河南省2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题（解析版）

这是一份河南省2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题（解析版），共16页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 一物体沿水平面做初速度为零的匀加速直线运动，该物体运动的位移为x，物体运动的时间为t，则以下图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】AD．根据
可得
结合数学可知AD图像都不对，故AD错误；
BC．物体做初速度为零的匀加速直线运动，则
则该物体的x—t图像为开口向上的抛物线，故B正确，C错误。
故选B。
2. 曾同学去西藏旅行时，发现从低海拔地区买的密封包装的零食，到了高海拔地区时出现了严重的鼓包（体积膨胀）现象，如图所示。假设零食袋里密封的气体可视为理想气体，从低海拔地区到高海拔地区的过程中温度保持不变，高海拔地区的大气压强显著小于低海拔地区的大气压强，下列说法正确的是（ ）
A. 袋内气体的压强增大
B. 零食袋中气体分子的平均动能减小
C. 从低海拔地区到高海拔地区的过程中，袋内气体从外界吸收了热量
D. 从低海拔地区到高海拔地区的过程中，外界对气体做正功
【答案】C
【解析】A．根据气体的等温变化规律可知，袋内气体压强减小，选项A错误；
B．温度不变，则零食袋中气体分子的平均动能不变，选项B错误；
CD．从低海拔地区到高海拔地区的过程中，袋内气体对外界做正功，袋内气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，袋内气体从外界吸收了热量，选项C正确、D错误。
故选C。
3. 如图所示，一个电场的电场线分布关于轴对称，、、是轴上的三个点，且。点在轴右侧，且。下列说法正确的是（ ）
A. 、、、四点中，点的电势最高
B. 、、、四点中，点的电场强度最大
C. 带正电的试探电荷在点的电势能等于在点的电势能
D. 、两点间的电势差大于、两点间的电势差
【答案】D
【解析】A．由于电场线与等势线垂直，沿电场线方向电势降低，可知，、、、四点中，点的电势最高，故A错误；
B．电场线分布的密集程度表示电场的强弱，可知，、、、四点中，点的电场强度最大，故B错误；
C．将带正电的试探电荷从点沿直线MP移至点过程，电场力方向与移动方向夹角为锐角，电场力做正功，电势能减小，可知，带正电的试探电荷在点的电势能大于在点的电势能，故C错误；
D．、两点间的任意位置的电场强度均大于、两点间任意位置的电场强度，则、两点间电场强度的平均值大于、两点间电场强度的平均值，根据
可知，、两点间的电势差大于、两点间的电势差，故D正确。
故选D。
4. 平衡位置在坐标原点的波源从t＝0时开始做简谐运动，它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，t＝6s时波刚好传播到x＝12m处，此时的波形图如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. t＝6s时x＝12m处的质点沿y轴负方向振动
B. 波源的起振方向为y轴负方向
C. 波源的振动周期为4s
D. 该波的传播速度为3m/s
【答案】C
【解析】AB．根据同侧法可知，t＝6s时x＝12m处的质点沿y轴正方向振动，波源的起振方向为y轴正方向，选项AB错误；
CD．根据题述条件可知，该简谐横波传播的速度
根据题图可知，该简谐横波的波长λ＝8m，则波源振动的周期，选项C正确， D错误。
故选C。
5. 如图甲所示，、为正弦式交变电流信号输入端，为半导体二极管，为定值电阻。信号输入后，电阻两端的电压如图乙所示，则两端电压的有效值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据有效值的定义，结合焦耳定律有
解得两端电压的有效值为
故选B。
6. 火星和地球都是太阳的行星，火星质量为地球质量的，火星半径为地球半径的，火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径的比值为，忽略火星和地球的自转，下列说法正确的是（ ）
A. 火星表面与地球表面的重力加速度之比为
B. 地球的公转周期大于火星的公转周期
C. 火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度
D. 火星和地球的向心加速度大小之比为
【答案】A
【解析】A．根据
行星表面的重力加速度
所以火星表面与地球表面的重力加速度之比为
A正确；
B．根据
可得
火星公转轨道半径大于地球公转轨道半径，所以火星的公转周期大于地球的公转周期，B错误；
C．根据万有引力提供向心力有
可得第一宇宙速度
因此火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度， C错误；
D．根据牛顿第二定律
可得
火星和地球的向心加速度大小之比为
D错误。
故选A
7. 如图所示，斜面AC与圆弧轨道相接于C点，从A点水平向右飞出的小球恰能从C点沿圆弧切线方向进入轨道。OC与竖直方向的夹角为30°，若BC为斜面AC在水平面上的投影，且BC的长度为，不计空气阻力，则AB的高度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设小球到达C点时速度方向与水平方向的夹角为，则，设小球从A点飞出时的速度大小为，小球到达C点时的速度大小为v，将小球在C点的速度沿水平方向和竖直方向分解则有
，
根据运动学规律有
，
联立解得
故选A。
二、多项选择题∶本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 2024年9月18日，苏州大学研究团队在《自然》杂志上发布了辐光伏微型核电池的研究成果。该电池主要是利用镅243发生衰变释放能量，镅243衰变的核反应方程是，下列说法正确的是（ ）
A. X的电荷数为93
B. X的质量数为241
C. 射线的穿透能力强于射线
D. 镅243的比结合能小于的比结合能
【答案】AD
【解析】AB．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的电荷数为93，质量数为239，选项A正确、B错误；
C．射线的穿透能力弱于射线的穿透能力，选项C错误；
D．核反应放出核能，生成物更加稳定，则生成物的比结合能大于反应物镅243的比结合能，选项D正确。
故选AD。
9. 如图甲所示，质量为2kg的物体静止在粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下开始运动，外力F做的功和物体克服摩擦力f做的功与物体位移x的关系图像如图乙所示，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A. 物体与地面之间的动摩擦因数为0.25
B. 物体运动的最大位移为13.5m
C. 物体在运动过程中最大速度为3m/s
D. 物体在运动过程中匀速运动了3s
【答案】BC
【解析】A．在W—x图像中，图线的斜率表示力，根据题图乙下方图像，结合可知，物体所受滑动摩擦力大小f＝2N
根据可知μ=0.1，选项A错误；
B．从物体开始运动到停止运动，根据动能定理有
解得，选项B正确；
C．根据题图乙可知，前3m内，拉力大小
则物体在前3m内的加速度大小
根据可知3m末的速度
3m以后物体牵引力等于阻力，则物体匀速运动，则在运动过程中的最大速度v＝3m/s，选项C正确；
D．进一步分析可知，物体在3m~9m内做匀速直线运动，运动的时间为，选项D错误。
10. 如图所示，四分之一圆周区域MON内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，现有两个带电粒子a、b先后从半径ON上的P点以相同的速度沿OM方向射入磁场，粒子a从M点射出磁场，粒子b从N点射出磁场，粒子b速度方向变化的角度为粒子a的3倍。不计粒子所受重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是（ ）

A. 粒子a带正电
B. P、O间的距离为P、N间距离的倍
C. 粒子a与粒子b在磁场中做圆周运动的轨道半径之比为
D. 粒子b的比荷为粒子a的倍
【答案】AD
【解析】A．根据左手定则可知，粒子a带正电，故A正确；
C．设圆形磁场的半径为R，粒子b在磁场中速度方向变化的角度为，则粒子在磁场中速度方向变化的角度为，两个粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径
粒子b在磁场中做圆周运动的轨道半径
则粒子a与粒子b在磁场中做圆周运动的轨道半径之比为，故C错误；
B．P、O间的距离为，P、N间的距离为，故B错误；
D．带电粒子在磁场中做圆周运动，根据牛顿第二定律有
解得
结合选项C的分析可知，粒子b的比荷为粒子a的倍，故D正确。
故选AD。

三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 李同学在“探究两个互成角度力的合成规律”实验中，先用图钉把一张白纸钉在木板上，再用图钉把橡皮条一端固定在木板上，橡皮条的另一端通过一个轻质小圆环连接了两根细绳套。接着用两只弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉动小圆环；再用一只弹簧测力计通过细绳套拉动小圆环。
（1）用两只弹簧测力计与只用一只弹簧测力计拉动小圆环时，需要保证两次效果相同，我们判断的依据是 。
A. 橡皮条伸长相同的长度
B. 橡皮条上的轻质小圆环处于同一位置
C. 两只弹簧测力计示数之和等于一只弹簧测力计的示数
（2）关于本实验的一些具体操作，下列说法正确的是。
A. 用两只弹簧测力计拉橡皮条时，两只弹簧测力计的夹角越大越好
B. 橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C. 拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳套方向的两点要适当远些
（3）李同学记录了用两只弹簧测力计拉动小圆环时拉力、的大小及方向，并将它们的图示画在如图所示的方格纸中，已知方格纸上每个正方形小格的边长代表1N。根据图像可知，拉力、的合力大小为__________N。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）B （2）C （3）6.0
【解析】（1）实验中用两只弹簧测力计与只用一只弹簧测力计均将橡皮条上的轻质小圆环拉到同一位置，以保证作用效果相同，选项B正确。
（2）A．本实验中两只弹簧测力计的夹角适当即可，并非越大越好，选项A错误；
B．在实验中两个分力的夹角大小适当即可，不需要橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上，选项B错误；
C．标记同一细绳套方向的两点要适当远些，使拉力方向的确定更为精确，选项C正确。
故选C。
（3）根据平行四边形定则作图可知，拉力、的合力大小为6.0N。
12. “蓝天”实验小组正在测定粗细均匀的铅笔芯的电阻率，但却没有合适的电压表。同学们从实验室领取了直流电源、电流表G（满偏电流、内阻未知）、电流表A（量程为、内阻也未知）、滑动变阻器、电阻箱、长度可变的铅笔芯、开关、导线、螺旋测微器等。

（1）他们用螺旋测微器测量铅笔芯的直径的示数如图甲所示，则铅笔芯的直径________。
（2）为了精确测量电流表G的内阻，同学们设计了如图乙所示的实验电路。正确连接电路并将电阻箱调整为合适的阻值（该阻值记为），闭合开关并调节滑动变阻器使两表均有适当的示数，记录下此时电流表A的示数和电流表G的示数，则电流表G的内阻________（用、和表示）。
（3）同学们测定铅笔芯电阻率的实验电路如图丙所示，电流表G两端并联的铅笔芯的长度为，调节滑动变阻器使电流表G满偏，记录电流表A的示数。改变铅笔芯的长度，重复上述步骤，获得多组、数据，作出图像如图丁所示。图像的纵截距________（填“大于”、“小于”或“等于”），铅笔芯的电阻率________（用、、、等题中涉及的物理量符号表示）。
【答案】（1）1.415##1.414##1.416 （2） （3）等于
【解析】（1）[1]螺旋测微器的精确度为，则铅笔芯的直径
（2）[2]电流表G和电阻箱并联，根据并联电路特点有
变形得
（3）[3]铅笔芯和电流表G并联，根据并联电路特点有
变形得
结合题图丙可知，图像的纵截距
[4]图像斜率
结合铅笔芯的横截面积
可得铅笔芯的电阻率
13. 如图所示，三角形为三棱镜的横截面，其顶角，边的边长为，一细光束从边的中点射入三棱镜，入射角，折射光线恰好垂直边射出。光在真空中传播的速度为，不考虑光在三棱镜内发生的多次反射。求：
（1）三棱镜对光的折射率；
（2）该细光束在三棱镜中传播的时间。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）如图所示，根据三角形知识可知，入射光在边发生折射时的折射角
根据光的折射定律有
解得
（2）光在三棱镜中的传播距离
三棱镜的折射率
光在三棱镜中传播的时间
解得
14. 如图所示，轻质弹簧的左端与固定在水平轨道上的竖直挡板相连，在外力作用下质量的小物块缓慢将弹簧右端压缩至O点并保持静止，小物块静置于水平轨道上的P点，水平轨道与半径的竖直光滑半圆轨道相切于C点，P点与挡板间的水平轨道光滑，PC间的水平轨道粗糙。现由静止释放小物块，弹簧恢复原长一段时间后，、发生弹性碰撞，碰撞前瞬间的速度大小，碰后恰好通过半圆轨道的最高点D，与PC轨道间的动摩擦因数，PC轨道的长度，取重力加速度大小，弹簧始终在弹性限度内，、均可视为质点且未发生第二次碰撞。求：
（1）、发生碰撞后瞬间速度大小；
（2）的质量。
【答案】（1）8m/s （2）0.5kg
【解析】（1）设小物块通过半圆轨道最高点D时的速度大小为，根据牛顿第二定律有
小物块从P点运动到半圆轨道最高点D的过程中，根据动能定理有
解得
（2）小物块、发生弹性碰撞，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得
15. 如图所示，间距为的平行光滑导轨固定在绝缘水平面上，有部分导轨处在垂直于导轨平面的有界匀强磁场中，磁场的边界线与导轨垂直，磁场的宽度为，质量均为的金属棒、垂直导轨放置，用长为的绝缘轻杆连接、，构成一个工字形框架。给工字形框架一水平向右、大小为的初速度，并且当棒进入磁场时对工字形框架施加一水平恒力，使得工字形框架保持匀速运动，当棒进入磁场后撤去力。金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，、棒接入电路的电阻均为，不计导轨的电阻。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）工字形框架进入磁场的过程中，棒的电功率；
（3）要保证工字形框架穿过磁场的右边界，工字形框架的动能必须满足的条件。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）工字形框架匀速进入磁场的过程中，棒切割磁感线产生的感应电动势
根据闭合回路欧姆定律可知，回路中的电流
棒受到的安培力
根据受力平衡有
解得
（2）工字形框架进入磁场的过程中，棒的电功率
解得
（3）由（1）知
设工字形框架恰好通过磁场右边界，以水平向右为正方向，工字形框架出磁场的过程，根据动量定理有
其中
又，，
联立可得
则工字形框架的动能