精品解析：上海市格致中学2025-2026学年高二下学期期末物理试题

格致中学 二〇二五学年度第二学期期末考试 高二年级 物理试卷（共6页） （测试60分钟内完成，总分100分，试后交答题卷） 友情提示：昨天，你既然经历了艰苦的学习，今天，你必将赢得可喜的收获！ 祝你：诚实守信，沉着冷静，细致踏实，自信自强，去迎接胜利！ 一、频闪照片 频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段，频闪光源每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，在胶片上记录物体在几个闪光时刻的位置。 1. 下图为两个网球做直线运动时的频闪照片。 （1）以向右为正方向，网球2的加速度方向（ ） A.向左 B.向右 C.不确定，取决于运动方向 （2）某同学如果想验证网球2是否做匀变速直线运动，他还需测量（ ） A.网球2的质量 B.网球2相邻位置间的距离 C.频闪仪的频闪周期 D.照相底片的长度 （3）照片记录的两小球的运动过程中，网球1与网球2的平均速度大小之比__________ 2. 频闪光源由常亮光源和遮光风扇组成，风扇转动时扇叶依次遮光形成频闪效果，如图（a）所示。风扇由三片圆心角为的扇叶组成，间隔也均为，如图（b）所示。风扇以的角速度匀速转动。 （1）已知扇叶的半径为，则图（b）中扇叶边缘处的点线速度大小为__________。 （2）该频闪光源在1s时间内的闪光次数为__________； 二、无人机 如今，无人机应用非常广，涵盖农业、物流、巡检、航拍及军事等十大领域，正深度融入生产生活。 3. 如图所示，无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下匀速运动。用表示空气对它的作用力，的方向是（　　） A. B. C. D. 4. 某品牌无人机的电池的容量为，若该无人机的工作电流为，则其续航时间约为__________小时；该电池充满时，储存的电荷量约为__________个电子的电荷量。 5. 无人机在空中悬停时，__________（选涂：A.需要 B.不需要）克服重力做功；此时无人机的电机是否做功？为什么？___________________________________。 6. （计算）无人机也被用于发生灾害地区的探测和物资投放。某无人机携带物资从A点沿曲线以大小为的速度匀速率飞至点，如图所示，且到点时速度方向水平，无人机与物资的总质量为，两处的高度差为，重力加速度为。 （1）求该过程中空气对无人机做的功为； （2）无人机在B点处投放物资，求物资到达A点所在平面时的速度大小及速度与水平方向的夹角。 三、北斗导航 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，目前由五十多颗地球同步卫星及中圆地球轨道卫星组成。卫星绕地球的运动可近似视为匀速圆周运动。地球同步卫星绕地球转动的半径约为地球半径的6.6倍，中圆地球轨道卫星的轨道半径约为地球半径的4倍。 7. 中圆地球轨道卫星在轨道上运行时所受地球引力大小约为它在地球表面所受地球引力大小的（　　） A. B. C. D. 8. （多选）相比地球同步卫星，中圆地球轨道卫星在轨时具有更大的（　　） A. 角速度 B. 线速度 C. 周期 D. 向心加速度 9. 一颗地球同步卫星的质量为，其运行时的线速度为，则该卫星的动能为__________，以无穷远为零势能面，该卫星的引力势能为__________。 10. 中圆地球轨道卫星以约的速度绕地球运行。卫星搭载高精度原子钟，但若不修正相对论效应，每天计时将产生偏差。考虑狭义相对论效应，地球上的人会发现卫星上的钟每天变__________（选涂：A.快 B.慢）7微秒；真空中电磁波在该时间差内可以传播__________m。 11. 散热是研制北斗卫星过程中的一项关键技术。为监测散热系统性能，利用某导电材料制成了一个体积恒定为的圆柱形传感元件，连接方式如图（a）。实验测得该元件的电阻与长度平方的关系如图（b）所示。则该材料的电阻率约为__________。 四、LED发光二极管 LED称为发光二极管，是现代照明系统中的重要元件。如图所示是LED的实物图和在电路图中的符号。当LED接上正向电压而发光时（ 端电势高于端），会有电流流过LED，称为正向导通。当接上反向电压时，其等效电阻很大，称为反向截止。 12. 某同学利用电压表、电流表研究LED正向导通时的特性曲线，实验电路图如图a所示，请在图b上用笔划线替代导线补全电路图。 13. 该同学测出某型号LED的特性曲线如图所示。 （1）由图可知，正向导通后，LED的等效电阻随电压的增大而（ ） A.增大 B.减小 C.不变 （2）当该LED两端的电压为时，它的功率为__________。（保留两位有效数字） 14. 恒流源指的是输出电流保持恒定的电源。照明用LED通常需要恒流源驱动以保证亮度稳定。现有一恒流源，其输出功率为，输出电流为。用该恒流源为某种LED灯珠组成的电路供电，已知该LED灯珠的额定电流为，额定功率为，为使该LED灯珠正常发光，所搭建的电路应该有__________条支路，且该恒流源最多能驱动__________个LED灯珠。 15. 如图所示，将一LED与一个线圈A连接成闭合回路，在线圈A下方附近有一线圈B （1）若线圈B中通有图示（俯视时顺时针）方向的电流，则线圈在其中心点处产生的磁场方向为（ ） A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向左 D.水平向右 （2）若要使该LED发光，可以在B中通入（ ） A.恒定不变的电流 B.不断变化的电流 五、弹力绳球 弹力绳球是一根弹性绳的下端连接一质量为的小球，用手拉住另一端，可以将球向任意方向抛掷，如图所示。 16. 现用手拿住小球并从静止释放，以释放点为坐标原点，竖直向下为轴正方向，小球的动能与其位置坐标的关系如图所示。其中，之间的图像为直线，之间的图像为曲线，且位置对应图像的最高点。小球可视为质点，弹性轻绳始终在弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为。 （1）下降过程中，小球的机械能守恒的位移区间为（ ） A. B. C. D. （2）弹性绳的劲度系数为（ ） A. B. C. D. 17. 某实验小组想测量弹性绳的劲度系数，设计了如图所示的实验装置，将原长为的弹性绳的一端固定在点，另一端拴接两个绳套，其中一个绳套挂钩码，用手水平拉动另一个绳套，使弹性绳与竖直方向的夹角成角，测得弹性绳的长度和钩码的重力，则弹性绳的劲度系数____________________。 六、细胞膜 人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内。 18. 电场强度的单位用国际单位制中的基本单位表示为（　　） A. B. C. D. 19. 有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为（　　） A. B. C. D. 20. 研究某小块均匀的细胞膜，厚度，膜内的电场可看作匀强电场，简化为平行板电容器模型如图（b）所示，初速度可视为零的一价正钾离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，A、B两点的电势差为。 （1）膜内电场的方向为__________； （2）电场力对该钾离子做的功为__________eV； （3）（论证）该钾离子在细胞膜内从A点运动到B点过程中，电场力对其做的功与其运动路径无关________； （4）（计算）求细胞膜内电场强度的大小________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 格致中学 二〇二五学年度第二学期期末考试 高二年级 物理试卷（共6页） （测试60分钟内完成，总分100分，试后交答题卷） 友情提示：昨天，你既然经历了艰苦的学习，今天，你必将赢得可喜的收获！ 祝你：诚实守信，沉着冷静，细致踏实，自信自强，去迎接胜利！ 一、频闪照片 频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段，频闪光源每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，在胶片上记录物体在几个闪光时刻的位置。 1. 下图为两个网球做直线运动时的频闪照片。 （1）以向右为正方向，网球2的加速度方向（ ） A.向左 B.向右 C.不确定，取决于运动方向 （2）某同学如果想验证网球2是否做匀变速直线运动，他还需测量（ ） A.网球2的质量 B.网球2相邻位置间的距离 C.频闪仪的频闪周期 D.照相底片的长度 （3）照片记录的两小球的运动过程中，网球1与网球2的平均速度大小之比__________ 2. 频闪光源由常亮光源和遮光风扇组成，风扇转动时扇叶依次遮光形成频闪效果，如图（a）所示。风扇由三片圆心角为的扇叶组成，间隔也均为，如图（b）所示。风扇以的角速度匀速转动。 （1）已知扇叶的半径为，则图（b）中扇叶边缘处的点线速度大小为__________。 （2）该频闪光源在1s时间内的闪光次数为__________； 【答案】1. ①. B ②. B ③. 2. ①. ②. 【解析】 【1题详解】 [1]频闪光源每隔相等时间闪光一次，相邻点之间的时间间隔均为 若网球2从左向右运动，根据频闪照片，相等时间内的位移大小在增加，速度越来越大，因此加速度方向与速度方向相同，即向右； 若网球2从右向左运动，根据频闪照片，相等时间内的位移大小在减小，速度越来越小，因此加速度方向与速度方向相反，即向右。 故选B。 [2]匀变速直线运动在连续相等时间内的位移之差为定值，即位移满足 频闪光源已保证闪光时间间隔相等，因此只需测量相邻位置间的距离，即可计算连续相等时间内的位移差是否恒定，从而验证匀变速运动。无需知道频闪周期的具体数值，也无需测量质量或底片长度。 故选B。 [3]由频闪照片，两球总位移相等，网球1记录6个闪光时刻位置，对应5个时间间隔，运动时间；网球2记录4个闪光时刻位置，对应3个时间间隔，运动时间 平均速度大小，因此 【2题详解】 [1]角速度，半径 线速度 [2]风扇转速 三片扇叶均匀分布，每转一圈扇叶遮光3次，产生3次闪光，故闪光频率 即1s时间内的闪光次数为30次。 二、无人机 如今，无人机应用非常广，涵盖农业、物流、巡检、航拍及军事等十大领域，正深度融入生产生活。 3. 如图所示，无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下匀速运动。用表示空气对它的作用力，的方向是（　　） A. B. C. D. 4. 某品牌无人机的电池的容量为，若该无人机的工作电流为，则其续航时间约为__________小时；该电池充满时，储存的电荷量约为__________个电子的电荷量。 5. 无人机在空中悬停时，__________（选涂：A.需要 B.不需要）克服重力做功；此时无人机的电机是否做功？为什么？___________________________________。 6. （计算）无人机也被用于发生灾害地区的探测和物资投放。某无人机携带物资从A点沿曲线以大小为的速度匀速率飞至点，如图所示，且到点时速度方向水平，无人机与物资的总质量为，两处的高度差为，重力加速度为。 （1）求该过程中空气对无人机做的功为； （2）无人机在B点处投放物资，求物资到达A点所在平面时的速度大小及速度与水平方向的夹角。 【答案】3. A 4. ①. ②. 5. ①. B ②. 电机做功，因为电机驱动螺旋桨旋转，对空气做功，从而获得空气的反作用力来平衡重力。 6. （1）（2）， 【解析】 【3题详解】 无人机沿直线斜向下匀速运动，受力平衡。重力竖直向下，空气对它的作用力必须与重力等大反向，故方向竖直向上。 故选A。 【4题详解】 [1]电池容量为，工作电流为，续航时间 [2]储存电荷量 电子电荷量 电子个数 【5题详解】 [1]悬停时无人机在竖直方向无位移，重力不做功，故不需要克服重力做功。 故选B。 [2]电机需要做功，因为螺旋桨推动空气向下运动，对空气做功，空气的反作用力提供升力以平衡重力。 【6题详解】 （1）从A到B匀速率飞行，动能不变。重力做负功，空气提供升力做正功，由动能定理 解得 （2）物资在B点以水平速度投放，下落高度。由机械能守恒 解得 设速度与水平方向夹角为，竖直方向物资做自由落体运动，水平方向速度恒为，则 故 三、北斗导航 北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，目前由五十多颗地球同步卫星及中圆地球轨道卫星组成。卫星绕地球的运动可近似视为匀速圆周运动。地球同步卫星绕地球转动的半径约为地球半径的6.6倍，中圆地球轨道卫星的轨道半径约为地球半径的4倍。 7. 中圆地球轨道卫星在轨道上运行时所受地球引力大小约为它在地球表面所受地球引力大小的（　　） A. B. C. D. 8. （多选）相比地球同步卫星，中圆地球轨道卫星在轨时具有更大的（　　） A. 角速度 B. 线速度 C. 周期 D. 向心加速度 9. 一颗地球同步卫星的质量为，其运行时的线速度为，则该卫星的动能为__________，以无穷远为零势能面，该卫星的引力势能为__________。 10. 中圆地球轨道卫星以约的速度绕地球运行。卫星搭载高精度原子钟，但若不修正相对论效应，每天计时将产生偏差。考虑狭义相对论效应，地球上的人会发现卫星上的钟每天变__________（选涂：A.快 B.慢）7微秒；真空中电磁波在该时间差内可以传播__________m。 11. 散热是研制北斗卫星过程中的一项关键技术。为监测散热系统性能，利用某导电材料制成了一个体积恒定为的圆柱形传感元件，连接方式如图（a）。实验测得该元件的电阻与长度平方的关系如图（b）所示。则该材料的电阻率约为__________。 【答案】7. D 8. ABD 9. ①. ②. 10. ①. B ②. 11. 【解析】 【7题详解】 设地球半径为，卫星在地面引力为 中圆轨道半径，卫星在中圆轨道所受引力 故选D。 【8题详解】 同步卫星轨道半径，中圆轨道半径，卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有 B．公式变形有，线速度，半径越小，线速度越大，故B正确； A．角速度，半径越小，角速度越大，故A正确； C．周期，半径越小，周期越小，故C错误； D．向心加速度，半径越小，加速度越大，故D正确。 故选ABD。 【9题详解】 [1]根据动能公式 [2]卫星绕地球运动，万有引力提供向心力 以无穷远为零势能面，引力势能 联立解得 【10题详解】 [1]卫星相对地面高速运动，真空光速，根据狭义相对论，时间膨胀的洛伦兹因子 地面参考系为静止系，卫星上随动参考系测得的固有时间间隔为，地面上测得的时间间隔为，两者满足 因为，故，所以地面测得的时间比卫星自身经历的时间更长，即地面观察者认为卫星上的钟变慢了。 故选B。 [2]真空中电磁波在内传播的距离 【11题详解】 圆柱形元件体积，图(b)为过原点直线，取点， 根据电阻定律，又，联立有 斜率 故 四、LED发光二极管 LED称为发光二极管，是现代照明系统中的重要元件。如图所示是LED的实物图和在电路图中的符号。当LED接上正向电压而发光时（ 端电势高于端），会有电流流过LED，称为正向导通。当接上反向电压时，其等效电阻很大，称为反向截止。 12. 某同学利用电压表、电流表研究LED正向导通时的特性曲线，实验电路图如图a所示，请在图b上用笔划线替代导线补全电路图。 13. 该同学测出某型号LED的特性曲线如图所示。 （1）由图可知，正向导通后，LED的等效电阻随电压的增大而（ ） A.增大 B.减小 C.不变 （2）当该LED两端的电压为时，它的功率为__________。（保留两位有效数字） 14. 恒流源指的是输出电流保持恒定的电源。照明用LED通常需要恒流源驱动以保证亮度稳定。现有一恒流源，其输出功率为，输出电流为。用该恒流源为某种LED灯珠组成的电路供电，已知该LED灯珠的额定电流为，额定功率为，为使该LED灯珠正常发光，所搭建的电路应该有__________条支路，且该恒流源最多能驱动__________个LED灯珠。 15. 如图所示，将一LED与一个线圈A连接成闭合回路，在线圈A下方附近有一线圈B （1）若线圈B中通有图示（俯视时顺时针）方向的电流，则线圈在其中心点处产生的磁场方向为（ ） A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向左 D.水平向右 （2）若要使该LED发光，可以在B中通入（ ） A.恒定不变的电流 B.不断变化的电流 【答案】12. 13. ①. B ②. 14. ①. 3 ②. 30 15. ①. B ②. B 【解析】 【12题详解】 实验研究LED正向导通时的特性曲线，需要测量LED两端的电压和流过LED的电流。由于LED正向导通时电阻较小，应采用电流表外接法，同时为了调节电压范围从零开始，滑动变阻器需采用分压式接法。 因此接线为，电源正极接滑动变阻器的一个固定端，另一固定端接电源负极。滑动变阻器的滑片引出一条线，与LED、电流表串联后回到电源负极。电压表并联在LED两端，正接线柱接LED的b端，负接线柱接a端。 补全电路图如图 【13题详解】 [1]由图像可知，正向导通后，在电压约前电流几乎为零，超过后电流随电压的增大而急剧增大，根据，图像斜率代表，图像斜率越来越大，电阻越来越小，故等效电阻随电压的增大而减小。 故选B。 [2]由图像可知，当时， 功率 【14题详解】 [1]恒流源输出电流，每个LED额定电流 为使LED正常发光，需将LED灯珠并联分流。并联支路条数 [2]恒流源输出功率范围，对应电压范围， 单个LED正常发光时的电压由额定功率和额定电流确定，每条支路由LED串联，设串联个数为，则 解得，取整数，最大可取，故最多能驱动的LED总数 【15题详解】 [1]线圈B中通有俯视顺时针方向的电流，根据右手螺旋定则，线圈中心 O 处的磁场方向竖直向下。 故选B。 [2]要使线圈A中产生感应电流并使LED发光，线圈B中的电流必须不断变化，以产生变化的磁场，从而在A中激发感应电动势。恒定电流不会引起电磁感应。 故选B。 五、弹力绳球 弹力绳球是一根弹性绳的下端连接一质量为的小球，用手拉住另一端，可以将球向任意方向抛掷，如图所示。 16. 现用手拿住小球并从静止释放，以释放点为坐标原点，竖直向下为轴正方向，小球的动能与其位置坐标的关系如图所示。其中，之间的图像为直线，之间的图像为曲线，且位置对应图像的最高点。小球可视为质点，弹性轻绳始终在弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为。 （1）下降过程中，小球的机械能守恒的位移区间为（ ） A. B. C. D. （2）弹性绳的劲度系数为（ ） A. B. C. D. 17. 某实验小组想测量弹性绳的劲度系数，设计了如图所示的实验装置，将原长为的弹性绳的一端固定在点，另一端拴接两个绳套，其中一个绳套挂钩码，用手水平拉动另一个绳套，使弹性绳与竖直方向的夹角成角，测得弹性绳的长度和钩码的重力，则弹性绳的劲度系数____________________。 【答案】16. ①. A ②. C 17. 【解析】 【16题详解】 [1]小球从O点释放后，先做自由落体运动，弹性绳处于松弛状态，只有重力做功，机械能守恒。当小球下降到时，弹性绳开始绷紧，此后弹力做功，小球的机械能不再守恒。 因此，机械能守恒的区间为 故选A。 [2]为弹性绳原长位置；对应动能最大处，此时加速度为零，合力为零。小球受竖直向下的重力和竖直向上的弹力，由平衡条件 解得 故选C。 【17题详解】 以绳套结点为研究对象，结点受三个力：竖直向下的钩码重力，沿弹性绳方向的拉力，手水平拉绳套的力 由竖直方向受力平衡解得弹性绳上的拉力 弹性绳的伸长量 由胡克定律，得劲度系数 六、细胞膜 人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内。 18. 电场强度的单位用国际单位制中的基本单位表示为（　　） A. B. C. D. 19. 有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为（　　） A. B. C. D. 20. 研究某小块均匀的细胞膜，厚度，膜内的电场可看作匀强电场，简化为平行板电容器模型如图（b）所示，初速度可视为零的一价正钾离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，A、B两点的电势差为。 （1）膜内电场的方向为__________； （2）电场力对该钾离子做的功为__________eV； （3）（论证）该钾离子在细胞膜内从A点运动到B点过程中，电场力对其做的功与其运动路径无关________； （4）（计算）求细胞膜内电场强度的大小________。 【答案】18. A 19. C 20. ①. 由A指向B##垂直膜面向下 ②. ## ③. 电场力做功，只与初末位置的电势差有关，与运动路径无关。##在匀强电场中，电场力为恒力，做功（ 为沿电场方向的位移），也与路径无关。因此电场力做功与路径无关。 ④. 【解析】 【18题详解】 电场强度的定义，其中力的单位为牛顿，基本单位表示为；电荷的单位为库仑，基本单位表示为 因此 故选A。 【19题详解】 电容,电势差变化量，时间 电荷变化量 平均电流 故选C。 【20题详解】 [1]钾离子带正电，仅在电场力作用下由静止从A运动到B，说明电场力方向由A指向B，故电场方向也由A指向B 或垂直于膜面向下。 [2]一价正离子电荷量，电势差，则功 [3]见答案 [4]由场强公式 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $