云南省红河州、文山州2024-2025学年高二下学期期末学业质量监测物理试卷（解析版）

这是一份云南省红河州、文山州2024-2025学年高二下学期期末学业质量监测物理试卷（解析版），共15页。
注意事项：
1、答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、学校、班级、考场号、座位号在答题卡上填写清楚，并将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2、回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的 得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. 热核反应在宇宙中时刻进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆，其内部有多种热核反应，其中一个反应方程是，下列说法正确的是（ ）
A. X是电子B. X是质子
C. 该反应属于核聚变D. 该反应属于核裂变
【答案】C
【解析】AB．根据核反应的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为1；电荷数为0。因此X为中子，故AB错误；
CD．该反应是轻核（氘和氚）结合成较重核（氦），属于核聚变，故C正确，D错误。
故选C。
2. 学校运动会期间，某同学利用无人机进行航拍，一段时间内无人机沿竖直方向运动，其v−t图像如图所示，取竖直向上为正方向，下列哪个时刻无人机处于最高点（ ）
A. t1B. t2C. t3D. t4
【答案】B
【解析】v−t图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，时间轴上侧面积表示位移沿正方向，下侧面积表示沿负方向，根据图示可知，t2时刻无人机处于最高点。
故选B。
3. 如图所示，一单色激光束垂直截面半径为R的半圆形玻璃砖的直径MN从圆心O点射入，现缓慢向左平移激光束至距O点处时，恰好在半圆形曲面上发生全反射，玻璃砖对该光的折射率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】光恰好在半圆形曲面上发生全反射，根据几何关系有
根据临界角与折射率的关系有
解得
故选B。
4. 2025年4月24日17时17分，长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，将神舟二十号载人飞船成功送至距离地面约400km高的轨道上运行，轨道可看作圆轨道。关于神舟二十号载人飞船，下列说法正确的是（ ）
A. 周期小于地球同步卫星周期
B. 角速度小于地球同步卫星角速度
C. 线速度小于地球同步卫星线速度
D. 向心加速度小于地球同步卫星向心加速度
【答案】A
【解析】A．神舟二十号轨道半径小于同步卫星，由开普勒第三定律（T2∝r3）可知，周期更小，故A正确；
B．角速度，周期越小则角速度越大，角速度大于地球同步卫星角速度，故B错误；
C．根据
可知线速度
轨道半径越小线速度越大，可知该卫星的线速度大于地球同步卫星线速度，故C错误；
D．根据
可得向心加速度
轨道半径越小加速度越大，则该卫星的向心加速度大于地球同步卫星向心加速度，故D错误。
故选A
5. 如图所示，某次演习中一轰炸机在某斜坡左上方水平向右匀速飞行，飞行过程中先后释放甲、乙两枚炸弹，炸弹均撞在斜坡上，不计空气阻力。两炸弹分别从释放到撞在斜坡上的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 乙的位移大B. 乙的下落时间长
C. 甲撞在斜坡上瞬间的速度小D. 甲撞在斜坡上瞬间的速度偏转角大
【答案】D
【解析】AB．根据题意可知，甲、乙两枚炸弹在空中均做平抛运动，但由于甲炸弹先释放，乙炸弹后释放，且炸弹均落在斜坡上，则可知乙炸弹在斜坡上的落点比甲炸弹在斜坡上的落点高，竖直方向根据，可得
可知乙下落的时间小于甲下落的时间；水平方向根据，可知乙在水平方向的位移小于甲在水平方向的位移，根据
由于，，可知甲的位移大，故AB错误；
C．竖直方向的分速度为
炸弹撞在斜坡上瞬间的速度大小为
由于甲下落时间大于乙下落时间，所以甲撞在斜坡上瞬间的速度大，故C错误；
D．设炸弹撞在斜坡上瞬间的速度偏转角为，则有
由于甲下落时间大于乙下落时间，所以甲撞在斜坡上瞬间的速度偏转角大，故D正确。
故选D。
6. 两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，相邻两等势面间的电势差相等。虚线MPN是一电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是（ ）
A. 两点电荷均为正电荷
B. A点的电场强度比B点的大
C. A点的电势高于B点的电势
D. 电子沿虚线从M运动到N的过程中，电势能先减小后增大
【答案】C
【解析】A．根据等势面的分布情况可知两点电荷是同种电荷，又根据电子在该电场中的运动轨迹可判断电子受到两点电荷的排斥力，故两点电荷均为负电荷，故A错误；
B．根据，结合图中相邻等差等势面的疏密程度可知，A点的电场强度比B点的小，故B错误；
C．因为两点电荷是负电荷，电场线由无穷远处指向负电荷，沿电场线方向电势降低，故可知A点的电势高于B点的电势，故C正确；
D．电子沿虚线从M运动到N的过程中，电场力对电子先做负功后做正功，所以电势能先增大后减小，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧置于倾角为θ的固定粗糙斜面上，下端与固定在斜面底端的挡板连接，弹簧处于原长时上端位于A点。一质量为m的物体由斜面上O点静止释放，接触弹簧后将弹簧压缩到最低点B（弹簧始终处于弹性限度内）。已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，物体由A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. μ>tanθ
B. 加速度逐渐增大
C. 重力的瞬时功率一直减小
D. 速度最大时弹簧的形变量为
【答案】D
【解析】A．物体由斜面上可以自由下滑，则有
可得，故A错误；
BC．物体由A点运动到B点的过程中，弹簧弹力从0开始逐渐增大，物体先做加速度逐渐减小的加速运动，后做加速度逐渐增大的减速运动；根据
可知重力的瞬时功率先增大后减小，故BC错误；
D．当物体加速度为0时，物体的速度达到最大，根据平衡条件可得
解得此时弹簧的形变量为，故D正确。
故选D。
8. 家用燃气灶点火装置的电路原理图如图所示，转换器将直流电转换为u=5sin（100πt）V的正弦交流电，并加在理想变压器的原线圈上，原、副线圈的匝数分别为n1和n2，电压表为理想电表。闭合开关S，当两点火针间的瞬时电压大于2500V时会产生电火花点燃燃气。下列说法正确的是（ ）
A. 通过原、副线圈的磁通量之比为1∶1
B. 副线圈中交变电流频率为100Hz
C. 若能点燃燃气，则n2>500n1
D. 电压表的示数为5V
【答案】AC
【解析】A．变压器为理想变压器，忽略了漏磁，此时穿过原副线圈的磁通量相等，即通过原、副线圈的磁通量之比为1∶1，故A正确；
B．根据圆频率与频率的关系有
解得，故B错误；
C．根据题意可知，原线圈两端交流电的最大值为Um1=5V
当两点火针间的瞬时电压大于2500V时会产生电火花点燃燃气，根据电压匝数关系有
解得
则有，故C正确；
D．电压表的示数为有效值，则电压表的示数，故D错误。
故选AC。
9. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t=0.1s时的波形图，图乙是平衡位置位于x=4m处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的传播速度为8m/s
C. x=2m处的质点在t=0.55s时位移为-10cm
D. t=0.1s至t=0.6s内，质点P通过的路程为100cm
【答案】AD
【解析】A．由图乙可知，t=0.1s时质点P向下振动，根据波形平移法可知，该波沿x轴正方向传播，故A正确；
B．由图甲可知波长为，由图乙可知周期为，则该波的传播速度为，故B错误；
C．从t=0.1s到t=0.55s，由于
且t=0.1s时x=2m处的质点向上振动，则x=2m处的质点在t=0.55s时位移为10cm，故C错误；
D．t=0.1s至t=0.6s内，由于
则质点P通过的路程为
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，一质量m=1kg的单匝闭合矩形金属线圈abcd置于光滑绝缘的水平桌面上，线圈总电阻R=0.5Ω，ab边长，bc边长。虚线右侧空间存在磁感应强度大小B=2T、方向垂直于桌面向下的匀强磁场。现给虚线左侧的线圈一水平向右且垂直于ab的初速度，运动过程中ab、cd边始终与磁场边界平行。以下说法正确的是（ ）
A. ab边刚进入磁场时电流方向为顺时针方向
B. ab边刚进入磁场时所受安培力大小为4N
C. cd边刚进入磁场时的速度大小为0.8m/s
D. 线圈进入磁场的过程中产生的焦耳热为0.72J
【答案】BD
【解析】A．ab边刚进入磁场时，根据右手定则可知，电流方向为逆时针方向，故A错误；
B．ab边刚进入磁场时，产生的电动势为
此时回路电流为
ab边所受安培力大小为，故B正确；
C．金属线圈进入磁场过程，根据动量定理可得
其中
联立解得cd边刚进入磁场时的速度大小为，故C错误；
D．根据能量守恒可得线圈进入磁场的过程中产生的焦耳热为，故D正确。
故选BD。
二、 非选择题：本题共5小题，共54分
11. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有：木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、两个细绳套、刻度尺、铅笔、图钉若干。
（1）请将以下实验操作步骤按正确的顺序排序___________（填写选项前对应的字母）。
A．用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，平行于纸面互成角度地拉细绳套，使绳套与橡皮条的结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两拉力和的大小并标记方向；
B．选择合适的标度，根据平行四边形定则作出和的合力的图示，并按同一标度作出力F的图示；
C．只用一个弹簧测力计钩住细绳套把结点拉到同一位置O，读出拉力F的大小并标记方向；
D．用图钉将白纸固定在水平木板上，将橡皮条的一端固定在木板上的A点，另一端系上两个细绳套；
（2）上述实验操作中先后两次将结点拉到同一位置O，其目的是______________________。
（3）比较图中与F的大小和方向，即可验证力的合成是否满足平行四边形定则。图中力与F一定沿AO方向的是___________（选填“”或“F”）。
【答案】（1）DACB （2）保证两次力的作用效果相同； 使、共同作用的效果与F单独作用的效果相同，以验证力的合成遵循平行四边形定则。 （3）F
【解析】（1）首先要进行实验的准备工作，用图钉将白纸固定在水平木板上，将橡皮条的一端固定在木板上的A点，另一端系上两个细绳套；接着进行实验操作测量分力，用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，平行于纸面互成角度地拉细绳套，使绳套与橡皮条的结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两拉力和的大小并标记方向；然后测量合力，只用一个弹簧测力计钩住细绳套把结点拉到同一位置O，读出拉力F的大小并标记方向；最后进行数据处理和验证，选择合适的标度，根据平行四边形定则作出和的合力的图示，并按同一标度作出力F的图示。
故按正确顺序排序为DACB。
（2）[1][2]先后两次将结点拉到同一位置O，其目的一是保证两次力的作用效果相同。因为橡皮条的形变由力引起，结点拉到同一位置意味着橡皮条的形变相同，即力的作用效果相同；目的二是为了使、共同作用的效果与F单独作用的效果相同，从而可以验证力的合成遵循平行四边形定则。
（3）F是用一个弹簧测力计把结点拉到O点时的拉力，它的方向一定沿着橡皮条即AO方向。而是根据平行四边形定则作出的和的合力，由于实验存在误差等原因，不一定沿AO方向。
12. 某物理实验小组在测定一干电池组的电动势和内阻的实验中，提供了以下器材：
A.待测干电池组
B.电流传感器1（电阻不计）
C.电流传感器2（电阻不计）
D.滑动变阻器R（0~30Ω）
E.定值电阻（3000Ω）
F.开关一个、导线若干
该小组利用上述器材设计了如图甲所示的电路，电流传感器1、2与数据采集器相连，采集的数据通过计算机进行处理。
（1）在实验操作过程中，若滑动变阻器R的滑片向左滑动，电流传感器1的示数将_______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）图乙所示的两电流变化图线中，电流传感器1上显示的电流为图中的_______（选填“IA”或“IB”）。忽略电流传感器1所在支路的分流作用，由该图线分析可得被测干电池组的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。（计算结果保留两位有效数字）
（3）第（2）问中测得干电池组的电动势和内阻与真实值相比
A. E偏小，r偏大
B. E偏小，r偏小
C. E偏大，r偏小
D. E偏大，r偏大
【答案】（1）增大 （2） 9.0 （3）B
【解析】（1）若滑动变阻器R的滑片向左滑动，则接入电路的阻值增大，根据串反并同规律可知，电流传感器2的示数减小，电流传感器1的示数将增大。
（2）[1]因与并联，且
故电流传感器1上显示的电流应远小于电流传感器2上显示的电流，结合图乙可知，电流传感器1上显示的电流为图中的；
[2][3]忽略电流传感器1所在支路的分流作用，根据闭合电路欧姆定律有
即
结合图乙可知，，
解得
（3）若考虑电流传感器1所在支路的分流作用，则根据闭合电路欧姆定律有
即
则，
解得,
故第（2）问中测得的干电池组的电动势和内阻与真实值相比，偏小，偏小。
13. 图甲为囊式空气凳，其原理是在一个密闭容器内充入压缩气体，利用气体的可压缩性实现空气凳高度的调节。空气凳的简化结构如图乙所示，导热性和密闭性良好的圆柱形汽缸内有一横截面积为S的活塞通过连杆与凳面连接，凳面、连杆及活塞组成的整体质量为m。环境温度为T0，凳面未坐人时汽缸内密封一段长度为L0的理想气体，汽缸与活塞间的摩擦可忽略，已知大气压强为p0，重力加速度为g。
（1）凳面未坐人，环境温度降至0.95T0，求稳定后凳面下降的高度；
（2）若环境温度仍为T0，一人双脚悬空坐在凳面上，稳定后气柱高度变为0.8L0，求人的质量M。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）环境温度下降过程中，汽缸内气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律有
解得
（2）汽缸内的气体做等温变化，设初态和末态气缸内气体压强分别为和，则有，
根据玻意耳定律有
联立解得
14. 某款游戏装置由倾角θ=30°的粗糙斜轨道AB、光滑水平轨道BC、半径R=0.18m的四分之一光滑细圆管轨道和半径R=0.18m的光滑半圆轨道平滑连接而成竖直固定于水平桌面上，其简化图如图所示。在F点正下方固定一力度可调的弹射装置，将一质量m1=0.1kg的小球竖直向上弹出，从F点沿切线方向进入，先后经过轨道，轨道，运动至水平轨道上与质量m2=0.2kg的静止小滑块发生弹性正碰，若小滑块最终停在轨道AB上规定区域MN内则获胜。已知小滑块与轨道AB间的动摩擦因数，MN长L0=0.04m，NB长L=0.20m，重力加速度g取10m/s2，小球和小滑块均可看作质点。在某次游戏中，弹出的小球恰能通过轨道的最高点E，求：
（1）小球经过E点的速度大小vE；
（2）碰后瞬间小滑块的速度大小v2；
（3）通过计算，判断此次游戏能否获胜。
【答案】（1） （2） （3）不能获胜，计算过程见解析
【解析】（1）小球恰能通过E点，则有
解得
（2）设碰前瞬间小球的速度大小为v1，则小球由E点运动到与小滑块碰撞前瞬间的过程，由动能定理有
解得
小球与小滑块发生弹性正碰瞬间，根据动量守恒和机械能守恒有，
联立解得
（3）假设规定区域足够长，设小滑块在规定区域速度减为零时距B点的距离为L1，则小滑块从碰后位置运动到规定区域速度减为零的过程，根据动能定理有
解得
故此次游戏不能获胜。
15. 如图所示，在xOy平面直角坐标系中，第一象限内充满沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内充满垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从第二象限内的粒子加速器左极板正中央由静止开始运动，离开加速器后以速度v0从P点垂直于y轴射入电场，第一次通过x轴时从Q点进入磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为30°，Q点坐标（d，0），不计粒子重力。
（1）求粒子加速器两极板间电压U；
（2）求第一象限内电场强度的大小E；
（3）若磁感应强度 ，在第一象限内紧靠x轴竖直放置一足够长的挡板，要使粒子垂直打到挡板上，求挡板与O点间距离L的可能值。
【答案】（1） （2） （3）值（其中n=1，2，3…）
【解析】（1）粒子在两极板间加速的过程，根据动能定理有
解得
（2）粒子在第一象限内做类平抛运动，有，，
联立解得
（3）设粒子进入磁场时的速度大小为，则
根据洛伦兹力提供向心力有
其中
联立解得
设粒子第一次垂直打在挡板上时挡板与O点间距离为，如图所示
由图可知，
则挡板与O点间距离L的可能值（其中n=1，2，3…）