热 14. 如图所示，质量的木板B静置于光滑的水平地面上，质量的小物块C（视为质点）放置在木板B的中点，位于木板B左侧的物块A以的速度沿水平方向向右撞向木板B，碰撞时间极短，碰后瞬间木板B的速度大小 ，小物块C恰好未从木板B上滑落。木板B与小物块C间的动摩擦因数，取重力加速度大小。 （1）求从物块A与木板B发生碰撞到木板B与小物块C共速所用的时间t； （2）若物块A与木板B发生的是弹性碰撞，求物块A的质量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设木板B与小物块C组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律有 对小物块C分析，根据动量定理有 解得 【小问2详解】 物块A与木板B发生的是弹性碰撞，根据动量守恒定律有 根据能量守恒定律有 解得 15. 如图所示，水平光滑金属导轨PQ、MN间距为，金属棒ab、cd垂直于导轨静止放置。ab棒质量，电阻；cd棒质量，电阻。整个装置处于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中。现给ab棒一个瞬时冲量使其获得水平向左的初速度。导轨电阻不计且都足够长，两棒始终与导轨接触良好且未相撞。求： （1）cd棒能获得的最大速度； （2）全过程cd棒产生的焦耳热； （3）开始时两棒至少多大的间距才能避免相撞。 【答案】（1）；（2） ；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，ab棒切割磁感线使回路产生感应电流，从而使cd棒在安培力的作用下开始运动，分析可知ab棒做减速运动，cd棒做加速运动，最终两棒速度相同，回路中感应电流为零，两棒以共同速度做匀速直线运动，设两棒最终的共同速度为，由动量守恒定律有 代入数据解得 即cd棒能获得的最大速度为。 （2）全过程根据能量守恒有 全过程cd棒产生的焦耳热 联立解得 （3）设两棒之间的最小距离为，达到共速所用的时间为，则对cd棒由动量定理有 即 解得 而根据法拉第电磁感应定律有 而 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $