山西省临汾市部分学校2024-2025学年高二下学期期末物理试卷（含解析）

山西省临汾市部分学校2024-2025学年高二下学期期末联考物理试题
一、单选题
1．2024年12月，中国在东北和西南同时试飞两款新型战机，引发世界舆论的广泛关注。下列说法正确的是（　　）
A．研究战机在空中转弯的姿势时，可以将其视为质点
B．战机在空中匀速直线飞行时，其所受重力与空气对它的作用力是一对作用力与反作用力
C．战机在空中沿水平方向匀加速直线飞行时，机舱内的飞行员处于超重状态
D．战机在空中向下加速俯冲时，机舱内的飞行员处于失重状态
2．2025年3月，我国新一代人造太阳“中国环流三号”实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”突破，将人类向“能源自由”的终极目标推进了一大步。人造太阳利用氘核与氚核聚变反应释放能量，主要的核反应方程为，则式中的 X是（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，将一可视为质点的小球，放入倒扣的高脚杯中，并快速摇晃酒杯，从而使小球在杯壁内侧的某一高度水平面内做匀速圆周运动不掉下来。已知杯子侧壁与竖直方向间夹角为θ，忽略摩擦力和空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．小球受3个力作用
B．小球所受向心力不变
C．小球所受的合力等于0
D．小球所受的弹力大于向心力
4．如图所示为干涉型消声器的结构图，声波达到管道A点时，分成两列声波，分别沿半圆管道和直管道传播，在点相遇，因干涉而相消。声波的波长为，则两点距离可能为（　　）
A． B．
C． D．
5．某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图甲所示，已知发电机输出的交变电流如图乙所示，升、降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比为1：10，降压变压器原、副线圈的匝数比为10：1，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。用户端接一个定值电阻R=2Ω，其余电阻不计。下列说法正确的是（　　）
A．线框的转速为3000r/s
B．t=0.01s时穿过线圈的磁通量为零
C．输电线上的电流为10A
D．输电线上消耗的功率为200W
6．如图甲所示，绝缘粗糙水平面上固定两个等量的正电荷，二者连线中点O处有一质量为m、电荷量大小为q的带电小物块（可视为质点），沿中垂线方向水平射出，途经A、B、C三点，小物块在A点速度最小，C点速度最大。小物块速度随时间变化的图像如图乙所示，整个图像在 B点的切线斜率绝对值最大。已知小物块与水平面间的动摩擦因数为 ，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．小物块在B点时的加速度最小
B．小物块可能带负电
C．A、C两点的电场强度大小均为
D．时间内，小物块的电势能一直增加
7．倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，质量的物块（可视为质点）用轻质细绳跨过光滑的定滑轮和水平地面上质量为M=3kg的小车相连。初始时小车尾端在滑轮正下方距滑轮h=0.4m处，t=0时刻小车开始以恒定的功率启动，并带动物块沿斜面向上运动，t=10s时小车运动到A位置，此时细绳与水平方向的夹角，已知整个过程中小车克服地面阻力做功为78J，忽略空气阻力，重力加速度g取，则下列说法中正确的是（　　）
A．在A位置时，小车的速度与物块速度大小相等
B．整个过程中物块和小车组成的系统机械能的增加量为122 J
C．小车运动到A位置时的速度大小为
D．0~10s内细绳对物块做的功为28J
二、多选题
8．《诗经·大东》中写道：“东有启明，西有长庚”，这里指的是金星在清晨出现时称为“启明”，在傍晚出现时称为“长庚”。已知金星绕太阳运动的周期小于地球绕太阳运动的周期，两者绕太阳的运动均视为匀速圆周运动，则（　　）
A．金星绕太阳运动的半径小于地球绕太阳运动的半径
B．金星绕太阳运动的线速度大于地球绕太阳运动的线速度
C．金星绕太阳运动的角速度小于地球绕太阳运动的角速度
D．金星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度
9．已知在某一温度下，海水的折射率随盐度的变大而变大。如图将一复色光束从海水射向平行空气砖做空气砖的玻璃壁很薄，可忽略厚度的一个表面，当入射角合适时，组成复色光的光束1和2均从平行表面射出，侧移量分别为和，且。下列说法正确的是（　　）
A．光束1的频率大于光束2的频率
B．在海水中，光束1的传播速度大于光束2的传播速度
C．若海水的盐度变大，则和均变大
D．若海水的盐度变大，则和均变小
10．如图所示，间距为 L 且足够长的光滑平行金属导轨MN、固定在绝缘水平面上，右端NN′间接有阻值为R 的定值电阻，导轨间有宽度为的矩形匀强磁场区域 efgh，磁感应强度大小为B，方向竖直向下。质量为m、边长为 L 的单匝正方形金属线框 abcd 静置在水平导轨上，ab、cd 边与导轨重合且接触良好，线框的 ab、cd 边电阻不计，ad、bc边的电阻均为R。现给线框 abcd一个水平向右的初速度，线框停止运动时，ad边恰好与边界 fg 重合，导轨电阻不计。则下列说法正确的是（　　）
A．线框穿过磁场的整个过程，感应电流方向始终是a→d→c→b→a
B．bc边从进入磁场到刚要离开磁场的过程中，流过电阻R的电荷量
C．当线框 bc边运动到边界f g时，线框的速度大小为
D．线框 abcd 进磁场与出磁场的两过程整个电路分别产生的焦耳热之比为3：1
三、实验题
11．某同学用如图甲所示的装置研究平抛运动。
(1)该同学将斜槽 PQ末端调整成水平，背板调整成竖直状态后，为描绘出钢球做平抛运动的轨迹，他进行了如下操作：
A、将斜槽轨道打磨得尽量光滑，以利于减小钢球与轨道之间的摩擦；
B、将一张坐标纸和复写纸固定在竖直背板上；
C、上下调节挡板MN，多次将钢球从同一位置由静止释放；
D、将钢球从斜槽上某一位置由静止释放，使钢球落到水平挡板MN上；
E、取下坐标纸，用平滑曲线把坐标纸上的印迹连接起来。
请从以上操作中选出必要的步骤，并排序 。
(2)对于钢球离开斜槽后做平抛运动的过程，下列说法正确的是___________。
A．钢球落到挡板 MN时的水平位移与平抛运动的初速度有关
B．钢球在斜槽上的释放点位置越高，做平抛运动的时间越长
C．钢球落到挡板MN时的水平位移与斜槽末端到挡板MN 的竖直高度有关
(3)若该同学取平抛运动的抛出点为坐标原点，建立以水平方向为x轴，竖直方向为 y轴的坐标系，描绘出的轨迹如图乙所示，当地的重力加速度大小取 ，钢球离开斜槽末端的速度为 m/s。（结果保留2位有效数字）
12．某同学设计了如图甲所示的实验电路来测量电源的电动势、内阻和滑动变阻器接入电路的阻值。已知电路中的各个器材元件的参数为：待测电源（电动势E，内阻r）、电流表（量程0~20 A，内阻。 ）、电阻箱 滑动变阻器。开关三个及导线若干。
(1)先利用该电路准确地测出了接入电路的阻值。主要操作步骤为：先将滑动变阻器，接入电路的 的滑片调到某位置，接着闭合S、S ，断开，读出电流表的示数I；再闭合 S、S ,断开 调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时，电流表的示数也为I。此时滑动变阻器 接入电路的阻值为 Ω。
(2)接着利用该电路测电源电动势和内阻。
①主要实验步骤为：
a．在闭合开关前，调节电阻箱至 （填“最大值”或“最小值”），之后闭合开关S，再闭合；
b．调节电阻箱，得到一系列电阻值 R 和电流I的数据；
c．断开开关，整理实验仪器。
②图乙是由该实验数据绘出的图像，其表达式为 （用R、E、RA、r表示），可得电源电动势 E= V，内阻
四、解答题
13．汽车搭载空气悬挂有助于提升汽车的舒适性，某国产汽车的空气悬挂由空气弹簧与避震桶芯所组成。某次测试中，空气弹簧内密封有一定质量的理想气体，其一段等温压缩过程（状态 A 到状态B）可简化为如图所示的图像，已知 A 到B 过程中外界对气体做功为W，图中坐标均为已知量。
(1)求状态A 的压强；
(2)A到B 过程，空气弹簧内的气体是放出还是吸收热量，并求该热量的大小Q。
14．如图所示，光滑水平面上放置有长木板 P，将另一物块Q静置于 P 左侧某位置。现对Q施加一水平恒力F（大小未知），经过时间t，Q运动的位移为L。之后保持F大小不变，方向迅速在竖直面内逆时针旋转角（Q始终未离开地面），Q继续运动2L 后撤去该力，一段时间后，Q与P 发生正碰。已知长木板 P 的质量为2m，物块Q的质量为m。求：
(1)F 的大小；
(2)物块 Q 与长木板 P 碰前瞬间的速度大小；
(3)Q与 P 碰后，长木板 P 速度的大小范围。
15．如图所示，水平固定放置的平行板电容器 NM、QP，P点位于圆形匀强磁场的边界上，O为圆心，CA是水平直径，OP连线与OC间的夹角为，在过A点与圆形边界相切的竖直虚线右侧、CA延长线上方的空间存在正交的匀强电场和匀强磁场（CA延长线上也有电场和磁场）。现有一带正电的粒子从电容器NM板的左端贴着上极板以初速度水平射入两板间，恰好能从QP板的右端P点沿PO方向射出，垂直磁场进入圆形磁场区域，经偏转从A点沿OA方向射入电场和磁场正交的区域。已知圆形区域半径为R，两部分磁场的磁感应强度方向相同、大小均为B，正交部分电场的电场强度方向竖直向下、场强大小为，不计粒子重力，忽略极板的边缘效应，板间电场视为匀强电场。求：
(1)粒子的比荷；
(2)电容器两板间的电压；
(3)粒子在电场和磁场正交区域运动过程中与CA延长线间的最大距离以及其运动轨迹与CA延长线相切点到A点的距离。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C D D C C B ABD BC BD
11．(1)BDCE
(2)AC
(3)1.3
【详解】（1）小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，保证小球到斜槽末端的速度相同即可，而斜槽摩擦力的大小，不影响实验，故A项不选。其它是必要的步骤，排序为 BDCE。
（2）做平抛运动的钢球，在竖直方向上做自由落体运动
由
可得
平抛运动的时间由下落高度决定，与钢球在斜槽上的释放点位置无关。
做平抛运动的钢球，在水平方向上做匀速直线运动，有
钢球落到挡板MN时的水平位移与平抛运动的初速度和斜槽末端到挡板MN的竖直高度有关。
故选AC。
（3）平抛运动的水平位移，在图乙取点代入公式计算可得 v≈1.3m /s。
12．(1)3.6
(2) 最大值 6 2.85
【详解】（1）用等值替代法可测出R 接入电路的阻值，电阻箱R 的示数等于接入电路的阻值为3.6Ω
（2）[1] 在闭合开关前，调节电阻箱 R 至最大值，之后闭合开关S，再闭合S ；
[2] 由闭合电路欧姆定律可得
整理可得变形得
[3][4] 由上式可知图线的斜率是电动势的倒数，图像的斜率为
解得 E=6V
图线在纵轴上的截距是
解得
13．(1)
(2)放热，W
【详解】（1）A到B是等温过程，有
代入数据解得
（2）由于A到B是等温压缩，故此过程内能变化量
由热力学第一定律有，解得
由于，故，所以A到B过程气体放出热量，放出热量大小为W。
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）设在 F作用时的加速度为a，由牛顿第二定律可得F=ma
由运动学规律可得
联立解得
（2）撤去F后，Q做匀速直线运动，故设碰前物块 Q的速度大小为v，根据动能定理
解得
（3）若Q与P 碰后立即粘在一起，此时 P 碰后的速度最小，由动量守恒定律有mv=(m+2m）v1
解得
若 Q与P 发生的是弹性碰撞，则由动量守恒及能量守恒有、
联立解得
故碰后 P 的速度大小范围为
15．(1)
(2)
(3)，（，，）
【详解】（1）粒子在圆形磁场区域做匀速圆周运动，由几何关系可得，粒子做圆周运动的半径为
由洛伦兹力提供向心力可得
粒子在电容器两板间做类平抛运动，由几何关系可得
联立解得粒子的比荷为
（2）设两板间电压为U，从N到P由动能定理可得
联立解得
（3）将A 点时的速度沿水平方向分解为
使分速度产生的洛伦兹力与电场力平衡，即有
解得
方向水平向右；故粒子在正交电场、磁场区域的运动可等效分解为沿CA延长线方向、速度大小为的匀速直线运动，以及逆时针转动速度大小也为
的匀速圆周运动。故运动过程中与CA延长线间的最大距离为圆周运动的直径，则有
粒子的轨迹会周期性的与CA延长线相切，其周期为
则运动轨迹与CA延长线相切点到A点的距离（，，）