浙江省杭州市上城区等5地2024-2025学年高二下学期6月期末物理试卷（解析版）

这是一份浙江省杭州市上城区等5地2024-2025学年高二下学期6月期末物理试卷（解析版），共21页。试卷主要包含了可能用到的相关参数，4m/s²，9km/s等内容，欢迎下载使用。
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟
考生注意：
1.所有答案必须写在答题卷上，写在试题卷上无效。
2.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s²。
一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30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. 下列物理量是矢量且其单位是基本单位的是（ ）
A. 温度B. 力C. 电流D. 位移
【答案】D
【解析】A．温度标量，其单位开尔文（K）是基本单位，但不符合矢量条件，故A错误；
B．力是矢量，但其单位牛顿（N）是导出单位（kg·m/s²），故B错误；
C．电流是标量，虽然其单位安培（A）是基本单位，但不符合矢量条件，故C错误；
D．位移是矢量，其单位米（m）是国际单位制中的基本单位，故D正确。
故选D。
2. 如图所示为中国乒乓球队员孙颖莎在比赛中的瞬间。下列说法正确的是（ ）
A. 研究发球技术时，不能将球视为质点
B. 乒乓球飞行轨迹的长度就是它的位移的大小
C. 乒乓球速度逐渐减小时，其惯性也逐渐变小
D. 击球时球拍对球的弹力大于球对球拍的弹力
【答案】A
【解析】A．研究发球技术时，不能忽略球的大小和形状，不能将球视为质点，故A正确；
B．乒乓球飞行轨迹的长度就是它的路程，不是位移的大小，故B错误；
C．乒乓球的惯性只与乒乓球的质量有关，与速度无关，故C错误；
D．球拍对球的弹力与球对球拍的弹力是一对相互作用力，大小相等，故D错误。
故选A。
3. 2025年3月，我国成功发射了“高景三号”卫星，该卫星在距离地面约500km轨道上绕地球做匀速圆周运动，取地球质量6.0×10²4kg，地球半径6.4×10³km，引力常量6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²，则卫星（ ）
A. 处于超重状态
B. 加速度大小约8.4m/s²
C. 线速度大于7.9km/s
D. 周期约24h
【答案】B
【解析】A．卫星做匀速圆周运动时，所受合力完全提供向心力，处于完全失重状态，故A错误；
B．由万有引力提供向心力，加速度
代入数据 ，，，计算得 ，故B正确；
C．第一宇宙速度7.9 km/s是近地轨道最大环绕速度，卫星轨道半径更大，线速度应更小，故C错误；
D．同步卫星周期为24小时，轨道半径约4.2×10⁷ m，而该卫星轨道半径仅6.9×10⁶ m，周期远小于24小时，故D错误。
故选B。
4. 如图是杭州乐园内的“摩天转轮”，半径约25m。游客静坐在轿箱中，轿箱随转轮一起匀速转动，每转一周用时约10min，则游客在乘坐过程中（ ）

A. 加速度不变B. 线速度不变
C. 机械能守恒D. 对座位的压力大小几乎不变
【答案】D
【解析】AB．游客做匀速圆周运动，向心力指向圆心，故加速度、线速度的方向每时每刻都在发生变化的，故AB错误；
C．游客的动能不变，重力势能变化，则其机械能是变化的，故C错误；
D．设游客的质量为，则游客做圆周运动的向心力为
游客在最低点时，受到的支持力最大，根据牛顿第三定律可知，对座位的压力最大，为
在最高点时，受到的支持力最小，根据牛顿第三定律可知，对座位的压力最小，为
因为，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，水平地面上放着一个杯子，并将汤匙的一端靠在杯子上，另一端放在水平地面上，汤匙与地面和杯子的接触点分别为M和N，则（ ）
A. 汤匙在N点受到的支持力是由汤匙的形变产生的
B. 汤匙在M点受到的支持力沿MN方向
C. 地面对杯子的支持力大于杯子的重力
D. 杯子一定不受地面的摩擦力
【答案】C
【解析】A．汤匙在N点受到的支持力是由碗的形变产生的，故A错误；
B．汤匙在M点受到的支持力垂直地面向上，故B错误；
C．汤匙对杯子有一个斜向下的压力，所以地面对杯子的支持力大于杯子的重力， 故C正确；
D．汤匙相对于地面有向右运动的趋势，因此在M、N处可能都产生了静摩擦力，也可能其中之一产生了摩擦力，故D错误；
故选 C。
6. 关于下列四幅图的描述，正确的是（ ）
A. 图1中，直导线通电后，其正下方小磁针的N极将垂直纸面向里旋转
B. 图2中，通电圆环周围产生的磁场和磁感线都是真实存在的
C. 图3中，被测物体向左移动，电容器的电容C变小
D. 图4中，此时线圈中的磁感应强度正在变小
【答案】A
【解析】A．图1中，根据右手螺旋定则，直导线通电后，其正下方磁场垂直纸面向里，可知小磁针的N极将垂直纸面向里旋转，选项A正确；
B．图2中，通电圆环周围产生的磁场是真实存在的，但是磁感线都是假想的，选项B错误；
C．图3中，被测物体向左移动，根据，可知ε变大，则电容器的电容C变大，选项C错误；
D．图4中，此时电容器正在放电，电流正在增加，则线圈中的磁感应强度正在变大，选项D错误。
故选A。
7. 某电场的等势面分布如图中实线所示，相邻等势面间的电势差均为5V，且，虚线是带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，M、N分别是运动轨迹与等势面a、b的交点，已知粒子的电荷量为e，质量为m，经过M点时动能为。则（ ）
A. 该粒子带负电
B. M点与N点的电场强度大小相等
C. 该电场可能是某一正点电荷产生的
D. 粒子在经过N点时的动能为
【答案】D
【解析】A．根据粒子受电场力指向轨迹的凹侧可知，粒子受电场力大致向左上，根据沿电场线方向电势降低可知，电场方向由，则粒子受力方向与电场方向相同，粒子带正电，故A错误；
B．由公式可知，等差等势面越密集，电场强度越大，则M点的场强大于N点的电场强度，故B错误；
C．某一点电荷的等势面是以点电荷为圆心的同心圆，故C错误；
D．粒子从M点到N点，电场力做功为
由动能定理有
解得，故D正确。
故选D。
8. 如图所示，在半径为0.2m的虚线圆内有一匀强磁场，其磁感应强度正以的变化率均匀增加。在磁场内放一半径为的金属圆环（图中实线），使圆环平面垂直于磁场，则（ ）
A. 圆环中的感应电流方向为顺时针
B. 在虚线圆外的区域不存在感生电场
C. 金属圆环有向外扩张的趋势
D. 圆环中产生的电动势大小约
【答案】D
【解析】A．根据题意，由楞次定律可知，圆环中的感应电流方向为逆时针，故A错误；
B．变化的磁场会在周围产生电场，则在虚线圆外的区域一样存在感生电场，故B错误；
C．由于磁场均匀增大，则穿过线圈的磁通量增大，则金属圆环有向内收缩的趋势，故C错误；
D．圆环中产生的电动势大小约，故D正确。
故选D。
9. 如图所示，ABC为一全反射棱镜的截面，棱镜对不同色光的折射率不同，其中红光的临界角为42°，M为一与BC边垂直的光屏，一束白光沿平行于BC的方向射向AB面，经AB面折射后射向BC面，则（ ）

A. 光能从BC面射出
B. 光屏M上会出现彩色光带，最上面的光更容易发生明显衍射
C. 将入射光束向下平移少许，屏上彩色光带宽度不变
D. 将光屏向右平移，屏上彩色光带宽度变大
【答案】C
【解析】A．由图所示

入射角∠1=45°，据得到∠2＜45°
由几何知识得到∠3＞45°
由题可知红光的折射率最小，其临界角最大为42°，则所有色光在BC面上都能发生全反射，没有光线从BC面射出，故A错误；
B．根据反射定律得知：∠3=∠4，可以证明，∠2=∠5，故由光路可逆原理得到∠1=∠6，即入射光线与出射光线平行，而不同色光的折射率不同，偏折程度不同，折射率越大的色光偏折越强，经反射再折射后位于屏上部，即屏上的色彩紫光在上。紫光频率最大波长最小，相比下最不容易发生明显衍射，故B错误；
CD．由于所有出射光线都与入射光线平行，则所有出射光线相互平行，则将入射光束向下平移少许或光屏与BC保持垂直地向右平移，屏上彩色光带宽度都不变。故C正确，D错误。
故选C 。
10. 如图所示，在风洞实验室中，时刻从空中的A点以水平速度向左抛出一个质量为的小球，小球抛出后始终受到水平向右的恒定风力的作用，风力大小为小球重力的，一段时间后小球通过轨迹最左端的点，然后运动到A点正下方的点，重力加速度为。则（ ）
A. A、两点间与、两点间的竖直高度之比为
B. 经过点的速度大小为
C. A到C过程中速度最小的时刻
D. A到C过程中机械能最小的时刻
【答案】C
【解析】A．小球在水平方向，先向左减速后向右加速，且加速度不变，所以小球从A到B与从B到C的时间相等，根据
可知，A、B两点间与B、C两点间的竖直高度之比为1:3，故A错误；
B．小球水平方向受风力作用，根据运动的对称性可知，小球经过C点时水平方向的分速度为
则有水平加速度
故A点到C点的运动的时间为
竖直方向小球做自由落体运动，经过C点的竖直分速度为
则小球经过C点时的速度大小为，故B错误；
C．风力与重力的合力为，设与竖直方向的夹角为。可知，
小球运动加速度
将初速度沿平行于合力的方向和垂直于合力的方向分解，如图
可知，最小速度为垂直于合力的方向的速度，即
小球最小速度时平行于合力方向的速度恰好减小到零。运动时间，故C正确；
D．当风力做的负功最大时，小球的机械能最小，小球运动时间为，故D错误。
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
11. 图1是最大输出功率为66W的手机充电器，其A端可连接插座，B端可连接手机充电口，充电器内部存在一个小型的理想变压器和交直流转换装置。变压器可以把220V交流电降压为5V交流电，再利用交直流转换装置，转变成直流电输出，图2为示意图。下列说法正确的是（ ）
A. 变压器原副线圈的匝数比为n1∶n2=44∶1
B. 若将A端连接插座，B端不连接手机，则A端的输入电流为0.3A
C. 为更好的保护手机，充电时应先将A端连接插座，再将B端连接手机
D. 为更好的保护手机，充电结束后应先将A端拔离插座，再将B端拔离手机
【答案】AC
【解析】A．根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比
代入数据可得n1∶n2=44∶1，故A正确；
B．若将A端连接插座，B端不连接手机，B端没有负载，则没有电流流过副线圈，根据理想变压器原副线圈电流比等于匝数反比可知A端的输入电流也为0，故B错误；
CD．为更好的保护手机，应避免过大的瞬时电流，充电时，应先插电源，让充电器稳定输出电压，再连接手机，避免瞬时电流过大；充电结束时，应先拔手机，再拔电源，避免瞬时过大的反向电流，故C正确，D错误。
12. 如图所示，半径为的四分之一圆弧轨道AB和CD固定在水平面上并与水平轨道平滑连接，轨道面均光滑。将一质量为的滑块1从轨道AB上端的点静止释放，并与静止在水平轨道上质量也为的滑块2发生完全非弹性碰撞后组合成滑块3，然后滑上轨道CD。不计空气阻力，滑块1、2、3均可看成质点，重力加速度为，则（ ）
A. 滑块1从A点滑到B点过程中，重力的功率先变大再变小
B. 滑块1从A点滑到B点的时间为
C. 滑块3在轨道CD上能上升的最大高度为0.5R
D. 滑块3在圆弧轨道最低点C受到的弹力大小为3mg
【答案】AD
【解析】A．滑块1从轨道AB上端的A点静止释放，此时重力的功率为零。当滑块1滑到B点时，速度沿水平向右，与重力垂直，此时重力的功率也为零。故滑块1从A点滑到B点过程中，重力的功率先变大再变小，A正确；
B．若把滑块1的运动看成单摆，则滑块1从A点滑到B点的时间为
解得
但滑块1运动过程的等效摆角过大，不能看成单摆，B错误；
C．滑块1从A点滑到B点过程中，由动能定理有
1、2发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律有
对滑块3，由动能定理有
解得，C错误；
D．滑块3在圆弧轨道最低点C，由牛顿第二定律有
解得，D正确。
13. 如图1所示，在水平面建立坐标系xOy，振源O和振源P处于同种介质中，其坐标分别为（0，0）和（8m，0）。在t=0时刻，两振源同时开始垂直水平面上下振动，形成沿水平面传播的机械波。图2是振源O的振动图像，图3是振源P的振动图像，Q点为介质中的一个点，位置坐标为（0，6m），在t=12s时Q点开始振动。下列说法正确的是（ ）
A. 两波源振动的相位差为
B. 机械波的波长为2m
C. 干涉后，x轴的负半轴上的质点振幅均为5cm
D. 干涉后，在PQ之间的连线上有6个振动加强点
【答案】BD
【解析】A．由图可知，两波源的相位差为，故A错误；
B．由题意可知，波速为
由图可知，周期为
所以波长为，故B正确；
C．干涉后，x轴的负半轴上振动加强的质点振幅为5cm，振动减弱的质点的振幅为1cm，故C错误；
D．由图像可知，干涉后，在PQ之间的连线上质点到两波源的距离差的取值范围为
若为振动加强点，则
解得，，，，，
即共有6个振动加强点，故D正确。
故选BD。
三、非选择题（本题共5小题，共58分）
14. “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图1所示。
（1）经正确操作后获得的一条如图2所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、x1、x2、…、x6。已知打点计时器的打点周期为T，每5个连续打出的点取一个计数点，则计数点3的刻度为________cm；小车加速度的表达式是________。
A.
B.
C.
（2）下列说法正确的是________
A. 调节滑轮高度使细线与轨道平行
B. 实验时应先启动电源再释放小车
C. 细线下端悬挂槽码的质量应大于小车的质量
D. 每次改变小车的质量时，均需要重新平衡阻力
（3）在“探究质量m一定时加速度a与力F关系”实验中，三组同学各得到一条通过原点的直线。现将各组的a-F图像画在同一个坐标系内，如图3所示。各组的实验图像并不重合，其主要原因是________。
【答案】（1）19.40~19.60 A （2）AB （3）各组实验的研究对象质量不同
【解析】（1）[1]刻度尺的最小刻度为1mm，则计数点3的刻度为19.50cm；
[2]A．根据逐差法可知加速度，选项A正确；
B．根据逐差法可知加速度，选项B错误；
C．根据逐差法可知加速度，选项C错误。
故选A。
（2）A．调节滑轮高度使细线与轨道平行，选项A正确；
B．实验时应先启动电源再释放小车，选项B正确；
C．为了使得槽码的重力近似等于小车的牵引力，则细线下端悬挂槽码的质量应远小于小车的质量，选项C错误；
D．因平衡摩擦力时满足
两边消掉M，可知每次改变小车的质量时，不需要重新平衡阻力，选项D错误。
故选AB。
（3）根据可知三个图像的斜率不同，其原因是各组实验的研究对象质量不同。
15. “利用单摆测量重力加速度”的实验装置如图所示。
（1）为减少实验误差，下列操作正确的是________
A. 摆球可以使用轻质塑料球
B. 摆球经过最高点时开始计时
C. 测量摆线长度时，必须使摆球处于自然悬挂状态
（2）实验中，甲、乙两位同学一起做实验，通过改变摆长L，测量出不同摆长下的周期T。甲同学采用平均值法求重力加速度，设计了表格A和表格B，其中合理的是________（选填“A”或“B”）表格；乙同学通过在T²-L图像中描点作图求重力加速度。以上两种方法更合理的是________（选填“甲”或“乙”）同学的方案。
表格A
表格B
【答案】（1）C （2）B 乙
【解析】（1）A．为减小空气阻力影响，摆球应选质量大、体积小的，轻质塑料球不行，A错误；
B．摆球经过最低点时速度大，计时误差小，在最高点计时误差大，B错误；
C．测量摆长时，摆球自然悬挂，能保证测量的摆长准确，C正确。
故选C。
（2）[1]甲同学用平均值法，应先算每个摆长对应的g，再求平均，表格B合理（表格A未体现对应计算）；
[2]乙同学用T²-L图像法，可减小偶然误差，比甲的平均值法更合理，故更合理的是乙同学方案。
16. 某学习小组欲利用图1所示电路测量一水果电池的电动势和内阻，现有实验器材如下：
A．水果电池（电动势约为0.8V，内阻约为）；
B．电压表（量程200mV，内阻为）；
C．电压表（量程1V，内阻约为）；
D．滑动变阻器：（0~20Ω）和（0~）；
E．单刀开关；
F．导线若干。
（1）图1中滑动变阻器应选________（选填“”或“”），根据图1，图2中导线的端应与________（选填“”或者“”）接线柱连接；
（2）闭合开关，多次改变滑动变阻器的阻值，分别读出两个电压表的示数，绘制图像如图3所示，该水果电池的电动势________V，内阻________Ω（结果均保留两位有效数字）。
【答案】（1） （2）0.88
【解析】（1）[1]待测水果电池的内阻约为，为使V2的读数变化范围较大，减小实验误差，滑动变阻器应选择阻值较大的；
[2]由图1知V2与滑动变阻器并联，测量两端的电压，故图2中导线的端应与接线柱连接；
（2）[1][2]根据图1，利用闭合电路欧姆定律有
代入已知数据，整理得到
结合图像的纵截距和图像斜率，可得，
得该水果电池的电动势，内阻。
17. 如图1所示，内壁光滑、导热性能良好的气缸（气缸口足够高）竖直放置在水平桌面上，用横截面积、质量的活塞封闭一定质量的理想气体。初始状态1时气柱长度，温度。现保持温度不变将气缸缓慢转为水平放置，稳定后达到状态2，如图2所示。随后对气缸缓慢加热，使温度升至，达到状态3，状态2→3过程中气体内能变化。取大气压强。
（1）从状态1→2，气体分子平均速率________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；从状态2→3，单位体积内的分子数________（选填“增多”或“减少”）；
（2）求状态2时的气柱长度；
（3）求状态2→3过程中气体吸收的热量。
【答案】（1）不变 减少 （2）0.55m （3）154J
【解析】（1）[1]从状态1→2，气体温度不变，则气体分子平均速率不变；
[2]从状态2→3，气体压强不变，温度升高，则体积变大，则单位体积内的分子数减少；
（2）对状态1的活塞分析
从状态1到状态2，由玻意耳定律
联立解得
（3）从状态2到状态3 ，由盖吕萨克定律
得
气体做功
根据热力学第一定律
得
18. 某学习小组设计了一种模拟建筑工地上运输砖块的装置，如图所示。一倾斜滑板与水平地面夹角θ=53°，底端与固定的弹性装置连接。现将一可视为质点的质量m=1kg的滑块从滑板顶端A点静止释放，下滑到底端B点时速度vB=5m/s，并与弹性装置发生碰撞，滑块碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，碰撞时的接触时间Δt=0.5s，反弹后恰好无碰撞地滑入水平传送带的左端C点，此时传送带由静止开始做加速度大小为a=1.5m/s2的匀加速直线运动。已知传送带CD长度L=4.5m，滑块与滑板间动摩擦因数μ1=0.5，滑块与传送带间动摩擦因数μ2=0.15，滑块与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力。已知sin53°=0.8，cs53°=0.6，求：
（1）倾斜滑板的长度s；
（2）C点离地面的高度h；
（3）滑块与弹性装置碰撞过程中受到弹力的冲量大小I；
（4）滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量Q。
【答案】（1）2.5m （2）0.8m （3）13N·s （4）2.25J
【解析】（1）根据动能定理
解得
（2）根据题意可得在B点反弹后竖直方向的速度
竖直方向，根据速度位移关系
联立解得
（3）碰撞过程，根据动量定理
即
解得
（4）滑块斜抛进入到传送带时的速度为vC，根据几何关系
即
滑块在传送带上先做匀减速运动，加速度为
达到共速后再与传送带一起做匀加速运动，这时的加速度为
滑块减速阶段根据速度关系
解得，
由
解得，
因摩擦而产生的内能为
代入数据得
19. 如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨、固定在绝缘水平面上，导轨的间距，并处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。金属棒垂直导轨水平放置且接触良好，通过足够长水平细线跨过轻质光滑定滑轮与重物相连，金属棒的电阻，金属棒与重物的质量均为。导轨的左端通过单刀双掷开关S分别与图示中的元件相连。已知定值电阻，可调电阻阻值未知，电源电动势、内阻，其余电阻均不计。
（1）若将开关S掷向1，金属棒随重物从静止开始运动，重物下落时已达到匀速状态，求：
①匀速运动时流过金属棒的电流大小；
②匀速运动时金属棒的速度大小；
③下落4m过程中电阻上产生的热量。
（2）若调节为某一阻值，再将开关S掷向2，并静止释放金属棒，最终金属棒以速度匀速提升重物，求此时金属棒两端电压。
【答案】（1）①1A；②1m/s；③0.78J （2）1.3V
【解析】（1）①重物匀速下落
mg=BIL
解得I=1A
②金属棒匀速运动产生的电动势
由闭合电路欧姆定律
解得
③由能量守恒定律得
又
解得
（2）重物匀速上升，I = 1A
金属棒两端的电压
解得U=1.3V
20. 如图所示是某离子喷涂装置示意图，该装置由平行板加速器、偏转磁场、喷涂板三部分组成。加速器长为，加速电压大小可连续调节，以加速器上极板离子出射孔为原点建立平面直角坐标系，上极板位于轴上，喷涂板长也为，沿轴放置且厚度不计，加速器右端与喷涂板左端相距，轴上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，轴下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为，范围足够大，加速器内部无磁场。离子源产生初速度可视为零、质量为、电荷量为的正离子。离子加速后，从点沿着轴正方向射入上方磁场，经上方磁场偏转或上下方磁场连续偏转后可落在喷涂板的上表面或下表面，并立即被吸收且电中和，忽略场的边界效应、离子受到的重力及离子间相互作用力。
（1）若离子仅经过上方磁场偏转落在喷涂板上表面的中点，求加速电压；
（2）若离子能落在喷涂板下表面，求离子在磁场中运动的最短时间；
（3）若电压调至某一范围，使离子恰好能将喷涂板上表面完全喷涂。假设每秒有个离子均匀落在整个喷涂板上表面，求离子对喷涂板平均作用力大小的可能值；
（4）若离子进入磁场后受到与速度方向相反的阻力，其大小（其中已知）。离子在上方磁场运动过程中，其轨迹与轴相切于喷涂板的左端点，求离子在该运动过程中克服阻力做的功。
【答案】（1） （2） （3）或 （4）
【解析】（1）由几何关系可知粒子在磁场中运动半径
根据，
得
（2）仅经过1次x轴落到下表面时间最短由
可知
（3）若通过上方磁场偏转直接打到喷涂板上表面，几何关系
对应
由
得
若通过上下方磁场连续偏转后打到喷涂板上表面，几何关系
对应
由
得
备注：写出以上不等号写“