湖北省黄石市2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷（含答案）

第第页湖北省黄石市2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1．如图所示，MN是空气与某种液体的分界面，一束光由空气射到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中。当入射角是53∘时，折射角为37∘，sin53A．液体的折射率为1.5B．液体的全反射临界角大于45C．以60∘D．以60∘2．如图所示为课本中关于近代物理的四幅插图，下列说法正确的是（）A．图（甲）为研究阴极射线的实验装置，实验确定了阴极射线是电磁波B．图（乙）为研究光电效应的实验装置，测量遏止电压UcC．图（丙）是黑体辐射的实验规律图，普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子概念D．图（丁）为康普顿效应的示意图，光子与静止的电子碰撞后波长可能变小3．生活中很多饮料都装在玻璃瓶中。现用透明的玻璃瓶盛装西瓜汁和橙汁，对于这两瓶饮料，下列说法正确的是（）A．西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在真空中的波长更长B．西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的光速更慢C．透过两种果汁瓶的光相遇可以发生干涉现象D．用完全相同的玻璃瓶装满饮料，装西瓜汁的玻璃瓶壁看起来跟装橙汁的一样厚4．如图所示，在光滑的水平面上静置一质量为M的光滑半圆形轨道，半径为R，最低点为C，两侧最高点A、B等高，现有一特技运动员踩着滑板（运动员与滑板始终相对静止，可视为质点）从A点由静止下滑，运动员与滑板的总质量为m，已知M:m=2:1，重力加速度为g，则在运动过程中（）A．运动员和滑板整体运动到最低点过程中对轨道的冲量方向指向左下方B．轨道与运动员和滑板整体组成的系统动量守恒C．运动员和滑板整体的机械能守恒D．轨道向左运动的最大距离为R5．近些年的研究发现少部分材料呈现出反常的“热缩冷胀”现象，这类材料被称为负热膨胀材料。如图所示，平行板电容器接电压恒定的电源，上极板固定，下极板能随绝缘的负热膨胀材料的体积变化做上下微小移动。初始时一带电油滴悬浮在极板间，当负热膨胀材料温度发生变化时发现油滴向下移动，则（）A．油滴带正电 B．负热膨胀材料温度升高C．电容器电容变大 D．极板所带电荷量增大6．如图所示装置，1是待测位移的物体，软铁芯2插在空心线圈L中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。将线圈L（电阻不计）和电容器C并联后与电阻R、电源E相连，闭合开关S，待电路达到稳定后再断开S，LC回路中将产生电磁振荡。下列说法正确的是（）A．开关断开瞬间，电容器上的带电量最大B．开关断开瞬间，线圈中的自感电动势最大C．若减小电源的电动势，振荡电流的频率会变小D．该装置可作为传感器使用，用振荡电流的频率变化可间接反映物体位置的变化7．将一定质量的理想气体自状态M变化至状态Q，某同学设计了两种不同的变化过程MN1Q和MA．气体经过MN1QB．过程MN1QC．过程MN1QD．气体在状态M比在状态N2二、多选题：本大题共3小题，共12分。8．电动自行车多处用到了霍尔传感器，如测速仪、无刷电机等。如图所示，厚度为h、宽度为d的金属板放在垂直于其前表面的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过金属板时，在金属板的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。已知电势差UH、电流I和B的关系为UH=kA．电子所受的洛伦兹力方向为垂直于下表面向下B．金属板上表面的电势低于下表面的电势C．金属板上、下两表面之间的电势差UHD．霍尔系数k与金属板的厚度h和宽度d无关9．如图所示，放在光滑绝缘水平面上半径为R、总电阻为r的金属圆环，有一半在垂直于水平面向上、大小为B的匀强磁场中。圆环以与直线边界MN的夹角为θ（A．有顺时针方向的感应电流B．先做直线运动，最终速度减为零C．初始时P、Q两点间电压为BRvD．初始时受到安培力的大小为（10．如图1是摄影师航拍到钱塘江两波潮水娓娓向对方走来，交织在一起形成壮观的景象。其原理为两列平面波相遇的干涉现象，可将两列波简化成如图2示意图（其中实线表示波峰，虚线表示波谷），甲、乙两列频率均为0.5Hz的水波以2m/s的速度传播，振幅均为A．B点是振动减弱点B．此后经过t1C．到图中时刻为止，A点经过的总路程比B点多1.6D．干涉稳定后，O、C连线间只有三个振动加强点（不含C、O三、实验题：本大题共2小题，共18分。11．某学习小组的同学在实验室用如图1所示的装置研究单摆。将单摆挂在力传感器的下端，同时由连接到计算机的力传感器得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像如图2所示。（1）如图3，用游标卡尺测量摆球的直径，测出的摆球直径为cm（2）由图2可知，单摆的周期为（用图中字母表示）（3）小组成员在实验过程中有下列说法，其中正确的是。A．对于摆球的选择，可以是铁球，也可以是塑料球B．由图2可知，当小球摆到最高点时开始计时C．如果在测量周期时，将n次全振动记为n+1次，代入公式计算得到的重力加速度值偏大D．如果用悬线的长度作为摆长，代入公式计算得到的重力加速度值偏大（4）为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制T2−L图像如图4所示。由图可知重力加速度大小为g=12．某学习小组利用压敏电阻制作电子秤。已知压敏电阻阻值R随压力F变化的图像如图（a）所示，其中R0=10Ω，图像斜率k=0.5Ω/N。小组同学按图（b）所示电路制作了一个简易电子秤（秤盘质量不计），电路中电源电动势步骤1：秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表指针满偏；步骤2：秤盘上放置已知质量的重物，保持滑动变阻器接入电阻不变；读出此时毫安表示数I步骤3：换用不同质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值；步骤4：将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。（1）改装后的质量刻度盘，其零刻度线在电流表（填“零刻度”或“满刻度”）处，质量刻度盘的刻度线（填“均匀”或“不均匀”）；（2）当电流表半偏时，压敏电阻R=Ω；（结果保留2位有效数字（3）若电流表示数为200mA，则待测重物的质量m=kg；（结果保留2位有效数字（4）若电源电动势变小，内阻变大，其他条件不变，用这台电子秤称重前，进行了步骤1操作，则测量结果较真实值（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。四、计算题：本大题共3小题，共30分。13．如图所示蹦蹦球是一种儿童健身玩具，小明同学在27℃的室内对蹦蹦球充气，已知两球的体积约为2L，充气前的气压为1atm，充气筒每次充入0.2L（1）充气多少次可以让气体压强增大至3atm（2）室外温度达到了−23℃，把充气后的蹦蹦球拿到室外后，压强将变为多少?14．如图所示，光滑绝缘的水平桌面离地面高为h，桌面边缘处静止放置一个质量为m、电荷量为+q的小球Q，桌面边缘右侧有竖直向上的匀强电场和水平向外的匀强磁场，电场强度E=mgq、磁感应强度为B。桌面上有另一质量为12（1）碰后瞬间小球Q的速度大小vQ（2）小球Q第一次落地前在复合场中运动的时间t；（3）小球Q第一次落地时与小球P的水平距离。15．如图，水平面（纸面）内固定有两足够长、光滑平行金属导轨，间距l=4m，其左端接有阻值R=3Ω的定值电阻。一质量m=1kg，电阻r=1Ω的金属棒MN（长度略大于l）垂直锁定在导轨上。在电阻和金属棒间，有两个垂直于纸面向里的匀强磁场，圆形磁场面积为S=4m2，磁感应强度大小B1随时间的变化关系为：在0到t0=1.5（1）t=0到t=t（2）t=0到t=2t0时间内，电阻R上产生的热量（结果可用π

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A．当入射角是53∘时，折射角为37∘，sin53∘=0.8，sinB．全反射临界角的公式为sinC=1nC．当光从光密介质射向光疏介质中时，若入射角等于或者大于临界角会发生全反射现象。光线从从光疏介质介质射入光密介质时不会发生全反射，所以从空气射到分界面时，不发生全反射，故C错误；D．从光密介质射入光疏介质时，若角度大于全反射临界角，光线会发生全反射，sin60°>故选B。

【分析】根据折射率的定义式求折射率。根据sinC=2．【答案】C【解析】【解答】A．阴极射线是带负电的粒子流，而不是电磁波，故A错误；B．遏止电压是反向电压，故开关S应扳向“1”，故B错误；

C．图中是黑体辐射的实验规律图，普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子概念，故C正确；

D．图中为康普顿效应的示意图，光子与静止的电子碰撞后，动量减小、波长变大，故D错误。

故选：C。【分析】根据阴极射线本质、遏止电压是反向电压、黑体辐射规律、康普顿效应等知识点逐一分析每个选项。3．【答案】A【解析】【解答】A．根据波速波长、频率关系c=λf，因红光的频率小于橙光的频率，可知西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在真空中的波长更长，故A正确；

B．因红光的折射率小于橙光，根据v=cn可知，则西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的速度更快，故B错误；

C．发生干涉现象必须是相干光即频率相同，因红光和黄光不是相干光，透过两种果汁瓶的光相遇不可能发生干涉现象，故C错误；

D．红光的折射率更小，射到玻璃瓶壁上时的“视深”更大，看起来比装橙汁的更厚一些，故D错误。【分析】由光的颜色与频率的关系，可比较红光和橙光的频率大小，结合频率、波长的关系，可比较红光和橙光的波长；由折射率与光速的关系，可比较红光和橙光在玻璃中的光速；由干涉的条件，判断是否能发生干涉；根据折射率对“视深”的影响分析。4．【答案】A【解析】【解答】A．运动员和滑板整体运动到最低点过程中对轨道的弹力指向左下方，冲量方向与力的方向相同，则对轨道的冲量方向指向左下方，A正确；B．M与m组成的系统在竖直方向的合力不为零，系统动量不守恒，系统水平方向合外力为零，在水平方向上系统动量守恒，B错误；C．运动员和滑板机械能不守恒，它们的能量一部分转化为轨道机械能，C错误；D．由水平方向的动量守恒可得0=mv1−Mv2，又因为解得x2故选A。

【分析】冲量方向与力的方向一致；系统动量守恒需合外力为零；机械能守恒需只有重力或弹力做功；利用水平方向动量守恒和位移关系求解轨道最大位移。5．【答案】B【解析】【解答】A．由图可知，极板间电场方向向下，初态带电油滴受力平衡，油滴受重力和电场力，重力方向向下，则油滴所受电场力向上，油滴带负电，故A错误；

B．平行板电容器接在电压恒定的电源上，U不变。根据E=Ud油滴向下移动，说明电场力减小，即场强E减小，因为U不变，所以d增大，负热膨胀材料“热缩冷胀”，d增大说明负热膨胀材料温度升高，故B正确；C．根据平行板电容器电容的决定式有D．根据电容定义式可得Q=CU结合上述，U不变，C变小，所以Q减小，故D错误。

故选：B。【分析】根据带电液滴受到的电场力方向分析；根据E=U6．【答案】D【解析】【解答】A．待电路达到稳定后再断开S，因线圈电阻为零，电路稳定时，线圈两端电压为零，电容器不带电，故A错误；

B．开关断开后瞬间，通过线圈的电流最大，此时电流的变化率最小为零，所以开关断开后瞬间，线圈中自感电动势为零，故B正确；

C．振荡电流的频率f=12πLC，与电源的电动势无关，故C错误；

【分析】电路稳定时电容器两板间电压为零；根据电流的变化率分析；根据振荡电流的频率公式分析；可以用振荡电流频率的变化能反映物体位置的变化。7．【答案】A【解析】【解答】AB．两个过程气体的初末状态温度相同，分子平均动能的变化量相同，两过程气体的初末状态内能相同，可知两过程的内能变化量ΔU相同，分子平均动能的变化量相同，根据理想气体状态方程有pVT=C，变形得V=C又WMN1Q=−pMN1ΔVC．由前面分析可知过程MN1QD．由前面分析可知，pM<p故选A。

【分析】根据理想气体状态方程判断压强变化，根据W=pΔV分析气体做功，一定量的理想气体内能由温度决定，结合热力学第一定律分析。8．【答案】B,D【解析】【解答】AB．根据左手定则，由于载流子是自由电子，可知电子所受的洛伦兹力方向为垂直于上表面向上，则金属板上表面的电势低于下表面的电势，故A错误，B正确；CD．电子最终达到平衡时，根据电场力等于洛伦兹力，根据平衡条件有evB=eUHh，可得UH=Bhv，根据电流的微观表达式I=nevS=nevhd，联立可得U故选BD。

【分析】根据左手定则得出洛伦兹力方向，从而得出电势的高低；粒子受到的电场力和洛伦兹力平衡，由此列式得出霍尔电压的表达式，进而判断哪个选项正确。9．【答案】A,C【解析】【解答】A、根据楞次定律判断可知，圆环进入磁场时，穿过圆环的磁通量向外增加，圆环中有沿顺时针方向的感应电流，故A正确；B、将环的速度沿边界MN方向与垂直边界方向分解，沿边界方向不改变环在磁场中的“面积”，不产生感应电动势，也无安培力，所以线框沿边界方向做匀速运动；只有垂直边界的分速度会因感应电流受到安培力而逐渐减小到零，但沿边界方向的分速度不变，所以最终环不会因速度减为零而停下，故B错误；

C、初始时，可视作直径PQ 在磁场中以垂直该直径的分速度vsinθ 切割磁感线。若整条直径 2R 都在匀强磁场中，则产生的感应电动势为E=BLvsinθ=2BRvsinθ，但实际只有半个圆环在场中，相当于有效长度减半，则P、Q两端电压为U=1D．圆环中感应电流大小为I=Er=故选AC。

【分析】根据楞次定律判断感应电流方向；分析圆环的受力情况，判断其运动情况；圆环有效切割长度为L=2Rsinθ，根据E=BLv求出感应电动势，由闭合电路欧姆定律求感应电流大小，再求PQ两端电压和安培力的大小。10．【答案】B,C【解析】【解答】A．两列波简化成如图2示意图（其中实线表示波峰，虚线表示波谷），根据图2，B点为波峰与波峰相遇，则B点是振动加强点，故A错误；B．甲、乙两列频率均为0.5Hz的水波以2m根据对称性，两列波到C点的距离相等，传播时间为t=sv解得t=23C．左边水波同时传播到A、B两点，右边水波先传播到A点，后传播到B点，据图可知从A传播到B对应的时间为2T，则图中此刻A点经过的总路程x=2×4A=8A=8×0.2即A点比B点多1.6mD．稳定干涉后，根据干涉的特点可知O、C连线上所有的点都是振动加强点，故D错误。故选BC。

【分析】根据两列平面波的干涉现象，结合波的频率、速度、波长关系，以及振动加强点、减弱点的判断，路程计算和传播时间计算来分析各选项。11．【答案】（1）2.07（2）4（3）C（4）4【解析】【解答】（1）游标卡尺的分度值为0.1mm，游标卡尺不用估读，读到最小刻度即可，则摆球的直径为（2）力传感器得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像如图2，F最大值为摆球经过最低点的时刻，相邻两次时间间隔为2t0，且2（3）A．为了减小空气阻力带来的影响，摆球尽量选取质量大体积小的铁球，故A错误；

B．根据图2可知，实验是从悬线拉力最大时开始计时的，此时摆球位于最低点，速度最大，所需向心力最大，悬线中拉力最大，故B错误；CD．根据T=2πLg，可得g=4故选C。（4）根据T=2πLg，整理可得T2=解得g=4π2（L2−L（1）游标卡尺的分度值为0.1mm，则摆球的直径为（2）F最大值为摆球经过最低点的时刻，相邻两次时间间隔为2t0解得单摆的周期为T=4（3）A．摆球尽量选取质量大体积小的，这样可以减少空气阻力带来的影响，所以要选铁球，故A错误；B．根据图2可知，实验是从悬线拉力最大时开始计时的，此时摆球位于最低点，速度最大，所需向心力最大，悬线中拉力最大，故B错误；CD．根据单摆的周期公式T=2π可得g=测量周期时，若将n次全振动记为n+1次，则导致周期T偏小，g值随之偏大；若用悬线的长度作为摆长时，则导致L偏小，g值随之偏小。故C正确，D错误；故选C。（4）根据单摆的周期公式T=2π整理可得T故T2−L解得g=12．【答案】（1）满刻度；不均匀（2）40（3）3.0（4）偏大【解析】【解答】（1）由闭合电路的欧姆定律有I=E（2）当电流表满偏时有I=ER代入数据，解得R=40（3）电流表示数为200mA，根据闭合回路欧姆定律则有I'=ER'+RP+r+RA，代入数据，解得则待测重物质量m=（4）若电源电动势减小，内阻变大，进行了步骤1操作，当测量时，由于电源电动势减小，导致电流偏小，压敏电阻阻值偏大，测量结果偏大。【分析】（1）根据闭合电路的欧姆定律计算和分析；

（2）当电流表半偏时根据闭合电路的欧姆定律计算；

（3）电流表示数为200mA时，根据闭合电路的欧姆定律计算压敏电阻，根据图a对应的函数表达式和重力公式计算待测物体质量；

（4）根据闭合电路欧姆定律和图像分析判断。（1）[1][2]秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表指针满偏，由闭合电路的欧姆定律有I=解得R由于R随压力的增大而增大，则电流表随压力的增大而减小，所以重力最小时，电流最大，那么重力的零刻度线在电流表的满刻度处，即质量刻度盘的零刻度线在电流表的满刻度处。结合表达式I=E（2）当电流表半偏时有1代入数据，解得R=40（3）电流表示数为200mA，则有I'=代入数据，解得R'=25由图a可知R=当R'=25Ω时，则待测重物质量m=（4）若电源电动势减小，内阻变大，进行了步骤1操作，当测量时，由于电源电动势减小，导致电流偏小，压敏电阻阻值偏大，测量结果偏大。13．【答案】解：（1）设充气n次可以让气体压强增大至3atmP代入解得n=20（2）当温度变化，气体发生等容变化，由查理定律得P可得p3【解析】【分析】（1）充气过程中气体发生等温变化，明确压强等参数，根据玻意耳定律列式求解；

（2）当温度变化，气体发生等容变化，由查理定律列式求解。14．【答案】（1）解：两球发生弹性碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律有m2v解得v1=−（2）解：小球Q在复合场中的运动过程中，对小球Q进行受力分析，受竖直向上的电场力、竖直向下的重力和洛伦兹力，由于F则小球Q在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则有qvB=m解得r=画出小球Q的运动轨迹，如图所示由几何关系有cos 解得θ=小球Q在复合场中的运动时间