湖北省七市州2024-2025学年度下学期高二期末考试 物理试题（含答案）

这是一份湖北省七市州2024-2025学年度下学期高二期末考试 物理试题（含答案），共23页。试卷主要包含了85等内容，欢迎下载使用。
★ 祝 考 试 顺 利 ★
注意事项：
1. 答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并认 真核准准考证号条形码上的以上信息，将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2. 请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的 非答题区域均无效。
3. 选择题用2B 铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题 卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4. 考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一 、单项选择题：本题共7小题，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求， 每小题4分。
1. 物理学家通过发现物理规律，总结研究方法，推动了生产力的发展和人类文明的进步，下列 陈述符合历史事实的是( )
A. 安培最早提出电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在
B. 奥斯特最早发现了电流的磁效应
C. 普朗克最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场
D. 赫兹通过油滴实验精确测定了元电荷e 的电荷量
2. 下列关于机械波和电磁波的说法中，正确的是( )
A. 在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B. 波源停止振动，电磁波立即停止传播，机械波能继续传播
C. 电磁波和机械波都能产生干涉、衍射现象和多普勒效应
D. 机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时，波长保持不变
3. 下列关于核反应的说法中正确的是( )
A.236Th→23Pa+_9e 是β衰变方程，23U→236Th+LHe 是核裂变方程
B.232U+6n→ 146Ba+8Kr+36n 是核裂变方程，也是链式反应的反应方程
C.236Th 衰变为22₆Rh, 经过2次α衰变，3次β衰变
D. 铝核?3A1被α粒子击中后产生的反应生成物是磷核39P, 同时放出一个质子
高二物理试卷(共6页)第1页
4. 如图是电熨斗的结构图，下列说法正确的是( )
调温旋钮 升降螺丝
绝缘支架
0
电热丝
000
弹性铜片一
触点
双金属片 金属底板-二
A. 双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属
B. 常温下，上下触点分离；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点接触
C. 需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮使升降螺丝上移并带动弹性铜片上移
D. 双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断
5. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成 n E/eV 功实现空间太阳Ha波段光谱扫描成像。如图所示，Ha和H -8.54
4 -0.85
谱线，下列说法正确的是( ) 2 -3.40
分别为氢原子由n=3 和n=4 能级向n=2 能级跃迁产生的 3 H H -1.51
A.H 的频率比Hβ的小
8 5
B.Ha 在真空中的传播速度比Hp的小 1 —-13.6
C. 分别用H 和 Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时，H₀ 对应的条纹间距更小
D. 若Hs照射某金属时能发生光电效应，则Ha照射该金属时一定也能发生光电效应
6. 如图所示，a、b 两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形玻璃砖的圆心0,已知a 光刚好发生全反射，b 光的折射光线(反射光线未画出)刚好与a 光的反射光线重叠，且a>β, 下列说法中正确的是( )
A. 若将b 光沿a 光的光路射向0点，b 光也能发生全反射
B. 用 a、b 单色光分别检查同一光学平面的平整度时，a 光呈现 的明暗相间的条纹要宽些
C. 用 a、b 单色光分别照射同一光电管的阴极材料时，用a 光照 射打出光电子的遏止电压更大
D. 用 a、b 单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a
光发生的侧移小
7. 如图所示的理想变压器的电路中，变压器原、副线圈的匝数比为2:1,电阻R₁=R₂, 电流 表和电压表均为理想电表，若电流表的示数为0 . 5A, 电 压 表 的 示 数 为 5V, 则 电 阻R1 的 大 小为( )
A.10Ω B.15Ω
C.20Ω D.25Ω
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二、多项选择题：本题共3小题，共12分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求， 每小题4分。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
8. 图甲是光电效应的实验装置图，图乙是通过改变电源极性得到的光电流与加在阴极K 和阳极 A上的电压的关系图像，下列说法正确的是( )
甲 乙
A. 由图甲可知，闭合开关，电子飞到阳极A的动能比其逸出阴极K 表面时的动能大
B. 由图甲可知，闭合开关，向右移动滑动变阻器滑片，电流表的读数一直增大
C. 由图乙可知，③光子的频率小于①光子的频率
D. 由图乙可知，①②是同种颜色的光，①的光强比②的大
9. 一定质量的理想气体从A 状态开始，经过A→B→C→D→A, 最后回到初始状态A, 各状态 参量如图所示。下列说法正确的是( )
A.A 状态到C 状态气体吸收热量
B.B 状态到C 状态气体分子的平均动能减小
C.B→C 过程气体对外做功大于C→D过程外界对气体做功
D. 气体在整个过程中从外界吸收的总热量为零
10. 图甲是沿x 轴正方向传播的简谐横波在t=0 时的波形图，P、Q 是位于x 轴上的两个质点，
间距为3m,t=0 时刻该波刚好传播到Q 点，为周期)时的波形图如图乙 所示。下列说法正确的是( )
甲
A. 该波的周期为1s
B. 该波的波速为6m/s
↑y/cm 6
3
e
x/m
0
-6|
乙
C.x=0 处质点的振动方程为
D. 从t=0 时开始，该波传至x=7m 处所用的时间为0.5s
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三、实验题：本题包括2小题，共16分，解答时只需把答案填在答题卷中的相应位置。
11. (6分)在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具 座上，如图所示，接通电源使光源正常工作。
光源透镜M N P 拨杆遮光筒 毛玻璃
目镜
(1)M、N、P 三个光学元件依次为 。(填字母)
A. 双缝、滤光片、单缝 B. 滤光片、双缝、单缝
C. 单缝、滤光片、双缝 D. 滤光片、单缝、双缝
(2)某同学测出记录的第1条亮条纹中心到第10条亮条纹中心的距离为△x,若双缝间距为d,光 屏与双缝间距离为L, 计算该单色光波长的表达式为λ= (用题中字母表示)。
(3)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大 干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法有 。(填字母)
A. 改用蓝色激光 B. 改用红色激光
C. 增大双缝间距 D. 将屏幕向远离双缝的位置移动
12. (10分)随着科技发展，智能手机不仅为我们的生活带来了便利，也可以利用它的摄像头和 内部传感器协助我们完成物理实验。某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中，利用了 智能手机磁传感器和一个磁性小球进行了如下实验：
图 2
图1
图3
(1)将摆线上端固定在铁架台上，下端系在小球上，做成图1所示的单摆。在测量单摆的摆长时， 先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端),再用螺旋测微器测得 摆球的直径为d (读数如图2所示)。从图2可知，摆球的直径为d=. mm。
(2)将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方，打开智能手机的磁传感器，准备测量磁 感应强度的变化。将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，手机软件记录磁感 应强度的变化曲线如图3所示。由图3可知，单摆的周期为
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(3)经测量得到6组不同的摆长L 和对应的周期T, 画出L-T² 图线， 然后在图线上选取A 、B两个点，坐标如图4所示。则当地重力加 速度的表达式8=. ( 用TA、TB、LA、LB表示);图4中 图像不过原点的原因可能是_ 。 (填字母)
A. 计算摆长时用的是摆线长度加上小球直径
B. 计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径
(4)另一同学只通过一次实验测量出重力加速度，但由于操作失误，致使摆 球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图5 所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出 重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比_ (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
图4
图5
四、本题包括3小题，共44分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写 出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13. (12分)近年来随着中国汽车工业的飞速发展，新能源汽车已经越来越多走进了我们的生活， 它们具有节能、环保、智能化程度高、舒适、噪音小等优点。现有我国自主生产的某品牌新 能源汽车，其后轮胎标准胎压为240kPa, 容积为30L 。当车外温度显示为27℃,胎压监测 系统(TPMS) 显示一条后轮胎压刚好为240 kPa, 在某高寒地带测试车辆时，车外温度显示 为7℃,发现仪表盘上显示该轮胎胎压为220 kPa。假设车胎内气体可看作理想气体，车胎容 积视为不变，取T=t+273 K。
(1)通过计算说明，这条轮胎是否有漏气；
(2)如果漏气，把漏气位置修复后，要使该车胎胎压恢复到240kPa, 需要充入温度7℃、压 强p=1×10⁵Pa 的理想气体，求充入气体的体积至少需要多少(假设充气过程中车胎内 温度视为不变)?
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14. (14分)如图所示，两根电阻不计的平行金属导轨MN 和OP 放置在水平面内，MO 间接有 阻值为R=5Ω 的电阻，导轨相距d=1m, 其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T 。 一根质量为m=0.5kg, 电阻为r=1Ω 的导体棒CD 垂直于导轨放置，并与导轨接触良好。 用平行于MN 的恒力F=8N 向右拉动CD,CD 受的摩擦阻力F₁ 恒为2N。求：
(1)CD 运动的最大速度大小；
(2)当CD 达到最大速度后，电阻R 消耗的电功率是多少?
(3)当CD的速度为最大速度的一半时，CD 加速度的大小。
M C N
××××× ×××
R
x×××××××
x×x⁶××× 支×
×××××××× 0 D
15. (18分)如图所示，平面直角坐标系xOy中第一、二、四象限内存在磁感应强度大小为B 的匀强磁场。第一、四象限内磁场方向垂直纸面向里，第二象限内磁场方向垂直纸面向外。 第三象限存在沿y 轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为q(q>0) 的粒子从点S 以一 定初速度释放，初速度方向与x 轴正方向的夹角为30°,从点K(0,-1) 垂直y 轴进入第四象限， 然后从P(1,0)点垂直x 轴进入第一象限。不计粒子重力，求：
(1)粒子经过P 点时的速度v。的大小；
(2)若仅将第二象限磁场大小变成2B, 求粒子第2025次经过y 轴时的纵坐标；
(3)若撤去所有的电场和磁场，仅在第四象限的某一矩形区域内加一方向垂直于xOy 平面的 匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B, 该粒子释放后仍能垂直x 轴进入第一象限，试 求所加矩形磁场区域最小面积的可能值。
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2024-2025学年度下学期高二期末考试 高二物理参考答案
1、【答案】B
【解析】 麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故A 错误；奥 斯特最早发现了电流的磁效应，故B 正确；法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示 电场，故C 错误；密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e 电荷量，故D 错误。
2、【答案】C
【解析】A 、变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场。故A 错误；
B 、波源停止振动，机械波继续传播，电磁波也继续传播，故B 错误；
C 、当两列波频率相等时可以发生干涉现象，当障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多时产生衍 射现象，多普勒效应是波动过程共有的特征，无论是机械波、电磁波还是光波都会发生多普勒效 应，机械波和电磁波都能产生干涉、衍射现象和多普勒效应，故C 正确；
D、机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时频率保持不变，波速发生变化，由v =λf 知波长也发生改变，故D 错误。
3、【答案】B
【解析】核反应方程236Th—→234Pa+_9e放射出电子，是β衰变方程，23U—→236Th+2He 是α衰变方程，选项A 错误；核反应方程23U+dn—→ 146Ba+6Kr+3dn 是核裂变方程，也是链式 反应的反应方程，选项B 正确；在α衰变的过程中，电荷数少2,质量数少4,在β衰变的过程中， 电荷数多1,质量数不变，设经过了m 次α衰变，则有4m=234-222=12, 解 得m=3, 经过了n 次β衰变，则有2m-n=90-86=4, 解得n=2, 选项C 错误；铝核3A1被α粒子击中后，核反应
方程为P3A1+2He—→9P+dn, 选 项D 错误。
4、【答案】D
【解析】双金属片上层金属的膨胀系数应该大于下层金属，故A 错误；常温下，上下触点 接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离，故B 错误；需要较高温度熨烫时，要调 节调温旋钮使升降螺丝下移并带动弹性铜片下移，故C 错误；双金属片温度传感器在电路的作用 相当于开关，控制电路的通断，故D正确。
5、【答案】A
【解析】A. 氢原子由n=3 至n=2 的能级差小于由n=4 至n=2 的能级差，故Ha的频率比 Hβ的小，故A 正确；
高二物理答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
B
D
A
C
D
AD
AB
CD
B.Ha 在真空中的传播速度与Hβ在真空中的传播速度相同，都为光速c, 故 B 错误；
C. 因 Ha的频率比Hβ的小，根据c=vλ 可知Ha的波长比H 的大，根据
可知分别用Ha和 H照射同一个双缝干涉实验装置时， H对应的相邻条纹间距更小，故C 错误；
D. 若 Hβ照射某金属时发生光电效应，说明Hg 的频率大于该金属的极限频率，由于Ha 的 频 率 比H 的小，故Ha的频率与该金属极限频率的大小关系无法确定，所以H 照射该金属时不一定 能发生光电效应，故D 错误。
6、【答案】C
【解析】根据光路可逆，若将b 光 沿a 光的光路射向0点，b 光不能发生全反射，故A 错 误；依题意可得，a 光的折射率比b 光更大，能量和频率都比b 光大，若用a 、b 单色光分别检查 同一光学平面的平整度时， a 光呈现的明暗相间的条纹要更窄，故B 错误；若用a 、b 单色光分 别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a 光发生的偏折更大，发生的侧移也大，故D 错误；若 用a 、b 单色光分别照射同一光电管的阴极材料时，用a 光照射打出光电子的遏止电压更大，故 选 C。
7、【答案】D
【解析】设电阻R₁=R₂=R, 由电压表的示数为5V, 则副线圈电流 原线圈电流
原线圈电压 通 过R₁ 的电流 由题意可知：
0.5A, 解 得R=25Ω, 故 D 正确。
8、【答案】AD
【解析】图甲所示光电管中的电场方向水平向右，电子从金属板逸出后，受到的电场力水 平向左，电子做加速运动，所以电子飞到阳极A 的动能比其逸出阴极K 表面时的动能大，选项A 正确；向右移动滑动变阻器滑片，光电管中电压增大，当光电管中的电流达到饱和光电流时，电 流表示数将不再增大，选项B 错误；根据光电效应方程hv=W+Ek, 结合遏止电压eUe=Ek, 整
理得 ③遏止电压大于①遏止电压，所以③光子的频率大于①光子的频率，选项C 错误；①②遏止电压相同，①②光的频率相同，所以①②是同种颜色的光，①的饱和光电流大于 ②的饱和光电流，①的光强比②的大，选项D 正确。
9、【答案】AB
【解析】 A. 根据理想气体状态方程有可 得T₄Tc
高二物理答案
则 B 状态气体分子平均动能大于C 状态气体分子平均动能，故B 正确；
C. 根 据p-V 图像与横轴围成的面积表示做功大小，则B→C 过程气体对外做功满足
过程外界对气体做功WcD=P ·2V=2p₀V
可知B→C 过程气体对外做功小于C→D 过程外界对气体做功，故C 错误；
D. 气体从A 状态开始，经过A→B→C→D→A, 最后回到初始状态A, 由于气体的内能变化为0, 根据热力学第一定律可知，气体在整个过程中从外界吸收的总热量等于气体对外界做的功，即可 以 用ABCD 的面积来表示，故D 错误。
10、【答案】CD
【解析】AC. 设 x=0 处质点振动方程为y=Acs(wt+4 。)cm
当t=0 时 ，x=0 处质点由图甲知y=3cm, 质点沿y 轴负方向运动，有3cm=6cs φcm
解 得 时，由图乙知x=0 处质点，y=0
解得T=2s
则质点的振动方程为
B. 由图可知，该波波长为λ=6m 则波速大小
D. 由图乙知时波传播到x₁=6m 处，从t=0
3m/s
时开始，该波传至x=7m
处所用的时间为
11、【答案】(1)D (2) (3) BD (对而不全的给1分) (每空2分，共6分) 【解析】(1)光从透镜射出后，经过滤光片，增强光的单色性，然后经过单缝，使光的平行性更好，最后 经过双缝，发生干涉现象，故D 正确，A 、B 、C 错误。
(2)由公式可可得该单色光波长的表达式
(3)由上式可知，要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可改用波长更长的红色激光、减小双缝间 距 d 或将屏幕向远离双缝的位置移动增加像屏与双缝间距离L, 故B 、D 正确，A 、C 错误。
12、【答案】(1)5.980(5.978---5.982之间均可给分) (2)2 t₀
(3) B (4)偏大 (每空2分，共10分) 【解析】(1)由图2可知，摆球的直径为d=5.5mm+4 8.0×0.01mm=5.980mm
(2)实验中，磁性小球经过最低点时测得的磁感应强度B 最大，根据图3有解得周期为 T=2t₀
( 3 ) 根 据解得 结合L-T² 图像，可得 解 得
结合上述可知，考虑磁性小球的半径时
图像过会过原点，其中L'=L+R
同理，若没有考虑磁性小球的半径时
故图4中图像不过原点的原因是没有考虑磁性小球的半径，故选B。
( 4 ) 以L 表示摆线长，θ表示摆线与竖直方向的夹角， m 表示摆球的质量， F 表示摆线对摆球的拉力， T 表示摆球圆锥摆运动的周期，如图
由牛顿第二定律得 Lstnθ
在竖直方向，由平衡条件得Fcsθ=mg 解得
单摆的周期公式
单摆运动的等效摆长Lcsθ 小于单摆摆长L, 则单摆周期的测量值偏小，根据单摆周期公式求出
的重力加速度偏大，即重力加速度的测量值大于真实值。
13、【答案】(1)轮胎漏气 (2)6L
【解析】(1)已知 T₁=273K+27℃=300K,T₂=273K+7℃=280K pr=240kPa,p₂=220kPa
假设轮胎没有漏气，由查理定律得
解得 P₂'=224kPa>222kPa
可知该轮胎漏气。
(2)已知轮胎容积为V₀=30L, 忽略充气过程中气体的损失：
方法一：
( 2 分 )
( 2 分 )
( 2 分 )
假设充入气体先变为压强p₂=220kPa 的气体，由玻意耳定律得 P△V=P₂ △V" (2 分 ) 压 强pz=220kPa 的气体再变为压强pr=240kPa 的气体
由盖吕萨克定律P₂(V₀+△V”)=PV₀ 解得 △V=6L
方法二：
充气过程满足 P₂V₀+p₀ △V=P₁V₀
( 2 分 ) ( 2 分 )
( 3 分 )
解得 △V=6L ( 3 分 )
14、【答案】 (1)36 m/s (2)180W(3)6 m/s² 【解析】(1)设导体棒的运动速度为v, 则 产生的感应电动势为： E=Bdv
根据闭合电路欧姆定律有： 则安培力为：F=Bdl
据题意分析，当v 最大时，有：F-F-F=0 联立以上各式得： Vm=36m/s
(2)棒CD 速度最大时，同理有； Em=Bdvm
而PRm=12·R
联立得：PRm=180W
(3)当CD 速度为 时有：
F=Bld
据牛顿第二定律有： 联立得：a=6 m/s²
( 1 分 )
( 1 分 )
( 1 分 ) ( 1 分 ) ( 1 分 ) ( 1 分 )
( 1 分 )
( 2 分 )
( 1 分 )
( 2 分 )
( 2 分 )
15、【答案】 (1) ;(2)y=30351;(3) 见解析
【解析】(1)粒子在第四象限内的磁场中由洛伦兹力提供向心力 ( 1 分 ) 根据几何关系有R₀=1 ( 1 分 )
解得 ( 2 分 )
(2)结合粒子的运动轨迹可得：
粒子在第一象限运动，由洛伦兹力提供向心力：
可得粒子在第一象限运动的轨道半径为R=1, 直径为d₁=21; ( 2 分 )
粒子在第二象限内的磁场中，由洛伦兹力提供向心力 可得粒子在第二象限运动的轨道半径为R=0.51, 直径为d₂=1;
则粒子第2025次经过y 轴时的纵坐标：y=-1+31×2024÷2=30351;
(3)由题意得：粒子释放时速度大小为
在磁场中运动时，有
解得
若磁场方向垂直纸面向里，轨迹如图甲所示，
( 2 分 )
( 2 分 )
( 2 分 )
甲 乙
最小矩形磁场的边界长为 √ 3r, 宽为 面积为 若磁场方向垂直纸面向外，轨迹如图乙所示，
最小矩形磁场的边界长为2r, 宽 为 面积为S₂=4P (注：此小题只求出一种情况的得5分)
( 3 分 )
( 3 分 )