湖南省长沙市雅礼教育集团2024-2025学年高二上学期期末考试 物理试卷（含解析）

这是一份湖南省长沙市雅礼教育集团2024-2025学年高二上学期期末考试 物理试卷（含解析），共16页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
分值：100分 时量：75分钟
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的4个选项中，只有一项是符合目要求的。
1. 下列有关电与磁的四幅情景图像，说法正确的是（ ）
A. 对甲：当线圈匀速转动时，不会产生感应电流，当线圈非匀速转动时，会产生感应电流
B. 对乙：当导线中通有从左向右的电流时，小磁针的N极向里偏转，S极向外偏转
C. 对丙：恒定的电场和恒定的磁场互相激发交替产生，就形成电磁波
D. 对丁：电磁波谱中，红外线就是红光，紫外线就是紫光，均属于可见光
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图中，无论是匀速转动或非匀速转动时，磁通量一直为0，不会产生感应电流，故A错误；
B．乙图中，当导线中通有从左向右的电流时，根据右手安培定则可知，导线下方的磁场垂直纸面向里，则小磁针的N极向里偏转，S极向外偏转，故B正确；
C．丙图中，周期性变化的电场和周期性变化的磁场互相激发交替产生，就形成电磁波，故C错误；
D．丁图中，紫光与红光属于可见光，红外线、紫外线与红光和紫光不同，不属于可见光，故D错误；
故选B。
2. 将面积为的N匝线圈放在磁感应强度为的匀强磁场中，线圈平面垂直于磁场方向，如图所示，那么穿过这个线圈的磁通量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】穿过这个线圈的磁通量为
故选A。
3. 如图所示，两电荷量分别为Q（）和的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，A点位于x轴上O点与点电荷Q之间，B点位于x轴上O点与点电荷之间，且A、B关于O点对称，C点位于y轴O点上方，取无穷远处为零电势点。下列说法正确的是（ ）
A. O点的电势为0，电场强度也为0
B. A点电场强度和B点电场强度相同
C. A点电势和B点电势相同
D. O点电势大于C点电势
【答案】B
【解析】
【详解】A．由等量异种点电荷的电场线和等势面的分布特点可知，两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，电势为0，所以O点的电势等于0，但电场强度不等于0，故A错误；
B．由等量异种点电荷的电场线分布特点可知，A点电场强度和B点电场强度相同，故B正确；
C．沿电场线方向，电势逐渐降低，所以A点电势大于B点电势，故C错误；
D．两个等量异种电荷连线垂直平分线是一条等势线，所以O、C两点的电势是相等的，故 D错误。
故选B。
4. 如图甲所示的是家用滚筒式洗衣机，滚筒截面视为半径为R的圆，在洗衣机脱水时，有一件衣物（可视为质点）紧贴筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动，如图乙所示，A、C为滚筒的最高和最低点，B、D为与圆心等高点。重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 衣物在A、B、C、D四处向心加速度的大小不等
B. 衣物在B、D两处所受摩擦力方向相反
C. 衣物在C处和A处对筒壁的压力相等
D. 要保证衣物能始终贴着筒壁，则滚筒匀速转动的角速度不得小于
【答案】D
【解析】
【详解】A．衣物在A、B、C、D四处物体紧贴筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动，它们的线速度大小相等，则向心加速度的大小相等，A错误；
B．衣物在B、D两处所受摩擦力方向都是与重力等大反向，竖直向上，B错误；
C．衣物在C处和A处对筒壁压力，C处大于A处，C错误；
D．要保证衣物能始终贴着筒壁，则滚筒匀速转动的线速度不小于
则
即滚筒匀速转动的角速度不小于
D正确。
故选D。
5. 如图，平行板电容器与一直流电源连接，下极板接地，静电计金属球与电容器上极板连接，静电计开始时所带电荷量很少，可忽略。开关闭合，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点。若断开开关，将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是（ ）
A. 带电油滴向下运动B. 静电计指针的张角保持不变
C. 点电势变小D. 带电油滴的电势能变小
【答案】D
【解析】
【详解】B．若断开开关K，由于静电计所带电荷量很少，可忽略不计，故可认为电容器所带电荷量保持不变，将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离，根据
，
由于变大，可知电容器电容变小，电容器极板间电压增大，静电计指针的张角变大，故B错误；
A．根据
可知板间电场强度不变，带电油滴受力保持不变，带电油滴仍保持静止状态，故A错误；
CD．根据
由于板间电场强度不变，P点与下极板距离变大，又下极板接地，电势为零，可知P点电势变大；根据受力平衡可知，带电油滴受到的电场力竖直向上，则带电油滴带负电，根据，可知带电油滴在P点电势能变小，故C错误，D正确。
故选D。
6. 如图所示，斜面倾角为，BC段粗糙且足够长，其余段光滑，10个质量均为m的小球（可视为质点）放在斜面上，相邻小球间用长为d的轻质细杆连接，细杆与斜面平行，小球与BC段间的动摩擦因数为。若1号小球在B处时，10个小球由静止一起释放，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 在4号小球刚进入BC段时，4号小球运动的加速度为
B. 在4号球刚进入BC段时，4号球与5号球间细杆的弹力为
C. 10号球到达B点的速度为
D. 1号球运动过程中的最大速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A．在4号小球刚进入BC段时，把10个小球看成一个整体，根据牛顿第二定律，有
解得4号小球运动的加速度为
A错误；
B．在4号球刚进入BC段时，把5到10小球，共6个小球看成一个整体，设4号球对5号球间细杆弹力为。根据牛顿第二定律有
解得
B错误；
C．若10号球能到达B点且速度为v1，根据动能定理，有
解得
C正确；
D．小球在斜面上先加速后减速，第n个小球刚进入BC段时加速度为零，此时1号球速度最大，则有
解得
即
所以在第七个球刚进入BC段时，1号球速度最大，根据动能定理
解得
D错误。
故选C。
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若卫星运行中通过变轨周期增大了，卫星变轨后仍做匀速圆周运动，则（ ）
A. 卫星的高度减小B. 卫星的线速度减小
C. 卫星的角速度增大D. 卫星的向心加速度减小
【答案】BD
【解析】
【详解】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据
可得
若卫星运行中通过变轨周期增大了，则离地面的高度增大，线速度减小，角速度减小，向心加速度减小。
故选BD。
8. “甩绳”运动可以提升健身者的爆发力、心肺耐力等，如图甲所示，两根相同的绳子一端固定，健身者双手分别握住绳子的另一端，两臂上下交替抖动，绳子在竖直面内分别形成波形。如图乙，开始时健身者抖动M端和N端，产生的波Ⅰ、Ⅱ恰好分别传到A点和B点，已知M、N到固定点距离为10m，A点到固定点距离为4m，每秒抖动3次，波Ⅰ、Ⅱ可视为简谐波，则不正确的是（ ）
A. 波Ⅰ的传播速度为0.8m/s
B. 波Ⅰ比波Ⅱ先到达固定端
C. 波Ⅰ的起振方向竖直向上，且与波Ⅱ的起振方向相反
D. 从开始振动到如图时刻，质点P与Q的振动方向始终相反
【答案】AB
【解析】
【详解】A．设波Ⅰ的波长和周期分别为和，由题意知
又
求得
故A错误；
B．波速由介质决定，所以两列波的波速相等，所以同时到达固定端，故B错误；
C．波的起振方向与波的最前沿质点的起振方向相同，由图可知，A点起振方向向上，B点起振方向向下，所以，波Ⅰ的起振方向竖直向上，且与波Ⅱ的起振方向相反，故C正确；
D．两列波的波速、波长和周期都相等，如图时刻，质点P与Q都处于平衡位置且运动方向相反，所以振动步调相反，故D正确。
故选AB。
9. 如图甲所示，倾角为的光滑斜面（足够长）固定在水平面上，质量为的物块静止在斜面底端，时刻给物块施加沿斜面方向的作用力F，物块运动的图像如图乙所示，取沿斜面向上为正方向，重力加速度，下列说法中正确的有（ ）

A. 前内F的大小是第的2倍B. 内物块所受合力的冲量为零
C. 内力F做功为零D. 内力F的冲量为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．根据牛顿第二定律有
可得
根据牛顿第二定律有
可得
故前内F的大小是第的2倍，故A正确；
B．图象与坐标轴围成的面积表示速度变化量，可得
根据动量定理可知内物块所受合力的冲量为
故B正确；
C．内根据动能定理有
内重力做负功，故内力F做正功，故C错误；
D．内力F的冲量为
故D正确。
故选ABD。
10. 如图甲所示，电阻R1的阻值为0.5R0、灯泡L的电阻值恒为R0，R2是热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图乙所示。已知电流表为理想电表，电源的内阻r=R0.则下列说法中正确的是（ ）
A. 当温度升高时，R1两端的电压增大
B. 当温度降低时，电流表的示数增大
C. 当温度升高时，灯泡L的亮度变大
D. 当温度为40℃时，电源的输出功率最大
【答案】AD
【解析】
【详解】AC．温度升高时，R2的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，R1两端电压增大，电源内电压增大，路端电压减小，灯泡L两端的电压减小，灯泡L的亮度变小，选项A正确，C错误；
B．温度降低时，R2的阻值增大，总电阻增大，总电流减小，电流表的示数减小，选项B错误；
D．温度为40℃时，R2=R0，此时外电路的总电阻为R0，等于电源的内阻，所以电源的输出功率最大，选项D正确。
故选AD。
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11. 在“测定金属的电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准。电路图如图所示。已知待测金属丝的电阻值Rx约为5Ω，在测电阻时，可供选择的器材有：
电源E：输出电压约为3V
电流表A1：量程0~0.6A，内阻约0.125Ω
电流表A2：量程0~3A，内阻约0.025Ω
电压表V1：量程0~3V，内阻约3kΩ
电压表V2：量程0~15V，内阻约15kΩ
滑动变阻器R1：最大阻值5Ω，允许最大电流2A
滑动变阻器R2：最大阻值1000Ω，最大电流0.6A
开关一个，导线若干。
(1)在上述器材中，应该选用的电流表是______，应该选用的电压表是______。若想尽量多测几组数据，应该选用的滑动变阻器是______（填写仪器的字母代号）。
(2)该同学用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则螺旋测微器的示数d=_________mm。
(3)关于本实验的误差，下列说法正确的是_______。
A.测量过程中，开关长时间闭合，对实验结果没有影响
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.利用电流I随电压U的变化图线求Rx可减小系统误差
D.由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值
【答案】 ①. A1 ②. V1 ③. R1 ④. 0.600 ⑤. D
【解析】
【详解】(1)[1][2][3] 电源电动势是3V，电压表应选择V1，电路最大电流约为
电流表应选择A1，为方便实验操作，滑动变阻器应选择R1。
(2)[4] 由图示螺旋测微器可知，其示数为0.5mm+10.0×0.01mm=0.600mm。
(3)[5] A．金属丝电阻阻值受温度影响，测量过程中，开关不能长时间闭合，开关长时间闭合，会使引起金属丝电阻变化，故A错误；
B．由于电流表和电压表内阻引起的误差是由于实验设计造成的误差，属于系统误差，故B错误；
C．利用电流I随电压U的变化图线求Rx可减小偶然误差，故C错误；
D．由于采用的是电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表的测量值偏大，由欧姆定律可知，测量值小于真实值，故D正确。
故选D。
12. 在“验证动量守恒定律”的实验中,请回答下列问题.
(1)实验记录如图(甲)所示，则A球碰前做平抛运动的水平位移是图中的_________ ，B球被碰后做平抛运动的水平位移是图中的________ ；(两空均选填“OM”“OP”或“ON”)
(2)小球A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果_______(选填“会”或“不会”)产生误差.；
(3)在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学用如图(乙)所示的装置进行了如下的操作：
①先调整斜槽轨道,使末端的切线水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
②将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放,撞在木板上并在白纸上留下痕迹B；
③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球a仍从原固定点由静止释放,和小球b相碰后,两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C；
④用天平测量a、b两小球的质量分别为, ,用刻度尺测量白纸O点到A、B、C三点的距离分别为、和用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动量守恒,其表达式为________________。
【答案】 ①. OP ②. ON ③. 不会 ④.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2]A球碰前做平抛运动的水平位移是图中的OP，B球被碰后做平抛运动的水平位移是图中的ON；
(2)[3]小球A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果无影响，只要斜槽末端水平保证小球做平抛运动即可；
(3)[4] 碰撞前a球的速度为
碰撞后a球的速度为
碰撞后b球的速度为
用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动量守恒，则有
表达式化简
．
13. 公园的湖面上修建了一个伸向水面的观景平台，如图所示为其竖直截面图，水平湖底上的P点位于观景平台右侧边缘正下方，观景平台下表面距湖底的高度为H=4m，在距观景平台右侧边缘正前方d=4m处有垂直湖面足够大的宣传布幕．在P点左侧l=3m处湖底上的Q点安装有一单色光光源（可视为点光源）．已知水对该单色光的折射率n=，当水面与观景平台的下表面齐平时，只考虑在图中截面内传播的光，求：
①该光源发出的光照射到布幕上的最高点距水面的高度h；
②该光源发出的光能射出水面的最远位置距观景平台右侧的最远距离s．
【答案】①3m②
【解析】
【详解】试题分析：射向观景台右侧边缘的光线折射后射到布幕上的位置最高，作出光路图，由数学知识求折射角的正弦值，即可由折射定律求出入射角的正弦，再由数学知识求解高度h．
Ⅱ、点光源S接近水面时，入射角为90°，光能照亮的距离最远，由折射定律求出折射角，即可由几何知识求解最远距离．
Ⅰ.光路如图所示：
射向观景台右侧边缘的光线折射后射到布幕上的位置最高
由折射定律得：
而
解得 sini=0.8
而
解得 h=3m
Ⅱ、点光源S接近水面时，光在观景台右侧面与水面交接处掠射到水里时，被照亮的距离为最远距离，此时，入射角为90°，折射角为临界角C．
根据
以及
解得：
点睛：本题主要考查了折射率和全反射为命题背景考查学生的推理能力和分析综合能力，关键能运用数学知识求解入射角和折射角的正弦值，知道入射角最大时折射角也最大．
14. 如图所示，已知电子质量为m、电荷量为e，有一电子初速度为零，经电压加速后，进入两块间距为d的平行金属板间。若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能从金属板边缘穿出电场，飞出时速度的偏转角为θ，电子重力不计求∶
（1）电子刚进入板间电场时速度大小v0。
（2）电子离开电场时的速度大小v。
（3）平行金属板间的电场强度大小E。
【答案】（1） ；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）电子在电场中加速，有
解得
（2）电子离开电场时的速度
（3）电子飞过偏转电场过程中，有
又由于U=Ed，则解得
15. 如图所示，左端为四分之一光滑圆弧的长木板静止放置在光滑的水平面上，圆弧与长木板水平部分相切于B点，圆弧的半径为R，长木板的质量为3m，在长木板右端固定一轻弹簧，轻弹簧的自由端位于长木板D点的上方，其中，且段光滑，段均匀粗糙，小物块P与长木板间的动摩擦因数为，D点右侧光滑，质量为m的小物块P由A点上方R处静止下落，沿切线下落进入圆弧，重力加速度为g。求：
（1）小物块P到达圆弧最低点B时，小物块P与长木板的速度大小分别为多少；
（2）小物块P到达圆弧最低点B时，长木板向左移动的距离多大；
（3）运动过程中轻弹簧的弹性势能的最大值。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小物块P从静止开始到最低点的过程中，两物体构成的系统水平方向上动量守恒，根据动量守恒定律
根据能量守恒定律
联立得
，
（2）据水平方向上动量守恒定律
在这个过程中，小物块的水平位移为S1，长木板的位移为S2，则有
长木板向左移动的距离
（3）从小物块P静止开始下落到弹簧压缩到最短的过程中，系统水平方向上动量守恒
根据能量守恒定律
得