湖北省部分高中協(xié)作體2024—2025學(xué)年下學(xué)期期末聯(lián)考高二物理試題本試卷共6頁，全卷滿分100分，考試用時75分鐘?！镒？荚図樌镒⒁馐马棧?、答題前，請將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、考場號、座位號填寫在試卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的制定位置。2、選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3、非選擇題作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)，寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4、考試結(jié)束后，請將答題卡上交。一、單項選擇題：（本題共10小題，每小題4分，共40分,。在小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～10題有多項符合要求，每小題全部選對得4分，選對但不全的得2分，有錯選或者不選的得0分）1.甲、乙兩球在水平光滑軌道上向同方向運動，已知它們的動量分別是p1＝5kg·m/s，p2＝7kg·m/s，甲從后面追上乙并發(fā)生碰撞，碰后乙球的動量變?yōu)?0kg·m/s，則兩球質(zhì)量m1與m2間的關(guān)系可能是()A.m1＝m2 B.2m1＝m2C.4m1＝m2 D.6m1＝m2解析：C甲、乙兩球在碰撞過程中動量守恒，所以有p1＋p2＝p1′＋p2′，得p1′＝2kg·m/s。由于在碰撞過程中，系統(tǒng)的機械能不會增加。所以有eq\f(p12,2m1)＋eq\f(p22,2m2)≥eq\f(p1′2,2m1)＋eq\f(p2′2,2m2)，得m1≤eq\f(21,51)m2。因為題目給出的物理情境是“甲從后面追上乙”，要符合這一物理情境，就必須有eq\f(p1,m1)>eq\f(p2,m2)，即m1<eq\f(5,7)m2；同時還要符合碰撞后乙球的速度必須大于或等于甲球的速度這一物理情境，即eq\f(p1′,m1)≤eq\f(p2′,m2)，所以m1≥eq\f(1,5)m2，綜上eq\f(m2,m1)的取值范圍是eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(17,7)，5))。因此選項C正確。答案：C2.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速為v，P、Q是沿波傳播方向上相距為a的兩質(zhì)點，如圖所示。某時刻P、Q兩質(zhì)點都處于平衡位置，且P、Q間僅有一個波峰，經(jīng)過時間t，Q質(zhì)點第一次運動到波峰，則t不可能等于()A.eq\f(a,2v) B.eq\f(2v,3a)C.eq\f(a,4v) D.eq\f(3a,4v)解析：B當(dāng)質(zhì)點Q此時正向上運動時，對應(yīng)波形如圖甲、乙所示；當(dāng)質(zhì)點Q此時正向下運動時，對應(yīng)波形如圖丙、丁所示。則圖甲中，波長λ＝2a，T＝eq\f(λ,v)，所以t＝eq\f(T,4)＝eq\f(a,2v)，同理圖乙中t＝eq\f(a,4v)，圖丙中t＝eq\f(3a,4v)，圖丁中t＝eq\f(a,2v)，故ACD正確，不符合題意；B錯誤，符合題意。故選B。甲乙丙丁答案：B3.柱狀光學(xué)器件橫截面如圖所示，OP右側(cè)是以O(shè)為圓心、半徑為R的eq\f(1,4)圓，左側(cè)是直角梯形，AP長為R，AC與CO的夾角為45°，AC中點為B。a、b兩種頻率的細(xì)激光束，垂直AB面入射，器件介質(zhì)對a、b光的折射率分別為1.42、1.40。保持光的入射方向不變，入射點從A向B移動過程中，能在PM面全反射后，從OM面出射的光是(不考慮三次反射以后的光)()A.僅有a光 B.僅有b光C.a、b光都可以 D.a、b光都不可以解析：A根據(jù)題意作出光路圖如圖甲所示，根據(jù)臨界角sinC＝eq\f(1,n)可知Ca＜45°，Cb＞45°，從圖中可以看出兩束光經(jīng)過OC面反射以后均能射到PM面上，入射角在0°～45°范圍內(nèi)，所以只有a光才有可能在PM面上發(fā)生全反射，B、C錯誤；分析易知，射到P點的a光線全反射到M點，入射角為45°，發(fā)生全反射不能從OM面射出，畫出a光在PM面上恰好發(fā)生全反射的光線的光路圖如圖乙所示，可知該光線經(jīng)Q點全反射后射至OM面上E點，由幾何關(guān)系可知在E點的入射角為2Ca－45°，小于Ca，即可以從E點射出，故A正確，D錯誤。甲乙答案：A4.關(guān)于磁場的說法正確的是()A.通電導(dǎo)線在磁場中受到安培力越大，該位置的磁感應(yīng)強度越大B.因地磁場影響，在進(jìn)行奧斯特實驗時，通電導(dǎo)線南北放置時實驗現(xiàn)象最明顯C.垂直磁場放置的通電導(dǎo)線受力的方向就是磁感應(yīng)強度的方向D.地球表面上任意位置的地磁場方向都與地面平行解析：B通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強度很大的地方，若平行磁場放置，安培力也可能為零，故A錯誤；根據(jù)安培定則可知，導(dǎo)線的磁場方向與導(dǎo)線電流的方向垂直，可知因地磁場影響，在進(jìn)行奧斯特實驗時，通電導(dǎo)線南北放置時實驗現(xiàn)象最明顯，故B正確；垂直磁場放置的通電導(dǎo)線受力的方向與磁感應(yīng)強度方向相互垂直，故C錯誤；磁感線是閉合的曲線，不是地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行，故D錯誤。答案：B5.如圖所示，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，P、Q是兩個相同的小燈泡，開始時，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光，斷開開關(guān)()A.P與Q同時熄滅 B.P比Q先熄滅C.Q閃亮后再熄滅 D.P閃亮后再熄滅解析：D由題知，開始時，開關(guān)S閉合時，由于L的電阻很小，Q燈正常發(fā)光，P燈微亮，斷開開關(guān)前通過Q燈的電流遠(yuǎn)大于通過P燈的電流，斷開開關(guān)時，Q所在電路未閉合，立即熄滅，由于自感，L中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，與P組成閉合回路，故P燈閃亮后再熄滅。故選D。答案：D6.某燃?xì)庠铧c火裝置的原理圖如圖甲所示。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交流電壓，并加在理想變壓器的原線圈上。變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為k，電壓表為理想交流電壓表。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000V時，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)火花進(jìn)而點燃?xì)怏w。下列說法正確的是()甲乙A.副線圈輸出電壓一個周期內(nèi)鋼針只能點火一次B.t＝0.01s時，交流電壓表示數(shù)為零C.當(dāng)k小于eq\f(1,1000)時，點火裝置才能點火D.轉(zhuǎn)換器輸出的交流電壓頻率為100Hz解析：C副線圈輸出電壓一個周期內(nèi)電壓的瞬時值兩次大于5000V，即鋼針點火兩次，選項A錯誤；交流電壓表測量電壓的有效值，則t＝0.01s時，示數(shù)不為零，選項B錯誤；因為U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(U1,k)＝eq\f(5,k)>5000，則k<eq\f(1,1000)，即當(dāng)k小于eq\f(1,1000)時，點火裝置才能點火，選項C正確；轉(zhuǎn)換器輸出的交流電壓頻率為f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.02)Hz＝50Hz，選項D錯誤。答案：C7.如圖是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應(yīng)的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的實驗曲線，該實驗直接證明了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，并且第一次利用光電效應(yīng)實驗測定了普朗克常量h。由圖像可知()A.鈉的逸出功為hνcB.鈉的截止頻率為8.5×1014HzC.圖中直線的斜率為普朗克常量hD.遏止電壓Uc與入射光頻率ν成正比解析：A根據(jù)遏止電壓與最大初動能的關(guān)系有eUc＝Ekm，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W，結(jié)合圖像可知，當(dāng)Uc為0時，解得W＝hνc，A正確；鈉的截止頻率為νc，根據(jù)圖像可知，截止頻率為νc＝5.5×1014Hz，B錯誤；結(jié)合遏止電壓與光電效應(yīng)方程可解得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W,e)，可知圖中直線的斜率表示eq\f(h,e)，C錯誤；根據(jù)遏止電壓與入射光的頻率關(guān)系式可知，遏止電壓Uc與入射光頻率ν成線性關(guān)系，不是成正比，D錯誤。答案：A8.(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播，如圖所示，實線為t1＝2s時的波形圖，虛線為t2＝5s時的波形圖。以下關(guān)于平衡位置在O處質(zhì)點的振動圖像，可能正確的是()解析：AC若機械波沿x軸正方向傳播，在t1＝2s時O點沿y軸正方向振動，則傳播時間Δt＝t2－t1＝3s，滿足Δt＝eq\f(3,4)T＋nT(n＝0，1，2，3…)，解得T＝eq\f(12,4n＋3)s(n＝0，1，2，3…)，當(dāng)n＝0時，解得周期T＝4s，A正確，B錯誤；若機械波沿x軸負(fù)方向傳播，在t2＝5s時O點處于波谷，則Δt＝eq\f(1,4)T＋nT(n＝0，1，2，3…)，解得T＝eq\f(12,4n＋1)s(n＝0，1，2，3…)，當(dāng)n＝0時，解得周期T＝12s，則結(jié)合波形圖可知t＝0時，O處質(zhì)點處于平衡位置上方，且向下振動，故C正確，D錯誤。答案：AC9.(多選)輸電能耗演示電路如圖所示。左側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶3，輸入電壓為7.5V的正弦交流電。連接兩理想變壓器的導(dǎo)線總電阻為r，負(fù)載R的阻值為10Ω。開關(guān)S接1時，右側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，R上的功率為10W；接2時，匝數(shù)比為1∶2，R上的功率為P。以下判斷正確的是()A.r＝10Ω B.r＝5ΩC.P＝45W D.P＝22.5W解析：BD左側(cè)變壓器副線圈兩端電壓U2＝3×7.5V＝22.5V，當(dāng)開關(guān)S接1時，電阻R上的電壓，即右側(cè)變壓器副線圈兩端電壓U4＝eq\r(10×10)V＝10V，電流I4＝eq\f(U4,R)＝1A，則右側(cè)變壓器原線圈兩端電壓U3＝eq\f(2,1)×10V＝20V，電流I3＝eq\f(1,2)×1A＝0.5A，則r＝eq\f(U2－U3,I3)＝5Ω；當(dāng)開關(guān)S接2時，設(shè)輸電電流為I，則右側(cè)變壓器副線圈中的電流為0.5I；根據(jù)右側(cè)變壓器兩邊電壓與匝數(shù)的關(guān)系可知eq\f(U2－Ir,n3)＝eq\f(0.5IR,n4)，解得I＝3A，則R上的功率P＝(0.5I)2R＝22.5W，故選B、D。答案：BD10.(多選)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中，A→B和C→D為等溫過程，B→C為等壓過程，D→A為等容過程，則在該循環(huán)過程中，下列說法正確的是()A.A到B的過程中，氣體體積變小B.B到C的過程中，氣體分子的平均動能增大C.C到D的過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D.D到A的過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化解析：ABA到B的過程為等溫過程，壓強變大，體積變小，故A正確；B到C的過程為等壓過程，由于體積增大，由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，氣體溫度升高，內(nèi)能增加，故氣體分子的平均動能增大，故B正確；C到D的過程為等溫過程，壓強變小，體積增大，因為溫度不變，故氣體分子的平均動能不變，壓強變小說明單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減小，C錯誤；D到A的過程為等容過程，體積不變，壓強變小，由eq\f(pV,T)＝C可知，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故氣體分子的速率分布曲線會發(fā)生變化，D錯誤。故選AB。答案：AB二、非選擇題：（本大題共5小題，共60分）11、(12分)如圖所示，光滑水平平臺EF的左端有一豎直彈性擋板P，木板丙緊靠平臺EF右端放置在光滑水平面MN上，丙的上表面與平臺EF處于同一高度。小物塊甲和乙放置在平臺EF上，甲、乙用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮的輕彈簧，彈簧的壓縮量x＝0.4m，開始時甲、乙、丙均靜止?，F(xiàn)燒斷細(xì)線，甲、乙彈開后隨即移走彈簧，乙以一定的速度向左滑動與擋板P發(fā)生彈性碰撞后返回，接著甲、乙在平臺EF上相碰后粘在一起，在甲、乙滑上木板丙上表面的同時，在木板丙的右端施加一個水平向右的恒力F＝16N，甲、乙運動中恰好不從木板丙的右端滑落。已知甲、乙在丙上運動的過程中，甲、乙和丙之間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝0.96J。已知甲、乙、丙的質(zhì)量分別為m甲＝3kg、m乙＝1kg、m丙＝6kg，甲、乙與木板丙的上表面之間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.2，重力加速度g取10m/s2，求：(1)在彈簧恢復(fù)原長的過程中，甲發(fā)生的位移大??；(4分)(2)甲、乙一起滑上木板丙上表面時的速度大??；(4分)(3)彈簧開始時的彈性勢能。(4分)解析：(1)對甲、乙系統(tǒng)分析，根據(jù)動量守恒定律有m甲v1－m乙v2＝0該方程在彈簧恢復(fù)原長過程每時每刻均成立，則在彈簧恢復(fù)原長過程有m甲eq\o(v,\s\up6(－))1Δt－m乙eq\o(v,\s\up6(－))2Δt＝0則有m甲x1－m乙x2＝0在彈簧恢復(fù)原長的過程中，兩物塊的相對位移大小為x，則有x1＋x2＝x解得x1＝eq\f(m乙x,m甲＋m乙)＝0.1m。(2)在甲、乙滑上木板丙后至共速過程，對甲、乙μ(m甲＋m乙)g＝(m甲＋m乙)a1對木板F＋μ(m甲＋m乙)g＝m丙a2速度關(guān)系v甲乙－a1t＝a2t＝v位移差Δx＝eq\f(v甲乙＋v,2)t－eq\f(vt,2)熱量Q＝μ(m甲＋m乙)gΔx解得甲、乙一起滑上木板丙上表面時的速度大小v甲乙＝1.2m/s。(3)對甲、乙彈簧恢復(fù)原長過程，根據(jù)動量守恒定律有m甲v1－m乙v2＝0能量守恒得Ep＝eq\f(1,2)m甲v12＋eq\f(1,2)m乙v22甲與乙碰撞后粘在一起，由動量守恒得m甲v1＋m乙v2＝(m甲＋m乙)v甲乙解得Ep＝3.84J。答案：(1)0.1m(2)1.2m/s(3)3.84J12.(8分)如圖所示，寬為L＝0.5m的光滑導(dǎo)軌與水平面成θ＝37°，質(zhì)量為m＝0.1kg、長也為L＝0.5m的金屬桿ab水平放置在導(dǎo)軌上，電源電動勢E＝3V，內(nèi)阻r＝0.5Ω，金屬桿電阻為R1＝1Ω，導(dǎo)軌電阻不計，金屬桿與導(dǎo)軌垂直且接觸良好?？臻g存在著豎直向上的勻強磁場(圖中未畫出)，當(dāng)電阻箱的電阻調(diào)為R2＝0.9Ω時，金屬桿恰好能靜止。取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)磁感應(yīng)強度B的大??；(4分)(2)保持其他條件不變，當(dāng)電阻箱的電阻調(diào)為R2′＝0.5Ω時，閉合開關(guān)S，同時由靜止釋放金屬桿，求此時金屬桿的加速度。(4分)解析：(1)由安培力公式和平衡條件可得mgsinθ＝BILcosθ由閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,R1＋R2＋r)解得B＝1.2T。(2)由牛頓第二定律和閉合電路歐姆定律有BI′Lcosθ－mgsinθ＝maI′＝eq\f(E,R1＋R2′＋r)解得a＝1.2m/s2方向沿斜面向上。答案：(1)1.2T(2)1.2m/s2，方向沿斜面向上13.(16分)現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過60℃時，系統(tǒng)報警。提供的器材有：熱敏電阻，報警器(內(nèi)阻很小，流過的電流超過Ic時就會報警)，電阻箱(最大阻值為999.9Ω)，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計)，滑動變阻器R1(最大阻值為1000Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值為2000Ω)，單刀雙擲開關(guān)一個，導(dǎo)線若干。在室溫下對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。已知U約為18V，Ic約為10mA；流過報警器的電流超過20mA時，報警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60℃時阻值為650.0Ω。(1)完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。(4分)(2)電路中應(yīng)選用滑動變阻器_________(選填“R1”或“R2”)。(4分)(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)：(4分)①電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為_________Ω；滑動變阻器的滑片應(yīng)置于_________(選填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_________________________________________。②將開關(guān)向_________(選填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至________________________________________________________________________________________________________________________。(4)保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用。(4分)解析：(1)電路圖連接如圖所示。(2)報警器開始報警時，對整個回路有U＝Ic(R滑＋R熱)，代入數(shù)據(jù)可得R滑≈1150.0Ω，因此滑動變阻器應(yīng)選擇R2。(3)①在調(diào)節(jié)過程中，電阻箱起到等效替代熱敏電阻的作用，電阻箱的阻值應(yīng)為報警器報警時熱敏電阻的阻值，即為650.0Ω?；瑒幼冏杵髟陔娐分袨橄蘖鹘臃?，滑片應(yīng)置于b端附近，若置于另一端a時，閉合開關(guān)，則電路中的電流I＝eq\f(18,650.0)A≈27.7mA，超過報警器最大電流20mA，報警器可能損壞。②開關(guān)應(yīng)先向c端閉合，移動滑動變阻器的滑片，直至報警器開始報警為止。答案：(1)見解析圖(2)R2(3)①650.0b接通電源后，流過報警器的電流會超過20mA，報警器可能損壞②c報警器開始報警14.(12分)肺活量是指在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下能夠呼出的氣體的最大體積。如圖，是小明同學(xué)設(shè)計的測量肺活量的一個模型。豎直放置的頂端開孔的汽缸中有一與汽缸壁接觸良好的活塞，活塞上方放有重物，活塞置于卡槽上，插銷K封閉了一定質(zhì)量的氣體，已知汽缸中活塞下方空間體積為V0，壓強為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p0，活塞上方的空間體積也為V0，活塞面積為S，活塞及上方重物所受重力G＝eq\f(1,2)p0S，汽缸導(dǎo)熱性能良好，忽略活塞和重物體積，大氣溫度保持不變，不計一切摩擦，題中所提及的氣體均視為理想氣體。(1)小玲向吹嘴吹入壓強為p0，體積為eq\f(V0,3)的氣體后，關(guān)閉插銷K，求汽缸中封閉氣體的壓強；(6分)(2)小明打開插銷K，使汽缸中氣體與外界充分交換后，用盡全力向吹嘴吹入