湖南省湘東教學(xué)聯(lián)盟2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期期末考試 物理試卷（含解析）

2024-2025學(xué)年湖南省湘東教學(xué)聯(lián)盟高二（下）期末考試物理試卷一、單選題：本大題共6小題，共24分。1.數(shù)碼相機(jī)中的圖像傳感器利用光電效應(yīng)將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，從而記錄下圖像信息。當(dāng)有紫光照射到采用硅基材料制作的感光元件上時，會有光電子逸出。下列說法正確的是(

)A.紫光照射到感光元件上后，感光元件帶負(fù)電

B.綠光照射到感光元件上一定能發(fā)生光電效應(yīng)

C.增大紫光的強(qiáng)度，逸出的光電子的最大初動能變大

D.光電效應(yīng)揭示了光具有粒子性2.如圖，質(zhì)量分別為m、M的兩個光滑球裝進(jìn)一個靜止在水平桌面上的長方體容器內(nèi)，兩球、容器三者之間從左至右一共有1、2、3、4、5五個接觸點(diǎn)，重力加速度大小為g。請選出下列正確的選項(xiàng)(

)

A.2號接觸點(diǎn)對左邊小球的彈力一定大于mg

B.4號接觸點(diǎn)對右邊大球的彈力一定大于Mg

C.2號與4號接觸點(diǎn)對兩球彈力的大小之和一定等于mg+Mg

D.3.一根輕質(zhì)橡皮筋掛著一個質(zhì)量為2m的小燈籠甲，質(zhì)量為m的小燈籠乙與小燈籠甲用一根輕繩相連，懸掛在空中，甲乙兩燈籠在相同的水平風(fēng)力作用下，使橡皮筋發(fā)生了傾斜，穩(wěn)定時，與豎直方向夾角α=30°，如圖所示，突然，甲乙之間的輕繩斷裂，重力加速度為g，斷裂瞬間甲的加速度大小為(

)

A.g B.23g C.4.如圖，一束只含紅光和紫光的復(fù)色光束，沿半徑方向射入空氣中的玻璃半圓柱，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。則下列選項(xiàng)正確的是(

)

A.在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度

B.a為紅光，b為紫光

C.若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線b首先消失

D.分別用a、b光在同一個雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距5.如圖，真空中一無限大孤立平面上有三個質(zhì)量為m，帶電量為q的正點(diǎn)電荷分別固定在邊長為a的正三角形的A、B、C三個頂點(diǎn)上，O為正三角形的中心。已知以無窮遠(yuǎn)處為零電勢，點(diǎn)電荷的電勢公式為φ=kqr。以下說法正確的是(

)A.只將C處點(diǎn)電荷自由釋放后最終達(dá)到的速度小于將三個點(diǎn)電荷同時自由釋放最終達(dá)到的速度

B.若將A處點(diǎn)電荷換成電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷，則中心O點(diǎn)的場強(qiáng)為6kqa2，方向由O指向A

C.若將A處點(diǎn)電荷換成電荷量為q的負(fù)點(diǎn)電荷，并從A點(diǎn)以初速度v沿AO方向釋放，該點(diǎn)電荷將一定來回振動(不考慮電磁感應(yīng)效應(yīng))

D.若將A、B、C三處點(diǎn)電荷均換成電荷量為26.光伏發(fā)電，即利用光電效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的過程，直接輸送是最常用的光伏電站輸送方式。在光伏電站內(nèi)部，發(fā)電組件通過逆變器將發(fā)電組件所產(chǎn)生的直流電信號轉(zhuǎn)換為交流電信號，并提高電壓，然后輸送到電網(wǎng)上，再經(jīng)過降壓最后輸送到用戶家中。為探究輸電的規(guī)律，輸送簡化電路圖如圖所示，電路中升壓變壓器原線圈接電壓恒定的交流電源，變壓器可視為理想變壓器，電表均視為理想電表，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，下列說法正確的是(

)

A.僅將P1向上調(diào)，電壓表示數(shù)會增大，電流表示數(shù)會減小

B.若用戶增多，電網(wǎng)負(fù)荷增大，要想用電器正常工作，應(yīng)將P2向下調(diào)

C.若用戶增多，電網(wǎng)負(fù)荷增大，ΔUΔI將不變二、多選題：本大題共4小題，共16分。7.2025年5月17日，朱雀二號改進(jìn)型遙二運(yùn)載火箭成功發(fā)射，將天儀29星等6顆衛(wèi)星順利送入預(yù)定的500公里太陽同步軌道。太陽同步軌道是指衛(wèi)星的軌道平面和太陽始終保持相對固定的取向，軌道傾角接近90度。衛(wèi)星在運(yùn)行過程中，會以特定的速度和軌道高度(離地高度為500公里)繞地球運(yùn)動，使得其在經(jīng)過地球不同地區(qū)時，能夠在相同的地方時(當(dāng)?shù)貢r間)通過，從而保證衛(wèi)星每次觀測同一地區(qū)時，光照條件基本相同。由于其獨(dú)特的光照條件，非常適合用于遙感、測繪、氣象等衛(wèi)星任務(wù)。已知地球同步衛(wèi)星離地高度約為36000千米。關(guān)于太陽同步軌道，下列說法正確的是(

)A.在該軌道運(yùn)行的衛(wèi)星的線速度一定比同步衛(wèi)星的線速度大

B.在該軌道運(yùn)行的衛(wèi)星的向心加速度小于同步衛(wèi)星的向心加速度

C.在該軌道運(yùn)行的衛(wèi)星的機(jī)械能不守恒

D.若要將衛(wèi)星從該軌道變軌到更高軌道，需要讓衛(wèi)星加速8.一擺球在豎直平面內(nèi)做單擺運(yùn)動，從最低點(diǎn)開始計(jì)時，該單擺的振動圖像如圖所示，重力加速度g取10m/s2，取π2=A.該單擺的擺長為4m

B.t=2s時，擺球的加速度為0

C.t=3s時，擺球的速度最大9.如圖，從水平地面上以一定的初速度拋出一個大小不計(jì)的小球，要能夠越過半徑R=1m，表面光滑的半圓柱體(固定在地面上)?？諝庾枇梢院雎裕琯取10m/sA.要求小球以最小的高度越過半圓柱體且不與半圓柱體接觸，拋出的最小速度應(yīng)為30m/s

B.要求小球以最小的高度越過半圓柱體且不與半圓柱體接觸，拋出的最小速度應(yīng)為40m/s10.如圖所示，半徑為l的圓形金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，在金屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面，大小為B1，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場。一根長也為l、電阻為R的金屬棒ab一端與導(dǎo)軌接觸良好，另一端固定在圓心處的導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸OO′上，由電動機(jī)A帶動轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)。從圓形金屬導(dǎo)軌引出導(dǎo)線和通過電刷從轉(zhuǎn)軸引出導(dǎo)線經(jīng)開關(guān)S與寬度為L的水平導(dǎo)軌連接，水平導(dǎo)軌的最右側(cè)用一絕緣點(diǎn)G連接，MX段與NY段平行，XG、YG長度均為L。MN右側(cè)存在垂直于導(dǎo)軌平面，大小為B，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(兩部分磁場不會相互影響)。水平導(dǎo)軌的左側(cè)連接阻值為R的電阻，MN和XY之間某處靜止放置一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，已知PQ棒到達(dá)XY處前已經(jīng)做勻速運(yùn)動，且所有導(dǎo)軌電阻不計(jì)，不計(jì)其余電阻和摩擦等阻力，則以下說法正確的是(

)

A.開關(guān)閉合瞬間，通過PQ棒的電流動B1ωl26R

B.開關(guān)閉合瞬間，PQ棒的加速度為B12ωl36mR

C.PQ三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共18分。11.某興趣小組驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，在水平面上放有一個壓力傳感器，將一個內(nèi)壁光滑的圓環(huán)軌道豎直固定放在壓力傳感器上，此時壓力傳感器上的示數(shù)為0。如圖所示，在圓環(huán)軌道的最高點(diǎn)處有一個直徑等于小球直徑的圓孔(小球的直徑遠(yuǎn)小于軌道的直徑)，將小球通過圓孔靜止放在圓環(huán)軌道的最高點(diǎn)處，給小球一個微小擾動，當(dāng)小球經(jīng)過壓力傳感器時，傳感器的示數(shù)為F，重力加速度為g。

(1)下列說法正確的是A.若想完成此實(shí)驗(yàn)還需要測量出小球的質(zhì)量mB.若想完成此實(shí)驗(yàn)還需要測量出圓環(huán)軌道的直徑DC.若想完成此實(shí)驗(yàn)還需要測量出小球的直徑d(2)小球從最高點(diǎn)到壓力傳感器的過程，為驗(yàn)證小球的機(jī)械能守恒，需要滿足的關(guān)系式

(用以上的物理量表示(3)實(shí)驗(yàn)過程中很難存在內(nèi)壁光滑的圓環(huán)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后發(fā)現(xiàn)測量的F比理論的F

(填“大”或者“小”)12.某同學(xué)打算估測一粗細(xì)均勻的金屬絲的阻值。現(xiàn)有器材如下：電源(電動勢E、內(nèi)阻r均未知)電流表(量程為0.6定值電阻R0(定值電阻R開關(guān)S和導(dǎo)線若干他設(shè)計(jì)了如圖(1步驟1:閉合開關(guān)S1，將開關(guān)S2接到1步驟2:將金屬絲平均分成相同長度的6段，將開關(guān)S2接到2，移動滑片分別將n段(n=1(1)定值電阻R1(2)步驟2中，某次電流表示數(shù)如圖(2)(3)若設(shè)X=1I0?1In，根據(jù)第二步得到的數(shù)據(jù)作出X?n圖像，如圖(3)所示，可得金屬絲阻值為

(4)本實(shí)驗(yàn)中若考慮電流表內(nèi)阻的影響，則測得的金屬絲阻值會

(選填“偏大”“不變”或“偏小”)四、計(jì)算題：本大題共3小題，共30分。13.已知一種氣壓避震裝置主要由活塞、汽缸和輕質(zhì)彈簧組成。某研究小組將其放在光滑斜面上進(jìn)行研究，簡化結(jié)構(gòu)如圖所示，在傾角為θ的斜面上放置一個帶有活塞的導(dǎo)熱汽缸，一平行于斜面的輕彈簧一端固定在活塞上，另一端被固定在與斜面底端相連的擋板上，初始狀態(tài)活塞到汽缸底部內(nèi)側(cè)的距離為L1，汽缸底部外側(cè)到斜面上端擋板的距離為L2，汽缸內(nèi)氣體的初始溫度為T1。已知汽缸質(zhì)量為M，活塞的質(zhì)量為m，汽缸內(nèi)部的橫截面積為S，活塞與汽缸間密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞始終未脫離汽缸，大氣壓強(qiáng)為p0，該封閉氣體的內(nèi)能U與溫度T之間存在關(guān)系U=k(1)現(xiàn)對汽缸進(jìn)行緩慢加熱，求汽缸底部恰好接觸到斜面上端的擋板時氣體的溫度(2)求從最初到汽缸底部恰好接觸到斜面上端的擋板時，氣體吸收的熱量Q14.一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球，以一定初速度從A點(diǎn)沿光滑絕緣水平面開始運(yùn)動，光滑絕緣圓形軌道最低點(diǎn)D與水平面相切(圓軌道最低點(diǎn)略微錯開，不影響小球進(jìn)出軌道時的速度)，其半徑為R，小球能從D點(diǎn)進(jìn)入圓形軌道，并能運(yùn)動一周后再從D處沿切線離開圓形軌道。在圓形軌道右側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(磁感應(yīng)強(qiáng)度為B)和豎直向上的勻強(qiáng)電場(電場強(qiáng)度大小未知)，小球在此區(qū)間做勻速圓周運(yùn)動，距離圓形軌道圓心等高處C點(diǎn)右側(cè)有一塊薄金屬板，距離為d，如圖所示，以水平面為x軸，C點(diǎn)所在豎直面為y軸建立坐標(biāo)系，重力加速度為g。

(1)(2)當(dāng)小球運(yùn)動到D點(diǎn)時，在第二象限內(nèi)也加與第一象限相同大小的勻強(qiáng)電場，方向水平向右(圖中未畫出)，求讓小球不脫離圓軌道的初速度的取值范圍;

(3)滿足第(2)15.如圖，兩相同且足夠長的粗糙絕緣斜面垂直相交構(gòu)成一個直角滑槽，斜面相交處有一個很小的光滑圓弧，并處在水平向左的勻強(qiáng)電場中?，F(xiàn)有兩個大小可不計(jì)的滑塊質(zhì)量均為m，滑塊A和滑塊B與滑槽間的動摩擦因數(shù)分別為μA=1、μB=0.5。其中滑塊B帶正電、電荷量為q，滑塊A不帶電(且滑塊A、B彼此絕緣，相互接觸后滑塊B所帶電荷沒有變化)。如圖1，當(dāng)滑槽的兩側(cè)斜面都與水平方向成45°角時，滑塊B恰好能夠靜止在左側(cè)斜面上且與左側(cè)斜面之間沒有摩擦力。(重力加速度為g，計(jì)算結(jié)果用m、g、h、d、q(1)求電場強(qiáng)度E(2)如圖2，將直角滑槽順時針方向轉(zhuǎn)過37°角，將滑塊B從左側(cè)斜面距離滑槽底部(3)如圖3，當(dāng)滑槽的兩側(cè)斜面仍與水平方向成45°角，滑塊B靜止在滑槽左側(cè)斜面離底部高度h處，滑塊A以碰前瞬間速度v0=2gh沿左側(cè)斜面向下與B發(fā)生碰撞(A、B之間的碰撞均為彈性碰撞)。求A、B兩個滑塊從第一次碰撞到兩個滑塊均靜止在滑槽斜面上，A答案和解析1.【答案】D

【解析】紫光照射到感光元件上后，感光元件失去電子，帶正電。A錯誤;

綠光的頻率小于紫光，綠光照射到感光元件上不一定能發(fā)生光電效應(yīng)。B錯誤;

光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，即增大紫光的強(qiáng)度，逸出的光電子的最大初動能不變。C錯誤;

光電效應(yīng)揭示了光具有粒子性。D正確。2.【答案】C

【解析】對兩球構(gòu)成的整體進(jìn)行受力分析。豎直方向：所受重力與支持力為一對平衡力，可知C選項(xiàng)正確;

水平方向容器左側(cè)與右側(cè)對整體的水平彈力為一對平衡力，可知D錯誤。

隔離大球或小球進(jìn)行受力分析，且大、小球之間可能沒有彈力，此時容器底部分別給兩球的支持力等于各自重力?？芍狝、B選項(xiàng)錯誤。

故選C。3.【答案】D

【解析】輕繩斷裂前甲乙整體受力分析

F彈=23mg，F(xiàn)=3mg，

每個小燈籠受到的風(fēng)力F風(fēng)=32m4.【答案】A

【解析】光線a的偏折程度大，根據(jù)折射定律公式n=sinisinγ，光線a的折射率大。再根據(jù)公式v=cn，光線a在玻璃中的傳播速度小，故A正確;

光線a的折射率大，說明光線a的頻率高，紅光波長更大，頻率更小，所以a不是紅光，故B錯誤;

若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線a的折射角先達(dá)到90°，故先發(fā)生全反射，先消失，故C錯誤;

光線a在真空中的波長較短，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式△x=5.【答案】B

【解析】先考慮只有A處點(diǎn)電荷時，B處電勢為kqa，再放入B處電荷，系統(tǒng)所具有的電勢能為kq2a，此時C處電勢為2kqa，再放入C處電荷，系統(tǒng)新增加電勢能為2kq2a，此時系統(tǒng)總電勢能為3kq2a。如只釋放C處點(diǎn)電荷，則有2kq2a電勢能轉(zhuǎn)化為C的動能。而同時釋放3個電荷則有3kq2a電勢能轉(zhuǎn)化為三個點(diǎn)電荷的動能，每個點(diǎn)電荷動能為kq2a。故只釋放C電荷時C電荷獲得的動能更大，是同時釋放三處電荷時C電荷獲得動能的兩倍。A錯誤。

(也可以用做功來定性分析。當(dāng)只釋放C電荷，在C電荷遠(yuǎn)離中心O相同位置時，由于A、B兩個電荷沒有動，與同時釋放三個電荷比較，到A、B兩個電荷的距離更近，且A、B兩個電荷對C電荷作用力方向的夾角更小，與同時釋放三個電荷比較，C電荷在相同位置上受到的庫侖力的合力更大，在點(diǎn)電荷遠(yuǎn)離中心O的過程中庫侖力對它做的功更多，因此獲得的動能更大)。

同理，當(dāng)三個頂點(diǎn)的點(diǎn)電荷電荷量均為2q時，系統(tǒng)的總電勢能為12kq2a，自由釋放后轉(zhuǎn)化為三個點(diǎn)電荷的動能，最終每個點(diǎn)電荷獲得動能為4kq2a。速度應(yīng)為原來的2倍，D錯誤。

對D選項(xiàng)也可以定性分析。電勢能等于電勢與電荷量的乘積。由題目中所給點(diǎn)電荷電勢公式可知，系統(tǒng)所具有的電勢能應(yīng)為6.【答案】C

【解析】P1上調(diào)意味著n1變大，U2減小，n3、n4不變，電流表示數(shù)減小，用戶總電流就減小，電壓表示數(shù)也減小。A錯誤；

n1、n2不變，U1也不變，所以U2也不變，降壓變壓器和用戶等效成電阻(n3n4)2R總，現(xiàn)R總減小，電流表示數(shù)就增大，用戶電壓就減小，要使用電器正常工作，就要P2向上調(diào)。B錯誤；7.【答案】AD

【解析】根據(jù)萬有引力提供向心力，則有GMmr2=mv2r，解得v=GMr，r越大v越小，A正確。

根據(jù)萬有引力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律，則有GMmr8.【答案】AD

【解析】根據(jù)T=2πl(wèi)g，T=4s，得l=4m，故A正確;

由圖像可知，t=2s時，擺球在最低點(diǎn)，擺球做圓周運(yùn)動，加速度不為0，故B錯誤;

t9.【答案】AC

【解析】采用逆向思維：A、B選項(xiàng)可讓小球從半圓柱體頂部以臨界速度v0=gR水平飛出，根據(jù)mgR+12mv02=12mv2計(jì)算落地速度v=30m/10.【答案】AD

【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律可得E=B1l?lω2=12B1ωl2，

閉合開關(guān)后根據(jù)閉合電路歐姆定律I=ER內(nèi)+R外，

而R內(nèi)+R外=R+R2=3R2，

聯(lián)立解得I=B1ωl23R，

所以流過金屬棒PQ的電流I1=I2，

代入得到I1=B1ωl26R，所以A正確。

對PQ棒FA=B11.【答案】(1)A；(2【解析】(1)最低點(diǎn)F?mg=mv2R，代入2mgR=12mv2得F=5m12.【答案】(1)保護(hù)電路；

(2)0.34；(3)【解析】(1)金屬絲的阻值較小，因此需接入定值電阻R1來保護(hù)電路。

(2)電流表的最小分度為0.02，