【物理】甘肃省张掖市2024-2025学年高二下学期期末考试试卷（解析版）

2024—2025学年第二学期高二年级期末考试物理试卷注意事项：1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。考试时间为75分钟，满分100分一、选择题：本题共10小题，共43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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.野外高空作业时，使用无人机给工人运送零件。如图，某次运送过程中的一段时间内，无人机向左水平飞行，零件用轻绳悬挂于无人机下方，并相对于无人机静止，轻绳与竖直方向成角。忽略零件所受空气阻力，重力加速度为g，则在该段时间内（）A.零件所受合外力为零 B.零件的惯性逐渐变大C.零件的加速度大小为 D.零件的速度逐渐变大【答案】D【解析】AD．对零件受力分析，受重力和绳子的拉力，由于零件沿水平方向做直线运动，可知合外力沿水平方向，提供水平方向的加速度，零件水平向左做匀加速直线运动，速度逐渐变大，故A错误，D正确；C．根据牛顿第二定律，有解得故C错误；B．惯性的大小只与质量有关，零件的质量不变，所以零件的惯性不变，故B错误。故选D。2.某运动员训练为直线运动，其图像如图所示，各阶段图像均为直线。则（）A.0~2s内，运动员的加速度方向与速度方向相同B.0~2s内，运动员平均速度为2.4m/sC.运动员在1s末的加速度大小小于在45s末的加速度大小D.44.2~46.2s内，运动员的位移为8.4m【答案】B【解析】A．0~2s内，运动员做减速运动，加速度方向与速度方向相反，故A错误；B．匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则0~2s内的平均速度，故B正确；C．图像斜率的绝对值表示加速度大小，运动员在1s末的加速度大小在45s末的加速度大小可知，运动员在1s末的加速度大小大于在45s末的加速度大小，故C错误；D．图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，根据图示可知，44.2~46.2s内的位移，故D错误。故选B。3.我国计划于2028年前后发射“天问三号”火星探测系统，实现火星取样返回。若轨道器环绕火星做匀速圆周运动，轨道半径为r，轨道周期为T，引力常量为G，则火星的质量为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】轨道器环绕火星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得解得火星质量为故选A。4.如图所示，半径为R的刚性圆形线框悬挂在弹簧测力计下端，通有adcba方向的电流，开始时与匀强磁场边界AB相切，弹簧测力计的示数为。现将线圈沿竖直方向缓慢上提，提起高度为R时弹簧测力计的读数为，提升过程中电流大小恒为I。则磁感应强度大小为（）A B. C. D.【答案】B【解析】开始时与匀强磁场边界AB相切，线框不受安培力的作用，则有提起高度为R时，线圈受到安培力根据左手定则判断，安培力方向向下，根据受力平衡可得联立解得磁感应强度大小为故选B。5.第六代移动通信技术目前仍处于研究和探索阶段，将与人工智能、机器学习深度融合。产生无线电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图（螺线管竖直放置），则该时刻（）A.电容器的电荷量正在增大 B.线圈中磁场方向竖直向下C.振荡电路的电流正在减小 D.线圈内的磁场能正在增加【答案】D【解析】ACD．由题图可知，电流从电容器的正极板向外流出，则该时刻电容器正在放电，电荷量正在减小，所以电路中的电流正在增大，线圈内的磁场能也正在增大，故AC错误，D正确；B．由螺线管中导线的绕向，结合安培定则可知，线圈中磁场方向竖直向上，故B错误。故选D。6.如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为，已知发电机线圈的内阻为，外接定值电阻的阻值为，其它电阻不计。下列说法正确的是（）A.该交流电的频率为100HzB.线圈转到图示位置时，产生的电动势最大C.电流表的示数为0.5AD.仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为【答案】B【解析】A．根据题意可知，该交流电的频率故A错误；B．线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行，磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故B正确；C．电动势的有效值为电流表的示数为电流的有效值，则故C错误；D．根据题意，由公式可知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，电动势的最大值变为20V，故D错误。故选B。7.一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为＋q、－q和的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时，电势能均为。下列说法正确的是（）A.OA中点的电势不为零 B.OA两点的电势差为C.电场的方向与x轴正方向成60°角 D.电场强度的大小为【答案】D【解析】A．根据电势的定义式可得O点，A点和B点的电势分别为，，，所以OA中点的电势故A错误；B．OA两点的电势差故B错误；C．如图所示设N点为AB的三等分点，同理易知N点电势为0，连接MN为一条等势线，过A点做MN的垂线，可知电场线沿该垂线方向，指向右下方，由，可知故电场的方向与x轴正方向成45°角，故C错误；D．电场强度的大小为故D正确。故选D。8.下列说法正确的是（）A.图甲是双缝干涉原理图，若只增大挡板上两个狭缝、间的距离d，两相邻亮条纹间距离将减小B.图乙中，C摆开始振动后，A、B、D三个摆中B摆的振幅最大C.图丙救护车向右运动的过程中，A听到该救护车警笛声的频率比B听到的小D.图丁光在圆盘后的影的中央存在一个亮斑，是光的衍射现象【答案】AD【解析】A．根据，可知若只增大挡板上两个狭缝、间的距离d，两相邻亮条纹间距离将减小，故A正确；B．图乙中，C摆开始振动后，A、B、D三个摆做受迫振动，由可知，A摆和C摆的周期相等，A摆发生共振，振幅最大，故B错误；C．据多普勒效应可知，救护车向右运动的过程中，A听到警笛声的频率大于救护车发出的警笛声的频率，B听到警笛声的频率小于救护车发出的警笛声的频率，则A听到该救护车警笛声的频率比B听到的大，故C错误；D．图丁光在圆盘后的影的中央存在一个亮斑，是光的衍射现象，故D正确。故选AD。9.一列简谐横波在介质中沿直线传播，其波长大于，a、b为介质中平衡位置相距的两质点，其振动图像如图所示。则时的波形图可能为（）A. B.C D.【答案】AD【解析】根据振动图像可知当波的传播方向为a到b时，，解得即当波的传播方向为b到a时，，解得即同时时，a处于平衡位置，b处于波谷位置，结合图像可知AD符合；故选AD。10.在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L。一质量为m的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。轨道和导体棒的电阻均不计。若轨道左端MP间接一阻值为R的电阻，如图甲所示，导体棒在水平向右的恒力F的作用下由静止开始运动，最终稳定时，通过导体棒的电流为I，导体棒的速度大小为，导体棒两端点a、b的电势分别为、。若将电阻换成电容为C、开始不带电的电容器如图乙所示，某时刻给导体棒一个向右的初速度，导体棒最终的稳定速度大小为。下列说法正确的是（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】A．根据右手定则，可判断电流方向由b到a，所以a点电势大于b点电势，故A错误；BC．导体棒ab向右做加速度减小的加速运动，当安培力与外力F平衡时，导体棒ab达到最大速度，有，，解得，，故BC正确；D．导体棒向右运动，切割磁感线，产生感应电动势，从而为电容器充电，以导体棒为研究对象，根据动量定理有又可得根据电容的定义可知导体棒稳定运动时电容器两端电压联立解得，故D错误。故选BC。二、非选择题：本题共5小题，共57分。11.如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置“验证机械能守恒定律”。（1）供实验选择的重物有以下四个，最优选择为______。A.质量为10g的砝码 B.质量为200g的木球C.质量为50g的塑料球 D.质量为200g的铁球（2）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是______。A. B.C. D.（3）实验所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到O点的距离，如图乙所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。重力加速度g取。若重锤的质量为1.00kg，当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J；此时重锤的动能比开始下落时增加了______J。（结果均保留三位有效数字）【答案】（1）D（2）A（3）1.851.68##1.67【解析】（1）为了减小空气阻力的影响，重物应选用质量大、密度大的小球，则最优选择为质量为200g的铁球，故选D。（2）释放纸带时，要保证纸带竖直与限位孔无摩擦，并且物体要靠近打点计时器从而充分利用纸带，故选A。（3）[1]重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能[2]打B点时速度计数点间时间间隔从重锤下落到打B点时增加的动能，解得12.某同学要用实验室提供的器材测量干电池电动势和内阻。可用器材有：电压表（量程1.5V，内阻约为1.5kΩ）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。该同学开展了以下实验。（1）用图甲所示电路测量电流表的内阻。图乙为某次测量时电压表和电流表的指针偏转情况，电流表的读数为______A；可得电流表内阻RA=______Ω（保留两位有效数字）。（2）用图丙所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示。则干电池电动势E=U+______（用I、r和RA表示）。（3）调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图丁所示的U-I图像。则待测干电池电动势E=______V（保留三位有效数字）、内阻r=______Ω（保留两位有效数字）。【答案】（1）0.581.0（2）（3）1.401.0【解析】（1）由图乙可知，电压表读数电流表读数根据欧姆定律可得电流表内阻（2）由闭合电路欧姆定律可知，干电池电动势的表达式为（3）根据变形得根据图像可知，纵截距斜率的绝对值所以，13.如图，一个储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没有油时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B。当桶内油的深度等于桶高时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，C、B两点相距，求：（1）油的折射率。（2）光在油中传播的速度。【答案】（1）（2）【解析】（1）当桶内油的深度等于桶高时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，如图所示根据几何关系可得，可得，根据折射定律可得油的折射率为（2）光在油中传播的速度为14.如图所示，质量的长木板放在光滑水平面上，木板的上表面和水平平台齐平。滑块、放置在平台上，中间用细线相连且压缩一个轻弹簧（弹簧与滑块不栓接）。已知、的质量均为，弹簧的弹性势能为。现将、间细线绕断，滑块离开弹簧后滑上长木板，最终恰好未从长木板上滑下，滑块与长木板上表面之间的动摩擦因数。滑块可视为质点，经过平台和长木板的衔接点时不损失能量。求：（1）滑块滑上长木板前速度大小；（2）整个运动过程中，长木板所受摩擦力的冲量大小；（3）长木板的长度及长木板加速过程运动的位移大小。【答案】（1）（2）（3），【解析】（1）滑块a、b弹开的过程中，整个系统动量守恒，则有由于两物块的质量相等，则有根据能量守恒律则有解得（2）滑块滑上长木板后，最终恰好未从长木板上滑下，说明滑块b到达长木板的最右端二者恰好共速，设它们共同的速度为，滑块及长木板组成的系统水平方向不受外力动量守恒，则有解得对于长木板而言，根据动量定理则有（3）根据能量守恒定理可知代入数据解得，木板的长度为对于长木板，根据动能定理则有解得15.如图，水平虚线上方区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，下方区域有竖直向上的匀强电场。质量为m、带电荷量为的粒子从磁场中的a点以速度向右水平发射，当粒子进入电场时其速度沿右下方向并与水平虚线的夹角为60°，然后粒子又射出电场重新进入磁场并通过右侧b点，通过b点时其速度方向水平向右。a、b距水平虚线的距离均为h，两点