湖北省部分高中协作体2024-2025学年高二下学期6月期末物理试卷（解析版）

这是一份湖北省部分高中协作体2024-2025学年高二下学期6月期末物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了答题前，请将自己的姓名，选择题的作答，非选择题作答，考试结束后，请将答题卡上交等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后，请将答题卡上交。
一、单项选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分，。在小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合要求，每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分）
1. 甲、乙两球在水平光滑轨道上同向运动，已知它们的动量分别是p1＝5kg·m/s，p2＝7kg·m/s，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为10kg·m/s，则二球质量m1与m2间的关系可能是下面的哪几种（ ）
A. m1＝m2B. 2m1＝m2
C. 4m1＝m2D. 6m1＝m2
【答案】C
【解析】甲、乙两球在碰撞过程中动量守恒，所以有
p1＋p2＝p1′＋p2′
即p1′＝2kg·m/s。由于在碰撞过程中，不可能有其他形式的能量转化为机械能，只能是系统内物体间机械能相互转化或一部分机械能转化为内能，因此系统的机械能不会增加，所以有
所以有
因为题目给出物理情景是“甲从后面追上乙”，要符合这一物理情景，就必须有
即
同时还要符合碰撞后乙球的速度必须大于或等于甲球的速度这一物理情景，即
所以
因此C选项正确。
故选C。
2. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为v，P、Q是沿波传播方向上相距为a的两质点，如图所示。某时刻P、Q两质点都处于平衡位置，且P、Q间仅有一个波峰，经过时间t，Q质点第一次运动到波峰，则t不可能等于（ ）

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当质点Q此时正向上运动时，对应波形如图甲、乙所示；当质点Q此时正向下运动时，对应波形如图丙、丁所示

则图甲中，波长，，所以
同理图乙中
图丙中
图丁中
故ACD正确，不符合题意；B错误，符合题意。
故选B。
3. 柱状光学器件横截面如图所示，右侧是以O为圆心、半径为R的圆，左侧是直角梯形，长为R，与夹角，中点为B。a、b两种频率的细激光束，垂直面入射，器件介质对a，b光的折射率分别为1.42、1.40。保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，能在面全反射后，从面射出的光是（不考虑三次反射以后的光）（ ）
A. 仅有a光B. 仅有b光
C. a、b光都可以D. a、b光都不可以
【答案】A
【解析】当两种频率的细激光束从A点垂直于AB面入射时，激光沿直线传播到O点，经第一次反射沿半径方向直线传播出去。
保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，如下图可知，激光沿直线传播到CO面经反射向PM面传播，根据图像可知，入射点从A向B移动过程中，光线传播到PM面的入射角逐渐增大。
当入射点为B点时，根据光的反射定律及几何关系可知，光线传播到PM面的P点，此时光线在PM面上的入射角最大，设为，由几何关系得
根据全反射临界角公式得
两种频率的细激光束的全反射的临界角关系为
故在入射光从A向B移动过程中，a光能在PM面全反射后，从OM面射出；b光不能在PM面发生全反射，故仅有a光。A正确，BCD错误。
故选A。
4. 关于磁场的说法正确的是（ ）
A. 通电导线在磁场中受到安培力越大，该位置磁感应强度越大
B. 因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
C. 垂直磁场放置的通电导线受力的方向就是磁感应强度的方向
D. 地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行
【答案】B
【解析】A．通电导线在磁感应强度很大的地方，若平行磁场放置，安培力也可能为零，故A错误；
B．通电导线南北放置时，地磁场影响最小，此时实验现象最明显，故B正确；
C．垂直磁场放置的通电导线受力的方向与磁感应强度方向相互垂直，故C错误；
D．磁感线是闭合的曲线，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故D错误。
5. 如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（ ）

A. P与Q同时熄灭B. P比Q先熄灭
C. Q闪亮后再熄灭D. P闪亮后再熄灭
【答案】D
【解析】由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭。
6. 某燃气灶点火装置的原理图如图甲所示。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在理想变压器的原线圈上。变压器原、副线圈的匝数比为k，电压表为理想交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间弓发火花进而点燃气体。下列说法正确的是（ ）

A. 副线圈输出电压一个周期内钢针只能点火一次
B. 时，交流电压表示数为零
C. 当k小于时，点火装置才能点火
D. 转换器输出的交流电压频率为100Hz
【答案】C
【解析】A．副线圈输出电压一个周期内电压的瞬时值两次大于5000V，即钢针点火两次，选项A错误；
B．交流电压表测量电压的有效值，则时，示数不为零，选项B错误；
C．因为
则
即当k小于时，点火装置才能点火，选项C正确；
D．转换器输出的交流电压频率为
选项D错误。
故选C。
7. 如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压与入射光频率的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知（ ）
A. 钠的逸出功为
B. 钠的截止频率为
C. 图中直线的斜率为普朗克常量h
D. 遏止电压与入射光频率成正比
【答案】A
【解析】A．根据遏止电压与最大初动能的关系有
根据电效应方程有
当结合图像可知，当为0时，解得
A正确；
B．钠的截止频率为，根据图像可知，截止频率小于，B错误；
C．结合遏止电压与光电效应方程可解得
可知，图中直线的斜率表示，C错误；
D．根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压与入射光频率成线性关系，不是成正比，D错误。
故选A。
8. 一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（ ）
A. B.
C D.
【答案】AC
【解析】机械波的传播方向不确定，所以需要考虑机械波传播方向的不确定性。
AB．若机械波沿轴正方向传播，在时点振动方向竖直向上，则传播时间满足
（n=0，1，2，3…）
解得
（n=0，1，2，3…）
当时，解得周期
A正确，B错误；
CD．若机械波沿轴负方向传播，在时点处于波谷，则
（n=0，1，2，3…）
解得
（n=0，1，2，3…）
当时，解得周期
C正确，D错误。
故选AC。
9. 输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】当开关S接1时，左侧变压器次级电压
U2=3×7.5V=22.5V
电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压
电流
则右侧变压器初级电压
电流
则
当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I；右侧变压两边电压关系可知
解得
I=3A
则R上的功率
故选BD。
10. 如图所示，一定质量的理想气体从状态 A 依次经过状态B、C 和D 后再回到状态A。其中，A、B和C、D为等温过程，B、C为等压过程，D、A为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是（ ）

A. A到B 的过程中，气体体积变小
B. B到C过程中，气体分子的平均动能增大
C. C到D 的过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D. D到A的过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
【答案】AB
【解析】A．A到B 的过程为等温过程，压强变大，体积变小，故A正确；
B．B到C的过程为等压过程，由于体积增大，由理想气体状态方程
可知，气体温度升高，内能增加，故气体分子的平均动能增大，故B正确；
C．C到D 的过程为等温过程，压强变小，体积增大，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变小说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小，C错误；
D．D到A的过程为等容过程，体积不变，压强变小，由
可知，温度降低，气体分子的平均动能减小，故气体分子的速率分布曲线会发生变化，D错误。
故选AB。
二、非选择题：（本大题共5小题，共60分）
11. 如图所示，光滑水平平台EF的左端有一竖直弹性挡板P，木板丙紧靠平台EF右端放置在光滑水平面MN上，丙的上表面与平台EF处于同一高度。小物块甲和乙放置在平台EF上，甲、乙用细线连接，中间夹一被压缩的轻弹簧，弹簧的压缩量，开始时甲、乙、丙均静止。现烧断细线，甲、乙弹开后随即移走弹簧，乙以一定的速度向左滑动与挡板P发生弹性碰撞后返回，接着甲、乙在平台EF上相碰后粘在一起，在甲、乙滑上木板丙上表面的同时，在木板丙的右端施加一个水平向右的恒力，甲、乙运动中恰好不从木板丙的右端滑落。已知甲、乙在丙上运动的过程中，甲、乙和丙之间因摩擦产生的热量。已知甲、乙、丙的质量分别为，甲、乙与木板丙的上表面之间的动摩擦因数均为，重力加速度g取，求：

（1）在弹簧恢复原长的过程中，甲发生的位移大小；
（2）甲、乙一起滑上木板丙上表面时的速度大小；
（3）弹簧开始时的弹性势能。
【答案】（1）0.1m；（2）1.2m/s；（3）3.84J
【解析】（1）对甲、乙系统分析，根据动量守恒定律有
该方程在弹簧恢复原长过程每时每刻均成立，则在弹簧恢复原长过程有
则有
在弹簧恢复原长的过程中，两金属球的相对位移大小为x，则有
解得
（2）在甲、乙滑上木板丙后至共速过程，对甲乙
对木板
速度关系
位移差
热量
解之得甲、乙一起滑上木板丙上表面时的速度大小
（3）对甲、乙弹簧恢复原长过程，根据动量守恒定律有
能量守恒得
甲反弹后速率不变，与乙碰撞动量守恒得
解之得
12. 如图所示，宽为的光滑导轨与水平面成角，质量为、长也为的金属杆水平放置在导轨上，电源电动势，内阻，金属杆电阻为，轨道电阻不计。金属杆与导轨垂直且接触良好。空间存在着竖直向上的匀强磁场（图中未画出），当电阻箱的电阻调为时，金属杆恰好能静止。取重力加速度大小，，，求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）保持其他条件不变，当电阻箱的电阻调为时，闭合开关S，同时由静止释放金属杆，求此时金属杆的加速度。
【答案】（1）；（2），方向沿斜面向上
【解析】（1）由安培力公式和平衡条件可得
由闭合电路欧姆定律得
解得
（2）由牛顿第二定律和闭合电路欧姆定律有
解得
，方向沿斜面向上。
13. 现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警），电阻箱（最大阻值为），直流电源（输出电压为U，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为），滑动变阻器（最大阻值为），单刀双掷开关一个，导线若干。
在室温下对系统进行调节，已知约为，约为；流过报警器的电流超过时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在时阻值为。
（1）在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线_________。

（2）在电路中应选用滑动变阻器________（填“”或“”）。
（3）按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______Ω；滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是______。
②将开关向______（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至______。
（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。
【答案】（1） （2） （3） 接通电源后，流过报警器的电流会超过，报警器可能损坏 c 报警器开始报警
【解析】（1）[1]根据题意报警系统原理可知，电路连线如图所示

（2）[2]在室温下对系统进行调节，已知约为，约为；流过报警器的电流超过时，报警器可能损坏，可知外电阻的取值范围大约是
报警器的电阻是，所以滑动变阻器的取值范围在到之间，所以滑动变阻器应该选。
（3）①[3]本题采用的是等效替换法，先用变阻箱来代替热敏电阻，所以变阻箱的阻值要调节到热敏电阻的临界电阻也就是在时阻值为。
[4][5]为防止接通电源后，流过报警器的电流会超过，报警器可能损坏，滑动变阻器的滑片应置于端。
②[6]先把变阻箱的电阻接入电路，即将开关向端闭合，调节滑动变阻器的电阻，调至报警器开始报警时，保持滑动变阻器的阻值不变，接到热敏电阻上，当热敏电阻的阻值是时，也就是温度达到了，报警器开始报警。
14. 肺活量是指在标准大气压下能够呼出的气体的最大体积。如图，是小明同学设计的测量肺活量的一个模型。竖直放置的顶端开孔的汽缸中有一与汽缸壁接触良好的活塞，活塞上方放有重物，活塞置于卡槽上，插销K封闭了一定质量的气体，已知汽缸中活塞下方空间体积为V0，压强为标准大气压p0，活塞上方的空间体积也为V0，活塞面积为S，活塞及上方重物所受重力，汽缸导热性能良好，忽略活塞和重物体积，大气温度保持不变，不计一切摩擦，题中所提及的气体均视为理想气体。
（1）小玲向吹嘴吹入压强为p0，体积为的气体后，关闭插销K，求汽缸中封闭气体的压强；
（2）小明打开插销K，使汽缸中气体与外界充分交换后，用尽全力向吹嘴吹入气体，关闭插销K，最终活塞下方空间体积变为V0，求小明的肺活量。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）活塞要移动，则活塞下部封闭气体的压强的最小值
代入数据解得
对小玲吹入气体和活塞下方汽缸中原有的气体为研究对象，假设小玲吹入气体后，活塞不移动，则有
解得
由于，故假设成立，所以汽缸中封闭气体的压强为。
（2）最终活塞下方空间体积变为，可知此时封闭气体压强；设小明肺活量为V，则有
代入数据解得
15. 图甲是研究光电效应规律的光电管。用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示的规律，取h＝6.63×10－34 J·s。结合图像，求：（结果保留2位有效数字）
（1）当UAK足够大时，每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能；
（2）该阴极材料的极限波长。
【答案】（1）4.0×1012 ， 9.6×10－20 J （2）0.66 μm
【解析】（1）由图可知，最大光电流为0.64μA，则每秒钟阴极发射的光电子数
由图可知，发生光电效应时的截止电压是0.6V，所以光电子的最大初动能
（2）根据光电效应方程得
又
代入数据得