福建福州高级中学2025-2026学年高二下学期期末（第四学段）考试物理试题

福州高级中学2025—2026学年第四学段考试 高二物理试题 试卷总分：100分 完卷时间：75分钟 一、选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1．2025年5月10日，中国自主研发的“人造太阳”装置“中国环流三号”首次在实验室里实现了1.17亿度的原子核温度和1.6亿度的电子温度，并直接输出了电力。这一知识涉及高中物理课本中的“核聚变”，属于《原子物理》相关知识。下列关于原子物理相关知识说法正确的是（ ） A．为“核聚变”的核反应方程式 B．在反应中，钡核的比结合能比铀核的比结合能大 C．核反应属于α衰变 D．目前世界上主流的核电站都利用了“核聚变”的原理 2．两列频率相同、振幅分别为5 cm和7 cm的横波发生干涉时，某一时刻的图样如图，实线表示波峰，虚线表示波谷，关于质点M、N、K的下列说法中正确的是（ ） A．质点M为振动减弱的点 B．质点N的振幅为4 cm C．经过一段时间，质点N、K的位移大小不可能相等 D．由图中时刻再经过周期时，质点K的位移为零 3．如图某种手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度θ的控制。发光像素单元紧贴防窥膜下表面，位于相邻两屏障正中间。不考虑光的衍射，下列说法正确的是（ ） A．增大手机屏幕亮度可以提高防窥效果 B．防窥膜实现防窥效果主要是靠光的全反射 C．其他条件不变，透明介质的折射率越小，可提高防窥效果 D．从上往下看，看到的图像比发光像素单元位置低 4．新能源汽车已走进我国千家万户，新能源汽车电池中常用到的石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，主要作为改性添加剂或功能涂层常应用于磷酸铁锂电池等多类电池，具有丰富的电学性能。为测量某二维石墨烯样品单位面积的载流子（电子）数n，设计了如图所示的实验电路。在长为a，宽为b的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，电极1、3间通以恒定电流I，电极2、4间将产生电压U。已知电子的电荷量为e。则下列说法正确的是（ ） A．电极2的电势高于电极4 B．电极2、4间的电压U与样品的长度a有关 C．电极1、3间的电流I恒定时，电极2、4间的电压U与单位面积的载流子数n无关 D．要测出该石墨烯样品单位面积的载流子数n，无需测量该样品的长和宽 二、双选题（每题6分，共24分，每题有两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。） 5．如图（a）为一列简谐横波在t=0.5 s时刻的波形图，介质中的两个质点P、Q此刻离开平衡位置的位移分别为0.5 A、-0.5 A，图（b）是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ） A．该波沿x轴负方向传播 B．t=0.5 s时刻，质点P、Q都在减速 C．t=2.0 s时刻，质点P正在沿y轴负方向振动 D．该波在传播过程中遇到尺寸为20 cm的障碍物时不能发生明显的衍射现象 6．2．如图，甲、乙为原来都静止在同一匀强磁场中的两个放射性元素原子核的变化示意图，磁场方向垂直纸面向里，其中一个发生α衰变，另一个发生β衰变，运动方向都与磁场方向垂直。a、b与c、d的运动轨迹如图所示，下列说法中正确的是（ ） A．甲为α衰变，乙为β衰变 B．a顺时针转动，b顺时针转动 C．c顺时针转动，d逆时针转动 D．b动能比a小，c动能比d小 7．如图，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为L的粗糙水平轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的可视为质点的滑块，从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知小车质量M=5 m，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则（ ） A．全过程滑块在水平方向上相对地面的位移的大小为 B．全过程小车相对地面的位移大小为 C．小车在运动过程中速度的最大值为 D．μ、L、R三者之间的关系为R=μL 8．某兴趣小组模拟电动汽车再生制动能量回收系统，设计了如图所示电路。平行且间距为L的足够长光滑金属导轨固定在水平面，金属杆ab垂直静置在导轨上，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。导轨通过单刀双掷开关分别与电源、电容器连接，电源的电动势为E、内阻为r，电容器的电容为C、初始电荷量为零。先将开关拨到1，杆ab从静止开始加速运动，达到最大速度后再将开关拨到2，杆ab给电容器充电，实现动能回收。杆ab的质量为m、接入电路的电阻为R，不计导轨电阻，下列说法正确的是（ ） A．开关拨到1瞬间，杆ab的加速度大小为 B．开关拨到1后，杆ab能达到的最大速度为 C．开关拨到2后，杆ab做减速运动直到速度为零 D．电容器的电容C越大，则最终储存的电荷量越多 三、填空题（共9分） 9．如图所示，矩形导线框的匝数为N，面积为S，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，矩形导线框以角速度ω绕垂直磁场方向的轴OO′匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，交流电压表V1、V2均视为理想电表，不计线框的电阻。线框从图示位置开始转过90°的过程中，产生的平均电动势为_________；线圈在图示位置电压表V2的示数为_________。 10．如图，粗细均匀且上端开口的玻璃管竖直放置，管内用长h=4 cm的水银封闭着一段长l1=3.8 cm的空气柱。已知大气压强p0=76 cmHg，则管内气体的压强p1=_________cmHg。将玻璃管缓慢转至水平，管内气体温度保持不变，则此时管内空气柱长度l2=_________cm，此过程中管内气体________（填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”）。 11．如图所示，台秤上放一光滑平板，其左端固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1。现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F2，则弹簧长度将________（选填“变短”、“不变”、“变长”）；台秤读数F1_______F2（选填“大于”、“等于”、“小于”）。 四、实验题（共11分） 12．如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，平行玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′，O为直线AO与aa′的交点，在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 （1）该同学接下来要完成的两个必要步骤是________。（双选） A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3的像 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 （2）下列措施能够提高实验准确度的是________。 A．P3和P4之间的距离适当减小 B．选用宽度较大的玻璃砖 C．用入射界面与出射界面平行的玻璃砖 D．P1、P2连线与玻璃砖分界面法线的夹角适当减小 （3）如图乙所示，正确作出光路图后，以入射点O为圆心，R=5 cm为半径作圆，圆与入射光线、折射光线分别交于A、D两点，再过A、D作法线的垂线，垂足分别为B、C点，测得AB=3.34 cm，CD=2.07 cm，则玻璃的折射率为________（结果保留三位有效数字）。 （4）在确定玻璃砖边界线时，下列情形会导致折射率的测量值偏小的是________。 A．玻璃砖下移 B．玻璃砖上移 C．两直线间距宽于玻璃砖 D．两直线间距窄于玻璃砖 13．二氧化锡半导体型酒精气体传感器的电阻Rx随酒精气体浓度c的变化规律如图甲所示，某同学利用该传感器设计酒精气体浓度测试仪，所用的器材规格如下： A．二氧化锡半导体型酒精气体传感器 B．直流电源E（电动势为4 V，内阻为1.0 Ω） C．电压表V（量程为3 V，内阻非常大） D．电阻箱R1（最大阻值为999.9 Ω） E．定值电阻R2 F．单刀双掷开关S一个，导线若干 该同学设计了如图乙所示的电路，据此回答下列问题： （1）将开关S向a端闭合，调节电阻箱R1，当电阻箱R1的阻值为40.0 Ω时，电压表示数为0.72 V，可得定值电阻R2的阻值为_________Ω。 （2）将开关S向b端闭合时，可测量酒精气体的浓度。某次测量时，电压表示数为0.72 V，此时酒精气体浓度为________mg/mL。测量过程中，电压表示数越大，所测酒精气体浓度_________（选填“越大”或“越小”）。 （3）酒精气体浓度c满足“0.2 mg/mL≤c<0.8 mg/mL”可判定为酒驾，酒精气体浓度c满足“c≥0.8 mg/mL”可判定为醉驾。若测试时电压表示数为1.50 V，则可判定驾驶员_________（选填“状态正常”“酒驾”或“醉驾”）。测试时电压表示数超过________V可判定驾驶员醉驾。 五、计算题（本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 14．如图甲所示，空间中有一平行于纸面固定的正方形线框，以其对角线所在直线MN为界，MN左侧存在着方向垂直于纸面的磁场，其磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，以垂直纸面向里为正方向，磁场的变化周期T=3 s。已知正方形线框的边长L=2 m，总电阻R=4 Ω。 求： （1）0～1 s内线框中的感应电流方向和大小I1； （2）1.25 s时线框受到的安培力大小F； （3）线框中产生感应电流的有效值I。 15．在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图所示是离子注入简化工作原理的示意图，一个粒子源于A处不断释放质量为m，带电量为+q的离子，其初速度视为零，经电压为U的加速电场加速后，沿图中半径为R1的圆弧形虚线通过圆弧形静电分析器（静电分析器通道内有均匀径向分布的电场）后，从P点沿直径PQ方向进入半径为R2的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外。经磁场偏转，离子最后垂直打在平行PQ放置且与PQ等高的硅片上，硅片到PQ的距离为，不计离子重力。求： （1）离子进入静电分析器时的速度大小v； （2）静电分析器通道内虚线处电场强度的大小E和圆形磁场的磁感应强度大小B； （3）若匀强磁场的磁感应强度大小可以调节，要让从P点沿直线PQ方向进入圆形匀强磁场区域的离子全部打在硅片上，求磁感应强度大小的取值范围。 16．如图甲，在绝缘水平地面上有一带正电的小物块A和不带电的匀质绝缘薄板B，B右端与一水平轻弹簧栓接，弹簧右端固定，空间存在水平向右的匀强电场。开始时弹簧处于原长，B静止且右端位于O点，O点左侧地面粗糙、右侧地面光滑。已知电场强度大小为1×105 N/C，A的质量为2 kg、电荷量为3×10-4 C，B的质量为6 kg、长度为2 m，A、B与O点左侧地面间的动摩擦因数均为0.5，弹簧劲度系数为15 N/m。初始时A与B左端的距离为20 m。将A由静止释放，A与B发生弹性碰撞后立即撤去电场，碰撞时间可忽略不计，弹簧始终处于弹性限度内，A可视为质点且运动过程中电荷量保持不变，取重力加速度大小g=10 m/s2，求： （1）A、B碰撞前瞬间A的速度大小； （2）A、B碰后0.2 s时A与B左端的距离； （3）从碰后B刚好完全进入光滑地面区域开始计时，B运动的v-t图像如图乙所示，图线在t2、t4时刻的斜率均为零，求从t2到t4的时间内B与地面之间摩擦产生的热量。 学科网（北京）股份有限公司 $