2024-2025学年福建省福州市八县（市区）协作校高二下学期期末联考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1福州市八县（市，区）协作校2024—2025学年第二学期期末联考高二物理试卷本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。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。4、本试卷主要考试内容∶鲁科版选择性必修第一册，选择性必修第二册。一、单项选择题∶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，只有一项是符合题目要求的。1.一单摆在地球上的周期是2s，若将其移到表面重力加速度是地球4倍的某星球，则其周期变为（）A.1s B.2s C.3s D.4s【答案】A【解析】单摆周期公式为其中为周期，为摆长，为重力加速度。在地球上，周期当移至重力加速度为的星球时，新周期为故选A。2.质量为m、长为L的独木舟停在西湖，质量为2m的人从独木舟头走到独木舟尾，不计水的阻力，则独木舟运动的位移大小是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】设独木舟运动的位移大小为s，则人相对于地面的位移大小为L-s，运动时间为t，根据动量守恒定律解得故选D。3.如图所示是LC振荡电路中能量E随时间t变化的图像，实线表示电场能随时间变化的曲线，虚线表示磁场能随时间变化的曲线，由图像可知（）A.该LC振荡电路的周期大小为B.在时刻振荡电路中的电流为0C.在到的过程中，电容器正在放电D.在和时刻，电容器极板带电情况完全相同【答案】C【解析】A．在一个周期内电场能和磁场能都两次达到最大，可知该LC振荡电路的周期大小为，选项A错误；B．在时刻磁场能最大，则振荡电路中的电流最大，选项B错误；C．在到的过程中，电场能减小，则电容器正在放电，选项C正确；D．在和时刻，电场能都是最大，电容器极板带电量相等，但是极板极性相反，选项D错误。故选C。4.如图所示，足够长的光滑平行导轨PQ、MN固定在绝缘水平桌面上，间距为L，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直静置于导轨上，与导轨接触良好，其长度等于导轨间距，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，现给导体棒施加一个水平向右的恒力F，使导体棒由静止开始运动，已知导体棒的最大速度为vm，导体棒从开始运动至刚好达到最大速度过程的位移大小为x，则下列说法正确的是（）A.力F的大小等于B.当导体棒的速度为v（v<vm）时，导体棒的加速度大小为C.导体棒从开始运动至刚好达至最大速度所用时间为D.导体棒从开始运动至刚好达到最大速度的过程中，电阻R产生的热量为【答案】D【解析】A．当导体棒达到最大速度vm时，F与其所受安培力平衡，则感应电动势此时感应电流联立，解得，故A错误；B．当导体棒的速度为v（v<vm）时，由上述可知，安培力大小为由牛顿第二定律，有解得加速度大小为，故B错误；C．由动量定理，有而联立，解得所用时间，故C错误；D．由能量守恒定律，可知恒力F的功等于导体棒动能增量与回路产生的焦耳热Q之和，即因电阻R和r串联，热量与电阻成正比，则电阻R产生的热量联立，解得，故D正确。故选D。二、双项选择题∶本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求。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.下列关于自感的说法正确的是（）A.自感电动势只阻碍线圈中电流的增加B.自感系数与线圈的大小有关C.自感电动势遵从法拉第电磁感应定律D.由于互感而产生的电动势叫作自感电动势【答案】BC【解析】A．自感电动势总是阻碍原来导体中电流的变化，当原电流增大时，感应电动势方向与原电流的方向相反，当原电流减小时，感应电动势方向与原电流方向相同，自感电动势不只阻碍线圈中电流的增加，故A错误；B．自感系数与线圈本身因素有关，自感系数与线圈的大小有关，故B正确；CD．当一线圈中的电流发生变化时，在临近的另一线圈中产生感应电动势，叫做互感现象。由于互感而产生的电动势叫作互感电动势。自感现象实质上属于电磁感应现象，由于自感而产生的电动势叫作自感电动势，自感电动势遵从法拉第电磁感应定律，故C正确，D错误。故选BC。6.一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是（）A.振幅是表示振动幅度大小的物理量B.频率越大，振动越慢C弹簧振子回复力最大，速度也最大D.弹簧振子位移为零，加速度也为零【答案】AD【解析】A．振幅是表示振动幅度大小的物理量，故A正确；B．频率越大，振动越快，故B错误；C．弹簧振子回复力最大，振子离平衡位置最远，速度最小，故C错误；D．弹簧振子位移零，回复力等于零，加速度也为零，故D正确。故选AD。7.一列简谐横波在时刻的波形如图所示，传播方向向左。质点平衡位置的坐标为（3m，0），从时开始算起，当s时，质点第二次位于波峰，质点的坐标为（－7m，0），则以下判断正确的是（）A.s时刻，质点第一次位于波峰B.s时刻，质点第一次位于波峰C.质点位于波峰时，质点处于平衡位置D.质点、的运动方向始终相反【答案】BD【解析】AB．根据图像信息可知，P点此时正处于平衡位置要向下运动，所以经过的时间第二次位于波峰，可知。图中波长为，波速。因此波要传播9m的距离能让Q点第一次位于波峰，这个时间是，故A错误，B正确；CD．P与Q点间的距离是10m，刚好是2.5个波长，所以Q处于波峰时，P刚好处于波谷，二者运动始终相反，故C错误，D正确。故选BD。8.图甲是某小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈的内阻为5Ω，外接电阻R的阻值为95Ω。下列说法正确的是（）A.电流表的示数为5AB.在0.02s时通过线圈的磁通量最大C.电阻R消耗的功率为2375WD.线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为【答案】AC【解析】A．电流表测有效值A正确；B．在0.02s时，电流最大（与图甲位置相同，为垂直中性面），磁通量为0，B错误；C．电阻R消耗的功率为C正确；D．线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，因为则通过电阻R的电荷量为D错误。故选AC。三、非选择题∶共60分。9.理想变压器原、副线圈的匝数比为23:55，则原、副线圈的功率之比为________。【答案】1:1【解析】理想变压器无能量损耗，所以理想变压器的输入功率等于输出功率，则原、副线圈的功率之比为1:1。10.质量的人坐在停泊在福州码头客轮的椅子上，经，取重力加速度大小，则椅子对该人的冲量大小为________。【答案】3000N·s【解析】椅子对人的支持力与人的重力相互平衡，大小相等，则椅子对该人的冲量大小为11.回旋加速器的核心构件如图所示，其中D形盒的半径为，所加竖直向下的匀强磁场的磁感应强度大小为。在两D形盒之间接上交变电压，交变电压大小恒为，用于加速质量为、电荷量为的质子。质子从D形盒中央由静止开始，经若干次加速后，质子从D形盒边缘被引出。忽略质子的加速时间，不考虑相对论效应和重力作用，则交变电压的频率为________，质子获得的最大动能为________。【答案】【解析】[1]回旋加速器工作时交变电压的频率等于质子在磁场中做匀速圆周运动的频率，设质子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有又联立解得质子在磁场中运动的周期为故交变电压的频率为[2]当质子的运动半径为时，质子被加速到最大，由洛伦兹力提供向心力有则质子所获得的最大动能为12.图甲是“碰撞中的动量守恒”实验装置的示意图。（1）在验证动量守恒定律的实验中，不必须要求的条件是______。A.轨道光滑B.轨道末端的切线水平C.碰撞的瞬间入射小球和被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行D.每次入射小球都要从同一高度由静止滚下（2）入射小球与被碰小球的直径相同，则被碰小球的质量应______（填“大于”“小于”或“等于”）入射小球的质量。（3）在做此实验时，若某次实验得到小球的落点情况如图乙所示。假设碰撞中动量守恒。则______。【答案】（1）A（2）小于（3）【解析】（1）A．若小球每次从轨道同一位置释放，小球克服摩擦力做功相同，小球飞出轨道末端速度大小一定，可知，轨道光滑与否对实验没有影响，故A错误，符合题意；B．为了确保小球飞出轨道的初速度方向水平，轨道末端的切线必须水平，故B正确，不符合题意；C．为了使得碰撞过程发生的是对心碰撞，碰撞的瞬间入射小球和被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行，故C正确，不符合题意；D．为了确保小球每次飞出轨道末端初速度大小一定，实验中每次入射小球都要从同一高度由静止滚下，故D正确，不符合题意。故选A。（2）入射小球与被碰小球的直径相同，为了避免入射小球发生反弹，则被碰小球的质量应小于入射小球的质量。（3）P为入射球单独滚下的落地点，M为入射球碰撞后的落地点，N为被碰球体碰撞后的落地点，根据，解得结合上述可知，，根据动量守恒定律有解得13.已知一热敏电阻所处环境的温度从10℃升至时，其阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度变化的关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为100Ω）。（1）实验电路如图甲所示，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻的阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.0mA，则此时热敏电阻的阻值为________kΩ（保留两位有效数字）。实验中得到该热敏电阻的阻值R随温度t变化的曲线如图乙所示。由此可得到结论：随着温度升高，热敏电阻的阻值________（填“增大”或“减小”）得越来越________（填“快”或“慢”）。（2）将热敏电阻从温度控制室取出并置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。结合图乙可知，此时室温为________℃（保留三位有效数字）。【答案】（1）1.8减小慢（2）25.5（25.0~25.8都算对）【解析】（1）[1][2][3]由电路欧姆定律得由题图乙可得到结论：随着温度升高，热敏电阻的阻值迅速减小，进一步升高温度，阻值减小得越来越慢。（2）由题图乙知该电阻的阻值为2.2kΩ，其对应的温度为25.5℃。14.在某特殊直角三棱镜中，，BC边长度为L，一束光从AB边中点O垂直入射，恰好在AC边发生全反射，已知光在真空中传播的速度为c。（1）求该棱镜对光的折射率n；（2）判断光是否会经过B点，如果会，求出光从O点到B点的时间t。【答案】（1）（2）【解析】（1）光恰好在AC边发生全反射，根据几何知识可得临界角为由临界角公式，有解得（2）设光经过AC边的D点，由AC边反射后过BC边的E点，如图所示根据几何关系，可得在直角三角形CDE中，解得由此可知，即E点与B点重合，所以光会经过B点，光在棱镜中的速度光从O点到B点的路程为解得光从O点到B点的时间15.等腰直角三角形单匝导线框ACD如图所示，CD边长为L，导线框总电阻为r，空间存在垂直导线框平面向里的匀强磁场（未画出），其大小B=kt（k>0），从t=0开始计时。（1）求导线框产生的感应电动势E；（2）判断感应电流的方向；（3）求AD边在t=t0时受到安培力大小F。【答案】（1）（2）沿逆时针方向（3）【解析】（1）线框ACD为单匝，由法拉第电磁感应定律得（2）B=kt（k>0），从t=0开始计时，磁场向里增大，由楞次定律得感应电流沿逆时针方向。（3）由欧姆定律得，AD边长，由安培力公式，其中联立解得16.如图所示，在等腰直角三角形OAD内部有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，OA在x轴上，长度为L。一粒子的质量为m、电荷量为q，从OA中点C垂直OA射入磁场，刚好垂直OD射出磁场，不计粒子所受的重力。（1）判断粒子的电性；（2）求粒子的速度大小v；（3）求粒子打在y轴上的点P的坐标；（4）求粒子从射入磁场到打在y轴上的总时间t。【答案】（1）带正电（2）（3）（4）【解析】（1）粒子刚好垂直OD射出磁场，依据左手定则可判断粒子带正电。（2）粒子从OA中点C垂直OA射入磁场，刚好垂直OD射出磁场，说明粒子做匀速圆周运动的圆心为O点，半径洛伦兹力充当向心力，有解得（3）设粒子垂直OD射出的点为K，，是等腰直角三角形，可得出是等腰直角三角形由几何关系知，，粒子打在y轴上的点P的坐标为。（4）粒子从射入磁场到打在y轴上的总路程根据解得。福州市八县（市，区）协作校2024—2025学年第二学期期末联考高二物理试卷本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。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。4、本试卷主要考试内容∶鲁科版选择性必修第一册，选择性必修第二册。一、单项选择题∶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，只有一项是符合题目要求的。1.一单摆在地球上的周期是2s，若将其移到表面重力加速度是地球4倍的某星球，则其周期变为（）A.1s B.2s C.3s D.4s【答案】A【解析】单摆周期公式为其中为周期，为摆长，为重力加速度。在地球上，周期当移至重力加速度为的星球时，新周期为故选A。2.质量为m、长为L的独木舟停在西湖，质量为2m的人从独木舟头走到独木舟尾，不计水的阻力，则独木舟运动的位移大小是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】设独木舟运动的位移大小为s，则人相对于地面的位移大小为L-s，运动时间为t，根据动量守恒定律解得故选D。3.如图所示是LC振荡电路中能量E随时间t变化的图像，实线表示电场能随时间变化的曲线，虚线表示磁场能随时间变化的曲线，由图像可知（）A.该LC振荡电路的周期大小为B.在时刻振荡电路中的电流为0C.在到的过程中，电容器正在放电D.在和时刻，电容器极板带电情况完全相同【答案】C【解析】A．在一个周期内电场能和磁场能都两次达到最大，可知该LC振荡电路的周期大小为，选项A错误；B．在时刻磁场能最大，则振荡电路中的电流最大，选项B错误；C．在到的过程中，电场能减小，则电容器正在放电，选项C正确；D．在和时刻，电场能都是最大，电容器极板带电量相等，但是极板极性相反，选项D错误。故选C。4.如图所示，足够长的光滑平行导轨PQ、MN固定在绝缘水平桌面上，间距为L，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直静置于导轨上，与导轨接触良好，其长度等于导轨间距，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，现给导体棒施加一个水平向右的恒力F，使导体棒由静止开始运动，已知导体棒的最大速度为vm，导体棒从开始运动至刚好达到最大速度过程的位移大小为x，则下列说法正确的是（）A.力F的大小等于B.当导体棒的速度为v（v<vm）时，导体棒的加速度大小为C.导体棒从开始运动至刚好达至最大速度所用时间为D.导体棒从开始运动至刚好达到最大速度的过程中，电阻R产生的热量为【答案】D【解析】A．当导体棒达到最大速度vm时，F与其所受安培力平衡，则感应电动势此时感应电流联立，解得，故A错误；B．当导体棒的速度为v（v<vm）时，由上述可知，安培力大小为由牛顿第二定律，有解得加速度大小为，故B错误；C．由动量定理，有而联立，解得所用时间，故C错误；D．由能量守恒定律，可知恒力F的功等于导体棒动能增量与回路产生的焦耳热Q之和，即因电阻R和r串联，热量与电阻成正比，则电阻R产生的热量联立，解得，故D正确。故选D。二、双项选择题∶本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求。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.下列关于自感的说法正确的是（）A.自感电动势只阻碍线圈中电流的增加B.自感系数与线圈的大小有关C.自感电动势遵从法拉第电磁感应定律D.由于互感而产生的电动势叫作自感电动势【答案】BC【解析】A．自感电动势总是阻碍原来导体中电流的变化，当原电流增大时，感应电动势方向与原电流的方向相反，当原电流减小时，感应电动势方向与原电流方向相同，自感电动势不只阻碍线圈中电流的增加，故A错误；B．自感系数与线圈本身因素有关，自感系数与线圈的大小有关，故B正确；CD．当一线圈中的电流发生变化时，在临近的另一线圈中产生感应电动势，叫做互感现象。由于互感而产生的电动势叫作互感电动势。自感现象实质上属于电磁感应现象，由于自感而产生的电动势叫作自感电动势，自感电动势遵从法拉第电磁感应定律，故C正确，D错误。故选BC。6.一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是（）A.振幅是表示振动幅度大小的物理量B.频率越大，振动越慢C弹簧振子回复力最大，速度也最大D.弹簧振子位移为零，加速度也为零【答案】AD【解析】A．振幅是表示振动幅度大小的物理量，故A正确；B．频率越大，振动越快，故B错误；C．弹簧振子回复力最大，振子离平衡位置最远，速度最小，故C错误；D．弹簧振子位移零，回复力等于零，加速度也为零，故D正确。故选AD。7.一列简谐横波在时刻的波形如图所示，传播方向向左。质点平衡位置的坐标为（3m，0），从时开始算起，当s时，质点第二次位于波峰，质点的坐标为（－7m，0），则以下判断正确的是（）A.s时刻，质点第一次位于波峰B.s时刻，质点第一次位于波峰C.质点位于波峰时，质点处于平衡位置D.质点、的运动方向始终相反【答案】BD【解析】AB．根据图像信息可知，P点此时正处于平衡位置要向下运动，所以经过的时间第二次位于波峰，可知。图中波长为，波速。因此波要传播9m的距离能让Q点第一次位于波峰，这个时间是，故A错误，B正确；CD．P与Q点间的距离是10m，刚好是2.5个波长，所以Q处于波峰时，P刚好处于波谷，二者运动始终相反，故C错误，D正确。故选BD。8.图甲是某小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈的内阻为5Ω，外接电阻R的阻值为95Ω。下列说法正确的是（）A.电流表的示数为5AB.在0.02s时通过线圈的磁通量最大C.电阻R消耗的功率为2375WD.线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为【答案】AC【解析】A．电流表测有效值A正确；B．在0.02s时，电流最大（与图甲位置相同，为垂直中性面），磁通量为0，B错误；C．电阻R消耗的功率为C正确；D．线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，因为则通过电阻R的电荷量为D错误。故选AC。三、非选择题∶共60分。9.理想变压器原、副线圈的匝数比为23:55，则原、副线圈的功率之比为________。【答案】1:1【解析】理想变压器无能量损耗，所以理想变压器的输入功率等于输出功率，则原、副线圈的功率之比为1:1。10.质量的人坐在停泊在福州码头客轮的椅子上，经，取重力加速度大小，则椅子对该人的冲量大小为________。【答案】3000N·s【解析】椅子对人的支持力与人的重力相互平衡，大小相等，则椅子对该人的冲量大小为11.回旋加速器的核心构件如图所示，其中D形盒的半径为，所加竖直向下的匀强磁场的磁感应强度大小为。在两D形盒之间接上交变电压，交变电压大小恒为，用于加速质量为、电荷量为的质子。质子从D形盒中央由静止开始，经若干次加速后，质子从D形盒边缘被引出。忽略质子的加速时间，不考虑相对论效应和重力作用，则交变电压的频率为________，质子获得的最大动能为________。【答案】【解析】[1]回旋加速器工作时交变电压的频率等于质子在磁场中做匀速圆周运动的频率，设质子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有又联立解得质子在磁场中运动的周期为故交变电压的频率为[2]当质子的运动半径为时，质子被加速到最大，由洛伦兹力提供向心力有则质子所获得的最大动能为12.图甲是“碰撞中的动量守恒”实验装置的示意图。（1）在验证动量守恒定律的实验中，不必须要求的条件是______。A.轨道光滑B.轨道末端的切线水平C.碰撞的瞬间入射小球和被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行D.每次入射小球都要从同一高度由静止滚下（2）入射小球与被碰小球的直径相同，则被碰小球的质量应______（填“大于”“小于”或“等于”）入射小球的质量。（3）在做此实验时，若某次实验得到小球的落点情况如图乙所示。假设碰撞中动量守恒。则______。【答案】（1）A（2）小于（3）【解析】（1）A．若小球每次从轨道同一位置释放，小球克服摩擦力做功相同，小球飞出轨道末端速度大小一定，可知，轨道光滑与否对实验没有影响，故A错误，符合题意；B．为了确保小球飞出轨道的初速度方向水平，轨道末端的切线必须水平，故B正确，不符合题意；C．为了使得碰撞过程发生的是对心碰撞，碰撞的瞬间入射小球和被碰小球的球心连线与轨道末端的切线平行，故C正确，不符合题意；D．为了确保小球每次飞出轨道末端初速度大小一定，实验中每次入射小球都要从同一高度由静止滚下，故D正确，不符合题意。故选A。（2）入射小球与被碰小球的直径相同，为了避免入射小球发生反弹，则被碰小球的质量应小于入射小球的质量。（3）P为入射球单独滚下的落地点，M为入射球碰撞后的落地点，N为被碰球体碰撞后的落地点，根据，解得结合上述可知，，根据动量守恒定律有解得13.已知一热敏电阻所处环境的温度从10℃升至时，其阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度变化的关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为100Ω）。（1）实验电路如图甲所示，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻的阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.0mA，则此时热敏电阻的阻值为________kΩ（保留两位有效数字）。实验中得到该热敏电阻的阻值R随温度t变化的曲线如图乙所示。由此可得到结论：随着温度升高，热敏电阻的阻值________（填“增大”或“减小”）得越来越________（填“快”或“慢”）。（2）将热敏电阻从温度控制室取出并置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。结合图乙可知，此时室温为________℃（保留三位有效数字）。【答案】（1）