浙江省衢州市2024-2025学年高二上学期期末物理试题（解析版）

这是一份浙江省衢州市2024-2025学年高二上学期期末物理试题（解析版），共22页。试卷主要包含了全卷分试卷和答题卷，试卷共8页，有3大题，20小题，可能用到的相关参数等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1.全卷分试卷和答题卷。考试结束后，将答题卷上交。
2.试卷共8页，有3大题，20小题。满分100分，考试时间90分钟。
3.请将答案做在答题卷的相应位置上，写在试卷上无效。
4.可能用到的相关参数：重力加速度g均取。
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 电势单位“伏特”用国际单位制中的基本单位表示正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由，，
可得
故选C。
2. 中国奥运代表团在2024年巴黎奥运会豪取40枚金牌，创造境外参加奥运会的最佳战绩。如图所示为中国运动员的四个比赛场景，下列说法正确的是（ ）
A. 图1邓雅文展示小轮车骑行技巧时可视为质点
B. 图2杨家玉获得田径女子20公里竞走冠军，“20公里”指的是位移大小
C. 图3刘洋展示“十字撑”保持静止时，每根悬绳的拉力大小均等于重力的一半
D. 图4陈艺文在三米板决赛中将跳板压到最低点时，对跳板的作用力大于她的重力
【答案】D
【解析】
【详解】A．图1邓雅文展示小轮车骑行技巧时，邓雅文的形状不能忽略，不可视为质点，故A错误；
B．图2杨家玉获得田径女子20公里竞走冠军，“20公里”指的是路程大小，故B错误；
C．图3刘洋展示“十字撑”保持静止时，两悬绳不平行，设悬绳与竖直方向的夹角为，则有
解得
则每根悬绳的拉力大小均大于重力的一半，故C错误；
D．图4陈艺文在三米板决赛中将跳板压到最低点时，有向上的加速度，跳板对陈艺文的作用力大于她的重力，故D正确。
故选D。
3. 如图两篮球运动员正在击地传球，下列说法正确的是（ ）
A. 篮球在空中运动时受到重力、推力与空气阻力的作用
B. 地面对篮球的弹力是由于地面形变引起的
C. 地面对篮球的作用力大于篮球对地面的作用力
D. 击地时，地面对篮球的弹力方向与篮球的速度方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】A．篮球在空中运动时受到重力、空气阻力的作用，没有受到推力的作用，故A错误；
B．地面对篮球的弹力是由于地面形变引起的，故B正确；
C．地面对篮球的作用力与篮球对地面的作用力是一对相互作用力，大小相等，故C错误；
D．击地时，地面对篮球的弹力方向垂直地面向上，与篮球的速度方向不在同一直线上，故D错误。
故选B。
4. 电子仅在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知电子速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】电子做曲线运动，所受合外力应该指向轨迹凹侧，速度沿轨迹切线。电子速度减小，则电场力与速度夹角应为钝角。电子带负电受力方向与场强相反，故B选项满足电场力指向轨迹凹侧，且电场力与速度夹角是钝角。
故选B。
5. 如图所示，在验证动量守恒定律实验中，质量为的金属球碰撞质量为的玻璃球（），忽略空气阻力，碰后两小球均做平抛运动，最终落在同一水平面上。关于两球平抛运动全过程，下列说法正确的是（ ）
A. 速度变化量相同B. 速度变化率不同
C. 位移相同D. 动量变化量相同
【答案】A
【解析】
详解】A．碰后两小球均做平抛运动，根据可知，速度变化量相同，故A正确；
B．速度变化率即，可知两球速度变化率相同，故B错误；
C．碰后两球速度不同，则水平位移不同，位移为
可知位移不同，故C错误；
D．根据动量的计算公式可知，两球质量不同，结合A项可知，动量变化量不相同，故D错误；
故选A。
6. 如图所示，甲为赤道上空的近地卫星，乙为放置在赤道处地面上的待发射卫星。若以T表示圆周运动周期，v表示线速度大小，a表示向心加速度大小，F表示受到的合力大小，下列判断一定正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．乙为放置在赤道处地面上的待发射卫星，其周期等于地球同步卫星的周期，根据，
可知乙的线速度和向心加速度都小于地球同步卫星的；
根据万有引力提供向心力有
解得，，
则甲的周期小于地球同步卫星的周期，线速度大于地球同步卫星的，则，，
故AB错误，C正确；
D．两卫星质量未知，无法比较所受合力大小，故D错误；
故选C。
7. 如图所示为小球在砖墙前竖直上抛的频闪照片，图1、图2分别是上升、下降阶段的照片，O是最高点。已知小球质量为m，重力加速度为g，假设小球所受空气阻力大小不变，据此可估算（ ）
A. 墙砖的厚度B. 频闪照相的时间间隔
C. O点距抛出点的高度D. 空气阻力的大小
【答案】D
【解析】
【详解】设每块砖的厚度是d，向上运动上运动时
向下运动时
联立解得
根据牛顿第二定律，向上运动时
向下运动时
联立解得
选项中其他物理量都无法计算。
故选D。
8. 如图所示，阴影部分ABC为透明材料做成的光学元件的横截面，是半径为R的圆弧，D为圆心，ABCD构成正方形。D处的点光源向外辐射红光，该材料对红光的折射率。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，下列说法正确的是（ ）
A. 光射入光学元件后频率不变，波长减小
B. 光射向圆弧AC时部分光发生全反射
C. AB边有光线出射的部分长度为
D. 若换成紫光，AB、BC有光线出射的区域变大
【答案】A
【解析】
【详解】A．光射入光学元件后频率不变，传播速度减小，则波长减小，选项A正确；
B．光射向圆弧AC时是由光疏介质射向光密介质，况且是沿法线方向射入则不可能发生全反射，选项B错误；
C．光线在AB面上的临界角为
则C=30°
AB边有光线出射的部分长度为
选项C错误；
D．若换成紫光，折射率变大，临界角变小，则AB、BC有光线出射的区域变小，选项D错误。
故选A。
9. 如图所示，在绝缘水平桌面上固定两个点电荷，距离为d，电荷量分别为和，沿其连线的中垂线水平放置内壁光滑的绝缘细管，一电荷量为的小球（直径略比细管小）以初速度从管口射入，已知静电力常量为k，则小球在管内运动时（ ）
A. 速度先增大后减小B. 加速度先增大后减小
C. 电场力始终不做功D. 管壁对小球的弹力最大值为
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．根据等量异种电荷的电场线分布可知，在细管所在的直线上的场强方向与细管垂直，可知电场力始终不做功，小球在管内运动时的速度不变，加速度不变，选项C正确，AB错误；
D．当小球到达两电荷连线的中点时对管的侧壁的压力最大，侧壁上的最大压力为
但是由于球竖直方向管壁对小球的支持力与重力平衡，可知管壁对小球的弹力最大值大于，选项D错误。
故选C。
10. 如图所示，平行板电容器通过导线与二极管、直流电源相连，P是极板间一固定点。下列说法正确的是（ ）
A. M板上移少许，两板间电势差不变，P点电势不变
B. N板上移少许，两板间电场强度增大，P点电势降低
C. M板左移少许，两板间电势差增大，P点电势不变
D. 两板间插入介电常数更大的电介质，两板间电场强度增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．M板上移少许，板间距增大，根据
可知，电容器的电容减小，若电势差不变，根据
可知减小，由于二极管的存在，不能减小，所以不变，两板间电势差增大，根据 ，，
可得
所以两板间电场强度不变，由于板接地，所以
P点与板间距离不变，所以P点电势不变，A错误；
B．N板上移少许，板间距减小，根据
可知，电容器的电容增大，若电势差不变，根据
可知增大，由于二极管的存在，可以增大，所以不变，根据
可知两板间电场强度增大，由于板接地，所以板电势不变， 根据
且P点与板间距离不变，所以P点电势降低，B正确；
C．M板左移少许，两板间正对面积减小，根据
可知，电容器的电容减小，若电势差不变，根据
可知减小，由于二极管的存在，不能减小，所以不变，两板间电势差增大，根据 ，，
可得
可知两板间电场强度增大，由于板接地，所以
P点与板间距离不变，所以P点电势增大，C错误；
D．两板间插入介电常数更大的电介质，增大，根据
可知，电容器的电容增大，若电势差不变，根据
可知增大，由于二极管的存在，可以增大，所以两板间电势差不变，根据
可知两板间电场强度不变，D错误；
故选B。
11. 如图所示为一电子测力计的原理图，对测量台施加力的作用时电压表和电流表示数会发生变化。两次分别施加大小不同的力，当施加的力较小时（ ）
A. 电源的效率高
B. 消耗的功率小
C. 电压表示数与电流表示数的比值较小
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值较小
【答案】C
【解析】
【详解】A．当施加力较小时,弹簧压缩量较小，接入电路部分较小，电源的效率
减小，故A错误；
B．较小时，根据闭合电路欧姆定律
知电流表示数增大，消耗的功增大，故B错误；
C．根据B项分析知，电流表示数增大，电压表示数
减小，故电压表示数与电流表示数的比值较小，故C正确；
D．根据
知电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值等于，是定值，故D错误。
故选C。
【点睛
12. 某研究小组利用校园广场上的“草地音箱”研究声波的干涉现象。如图所示，两个完全相同的音箱置于相距20m的A、B两点，O为A、B连线的中点。同一个信号源使两音箱发出频率为340Hz的声音，则在以O点为圆心，半径为5m的圆周上共有几处加强点（ ）
A. 21处B. 38处C. 40处D. 48处
【答案】C
【解析】
【详解】该声波的波长为
设是圆周内、连线上的振动加强点，则
其中
由于，由此解得
其中当时，，此时恰好是圆周上的点，所以此时圆周上共有2个振动加强点；则当时，分别在圆周上下各有一个振动加强点，即共有38个振动加强点，所以圆周上共有40处加强点。
故选C。
13. 如图1所示，O点为单摆的固定悬点。现将摆球拉到A点静止释放，摆球在竖直面内的A、C之间来回摆动，B点为最低位置。从释放瞬间开始计时，细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像如图2所示，下列说法正确的是（ ）

A. 单摆的摆长为0.1m
B. 摆球的质量为0.05kg
C. 摆球经A点时处于平衡状态
D. 摆球经B点时处于失重状态，速度达到最大值
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，单摆的周期
根据周期公式有
解得
故A错误；
B．根据图像可知，摆球在最高点时速度为0，所需向心力为0，绳拉力为0.495N，令摆角为，则有
摆球在最低点时，绳拉力为0.510N，则有
根据动能定理有
解得
故B正确；
C．摆球经过A点时，速度为0，沿半径方向的合力为0，沿切向的合力为，可知，此时摆球的加速度不为0，即摆球不处于平衡状态，故C错误；
D．摆球经B点时，加速度方向向上，摆球处于超重状态，结合上述可以解得此时的最大速度
故D错误。
故选B。
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 下列说法正确的是（ ）
A. 如图1，M点与N点磁感应强度相同
B. 如图2，由小磁针指向可知通电直导线中的电流方向向下
C. 如图3，两直导线通电后弯曲情况与虚线相符
D. 如图4，a、b为两个同心放置且共面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直，通过两环的磁通量大小关系为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向，磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，图1中M点与N点的磁感线切线不相同，疏密程度也不同，则两点的磁感应强度不相同，故A错误；
B．小磁针N极的指向为磁感应强度的方向，由图2俯视可知磁感线沿顺时针方向，据安培定则可知直导线的电流方向向下，故B正确；
C．异向直电流有相互排斥的安培力，则图3两直导线通电后弯曲情况与虚线不相符，故C错误；
D．根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下，由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a的面积小，抵消较小，则a磁通量较大，故D正确。
故选BD。
15. 如图1所示，一足够长传送带与水平面夹角为，以恒定速率运行，在传送带适当位置放上质量为m的物块，并给物块一定的初速度。规定沿传送带向上为正方向，从该时刻起物块图像如图2所示，已知。下列说法正确的是（ ）
A. 传送带沿逆时针方向运行
B. 物块与传送带间动摩擦因数为
C. 时间内，传送带对物块做的功为
D. 时间内，摩擦产生的热量一定大于物块减小的机械能
【答案】BD
【解析】
【详解】A．规定沿传送带向上为正方向，物块初始时向下运动，最后向上运动，可知传送带沿顺时针方向运行，故A错误；
B．物块在减速和加速的过程中，摩擦力都向上，根据牛顿第二定律有
由图可知加速度为
解得
故B正确；
C．时间内，传送带对物块做的功等于物块动能变化量和重力势能的增加量，故
故C错误；
D．物块减小的机械能等于摩擦力对物块做功，即
物块与传送带间运动方向先相反，再相同，直至共速，则相对位移，摩擦生热为
所以时间内，摩擦产生的热量一定大于物块减小的机械能，故D正确；
故选BD。
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
实验题（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分）
16. 如图1是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。实验时气垫导轨调至水平，细线与导轨平行，一端与滑块上的力传感器连接，另一端跨过滑轮悬挂槽码，将滑块由静止释放，记录力传感器的示数F，测量滑块（含遮光条和力传感器）的质量M，改变滑块或槽码的质量重复实验。
（1）该实验______（填“需要”或“不需要”）满足槽码质量远小于滑块质量M；细线与滑轮的摩擦力对实验探究______（填“有”或“没有”）影响。
（2）如图2所示，游标卡尺测量遮光条的宽度______mm。某次实验，计时器显示遮光条通过光电门1的时间7.0ms，则滑块通过光电门1的速度约为______m/s。（结果保留2位有效数字）
（3）两同学分别用上述装置探究加速度与质量的关系，以滑块的质量M为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，绘出图像如图3所示，下列说法正确的是______。
A. 滑块质量B. 槽码质量
C. 遮光条宽度D. 光电门1、2的间距
【答案】（1） ①. 不需要 ②. 没有
（2） ① 5.75 ②. 0.82 （3）B
【解析】
【小问1详解】
[1]本实验细绳上连有力传感器，可以准确测出绳的张力，故不需要用近似替代法，即不需要满足槽码质量远小于滑块质量；
[2]本实验是探究牛顿第二定律，则只需要准确测出小车的合外力、小车的加速度、小车的质量即可，故细线与滑轮的摩擦力对实验探究没有影响；
【小问2详解】
[1]20分度的游标卡尺精度为0.05mm，遮光条的宽度
[2]计时器显示遮光条通过光电门1的时间7.0ms，则滑块通过光电门1的速度约为
【小问3详解】
根据图像可知与成正比，可知在所受外力一定的条件下，与成反比；力传感器的示数F，对滑块由由牛顿第二定律
可得
由图可知甲图的斜率较大，即甲较大，图甲对应的牵引物的质量较小，即有；滑块质量是变量，而其它量（如遮光条宽度、光电门1、2的间距）根据题目信息无法比较。
故选B。
17. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中
（1）对于实验中“等效替代”的理解正确的是______
A. 橡皮筋拉伸的长度相同B. 橡皮筋拉伸的方向相同
C. 弹簧秤的读数均相同D. 将结点拉到相同的位置
（2）下列操作有利于减小实验误差的是______（多选）
A. 用两弹簧秤沿不同方向同时拉两条细绳时，细绳间的夹角尽可能小些
B. 拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向时两点要适当远些
C. 拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行
D. 拉橡皮筋时，尽量避免弹簧秤外壳与木板接触产生摩擦
【答案】（1）D （2）BC
【解析】
【小问1详解】
实验中“等效替代”是将结点拉到相同的位置。
故选D。
【小问2详解】
A．用两弹簧秤沿不同方向同时拉两条细绳时，细绳间的夹角适当大一些可减小误差，故A错误；
B．拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向时两点要适当远些，故B正确；
C．为了减小误差，拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行，故C正确；
D．弹簧秤外壳与木板接触产生摩擦对实验结果无影响，故D错误；
故选BC。
18. 小方同学测量一节干电池的电动势和内阻。
（1）多用电表机械调零后，用“直流电压2.5V挡”粗测电动势，如图1所示，干电池的正极应与多用电表的______（填“红表笔”或“黑表笔”）连接，指针偏转如图2所示，则电动势为______V。
（2）转换至欧姆挡，用图1电路粗测内阻，你认为此法______（填“可行”或“不可行”）。小方突发奇想，想测一下人体电阻，选择“×1k”挡，调零后测量发现指针偏转很小，为使测量更合理，应换成______（填“×10k”挡或“×100”挡）。
（3）按图3的电路图继续实验。
①请在图4中将实物图补画完整______。
②闭合开关，将开关分别接在a、b进行实验，得到两条图线如图5所示，则电动势的准确值为______，内阻的准确值为______。
【答案】（1） ①. 红表笔 ②. 1.45
（2） ①. 不可行 ②. ×10k
（3） ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
[1]多用电表中电流从红表笔入，黑表笔出，则干电池的正极应与多用电表的红表笔连接；
[2]“直流电压2.5V挡”分度值为0.05V，读数为1.45V；
【小问2详解】
[1] 用多用电表测电阻，待测电阻要与其它电路断开，待测电路不能含有电源，所以把多用电表调至欧姆挡，用图1电路粗测内阻，这样的操作不正确；
[2] 选择“×1k”挡，调零后测量发现指针偏转很小，为使测量更合理，应换成大挡位，即“×10k”挡。
【小问3详解】
①[1]根据电路图连接实物图如图
②[2][3] 接在b测量时，当外电路断路时，电流表分压作用可以忽略，因此电动势大小为U1；而接在a测量时，当外电路短路时，电压表的分流作用可以忽略，因此短路电流是准确的，则可知内阻
19. 惊险刺激的跳楼机是常见的大型机动游戏设施。套在竖直柱子上的乘坐台将乘客载至几十米高空，然后自由下落，落地前启动制动系统，恰好在到达地面时停住。假设乘坐台从离地面81m处开始下落，离地面36m处开始制动，制动过程可认为做匀减速运动。不计空气阻力，求：
（1）乘坐台下落的最大速度；
（2）乘坐台下落的总时间；
（3）若乘坐台中某人质量为60kg，制动过程乘坐台对他的作用力大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据运动学公式有
解得
【小问2详解】
自由下落阶段
解得
匀减速下落阶段
解得
所以，下落的总时间为
【小问3详解】
制动阶段对人根据牛顿第二定律
根据匀变速直线运动规律有
联立得
20. 如图是汽车蓄电池供电简化电路，司机开车灯时，开关始终闭合。当汽车启动时，开关闭合，电动机工作，车灯会变暗，启动瞬间电流表示数为50A；当汽车启动之后，开关断开，电动机停止工作，车灯恢复正常亮度，此时电流表示数为10A．已知电源电动势，内阻，电流表内阻不计。求：
（1）车灯的电阻R；
（2）电动机未启动时车灯的功率P；
（3）电动机启动瞬间，车灯的功率减少量（忽略电动机启动瞬间车灯的电阻变化）。
【答案】（1）
（2）120W （3）36.67W
【解析】
【小问1详解】
电动机停止工作后，根据闭合电路欧姆定律
可得
【小问2详解】
电动机未启动时，根据闭合电路欧姆定律
解得
车灯的功率
【小问3详解】
电动机启动的瞬间
车灯功率为
故灯的功率减少量
21. 如图所示为小明设计的弹射游戏模型。AB段和DE段为光滑水平轨道，BC段和CD段为竖直面内的光滑半圆轨道，半径、，各段轨道平滑连接，BC段与DE段紧贴但不重叠，轻质弹簧左端固定于竖直挡板上。游戏时先将弹簧压缩至M位置锁定，可视为质点的小球置于弹簧右端，解除锁定小球被弹簧弹出后沿轨道运动至E点水平抛出。轨道右侧有一与水平方向夹角的收集管，收集管位置可调整，从E点抛出的小球无碰撞地进入收集管视为接收成功。某次游戏时所用小球质量，小球经过B点时速度大小，不计空气阻力。
（1）求弹簧储存的弹性势能和小球经过半圆轨道最低点B点时对轨道的压力；
（2）为保证小球能沿轨道运动直至E点抛出，小球质量m应满足什么条件？
（3）以E点为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴，在竖直面内的建立直角坐标系。为保证接收成功，当用不同质量小球进行游戏时需将收集管移到不同位置，求P端位置坐标y和x应满足的关系式。（忽略P端横截面大小）
【答案】（1），方向竖直向下
（2）
（3）（）
【解析】
【小问1详解】
对于小球从M到B的过程应用机械能守恒定律可得
解得
B点由牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律知压力
方向竖直向下
【小问2详解】
小球恰能过C点时满足
由机械能守恒
联立可得
故小球质量应满足
【小问3详解】
小球抛出后由平抛过程有，，
联立以上各式得
当时
联立平抛各式可得
综上可得（）
22. 图1为某同学设计的电子束曝光简易原理图，电子枪K单位时间均匀逸出N个初速度可忽略的电子，经M、N间电场加速后恰能沿半径为R的圆弧虚线通过静电分析器，随后沿两水平金属板P、Q的中心线射入存在匀强电场的束偏移区，最后打在中轴线沿竖直方向的记录桶表面上并被全部吸收。已知静电分析器中存在圆心为O的辐向电场，圆弧虚线处电场强度大小为。P、Q两板长度为L，间距为d，板右侧到记录桶表面水平距离为0.5L，记录桶的半径为r，竖直方向足够长。电子的电荷量为e，质量为m。整个装置处在真空环境中，忽略电子间的相互作用和极板的边缘效应，电子穿过束偏移区时间远小于偏转电场的变化周期。
（1）求加速电场的电压；
（2）若电子均能穿过束偏移区，则P、Q两板间电压的最大值和电子束对记录桶垂直桶壁方向的冲击力大小F；
（3）若P、Q两板间电压随时间t周期性变化的关系如图2所示。记录桶按图示方向匀速转动，其周期为。经足够长时间电子点迹在记录桶表面形成稳定图案，将记录桶表面展开，并以时电子打在记录桶表面上的位置为坐标原点，以顺着转动方向为x轴正方向，以竖直向上为y轴正方向，建立坐标系，如图3所示。请在答题卡图3中画出电子打在记录桶上的点迹形成的图像、标注必要的坐标并计算坐标的值。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
小问1详解】
静电分析器区由电场力提供向心力，可得
加速区由动能定理，可得
【小问2详解】
恰能通过束偏移区时满足
又，，
联立可得得
对电子束由动量定理
由牛顿第三定律知冲击力
【小问3详解】
偏移区侧移，即
当时，，得
几何关系，得
，
图案如图所示