湖北省荆门市2024-2025学年高二下学期6月期末质量检测物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1荆门市2024-2025学年度下学期期末高二年级学业水平检测物理一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.中国的“人造太阳”——中国环流三号实验装置在2025年4月成功实现了原子核温度达到1.17亿度，电子温度达到1.6亿度的“双亿度”运行。其主要的核反应方程为：，关于此核反应，下列说法正确的是（）A.是α衰变 B.没有γ射线射出C.质量守恒 D.要放出能量【答案】D【解析】A．该反应是轻核聚变而非α衰变（α衰变是重核自发释放氦核），故A错误；B．核聚变常伴随γ射线释放，方程虽未写出，但实际存，故B错误；C．核反应中质量数守恒，但总质量因质量亏损而减少，故C错误；D．氘氚聚变生成氦−4时，结合能增加，释放能量，故D正确。故选D。2.如图所示，由两种单色光组成的复色光斜射到玻璃球体表面上点，复色光进入球体后分成、两束光。下列说法正确的是（）A.若、以同一入射角从玻璃射入空气时能发生全反射，则也一定能发生全反射B.用、光分别照射同一小孔发生衍射，光没有光的衍射现象明显C.若、光均由氢原子能级跃迁产生，则产生光的能级能量差大D.若、光分别照射同一光电管发生光电效应，则光的遏止电压高【答案】C【解析】A．由图可知，a光的偏折程度较大，玻璃对a光的折射率大于b光的折射率，根据临界角可知，发生全反射时的临界角a光的临界角小于b光的临界角，因此若、以同一入射角从玻璃射入空气时能发生全反射，不一定能发生全反射，故A错误；BC．根据上述分析可知，a光的频率大于b光的频率，a光的波长小于b光的波长，光的波长越长，越容易发生衍射，光的频率越高，其光子的能量越高，因此用光分别照射同一小孔发生衍射，a光没有b光的衍射现象明显，产生光的能级能量差大于产生b光的能级能量差，故B错误，C正确；D．根据爱因斯坦的光电效应方程可知，照射同一光电管发生光电效应时，光的频率越高，其最大初动能越大，又因为，则a光的频率越高，遏止电压越高，光的频率高，则a光的遏止电压高，故D错误。故选C。3.2025年4月19日北京半程马拉松比赛中，人形机器人首次参赛。已知半马从起点到终点直线距离约为，实际赛道长度为，冠军机器人用时约2小时40分完成比赛。下列说法正确的是（）A.机器人的位移大小为B.机器人的平均速度大小约为C.若机器人在弯道段保持速率不变，则其所受合外力为零D.在研究机器人比赛的步幅时可以把机器人看成质点【答案】B【解析】A．位移为从初位置到末位置的有向线段，故为12km，故A错误；B．平均速度为位移除以时间，即，故B正确；C．弯道段是曲线，虽然机器人保持速率不变，但速度方向一直在变，故其所受合外力不为零，故C错误；D．在研究机器人比赛的步幅时，机器人的体积和形状不可忽略，所以不可以把机器人看成质点，故D错误。4.张家界大峡谷玻璃桥的蹦极项目垂直高度为260米，是目前中国垂直落差最高的蹦极项目之一，一可以看成质点体验者在参与该项运动时从跳下到最低点历时8s，下落过程不计空气阻力，弹性绳的作用力随时间变化的图像如图所示。重力加速度，下列说法正确的是（）A.图形所围面积B.体验者下落过程中一直处于失重状态C.体验者下落过程中加速度的大小不可能大于D.体验者下落过程中加速度先变大再变小【答案】A【解析】A．从跳下到最低点，根据动量定理，有解得图形所围面积为，故A正确；BD．体验者下落过程分为自由落体阶段和弹性绳拉伸阶段。在自由落体阶段，体验者只受重力，加速度为重力加速度g，方向竖直向下，体验者处于失重状态。当弹性绳开始拉伸后，体验者受到重力和弹性绳的拉力，合力方向先向下后向上，加速度方向先向下后向上，加速度大小先变小再变大，体验者先处于失重状态后处于超重状态。所以体验者下落过程中不是一直处于失重状态，故BD错误；C．在自由落体阶段，体验者只受重力，加速度为重力加速度g，方向竖直向下；在弹性绳拉伸阶段，当运动到最低点时弹性绳的拉力最大，合力方向向上，合外力最大，加速度最大可能大于10m/s2，故C错误。故选A。5.2025年4月30日13时08分，神舟十九号载人飞船成功返回地面，其返回过程简化如图所示。神舟飞船与空间站分离后沿椭圆轨道1运行，圆形轨道2为空间站运行轨道，P为两轨道切点，Q为轨道1近地点，Q点离地高度不计。已知轨道2的半径为r，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，轨道1的周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（）A.神舟飞船从轨道2运行到轨道1要在P点正向点火加速B.神舟飞船在轨道1上的运行周期大于在轨道2上的运行周期C.空间站在轨道2运行的速率等于D.地球质量【答案】C【解析】A．神舟飞船从轨道2运行到轨道1要在P点反向点火减速，做向心运动，故A错误；B．轨道1的半长轴为根据开普勒第三定律则有联立解得由于R+r<2r，则有T1<T2，即神舟飞船在轨道1上的运行周期小于在轨道2上的运行周期，故B错误；C．根据万有引力提供向心力则有在地球表面，物体受到的万有引力等于物体的重力，则有联立解得，故C正确；D．结合上述分析可知卫星在轨道2上的运行周期根据万有引力提供向心力可得解得，故D错误。故选C。6.如图所示，甲为一列简谐横波在时刻的波形图，乙为处质点从此刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（）A.此列波沿轴负向传播B.时，处质点的位移为C.在内，处质点的路程为D.时，处质点和处质点第一次位移相等【答案】C【解析】A．由乙图可知，时，处质点沿y轴负方向振动，根据“上、下坡”法可知，此列波沿轴正向传播，故A错误；B．由乙图可知，该波的周期由图甲可知，其振幅处质点的振动方程为时代入可得即时，处质点的位移为0，故B错误；C．在内，处质点的路程为，故C正确；D．由甲图可知，经过，处质点处的质点在正的最大位移处，处质点依然在平衡位置，二者位移不等，故D错误。故选C。7.如图所示，真空中三个点电荷分别置于等边三角形三个顶点上，其中、两点分别固定电荷量为的点电荷，点固定电荷量为的点电荷，三角形边长为，O为其中心，点为其三边中点，设点电荷在某点产生电势为（为点电荷电荷量，为该点到点电荷的距离，取无穷远处电势为零），关于、、、四点电场强度大小及电势高低，下列说法正确的是（）A.点场强大小为，电势为0B.点场强大小为，电势为C.点和点场强大小相等，电势不同D.电子由点沿直线移动到点过程中，加速度减小，电势能增大【答案】B【解析】A．根据对称性可知a、b两处点电荷在O点产生的电场强度大小相等，均为c处点电荷在O点产生的电场强度方向如下图所示，根据电场强度的叠加法则可得O点的电场强度大小为根据题意，O点电势为，故A错误；B．两个正点电荷在P点的合场强为零，故P点的场强即为负电荷在P点产生的场强，即根据题意，P点的电势为，故B正确；C．根据等量同种电荷的电场分布特点以及点电荷的电场分布特点可知，M点和N点场强大小相等。根据题意，可得M点和N点的电势分别为，可知这两点电势相等，故C错误；D．电子由O点沿直线移动到P点过程中，电场强度减小，电子受到的电场力减小，其加速度减小，电场力一直做正功，电势能减少，故D错误。故选B。8.如图所示，一定质量的理想气体的循环由下面4个过程组成：，。下列说法正确的是（）A.过程中，气体内能增加吸收热量B.过程中，气体内能不变C.过程中，气体吸收热量D.从过程中，气体从外界吸收的总热量可以用所围的面积表示【答案】AD【解析】A．的过程，体积增大，则气体对外界做功，，根据可知，温度升高，气体内能增加，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，故A正确；B．过程，根据与数学知识可知，b、c两点不在同一双曲线上，气体温度改变，内能改变，故B错误；C．的过程，体积减小，则外界对气体做功，，根据可知，温度降低，气体内能减小，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，故C错误；D．图像与V轴围成的面积代表功，而整个过程回到a状态时气体与初态相比温度不变，内能不变，可知整个过程气体从外界吸收的总热量与做的总功相同，所以整个过程中，气体从外界吸收的总热量可以用所围的面积表示，故D正确。故选AD。9.如图所示，为定值电阻，为滑动变阻器，的最大阻值小于的阻值，、，A为理想电表，理想变压器原线圈两端接电压为U的正弦式交流电，变压器原、副线圈匝数之比为n，将的滑片从最下端向上滑动过程中（）A.表的示数为U，表的示数为B.A表的示数变小C.原线圈输入功率增大D.的电功率一直增大【答案】CD【解析】A．由于理想变压器原线圈两端的电压为U，故电压表的示数为U，根据理想变压器的原理解得副线圈两端的电压为而电压表测量定值电阻两端的电压，故的示数小于，A错误；B．的滑片从最下端向上滑动过程中，接入电路中的阻值减小，而副线圈两端的电压不变，根据欧姆定律可知，副线圈中的电流增大，电流表示数变大，B错误；C．因为副线圈两端的电压不变，电流增大，根据可知，副线圈的输出功率增大，而理想变压器的输入功率等于输出功率，故原线圈的输入功率增大。C正确；D．副线圈的电流增大，根据可知，的电功率一直增大，D正确。故选CD。10.如图所示，在直角坐标系中，有一个边长为的正方形区域，点在原点，点和点分别在轴和轴上，该区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，一带正电的粒子质量为，电荷量为，以速度从点沿轴正方向射入磁场，不计粒子重力。下列说法正确的是（）A.若粒子恰好不从bc边射出磁场，则粒子的速度B.若粒子的速度，则粒子在磁场中运动的时间C.若粒子的速度，则粒子射出磁场时的速度方向与轴正方向的夹角为D.若粒子从边射出磁场，则粒子在磁场中运动的时间一定不超过【答案】BD【解析】A．若粒子恰好从c点射出磁场，由几何关系可知，粒子圆周运动半径为，根据解得则若粒子恰好不从bc边射出磁场，则粒子的速度，故A错误；B．若，则轨迹圆半径这种情况粒子从cd边射出，设粒子射出磁场时速度方向与y轴正方向夹角为，则可知圆心角为120°，运动时间为，故B正确；C．若粒子的速度则轨迹圆半径则粒子从cd边射出，设粒子射出磁场时速度方向与y轴正方向夹角为，则，故C错误；D．若粒子从cd边射出磁场，粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角最大不超过180°，则最长运动时间，故D正确。故选BD。二、非选择题：本题共5小题，共60分。11.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。（1）M、N、P三个光学元件依次为_____；A.滤光片、双缝、单缝 B.双缝、滤光片、单缝C.单缝、双缝、滤光片 D.滤光片、单缝、双缝（2）如图所示，测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐，下列操作中可达到目的的是_____；A.仅转动透镜 B.仅转动遮光筒 C.仅转动测量头 D.仅转动手轮（3）关于该实验，下列说法正确的是_____。A.仅撤去滤光片，光屏上仍能观察到干涉图样B.若将双缝间的距离减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离减小C.仅撤去双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的条纹D.为了减小测量误差，可用测微目镜测出条亮条纹间的距离，则相邻两条亮条纹间距为【答案】（1）D（2）C（3）AC【解析】（1）M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。故选D。（2）测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，仅转动测量头即可。故选C。（3）A．仅撤掉滤光片，光屏仍能观察到彩色干涉图样，故A正确；B．根据条纹间距公式可知，若将双缝间距离d减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大，故B错误；C．仅撤掉双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的衍射条纹，故C正确；D．用测微目镜测出条亮条纹间的距离，则相邻两条亮条纹间距为故D错误；故选AC。12.某同学用如图甲所示电路图测量某电压表的内阻，实验室提供的器材如表中所示。A．电源（电动势约为6V）B．待测电压表（量程为，内阻约为）C．滑动变阻器（最大阻值为）D．滑动变阻器（最大阻值为）E．电阻箱，最大阻值为F．开关、导线若干操作步骤如下：a．如图甲所示，将滑动变阻器滑片置于左端，电阻箱调到零，闭合开关，向右移动滑动变阻器的滑片，使电压表满偏；b．保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱，当电阻箱阻值如图乙所示时，电压表指针恰好指在满刻度的处。根据以上操作，回答下列问题：（1）滑动变阻器应选用_____（填“C”或“D”）；（2）电阻箱读数为_____，测得待测电压表的内阻_____。其测量值_____（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。【答案】（1）D（2）6336.02112.0大于【解析】（1）由图甲可知，滑动变阻器采用分压式接法，为了调节方便，滑动变阻器应选用阻值较小的D。（2）[1]由图乙可得，电阻箱的读数为=6336.0[2]保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱，电压表指针恰好指在满刻度的处，可认为电压表与电阻箱串联支路总电压保持不变，则根据分压关系可得[3]由于电阻箱与电压表串联后接入电路增加了总电阻，则电压表与电阻箱串联支路总电压增大，这样当电压表指针恰好指在满刻度的处，电阻箱的电压大于总电压的，导致电压表电阻测量值大于真实值。13.如图所示，竖直平面内有一水平向右的匀强电场，从A点将质量为，电荷量为的带正电小球以速度竖直向上抛出，经过一段时间小球到达点，速度方向水平，大小为，重力加速度为，求：（1）匀强电场的场强的大小；（2）小球由点运动到点的过程中最小动能。【答案】（1）（2）【解析】（1）在竖直方向和水平方向分别运用动量定理联立以上两式解得（2）设合力与水平方向的夹角为，根据几何关系可知当速度与合力垂直时动能最小，则最小动能为14.如图所示，是足够长的水平金属导轨左侧接阻值的电阻，最右侧用一段长度可忽略不计的绝缘材料与倾斜金属导轨平滑连接，其倾斜角，倾斜导轨上端也接有阻值的电阻，两导轨宽均为。水平导轨处在垂直于导轨平面的匀强磁场中，倾斜导轨也处在垂直于导轨平面的磁场中（方向如图），磁感应强度大小均为。质量为的金属棒静置在水平导轨与倾斜金属导轨连接处，质量为的金属棒放在倾斜导轨上，控