湖南省长沙市2024_2025学年高二物理下学期7月期末考试含解析

这是一份湖南省长沙市2024_2025学年高二物理下学期7月期末考试含解析，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．如图，质量为 M 的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架顶端，下端固定一个质量为 m
的小球，小球上下振动时，框架始终没有弹起，重力加速度的符号为 g。当框架对地面压力为零瞬间，
小球的加速度大小和方向为（ ）
A． ，竖直向下 B． ，竖直向上
C． ，竖直向上 D． ，竖直向下
2．物体 A 的质量为 1kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数 .从 开始，物体以
一定的初速度 向右滑行的同时，受到一个水平向左大小恒为 的作用力，则反映物体受到的
摩擦力 随时间变化的图像是（取向右为正方向，最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 取 ）（ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示，水平桌面上一质量为 1kg 的物体，在水平拉力 F 作用下，沿水平方向向右运动，物体
与水平面间的动摩擦因数为 0.5，则地面对物体的滑动摩擦力大小为（ ）
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A．4N B．5N C．8N D．10N
4．如图所示，一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为 a，在物体
始终相对于斜面静止的条件下，当（ ）
A． 一定时，a 越大，斜面对物体的摩擦力越小
B． 一定时，a 越大，斜面对物体的正压力越小
C．a 一定时， 越大，斜面对物体的摩擦力越小
D．a 一定时， 越大，斜面对物体的正压力越小
5．2024 年 4 月 25 日，搭载神舟十八号载人飞船的“长征二号 F 遥”运载火箭顺利将发射取得成功。5
月 28 日，神舟十八号航天员乘组圆满完成第一次距离地面约 400km 的轨道出舱活动。如图所示取地
球质量 ，地球半径 ，引力常量 。下列说法正确的
是（ ）
A．卫星的向心加速度大小约
B．卫星运行的周期约 12h
C．发射升空时，火箭的推力是燃气会给火箭施加反作用力
D．发射升空初始阶段，装在火箭上部的卫星处于失重状态
6．如图所示，O 点有一个很小的光滑轻质圆环，一根轻绳 AB 穿过圆环，A 端固定，B 端悬挂一个重
物。另一根轻绳一端固定在 C 点，另一端系在圆环上，力 F 作用在圆环上。圆环静止时，绳 OC 与绳
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OA 水平，F 与 OA 的夹角为 45°。现改变力 F，保持圆环位置不变，且重物始终处于平衡状态，则下
列说法中正确的是（ ）
A．当 F 沿逆时针缓慢旋转 90°的过程中，OB 绳中的拉力先减小后增大
B．当 F 沿逆时针缓慢旋转 90°的过程中，F 先增大后减小
C．当 F 沿顺时针缓慢旋转 30°的过程中，OC 绳中的拉力一直增大
D．当 F 沿顺时针缓慢旋转 30°的过程中，F 先减小后增大
7．两电荷量分别为 q1 和 q2 的点电荷固定在 x 轴上的 O、M 两点，两电荷连线上各点电势φ随 x 变化
的关系如图所示，其中 C 为 ND 段电势最低的点，则下列说法正确的是( )
A．q1、q2 为等量异种电荷
B．N、C 两点间场强方向沿 x 轴负方向
C．N、D 两点间的电场强度大小沿 x 轴正方向先减小后增大
D．将一正点电荷从 N 点移到 D 点，电势能先增大后减小
二、多选题
8．如图所示，河宽为 ，小船在静水中速度为 ，水的流速为 ，小船渡河的时
间可能为（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示为两条平行的光滑导轨，左侧与电源相连，其中两导轨的水平部分与半圆部分相切于 C、
E 两点.现将一导体棒垂直导轨放置，外加匀强磁场，磁场方向垂直于导体棒，与导轨平面的夹角
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斜向左上方.开始时导体棒静止于图中 点，当电键 闭合后，导体棒由静止开始运动，运动过
程中导体棒始终与接触的两条导轨垂直，并恰能到达导轨半圆部分最高点 点.已知两导轨的间距
，半圆部分的轨道半径 ，磁场的磁感应强度大小 ，导体棒中的电流
，导体棒的质量 ，重力加速度 取 .则下列说法正确的是（ ）
A．导体棒在 点的加速度大小为
B．导体棒在 点的速度大小为
C． 两点间距离为
D．导体棒离开轨道后将做平抛运动，并落在 点右侧
10．如图所示电路中，电源电动势为 E，内阻为 r。闭合开关 S，电压表示数为 U，电流表示数为 I，
电表均为理想电表，在滑动变阻器 的滑片 P 由 b 端滑到 a 端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．U 先变大后变小
B．I 先变小后变大
C．U 与 I 比值先变大后变小
D．电源内部消耗的功率先减小后增大
11．如图所示，在滑动变阻器的滑片 P 向下端滑动过程中，理想电压表 V1、V2 的示数变化量的绝对
值分别为ΔU1、ΔU2，理想电流表 A1、A2、A3 示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，ΔI3，下列说法正
确的是（ ）
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A．电压表 V1 示数减小，电流表 A1 示数增大
B．电压表 V2 示数与电流表 A3 示数的比值减小
C．
D．
三、实验探究题
12．某同学用“安阻法”测量电源的电动势和内阻。现有待测电源 E（电动势约为 2V，内阻约为 2Ω），
电流表 A（量程为 0~0.6A，内阻约为 0.5Ω），电阻箱 R（最大阻值为 99.9Ω），开关 S，导线若干。
（1）在图甲中画出实验电路图。该同学根据正确的电路图，正确连接电路，规范操作。
（2）第一次测量：调节电阻箱 R，示数为 时，读取电流表示数 ，示数为 时，读取电流表示
数 ，则电源电动势的计算式， ，内阻的计算式 。
（3）第二次测量：调节电阻箱 R 的阻值，记录多组电流表的读数 I 和电阻箱的对应读数 R，根据
测量数据作出如图乙所示的 图像，则电源电动势 V。内阻 Ω（计
算结果均保留一位小数）。
（4）关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A．由于电流表有内阻，会使电源内阻的测量值存在系统误差
B．由于电流表有内阻，会使电源电动势的测量值存在系统误差
C．第一次测量中，若测有三组数据，则可求得电源电动势 E、内阻 r 和电流表内阻
D．第二次测量中的数据处理方式可以减小偶然误差
13．某同学利用如图的装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。等效内阻 r=20Ω
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的螺线管固定在铁架台上，线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最大阻值
40Ω，初始时滑片位于正中间 20Ω的位置。打开传感器，将质量 m=0.01kg 的磁铁置于螺线管正上方
静止释放，磁铁上表面为 N 极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的阻力远小于
磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫高度差 h=0.30m。计算机屏幕上显示出如图的 UI—t 曲线，
重力加速度 。如果有下列根号可取相应的近似值：
（1）磁铁穿过螺线管过程中，螺线管产生的感应电动势最大值约为 V。 （保留三位有
效数字）
（2）图像中 UI 出现前后两个峰值；对比实验过程发现，这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部
和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是（ ）
A．线圈中的磁通量经历先增大后减小的过程
B．如果仅略减小 h，两个峰值都会减小
C．如果仅略减小 h，两个峰值可能会相等
D．如果仅移动滑片，增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会增大
（3）在磁铁下降 h=0.30m 的过程中，估算重力势能转化为电能的值是 J，可估算
重力势能转化为电能的效率约是 。（以上两空均保留三位有效数字）
四、计算题
14．在一次摩托车跨越壕沟的表演中，摩托车从壕沟的一侧沿水平方向飞出，壕沟两侧的高度差为5m，
宽度为 18m。如图所示，摩托车可看做质点，不计空气阻力。
（1）摩托车在空中的时长？
（2）摩托车速度至少为多大能跨越壕沟？
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15． 在如图所示的 三维空间中， 的区域存在沿 y 轴正方向的匀强电场，在 区域内
存在半圆柱体 空间区域，半圆柱沿 y 轴方向足够高，该区域内存在沿 y 轴正方向的匀
强磁场，磁感应强度大小 ，平面 在 yOz 平面内，D 点（0，0，0）为半圆柱体底面
圆心，半圆柱体的半径为 。一质量为 m、电荷量为 的带电粒子，从 A 点（-L，0，0）以初速
度大小 ，方向沿着 x 轴正方向射入匀强电场，经过 C 点（0，L，0）后进入半圆柱体磁场区域，不
计粒子的重力。求：
（1）电场强度 E 的大小；
（2）带电粒子在半圆柱体内运动的时间；
（3）带电粒子从半圆柱体射出时的位置坐标。
16． 2024 年 4 月 25 日神舟十八号载人飞船成功发射，标志着中国载人航天技术已走在世界前列。有
人对今后神舟系列飞船的发射构想：沿着地球的某条弦挖一通道，并铺设成光滑轨道，在通道的两个
出口分别将一物体和飞船同时释放，利用两者碰撞（弹性碰撞）效应，将飞船发射出去，已知地表重
力加速度 g，地球的半径为 R；物体做简谐运动的周期 ，m 为物体的质量，k 为简谐运动
物体的回复力和其离开平衡位置的位移大小之比。
（1）若神州十八号飞船贴近地球表面做匀速圆周运动，则其运行的线速度大小；
（2）如图甲，设想在地球上距地心 h 处挖一条光滑通道 AB，从 A 点静止释放一个质量为 m 的物
体，求物体从 A 运动到 B 点的时间，以及物体通过通道中心 O'的速度大小（质量分布均匀的空腔对
空腔内的物体的万有引力为零）；
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（3）如图乙，若通道已经挖好，且 ，如果在 AB 处同时释放质量分别为 M 和 m 的物体和
飞船，他们同时到达 O'点并发生弹性碰撞，要使飞船飞出通道口时速度达到第一宇宙速度，M 和 m
应该满足什么关系？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】牛顿第二定律
2．【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；静摩擦力
3．【答案】B
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
4．【答案】D
【知识点】牛顿运动定律的综合应用
【解析】【解答】由于物体在电梯中，具有与电梯相同的向上加速度，物体在水平方向
上合外力为零，则
， ，解得
，则 a 一定时， θ 越大，斜面对物体的正压力
越小，斜面对物体的摩擦力越大；θ 一定时，a 越大，斜面对物体的摩擦力越大，斜面
对物体的正压力越大。故 ABC 错误，D 正确。
故选 D。
【分析】以物体为研究对象，受力分析，根据牛顿第二定律列等式可得出斜面对物体的
正压力表达式 和斜面对物体的摩擦力的表达式 ，
根据表达式分析得出正压力和摩擦力变化情况。
5．【答案】C
【知识点】牛顿第三定律；超重与失重；卫星问题
【解析】【解答】本题主要考查了反冲、万有引力、超重与失重状态的问题，是一道基
础题，掌握基础知识即可解题，要注意基础知识的学习。A．根据万有引力定律可知卫
星的向心加速度大小为
故 A 错误；
B．卫星运行的周期为
故 B 错误；
C．运载火箭尾部向下喷气，喷出的气体对火箭产生反作用力，火箭获得向上的推力，
故 C 正确；
D．发射升空初始阶段，为向上的加速运动，加速度向上，装在火箭上部的卫星处于超
重状态，故 D 错误。
故选 C。
【分析】根据反冲现象的原理进行分析；根据万有引力定律提供向心力求解卫星的向心
加速度和卫星运行的周期；加速度方向向上处于超重状态，加速度方向向下处于失重状
态。
6．【答案】C
【知识点】共点力的平衡
7．【答案】C
【知识点】电势
8．【答案】A,B
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】当船的静水速方向指向河对岸时，小船渡河时间最短，则小船渡河的
最短时间为
则小船渡河的时间可能为 150s 和 100s。
故答案为：AB。
【分析】当船的静水速方向指向河对岸时，小船渡河时间最短。
9．【答案】A,C,D
【知识点】动能定理的综合应用；安培力的计算
10．【答案】A,D
【知识点】电路动态分析
11．【答案】A,B,D
【知识点】电路动态分析
12．【答案】（1）
（2） ；
（3）2.0；2.0
（4）A；D
【知识点】电池电动势和内阻的测量
13．【答案】（1）0.704
（2）A；B
（3） ；1.43%
【知识点】电磁感应中的电路类问题
14．【答案】（1）解：由于摩托车做平抛运动，根据平抛运动的规律
解得
（2）解：摩托车水平方向做匀速运动，则摩托车能越过壕沟的临界值为
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】（1）摩托车做平抛运动，利用竖直方向的位移公式可以求出运动的时
间；
（2）摩托车水平方向做匀速直线运动，利用位移公式可以求出初速度的临界值。
15．【答案】（1）解：粒子在电场中做类平抛运动，有
，
根据牛顿第二定律
联立解得
（2）解：在磁场中，粒子的运动可以分解为垂直于磁场方向的匀速圆周运动和沿 正方
向的匀速直线运动，垂直磁场方向，根据洛伦兹力提供向心力
解得
如图所示
根据几何关系可知粒子在磁场中运动的圆心角为 ，粒子在磁场中运动的周期
则带电粒子在半圆柱体内运动的时间
联立解得
（3）解：在磁场中，沿着 轴正方向的速度大小
轴方向
轴方向
轴方向
带电粒子从半圆柱体射出时的位置坐标为（ ， ， ）。
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，根据题意确定粒子在沿电场线方向
和速度方向的位移，再根据平抛运动规律进行解答；
（2）粒子在磁场中受到洛伦兹力作用，根据运动的分解可知，粒子在沿 Y 轴方向做匀
速直线运动，在垂直磁场及 x 轴方向做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力结合牛
顿第二定律确定粒子在磁场中的运动半径，再根据几何关系确定粒子在磁场中做圆周运
动对应的圆心角，再根据带电粒子在运动规律进行解答；
（3）粒子沿 y 轴方向做匀速直线运动，根据运动学规律结合几何关系确定粒子在 y 轴
方向的坐标。再根据几何关系确定粒子在 x 轴和 z 轴方向的坐标，继而确定粒子的位置
坐标。
16．【答案】（1）解：神州十八号飞船贴近地球表面做匀速圆周运动，根据万有引力提
供向心力
根据万有引力与重力的关系
解得运行的线速度大小为
（2）解：半径为 r 的球体质量为
质点在距离球心 r 处所受到的引力为
故引力在 AB 通道方向分力为（设向右为正方向）
该力与 成正比，故物体做简谐运动，当 时，有
根据万有引力与重力的关系
则
物体从 A 运动到 B 点的时间为
从 A 到 O'点，万有引力做功为
从 A 到 O'点，由动能定理可得
解得
（3）解：由（2）可知，物体到达 O'点速度均为
碰撞中满足动量守恒
根据机械能守恒可得
解得
返回出口过程中，万有引力做功为
返回出口过程中，根据动能定理
其中
代入得
解得
【知识点】匀速圆周运动；万有引力定律的应用；动能定理的综合应用；碰撞模型；简谐运
动
【解析】【分析】（1）神州十八号飞船贴近地球表面做匀速圆周运动。则其运动半径等
于地球半径，地球表面物体所受重力等于其万有引力。再根据万有引力定律结合牛顿第
二定律进行解答；
（2）物体在通过 AB 中做简谐运动，由万有引力沿通道方向的分力提供回复力。根据
地球表面物体所受重力等于其万有引力，结合万有引力定律确定物体在通道位置做简谐
运动回复力的的系数 k 值的表达式，再结合题意确定物体做简谐运动的周期， 物体从
A 运动到 B 点的时间为半个周期。物体在 A 点的速度为零，物体从 A 到 O'点只有万有
引力做功，且引力沿通道方向的分力与距离正相关，再根据动能定理及功的定义进行解
答；
（3）结合（2）确定物体和飞船到达 O'点的速度，物体和飞船发射弹性碰撞，根据动量
守恒定律及能量守恒定律确定碰后飞船的速度。根据第一宇宙速度的定义确定飞船到达
通道口的末速度，明确飞船从 O'点到达通道口各力的做功情况，再对该过程根据动能定