湖南省湘西自治州2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷（含答案）

第第页湖南省湘西自治州2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1．我国四川省首个深地核天体物理实验项目JUNA−锦屏深地核天体物理实验，其测量灵敏度和统计精度均高于国际同类装置。某次实验中的核反应方程是XA．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子2．近年来，我国新能源汽车产业在行业标准、产业联盟、企业布局、技术研发等方面取得了明显进展，有望肩负起中国汽车工业弯道超车的历史重任。下图为某款国产新能源汽车在某次百公里加速试车的v−t图像，下列说法正确的是（）A．0∼5sB．0∼5sC．0∼5sD．0∼5s内，汽车的平均速度大小大于3．2025年2月23日凌晨3时17分，中国“实践25号”卫星在距离地面约36000千米的同步静止轨道上，成功完成人类航天史上首次“太空加油”，为濒临退役的北斗G7卫星注入142kg推进剂，使其寿命延长8年。设北斗G7卫星和“实践25号”卫星均绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．北斗G7卫星定点于我国上空B．北斗G7卫星的加速度小于地球表面重力加速度C．北斗G7卫星的发射速度可能小于第一宇宙速度D．处在相同轨道上的“实践25号”加速可以追上北斗G7卫星4．如图，四个点电荷分别固定于圆周的两个互相垂直直径的端点上，电荷的带电量如图所示。a、b和c、d分别位于这两条垂直的直径上，且a、b、c、d四个点到圆心的距离相等，以下说法中正确的是（）A．a点的电势比c点高 B．b点场强方向由O指向bC．c点和d点场强相同 D．b点和d点电势相等5．如图甲所示，空竹是中国民间传统玩具，两头为较大的空心轮，中间为细轴。现将空竹中间细轴放细绳AB上，手持两侧A、B端拉动细绳，简化为图乙模型。不计空竹与细绳间的摩擦，细绳不可伸长，下列说法正确的是（）A．保持空竹静止，左侧细绳长度小于右侧长度，则左侧拉力小于右侧拉力B．保持空竹静止，缓慢增大A、B端的水平距离，则细绳对空竹作用力减小C．保持B端静止，仅将A端竖直向上缓慢移动，则细绳上拉力变大D．保持B端静止，仅将A端水平向右缓慢移动，则细绳上拉力变小6．如图甲所示，O、A、B是介质中的三个点，OA=7.0m，OB=7.5m。A．0 B．10cm C．102cm 二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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．小明在练习投飞镖时，将飞镖先后由在同一竖直线上的A、B两点沿水平方向抛出，飞镖均落在水平面上的E点，设飞镖落在E点时速度与水平方向的夹角分别为α、β，A、B两点与E点的水平距离为xDE，竖直距离分别为hA、hB，且满足hBA．tanB．tanC．飞镖在空中的运动时间之比为1:D．飞镖在空中的运动时间之比为1：28．如图所示，一束单色光照到厚壁玻璃管的外壁上M点，光线从M点进入玻璃后以60∘入射角照射到内壁上的P点，反射光线再照射到外壁上的N点。已知该玻璃的折射率为1.5，M、N两点之间的距离为23cmA．该玻璃的临界角小于45B．增大M点处入射角，在该点光线可能发生全反射C．在P点只有反射光线，没有折射光线D．光线从M点经P到N的传播时间为1×9．如图为某潮汐发电实验站的装置，潮汐带动线框在匀强磁场中匀速转动，并将产生的电能通过一个理想变压器给小灯泡供电，小灯泡能够发光。已知线框匝数为N，面积为S，转动角速度为ω，磁感应强度大小为B，变压器原、副线圈匝数分别为n1、nA．线框每转动一周，线框中的电流方向改变四次B．该线框在图示位置的磁通量为零，感应电流最大C．从图示位置开始计时，线框感应电动势的表达式为e=BSωD．仅将变压器原线圈匝数n110．如图甲所示，金属杆垂直导轨放置在光滑的平行水平U型导轨上，接入导轨间的有效长度为L，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向竖直向上，整个回路的电阻恒为R，现给金属杆施加水平向右的特殊拉力F，让金属棒向右运动的速度-时间关系图像如图乙所示，图中的曲线是正弦曲线的形状，结合图中所给的相关已知条件，分析下列说法正确的是（）A．t=1.5t0B．t=tC．若图乙阴影的面积为S0，则t0D．0∼3t0三、非选择题：本题共5小题，共56分。11．如图甲所示，让两个直径相同的小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。（1）关于本实验，下列做法正确的是。A．实验前应调节装置，使斜槽末端水平B．斜槽的轨道必须是光滑的C．用质量大的小球碰撞质量小的小球（2）为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的结果如图乙所示，其读数为mm。（3）图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的投影，首先，将质量为m1的小球从斜槽上的S位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把质量为m2的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为m1的小球从S位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为M、N和P（P为m1单独滑落时的平均落点12．某兴趣小组准备利用下列器材测量一节干电池的电动势和内阻。A.待测干电池电动势E，内阻r(约为2ΩB.电流表(量程为0∼0.6A，内阻为0.2C.电压表(量程为0∼1.5V，内阻约为1.5D.滑动变阻器(最大阻值为20Ω，额定电流为2E.开关、导线若干。（1）实验中的电路图应选用下图中的。(选填“甲”或“乙”)。（2）连接好电路后再进行实验，根据同学测得的数据，在U−I图中描出的点迹并画出U−I图线如图丙所示，利用图像得出干电池的电动势E=V，内阻r=Ω。(上述两空，前一空保留3位有效数字，后一空保留2位有效数字)（3）如果仅考虑电表内阻对实验测量结果的影响，由该实验得到的电动势和内阻的测量值与真实值之间的关系是E测E真、r测13．在导热良好的矩形汽缸内用厚度可忽略的活塞封闭有理想气体，当把汽缸倒置悬挂在空中，稳定时活塞刚好位于汽缸口处，如图甲所示；当把汽缸开口朝上放置于水平地面上，活塞稳定时如图乙所示。已知活塞质量为m，横截面积为S，大气压强为p0（1）图甲中封闭气体的压强；（2）图乙中活塞离汽缸底部的高度h114．如图，在水平线ab下方有一匀强电场，电场强度为E，方向竖直向下，ab的上方存在匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。一质量为m、电荷量为q的带负电粒子在电场中P点静止释放，由M点第一次进入磁场，从N点第一次射出磁场，M、N两点间距离为d，不计粒子重力。（1）求粒子到达M点时速度的大小；（2）求粒子从静止释放到第一次射出磁场所用的时间；（3）若粒子从PM线段上的Q点（图中未画出）由静止释放，仍从M点进入磁场，从N点射出磁场，求该过程中粒子从M点到N点通过的路程。15．如图，水平直轨道AB、CD和水平传送带平滑无缝连接，两半径均为R=0.625m的四分之一圆周组成的竖直细圆弧管道DEF与轨道CD和足够长的水平直轨道FG平滑相切连接。质量为3m的滑块b与质量为m的滑块c用劲度系数k=100N/m的轻质弹簧连接，静置于轨道FG上。质量为m的滑块a以初速度v0=12m/s从D处进入DEF管道后，与FG上的滑块b碰撞（时间极短）。已知传送带长L=0.825（1）求滑块a到达圆弧管道DEF最低点F时速度vF（2）若滑块a、b发生弹性碰撞，求滑块a碰后返回到B点时的动能E（3）若滑块a碰到滑块b立即被粘住，求碰撞后弹簧的最大形变量Δx

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】设反应前X的电荷数为Z，质量数为A；根据核反应中电荷数守恒和质量数守恒：电荷数守恒Z+12=13解得Z=+1质量数守恒A+25=26解得A=1电荷数为+1且质量数为1的粒子是质子，故B正确，ACD错误。故答案为：B。

【分析】本题考查核反应方程的守恒规律，核心是利用电荷数守恒和质量数守恒，求解未知粒子的电荷数和质量数，从而判断粒子种类。2．【答案】D【解析】【解答】A．图线切线的斜率表示加速度，所以汽车的加速度越来越小，故A错误；B．v−t图线只能描述直线运动，故B错误；C．由图知，0∼5s内，汽车的位移大小小于100D．0∼5s内，汽车做加速度减小的加速运动，其平均速度大小大于50故答案为：D。

【分析】本题考查v-t图像的物理意义，核心是理解图像的斜率（加速度）、面积（位移）以及运动性质、平均速度的判断方法。3．【答案】B【解析】【解答】A．同步卫星必须位于赤道平面内，而我国大部分地区不在赤道上方，故北斗G7卫星无法定点于我国上空，故A错误；B．由万有引力提供向心力，卫星加速度a=G其中r=R+h（R为地球半径，h=36000km）。地球表面重力加速度因r>R，故a<g，故B正确；C．第一宇宙速度是卫星的最小发射速度（7.9km/s），同步卫星轨道更高，发射速度需大于第一宇宙速度，故C错误；D．卫星加速会做离心运动进入更高轨道，无法在原轨道追上目标，故D错误。故答案为：B。

【分析】本题考查同步卫星的运动规律与万有引力定律的应用，核心是结合同步卫星的轨道特点、万有引力提供向心力的公式，以及宇宙速度的物理意义，分析各选项的正误。4．【答案】A【解析】【解答】AD．cO间场强方向向左，aO间电场线方向向下，沿电场线电势降低，故a点的电势比c点高，同理可知b点电势比d点高，故A正确，D错误。

BC．电势是标量，电场强度是矢量，根据等量同种电荷电场的分布特点、电场叠加原理和对称性可知，c、d两点场强等大反向，b点场强方向由b指向O，故BC错误；故答案为：A。

【分析】本题考查电场的叠加原理，核心是利用电场叠加分析各点的场强方向、大小以及电势高低。5．【答案】D【解析】【解答】A．空竹静止时，左右两段细绳的拉力在竖直方向的分力之和等于重力，水平方向的分力相互抵消，由于两段细绳对称，拉力大小相等，与细绳长度无关，故A错误；B．保持空竹静止，缓慢A、B端水平距离的过程中，细绳对空竹作用力始终等于空竹的重力，故B错误；C．保持B端静止，仅将A端竖直向上缓慢移动，如图所示由受力平衡可知，平衡后两细绳与竖直方向夹角都为θ，有2T由几何关系可知（将A端向上移动过程中A、B两端水平距离不变，故左右两侧细绳夹角不变，细绳上拉力不变，故C错误；D．保持B端静止，仅将A端水平向右缓慢移动，则A、B两端水平距离变小，由上述分析可知，sinθ故答案为：D。

【分析】本题考查共点力平衡问题，核心是对空竹进行受力分析，结合几何关系分析细绳拉力与夹角的变化规律。6．【答案】C【解析】【解答】由图可知波的周期为T=2质点A开始振动时，波源O第二次到达波谷，可知此时经过的时间为t=可得波速为v=当波传到B点时，质点A振动的时间为t质点A的位移为x=0.2sin2πtTm7．【答案】B,C【解析】【解答】AB．由平抛运动的推论知，tanα=hAxDECD．飞镖在竖直方向做自由落体运动有hA=12g故答案为：BC。

【分析】本题考查平抛运动的规律，核心是利用平抛运动的水平和竖直分运动公式，分析运动时间和速度偏角的关系。8．【答案】A,C【解析】【解答】A．已知该玻璃的折射率为1.5，则根据临界角与折射率之间的关系sinC=1nB．增大入射角，在M点，光线从光疏介质到光密介质，不可能发生全反射，故B错误；C．光线经玻璃照射到空气泡表面上P点时的入射角60∘D．由折射率n=cv可得细光束在玻璃中传播的速度为v=cn=故答案为：AC。

【分析】本题考查光的折射和全反射规律，核心是利用临界角公式、折射定律和几何关系，分析光线的传播过程。9．【答案】B,D【解析】【解答】A．线框转动一周，电流方向改变两次，故A错误；B．图示位置磁通量为零，感应电动势最大，感应电流最大，故B正确；C．从图示位置开始计时，感应电动势表达式为e=NBSωcosD．由变压器的工作原理U1U2=n故答案为：BD。

【分析】本题考查交变电流的产生与理想变压器的工作原理，核心是分析线框转动时的感应电动势变化规律，以及变压器原副线圈的电压关系。10．【答案】A,D【解析】【解答】A．t=1.5t0时刻，v−t由E=2BLv0，I=ER拉力F的功率为P=F⋅2vB．t=tC．t0~2t0时间内，由动量定理可得IF−BIL金属杆从t0~2t0综上可得t0~2tD．图像中的曲线是正弦曲线的形状，则电动势的有效值是最大值的22，则有E1在0∼3t0时间内，回路中产生的热量为故答案为：AD。

【分析】本题考查电磁感应现象的综合分析，核心是结合v-t图像，分析金属棒的受力、电流、冲量和焦耳热，涉及安培力、功率、动量定理和电磁感应定律。11．【答案】（1）A；C（2）10.5（3）m【解析】【解答】（1）A．实验中若使小球碰撞前、后的水平位移与其碰撞前、后速度成正比，需要确保小球做平抛运动，即实验前，调节装置，使斜槽末端水平，故A正确；B．实验时应使小球A每次都从同一位置由静止开始释放，并不需要斜槽的轨道光滑，故B错误；C．为使碰后入射小球与被碰小球同时飞出，需要用质量大的小球碰撞质量小的小球，故C正确。故答案为：AC。（2）观察主尺的单位为cm，读出主尺的读数是10mm，游标尺上的第五条刻度线与主尺上的刻度线对齐，其读数为0.5mm，结合主尺及游标尺的读数得到被测小球的直径为d=10mm+0.1×5（3）碰撞前、后小球均做平抛运动，由h=12gt2可知，小球的运动时间相同，水平位移与平抛初速度成正比，所以若m1OP=m1OM+（1）A．实验中若使小球碰撞前、后的水平位移与其碰撞前、后速度成正比，需要确保小球做平抛运动，即实验前，调节装置，使斜槽末端水平，故A正确；B．实验时应使小球A每次都从同一位置由静止开始释放，并不需要斜槽的轨道光滑，故B错误；C．为使碰后入射小球与被碰小球同时飞出，需要用质量大的小球碰撞质量小的小球，故C正确。故选AC。（2）观察主尺的单位为cm，读出主尺的读数是10mm，游标尺上的第五条刻度线与主尺上的刻度线对齐，其读数为0.5mmd=10（3）碰撞前、后小球均做平抛运动，由h=12g12．【答案】（1）乙（2）1.45；1.8（3）=；=​​​​​​​【解析】【解答】（1）因为电流表阻值为准确值，实验中的电路图应选用下图中的乙，可消除电表误差。

故答案为：乙（2）根据闭合电路欧姆定律可得U=E−I则由图丙可知，电源的电动势为E=1.45等效内阻r'=k=解得内阻r=1.8Ω

故答案为：1.45；（3）因为电流表阻值为准确值，可消除电表误差，故电动势和内阻的测量值与真实值均相等。

故答案为：=​​​​​​​；=​​​​​​​

【分析】(1)干电池内阻较小，电流表外接法（乙图）中，电压表分流误差更小，因此选择乙图。(2)根据闭合电路欧姆定律U=E−Ir，U-I图线的纵截距为电动势E，斜率绝对值为内阻r。(3)乙图中电压表分流，导致电流表读数偏小，等效内阻为电源内阻与电压表内阻的并联值，因此测量值均小于真实值。（1）因为电流表阻值为准确值，实验中的电路图应选用下图中的乙，可消除电表误差。（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得U=E−I则由图丙可知，电源的电动势为E=1.45等效内阻r'=k=解得内阻r=1.8（3）[1][2]因为电流表阻值为准确值，可消除电表误差，故电动势和内阻的测量值与真实值均相等。13．【答案】（1）解：设甲中封闭气体的压强为p1，则有解得p（2）解：设乙中封闭气体的压强分别为p2，则有气体做等温变化，由玻意耳定律有p联立解得h1【解析】【分析】(1)对甲图中的活塞进行受力分析，由平衡条件可直接求出封闭气体的压强；

(2)先对乙图中的活塞受力分析，求出封闭气体的压强；由于气体做等温变化，根据玻意耳定律联立甲、乙两状态的压强和体积，即可求出活塞离汽缸底部的高度。（1）设甲中封闭气体的压强为p1，则有解得p（2）设乙中封闭气体的压强分别为p2，则有气体做等温变化，由玻意耳定律有p联立解得h14．【答案】（1）解：设粒子在磁场中运动的速度大小为v，所受洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律有qvB=m由图中几何关系得r=解得v=（2）解：设粒子在电场中运动的加速度为a，根据牛顿第二定律有qE=ma粒子在电场中运动的时间t解得t粒子在磁场中运动的时间t总时间t=解得t=（3）解：粒子在磁场中运动时满足n⋅2rn=d，其中粒子在磁场中运动的路程s解得s粒子在磁场中运动的速度满足关系式r解得vQ、M两点间的距离x解得x粒子从M点到N点在电场中通过的总路程s解得s总路程s=得s=πd【解析】【分析】(1)粒子在电场中加速，进入磁场后做匀速圆周运动，MN为轨迹直径，结合洛伦兹力提供向心力，可求出M点速度。

（2）分两段计算时间：电场中匀加速的时间和磁场中做半圆周运动的时间，相加得总时间。

（3）粒子从Q点释放，多次在电场和磁场间运动，需分析其多次圆周运动的轨迹，通过叠加圆周路径长度，得到总路程。（1）设粒子在磁场中运动的速度大小为v，所受洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律有qvB=m由图中几何关系得r=解得v=（2）设粒子在电场中运动的加速度为a，根据牛顿第二定律有qE=ma粒子在电场中运动的时间t解得t粒子在磁场中运动的时间t总时间t=解得t=（3）粒子在磁场中运动时满足n⋅2rn=d，其中粒