高二物理试题解析板_2025年7月_250701湖北省襄阳市随州部分高中2024-2025学年高二下学期期末联考（全科）

湖北省襄阳随州部分高中2024—2025学年下学期期末联考 高二物理试题 本试卷共6页，全卷满分100分，考试用时75分钟。 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并 将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。 2、选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂 黑，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿 纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4、考试结束后，请将答题卡上交。 一、选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分,。在小题给出的四个选项中， 第1～7题只有一项符合题目要求，第 8～10题有多项符合要求，每小题全部选对得 4 分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分） 1.如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，一轻绳一端系在环上， 另一端系着质量为M的木块，现有一质量为m 的子弹以大小为v 的水平速度射入木块并 0 0 留在木块中，重力加速度为g，下列说法正确的是( ) A.子弹射入木块后的瞬间，速度大小为 B.子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于(M＋m)g 0 C.子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力大于(M＋m＋m)g 0 D.子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒 解析：C 子弹射入木块时，子弹和木块组成的系统动量守恒， 则mv＝(M＋m)v，解得子弹射入木块后的瞬间速度大小为v＝，A错误； 0 0 0 1 1 子弹射入木块后的瞬间，根据牛顿第二定律可得 F －(M＋m)g＝(M＋m)，可知绳子拉力 T 0 0 大于(M＋m)g，B错误；子弹射入木块后的瞬间，对圆环， 0 有F ＝F ＋mg＞(M＋m＋m)g，根据牛顿第三定律可知，C正确； N T 0 子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统只在水平方向动量守恒，D错误。 答案：C 2.如图所示x轴上，波源在原点O处，Oa＝3 m，Ob＝4 m，Oc＝6 m。t＝0时，波 源从平衡位置开始竖直向上振动，形成分别沿x轴向正方向和负方向传播的简谐横波，t＝ 6 s时，质点a第一次到达最高点，同时质点c刚好开始振动。下列说法正确的是( ) A.该波的周期为12 s B.该波的波速为0.5 m/s C.t＝6 s时质点b正在向下运动 D.若波源停止振动，则a、b、c三质点将同时停止振动 解析：A t＝6 s时，c刚好开始振动，则传播速度为v＝＝ m/s＝1 m/s，t＝6 s时， 质点a第一次到达最高点，则有t＝＋，解得T＝12 s，故A正确，B错误；波传播到b的 时间t′＝＝4 s，则4 s时b开始振动，6 s时b振动T，b质点在向上运动，故C错误；若 波源停止振动，a、b、c三质点会继续振动一段时间，故D错误。 答案：A 3.两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，导轨上垂直放置两根导体棒 a和b，俯视图如图所示。在整个导轨平面内有竖直向上的匀强磁场，导体棒与导轨接触良 好且均可沿导轨无摩擦地滑行，若给a棒一初速度的同时释放b棒，在一段时间内a棒动能的减小量为E ，b棒动能的增加量为E ，a棒克服磁场做功为W，a、b棒上产生总热 ka kb a 量为Q(不计a棒与b棒间相互作用)，则( ) A.W＝E ＋Q B.W＝Q＋E a ka a kb C.W＝Q D.E ＝Q a kb 解析：B 设导体棒a的初动能为E 、末动能为E ，由题意可知导体棒b的初动能 ka1 ka2 为0，设导体棒b的末动能为E ，对a、b棒组成的系统， kb2 由能量守恒定律可得E ＝E ＋E ＋Q，由题意可知E ＝E －E ，E ＝E ，因此可得 ka1 ka2 kb2 ka ka1 ka2 kb kb2 E ＝E ＋Q，由于导体棒与导轨间无摩擦，对导体棒a，根据动能定理 ka kb 可得W＝E －E ＝E ，联立可得W＝E ＋Q，故A、C、D错误，B正确。 a ka1 ka2 ka a kb 答案：B 4.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100 kW，发电机的电压U ＝250 1 V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R ＝8 Ω，在用户端用降压变压器把电压 线 降为U ＝220 V。已知输电线上损失的功率P ＝5 kW，假设两个变压器均是理想变压 4 线 器，下列说法正确的是( ) A.发电机输出的电流I＝40 A 1 B.输电线上的电流I ＝625 A 线 C.降压变压器的匝数比n∶n＝190∶11 3 4 D.用户得到的电流I＝455 A 4 解析：C 发电机输出的电流I ＝＝ A＝400 A，选项A错误；输电线上的电流I ＝ 1 线 ＝ A＝25 A，选项B错误；升压变压器的副线圈输出 电压U ＝＝ V＝4×103 V，输电线损耗电压ΔU＝I R ＝25×8 V＝200 V，降压变压器的 2 线 线 原线圈电压U ＝U －ΔU＝3800 V，故降压变压器的匝数比＝＝＝，选项C正确；降压变 3 2 压器的副线圈的输出功率P ＝P ＝P－P ＝95 kW，故用户得到的电流I ＝＝ A≈431.8 4 3 线 4 A，选项D错误。 答案：C 5.L型粗细均匀的细玻璃管，AB部分长25 cm，BC部分长20 cm，A端封闭，玻璃管 中一段10 cm长的水银柱封闭一段空气柱。当玻璃管平放在水平桌面上时，水银柱在玻璃 管中的分布如图1所示，大气压强为75 cmHg。如若把玻璃管由平放在桌面慢慢转换到竖 直平面内，如图2所示，最终AB部分竖直，BC部分水平，且水银柱恰好全部进入到AB 部分，设整个过程气体温度保持不变，则下列对气体初状态的描述正确的是( ) 图1 图2 A.初始状态时AB部分水银柱长是5 cm B.初始状态时BC部分水银柱长是6 cm C.初始状态封闭气体的压强是83 cmHg D.初始状态时AB部分空气柱长是17 cm 解析：D 设初始状态AB部分水银柱长为L，玻璃管横截面积为S，初始状态封闭气 体的两个参量分别是p＝75 cmHg，V＝(25－L)S，AB竖直放置后的两个参量 1 1 分别是p＝75 cmHg＋10 cmHg＝85 cmHg，V＝15S，根据等温变化的玻意耳定律 2 2可得pV ＝pV ，解得L＝8 cm，所以初始状态时AB部分水银柱长是8 cm，BC部分水银 1 1 2 2 柱长是2 cm，AB错误；初始状态封闭气体的压强是75 cmHg， 初始状态时AB部分空气柱长是17 cm，C错误，D正确。故选D。 答案：D 6.如图所示，分别用a、b两束单色光照射阴极K均可产生光电流。调节滑片P，当光 电流恰好减小到零时，a、b对应的电压表示数分别为U 、U ，已知U ＜U ，下列说法正 a b a b 确的是( ) A.a光束比b光束弱 B.a光子动量小于b光子动量 C.经过同一单缝，b光产生的衍射现象更明显 D.经过同一双缝干涉装置得到的图样，a光条纹间距小 解析：B 由题意可知，a的遏止电压小于b的遏止电压， 根据eU＝hν－W ＝h－W ，可得ν ＜ν ，λ ＞λ ，根据已知条件无法判断两光束强弱，A错 c 0 0 a b a b 误；a的频率小，则波长大，根据p＝可知，a光子动量小于b光子动量，B正确；a的频 率小，则波长大，a、b两束单色光经过同一单缝，a光产生的衍射现象更明显，C错误； 根据Δx＝，a频率小，波长大，则a、b两束单色光经过同一双缝干涉装置得到的图样，a 光的条纹间距大，D错误。 答案：B 7.A、B是两种放射性元素的原子核，原来都静止在同一匀强磁场，其中一个放出α粒 子，另一个放出β粒子，运动方向都与磁场方向垂直。图中 a、b与c、d分别表示各粒子 的运动轨迹，下列说法中正确的是( ) A.A放出的是α粒子，B放出的是β粒子 B.a为α粒子运动轨迹，d为β粒子运动轨迹 C.a轨迹中的粒子比b轨迹中的粒子动量小 D.磁场方向一定垂直纸面向外 解析：A 放射性元素放出α粒子时，α粒子与反冲核的速度相反，但电性相同，则两 个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的运动轨迹应为外切圆，而放射性元素放出β 粒子时，β粒子与反冲核的速度相反，且电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相 同，两个粒子的运动轨迹应为内切圆，故B放出的是β粒子，A放出的是α粒子，故A正 确；根据带电粒子在磁场中的运动的半径r＝，放出的粒子与反冲核的动量相等，而反冲 核的电荷量大，故轨迹半径小，故b为α粒子运动轨迹，c为β粒子运动轨迹，故B、C错 误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，磁场方向不同，粒子运动的方向相反，由于α粒子和 β粒子的速度方向未知，不能判断磁场的方向，故D错误。 答案：A 8.(多选)图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B 为被检查其平面的物体，C为入射光，图乙和图丙分别为两次观察到的干涉条纹，下列说 法正确的是( )甲 乙 丙 A.图示条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的 B.当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹 C.若所观察的条纹是图乙，被检查表面上有洞状凹陷 D.若所观察的条纹是图丙，被检查表面上有沟状凹陷 解析：AD 薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的，故A正确； 当A、B之间某处上下反射光的光程差为入射光的半波长的奇数倍时，对应条纹是暗条 纹，故B错误；薄膜干涉是等厚干涉，即亮条纹处空气膜的厚度相等，亮条纹右偏说明被 检查表面上有凸起，故C错误；图丙中亮条纹左偏说明被检查表面上有沟状凹陷，故D正 确。 答案：AD 9.(多选)质谱仪是科学研究和工业生产中的重要工具，如图所示是一种质谱仪的工作 原理示意图。质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔S 飘入电势差为U 的加 1 1 速电场，其初速度几乎为0，接着经过小孔S 进入速度选择器中，沿着直线经过小孔S 垂 2 3 直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，最后打到照相底片CD上。已知速度选择器的板间 2 距为d，板间电压为U 且板间存在匀强磁场B ，粒子打在底片上的亮点距小孔S 的距离为 2 1 3 D。则该带电粒子的比荷可以表示为( ) A. B. C. D. 解析：CD 粒子在电场中加速，由动能定理可得Uq＝mv2，解得v＝ ，粒子进入速 1 度选择器中做直线运动，由平衡条件可得＝Bqv，联立可得＝，粒子在磁场中做圆周运 1 动，由洛伦兹力充当向心力，有Bqv＝m＝m，＝Bqv， 2 1 联立可得＝，故选CD。 答案：CD 10.(多选)列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有 效减振，空气弹簧主要由活塞、汽缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸 均能引起车厢振动，上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交 换；剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若汽缸内气体视 为理想气体，在气体压缩的过程中( ) A.上下乘客时，气体的内能不变 B.上下乘客时，气体从外界吸热 C.剧烈颠簸时，外界对气体做功 D.剧烈颠簸时，气体的温度不变 解析：AC 上下乘客时汽缸内气体与外界有充分的热交换，即发生等温变化，温度不 变，故气体的内能不变，体积变化缓慢，没有做功，故气体没有从外界吸热，故A正确， B错误；剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快，且气体与外界来不及热交换，气体经历绝热过程，外界对气体做功，温度升高，故C正确，D错误。 答案：AC 二、非选择题：（本大题共5小题，共60分） 11.(12分)如图所示，某冰雪游乐场中，一同学用甲、乙两冰车在轨道上玩碰碰车游 戏，甲车的质量m＝20 kg，乙车的质量m＝10 kg。轨道由一斜面与水平面通过光滑小圆 1 2 弧在B处平滑连接。甲车从斜面上的A处由静止释放，与停在水平面C处的乙车发生正 碰，碰撞后乙车向前滑行18 m停止运动。已知A到水平面的高度H＝5 m，B、C间的距 离L＝32 m，两车受到水平面的阻力均为其重力的十分之一，甲车在斜面上运动时忽略摩 擦阻力作用，两车均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)甲车到达C处碰上乙车前的速度大小；(6分) (2)两车碰撞过程中的机械能损失。(6分) 解析：(1)对甲车从A处到C处的过程，根据动能定理有 mgH－F L＝mv2，其中F ＝mg 1 f1 1 f1 1 解得v＝6 m/s。 (2)对碰后乙车在阻力作用下减速到静止的过程，根据动能定理有 －F x＝0－mv2，其中F ＝mg，x＝18 m f2 2 2 2 f2 2 2 解得v＝6 m/s 2 甲、乙碰撞过程中动量守恒，有 mv＝mv＋mv 1 1 1 2 2 碰撞过程中损失的机械能 ΔE＝mv2－mv2－mv2 1 1 1 2 2 解得ΔE＝90 J。 答案：(1)6 m/s (2)90 J 12.(12分)某智能手机中的“磁传感器”功能可实时记录手机附近磁场的变化，磁极 越靠近手机，磁感应强度越大。宁德某中学的小宁在家里用手机、磁化的小球、支架、塑 料夹子等实验器材组装成如图甲所示的装置来测量重力加速度，实验步骤如下； ①把智能手机正面朝上放在悬点的正下方，接着往侧边拉开小球，并用夹子夹住。 ②打开夹子释放小球，小球运动，取下夹子。 ③运行手机“磁传感器”功能，手机记录磁感应强度的变化。 ④改变摆线长和夹子的位置，测量出各次实验的摆线长L及相应的周期T。 甲 (1)如图乙所示，图中记录了实验中磁感应强度的变化情况，测得第1个到第N个磁感 应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期T的测量值为 。 （3分）乙 (2)实验中用游标卡尺测量摆球直径如图丙所示，则摆球直径为 cm。 （3 分） 丙 (3)得到多组摆线长L及相应的周期T后，作出了T 2-L图形，如图丁所示，根据图中 数据可得当地重力加速度g＝ m/s2。(结果保留3位有效数字) （3分） 丁 (4)查表可知宁德地区的重力加速度为9.79m/s2，则本实验的相对误差为 %。 (结果保留2位有效数字) （3分） 解析：(1)测得第1个到第N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期T 的测量值为T＝＝。 (2)由游标卡尺读数规则可知摆球直径为 d＝20 mm＋0×0.1 mm＝20.0 mm＝2.00 cm。 (3)根据单摆周期公式可得T＝2π ，整理可得T2＝·(L＋r)， 其中r＝＝1.00 cm，对比图丁可得k＝＝ s2/m，解得g≈9.96 m/s2。 (4)查表可知宁德地区的重力加速度为9.79 m/s2，则本实验的相对误差 为η＝×100%≈1.7%。 答案：(1) (2)2.00 (3)9.96 (4)1.7 13.(12分)如图所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内，导轨间的 距离为L，导轨上横放着两根导体棒ab和cd。设两根导体棒的质量皆为m、电阻皆为R， 导轨光滑且电阻不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。开 始时ab和cd两导体棒有方向相反的水平初速度，初速度大小分别为v 和2v，求： 0 0 (1)从开始到最终稳定回路中产生的焦耳热；（6分） (2)当ab棒向右运动，速度大小变为时，回路中消耗的电功率的值。（6分） 解析：(1)选水平向右为正方向，从开始到最终稳定的过程中，两棒总动量守恒，则有 2mv－mv＝2mv 0 0 解得v＝ 由能量守恒可得从开始到最终稳定，回路中产生的焦耳热为Q＝mv2＋m(2v)2－(2m)v2＝mv2。 0 0 0 (2)当ab棒向右运动，速度大小变为时，设cd棒的速度是v，根据动量守恒得 2 2mv－mv＝mv＋m 0 0 2 解得v＝ 2 此时回路中的总电动势 E＝BL(－)＝BLv 0 则消耗的电功率为P＝＝。 答案：(1)mv2 (2) 0 14.(12分)某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准 备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。 (1)实验需要以下哪种电源_________。（3分） A.低压直流电源 B.高压直流电源 C.低压交流电源 D.高压交流电源 (2)该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数；再保证副 线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈电压值。由于交变电流电压 是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的_________值 (填“有效”或“最大”)。其 中一次多用电表读数如图所示，此时电压表读数为_________。（3分） (3)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成_________(选填“正比” 或“反比”)， 实验中由于变压器的铜损和铁损，导致原线圈与副线圈的电压之比一般_________(选填 “大于”“小于”或“等于”)原线圈与副线圈的匝数之比。（3分） (4)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因不可能为 _________。（3分） A.原、副线圈上通过的电流发热 B.铁芯在交变磁场作用下发热 C.变压器铁芯漏磁 D.原线圈输入电压发生变化 解析：(1)探究变压器原、副线圈电压与匝数关系，应选择低压交流电源，故选C。 (2)多用电表测量的交流电压为有效值，不是最大值；多用电表选用的挡位是交流电压 的10 V挡位，所以应该在0～10 V挡位读数，所以读数应该是7.2 V。 (3)根据＝可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比。实验中由于变压器的 铜损和铁损，变压器的铁芯损失一部分的磁通量，所以导致副线圈电压的实际值一般略小 于理论值，所以导致＞。 (4)原、副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功 率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别；变压器铁芯漏磁，也会导致电压比与匝数 比有差别；原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，故选D。 答案：(1)C (2)有效 7.2 V (3)正比 大于 (4)D 15.(12分)花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源。人呼吸时，氡气 会随气体进入肺脏，氡衰变放出的α射线像小“炸弹”一样轰击肺细胞，使肺细胞受损， 从而引发肺癌、白血病等。一静止的氡核Rn发生一次α衰变生成新核钋(Po)，此过程动量 守恒且释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能。已知m ＝222.0866 u，m ＝4.0026 氡 α u，m ＝218.0766 u，1 u相当于931 MeV的能量。(结果保留3位有效数字) 钋 (1)写出上述核反应方程； （4分） (2)求上述核反应放出的能量ΔE； （4分）(3)求α粒子的动能E 。 （4分） kα 解析：(1)根据质量数和电荷数守恒有Rn→Po＋He。 (2)质量亏损 Δm＝222.0866 u－4.0026 u－218.0766 u＝0.0074 u ΔE＝Δm×931 MeV 解得ΔE≈6.89 MeV。 (3)设α粒子、钋核的动能分别为E 、E ，动量分别为p 、p kα k钋 α 钋 由能量守恒定律得ΔE＝E ＋E kα k钋 由动量守恒定律得0＝p ＋p α 钋 又E＝ k 故E ∶E ＝218∶4 kα k钋 联立解得E ≈6.77 MeV。 kα 答案：(1)Rn→Po＋He (2)6.89 MeV (3)6.77 MeV