湖南株洲市部分校2025-2026学年高二下学期期末考试物理试题（含解析）

这是一份湖南株洲市部分校2025-2026学年高二下学期期末考试物理试题（含解析），共14页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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. 一质点沿轴做直线运动，其图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 前4s内质点先向正方向运动后向负方向运动B. 第4s末质点离出发点最远
C. 第2s末质点的运动方向发生改变D. 第4s末质点的加速度发生改变
【答案】B
【解析】
【详解】AC．前4s内质点速度一直大于零，可知前4s内质点一直向正方向运动，第2s末质点的运动方向未发生改变，故AC错误；
B．由图可知，前4s内质点向正方向运动，后4s内质点向负方向运动，图像与坐标轴围成的面积表示位移，可知前4s内质点的位移大小等于后4s内质点的位移大小，故第4s末质点离出发点最远，故B正确；
D．图像的斜率表示加速度，内图像的斜率不变，可知内质点的加速度不变，故第4s末质点的加速度未发生改变，故D错误。
故选B。
2. 的衰变方程为，已知的质量为m1，新核的质量为m2，X粒子的质量为m3，则（ ）
A. X粒子是氦原子核，它的电离能力很弱
B. 的平均核子质量比的大
C. 的比结合能为
D. 若静止，其衰变后的和X粒子的动能之比是4:234
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据核反应前后质量数、电荷数守恒可知，X粒子的电荷数为2，质量数为4，所以X是氦原子核（α粒子），但α粒子电离能力强，故A错误；
B．平均核子质量等于原子核质量除以核子数，衰变过程释放能量，质量亏损，即
新核比反应核更稳定，其平均核子质量更小，即，故B错误；
C．比结合能是原子核总结合能除以核子数，表达式为衰变能（衰变释放的能量），非结合能（核子结合成核释放的能量），故C错误；
D．铀核静止衰变，动量守恒，与X粒子动量大小相等、方向相反，根据可得动能之比，故D正确。
故选D。
3. 假设地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其运行周期与轨道半径的关系如图所示，图中1和2分别为我国空间站“天和”核心舱、卫星导航系统中某颗地球同步卫星所对应的数据。引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A. 核心舱与地球同步卫星的向心力大小之比为
B. 核心舱与地球同步卫星的向心加速度大小之比为
C. 核心舱与地球同步卫星的周期之比为
D. 核心舱与地球同步卫星的速率之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于核心舱与地球同步卫星的质量未知，因此不能确定它们做圆周运动的向心力大小之比，故A错误；
B．由题图可知，、
根据
可得
核心舱与地球同步卫星的向心加速度大小之比为，故B正确；
C．根据开普勒第三定律可知，核心舱与地球同步卫星的周期之比
故C错误；
D．根据
可得
核心舱与地球同步卫星的速率之比
故D错误。
故选B。
4. 如图所示的图像中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（ ）
A. R的阻值为0.25ΩB. 电源的内阻为0.5Ω
C. 电源的输出功率为9WD. 电源的效率为66.7%
【答案】D
【解析】
【详解】A．R的阻值为，A错误；
B．电源的内阻为，B错误；
C．输出功率为，C错误；
D．电源的效率为，D正确。
故选D。
5. 如图所示，时刻波源从平衡位置开始向下振动，产生一列简谐横波在均匀介质中向右传播。时刻质点开始振动，时刻质点第一次到达波谷。已知点和点平衡位置之间的距离为，a点和点平衡位置之间的距离为。则波传播到点时，a、b之间的波形为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】BD．t=0时刻波源O从平衡位置开始向下振动，可知波源开始振动的方向向下，则波传播到b点时b点向下振动，波向右传播，由同侧法可知BD选项中b点振动方向向上，B、D错误；
AC．由波速公式可知该波的波速为
时刻质点a开始振动，时刻质点a第一次运动到波谷，可知该波的周期为
则该波的波长为
又a点和b点平衡位置之间的距离为
则a、b间的波形为半个周期内的波形，A正确，C错误。
故选A。
6. 如图a所示，一个曲面是四分之一圆弧的滑块静止于水平地面上，圆弧最低点切线水平。有小球以水平向右的初速度从圆弧最低点冲上滑块。小球与滑块水平方向的速度大小分别为、，作出某段时间内图像如图b所示，不计一切摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 滑块与小球在相互作用的过程中系统动量守恒
B. 小球与滑块的质量比为
C. 当滑块的速度为时，小球运动到轨迹的最高点
D. 当滑块的速度为时，小球再次回到圆弧的最低点
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球滑块组成的系统水平方向不受外力，滑块与小球在相互作用的过程中，水平方向动量守恒，但竖直方向上动量不守恒，因此总的动量不守恒，A错误；
B．设小球的质量为，滑块的质量为，在水平方向上由动量守恒定律得，化简为，结合图（b）可得，即，故B正确；
C．小球运动到最高点时，竖直方向速度为零，在水平方向上与滑块具有相同的速度，在水平方向上由动量守恒定律得，求得，故C错误；
D．小球由最初冲上圆弧到再次回到圆弧最低点的过程中可以看成弹性碰撞，根据动量守恒，和机械能守恒可以求出，，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，两端开口的足够长玻璃管竖直插在水银槽中，管中有一段水银柱将一部分气体封闭，封闭气体看成理想气体，初始时系统静止。保持玻璃管不动，现从上管口缓慢向管中倒入水银，使水银柱长度增加，在倒入水银的过程中气体温度不变，下列说法正确的是（ ）
A. 管中气体分子数密度不变
B. 管中气体内能增大
C. 稳定后，水银槽中的水银在管内、外液面高度差增加量小于l
D. 管中气体放出热量
【答案】D
【解析】
【详解】A．设管中气体初始状态时压强为，末态压强为，对水银柱受力分析，由平衡条件
由于从上管口缓慢向管中倒入水银，水银质量增大，所以管中气体压强增大，根据玻意耳定律
可知管中气体体积减小，管中气体被压缩，体积减小，则管中气体分子数密度增大，故A错误；
B．由于在倒入水银的过程中气体温度不变，则管中气体内能不变，故B错误；
C．设大气压强为，管上部水银柱的长度为h，管内外水银面的高度差为,对封闭气体进行受力分析，其压强P由上方的大气和水银柱产生，即
同时，封闭气体的压强也平衡了下方的大气压和管内外水银面的高度差产生的压强，即
由以上两式可得，即上部水银柱的长度等于管内外水银面的高度差，故C错误；
D．根据热力学第一定律
其中，
则，则故管中气体放出热量，故D正确。
故选D。
二、选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 以下关于热学的相关知识，说法正确的有（ ）
A. 布朗运动就是分子的热运动
B. 若两系统达到热平衡状态，则两个系统温度相同
C. 热量不能自发地从低温物体传到高温物体
D. 多晶体具有固定的熔点和各向异性的特点
【答案】BC
【解析】
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，是分子热运动的宏观反映，并不是分子本身的热运动，故A错误；
B．根据热平衡定律，两个系统达到热平衡状态时，二者温度一定相同，故B正确；
C．这是热力学第二定律的经典表述，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，若要实现该过程必须借助外界做功，故C正确；
D．多晶体有固定熔点，但表现为各向同性，只有单晶体具有各向异性，故D错误。
故选BC 。
9. 如图所示，底面粗糙、质量为m、倾角为30°的斜面体放置在粗糙水平面上，斜面体的右上角安装有轻质定滑轮，带有轻质定滑轮的物块放置在斜面体的光滑斜面上，轻质细线跨越这两个定滑轮，上端连接在天花板上，下端悬挂一质量为m的小球，整个系统处于静止状态时，物块与天花板间的细线成竖直状态，两定滑轮间的细线与斜面平行，不计细线与滑轮间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 水平面对斜面的摩擦力水平向左
B. 水平面对斜面的支持力大小为4mg
C. 剪断绳子的瞬间，水平面对斜面的支持力等于5mg
D. 剪断绳子的瞬间，若斜面不动，斜面受到地面的摩擦力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．根据题意，对小球受力分析，由平衡条件可得绳子的拉力
对物块受力分析，沿斜面体斜面方向有
解得
对整体受力分析，水平方向不受力，则水平面对斜面的摩擦力为零，竖直方向上有
解得
即水平面对斜面的支持力大小为4mg，故A错误，B正确；
CD．剪断绳子的瞬间，绳子拉力消失，对物块受力分析，如图所示
根据平衡条件可得
对物块受力分析，如图所示
由牛顿第三定律可知
竖直方向上有
解得
若斜面不动，在水平方向有
故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，质量为m、电荷量为的小球套在圆环上。在最低点A给小球水平向右的初速度，此时小球与圆环间作用力为零，当小球沿圆环运动到与圆心等高的B点时，与圆环间作用力也为零，重力加速度为g，则（ ）
A. 匀强电场的场强大小可能为
B. 匀强磁场的磁感应强度大小可能为
C. 匀强磁场的磁感应强度大小可能为
D. 将小球在A点的初速度变为，其在最高点C与圆环间作用力可能为零
【答案】AC
【解析】
【详解】ABC．小球带负电，当小球沿圆环运动到与圆心等高的B点时，设小球的速度为，小球受到的洛伦兹力方向水平向左，因小球与圆环间作用力也为零，由牛顿第二定律有
解得或
若，小球从A点运动到B点，由动能定理得
解得
因最低点小球与圆环间作用力为零，由牛顿第二定律有
解得
若，根据左手定则可知在最低点A小球受到的洛伦兹力方向竖直向上，因最低点小球与圆环间作用力为零，由牛顿第二定律有
根据动能定理，小球从A点运动到B点满足
解得，，，故B错误，AC正确；
D．若将小球在A点的初速度变为，其在最高点C的速度大小满足
结合小球从A点运动到B点
可知
结合上述分析可知若，小球受到的电场力方向向上，大小为
洛伦兹力为，对应的圆周运动的向心力分别为
根据受力平衡，可知小球受圆环的作用力为
若，小球受到的电场力方向向上，大小为
对应的洛伦兹力方向向下，大小为
圆周运动的向心力为
根据牛顿第二定律，可知小球受圆环的作用力满足
解得
综上，不存在小球在最高点C与圆环间作用力为零的情况，故D错误。
故选AC。
三、非选择题：本大题共5小题，共57分。
11. 为了“探究物体质量一定时加速度与力的关系”，某同学设计了如图所示的实验装置，其中M为小车和小车上的滑轮的总质量，m为沙和沙桶的总质量，力传感器可测出轻绳的拉力大小。
（1）关于本实验，下列说法正确的是__________：
A. 需要用天平测出沙和沙桶的总质量
B. 本实验不需要将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力
C. 需要调整力传感器和定滑轮的高度，使连接它们的轻绳与长木板平行
D. 实验中不需要m远小于M
（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个计时点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2（结果保留两位有效数字）；
（3）该同学根据实验数据作出小车的加速度a与力传感器的示数F的关系图像，与本实验相符合的是__________；
A. B.
C. D.
（4）若a-F图像的斜率为k，则M为________。
A. B.
C. D.
【答案】（1）CD （2）0.81 （3）A （4）C
【解析】
【小问1详解】
A．力传感器可直接测拉力，无需测沙和沙桶质量，A错误；
B．实验需平衡摩擦力，将长木板右端垫高，使小车重力沿斜面分力平衡摩擦力，B错误；
C．调整力传感器和定滑轮高度，使轻绳与长木板平行，保证拉力沿运动方向，C正确；
D．力传感器测拉力，无需满足
D正确。
故选CD。
【小问2详解】
打点计时器频率，则周期
相邻两计数点间还有四个计时点，所以计数点间时间间隔
根据逐差法公式
代入数据得
【小问3详解】
实验已平衡摩擦力，且力传感器直接测拉力F，小车质量M一定。根据牛顿第二定律
因为，所以a与F成正比，图像应为过原点的倾斜直线。
A．图像是过原点的倾斜直线，符合a与F成正比关系，A正确；
B．图像弯曲，说明a与F不成正比，B错误；
C．图像不过原点且有纵轴截距，不符合实验，C错误；
D．图像有横轴截距，说明未平衡摩擦力或平衡不足，D错误。
故选A。
【小问4详解】
根据牛顿第二定律，小车受拉力F（力传感器示数），加速度a，且小车质量为M，但注意实验装置中，轻绳拉力通过滑轮作用，小车实际受合外力为2F，所以
即
图像斜率
即
故选C。
12. 为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为），某光敏电阻在不同照度下的阻值如下表：
（1）根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线________。观察变化曲线，可知光敏电阻的阻值随光照强度的增大而________（选填“线性”或“非线性”）减小；
（2）如图所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至0.4 lx时启动照明系统，在虚线框内完善电路原理图。（不考虑控制开关对所设计电路的影响）提供的器材如下：光敏电阻（符号）；直流电源（电动势，内阻不计）；定值电阻：，，（限选其中之一并在图中标出）；开关及导线若干。
（3）为使天色更暗时才启动照明系统，可以考虑更换阻值更________（填“大”或“小”）的定值电阻。
【答案】（1） ①. ②. 非线性
（2） （3）大
【解析】
【小问1详解】
[1]根据表格中数据，可得阻值随照度变化的曲线如图所示
[2]由图可知，光敏电阻阻值随光照强度增大而减小，不是线性变化，因此为非线性减小。
【小问2详解】
[3]题目要求照度降低到时，1、2电压上升到启动系统，由图可知，此时
天色变暗照度降低，阻值增大，两端分压会升高，因此将1、2接在两端符合电压上升启动的要求。 根据串联分压规律
代入、、
解得
因此选择定值电阻​，电路原理图如图所示
【小问3详解】
[4]天色更暗时，照度更小，对应光敏电阻的阻值​更大。当1、2两端所加电压上升至2 V时，照明系统启动，则串联分压规律有
故要更大的才满足启动电压要求，定值电阻需要更大，因此更换阻值更大的定值电阻。
13. LED灯能耗是白炽灯的十分之一，某型号LED灯外观呈圆台状，如下图所示。发光芯片为一个边长为的正方形面板，置于圆台内底部，恰好与底部圆内接，芯片厚度忽略不计。为过轴线的截面，，在圆台内填充满透明封装材料。芯片中心处发出的一束平行于边的光线，从圆台上表面射出，折射角。
（1）求封装材料的折射率；
（2）芯片上点直接射向圆台上表面的光恰好均可射出，求圆台高度。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
光线平行于AB，由几何关系和对称性可知，AB与水平上表面夹角，因此光线与竖直法线的夹角
已知。根据折射定律，光从介质射向空气，有
解得
【小问2详解】
C点射向上表面的光恰好全部射出，说明最大入射角刚好等于全反射临界角，此时光线从A点射出。如图所示
发生全反射的临界角满足
解得
正方形面板的边长为，则BC的长度为
由几何关系，可得
解得
14. 如图，空间坐标系O-xyz内有一由正方体和半圆柱体拼接而成的空间区域，立方体区域内存在沿z轴负方向的匀强电场，半圆柱体区域内存在沿z轴负方向的匀强磁场。M、分别为AO、的中点，N、分别为BC、的中点，P、分别为半圆弧BPC、的中点，Q为MN的中点。质量为m、电荷量为q的正粒子在竖直平面内由M点斜向上射入匀强电场，入射的初速度大小为，方向与x轴正方向夹角为。一段时间后，粒子垂直于竖直平面射入匀强磁场。已知正方体的棱长和半圆柱体的直径均为L，匀强磁场的磁感应强度大小为，不计粒子重力，，。
（1）求匀强电场的电场强度的大小；
（2）求粒子在匀强磁场中运动的时间；
（3）若粒子以相同的初速度自Q点射入匀强电场，求粒子离开匀强磁场时的位置坐标。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
粒子在电场中运动时，沿x轴方向
解得
沿z轴方向
由牛顿第二定律可知
解得
【小问2详解】
粒子进入匀强磁场后，由牛顿第二定律可知
解得
由几何关系可知，粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为，粒子在磁场中运动的周期
粒子在匀强磁场中运动的时间
【小问3详解】
若粒子以相同的初速度自Q点射入匀强电场，在匀强电场中运动的时间
进入磁场时，沿x轴方向的速度大小为
沿z轴方向的速度大小为
故粒子在平行xOy的平面内做匀速圆周运动，半径
沿z轴方向做匀速直线运动，因粒子做圆周运动的半径不变，故在磁场中运动的时间不变，在磁场中沿z轴方向运动的位移大小为
在电场中沿z轴方向运动的位移大小为
故粒子离开磁场时，z轴方向的坐标
y轴方向的坐标
x轴方向的坐标
即离开磁场时的位置坐标为
15. 如图所示，足够长光滑固定水平横杆上套有一质量为4m的小球A，长度的轻质细绳一端与A相连，另一端与质量为2m的小球B相连。光滑水平面上静置质量为2m的凹槽C，C由两个半径的光滑圆轨道和长度的平直轨道平滑连接而成，槽内置有质量为2m的滑块D，D到左侧圆轨道最低点的距离。现将细绳拉至水平位置由静止释放B，当B运动到最低点时恰好与C发生弹性碰撞。已知D与平直轨道间动摩擦因数，重力加速度大小，A、B、D均可视为质点。
（1）求小球B与C碰撞前的速度大小；
（2）通过计算判断滑块D能否冲出凹槽；
（3）已知从凹槽C开始运动到C与滑块D一起开始匀速运动所经历的时间t=3.3s，求该过程C对地的位移大小。
【答案】（1）
（2）不能冲出 （3）
【解析】
【小问1详解】
设碰前A、B球的速度为、，A球和B球组成的系统在水平方向上动量守恒，有
从开始到碰撞前，由能量守恒
解得
【小问2详解】
B球和凹槽C碰撞，设碰后B和C的速度分别为和，由动量守恒
由能量守恒
联立解得
从碰后到滑块D上升到最大高度的过程中，C和D组成的系统，由水平方向动量守恒
由能量守恒
解得
不能冲出。
【小问3详解】
从碰后到相对静止的过程中，设相对路程为，相对静止时距离左端圆弧轨道s处，对C和D组成的系统，由能量守恒，
解得
由
解得
设C和D相对静止时对地的位移分别为和，由水平方向动量守恒
因此
所以
另有
联立解得照度（lx）
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻（kΩ）
75
40
28
23
20
18