湖北省仙桃市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题
一、单选题
1．如图所示为课本中关于近代物理的四幅插图，下列说法正确的是（ ）
A．图（甲）为研究阴极射线的实验装置，实验确定了阴极射线是电磁波
B．图（乙）为研究光电效应的实验装置，测量遏止电压时电键S应扳向“2”
C．图（丙）是黑体辐射的实验规律图，普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子概念
D．图（丁）为康普顿效应的示意图，光子与静止的电子碰撞后波长可能变小
2．生活中很多饮料都装在玻璃瓶中。现用透明的玻璃瓶盛装西瓜汁和橙汁，对于这两瓶饮料，下列说法正确的是（ ）
A．西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在真空中的波长更短
B．西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的光速更慢
C．从玻璃射向空气时，红色光的临界角大于橙色光的临界角
D．用完全相同的玻璃瓶装满饮料，装西瓜汁的玻璃瓶壁看起来跟装橙汁的一样厚
3．近些年的研究发现少部分材料呈现出反常的“热缩冷胀”现象，这类材料被称为负热膨胀材料。如图所示，平行板电容器接电压恒定的电源，上极板固定，下极板能随绝缘的负热膨胀材料的体积变化做上下微小移动。初始时一带电油滴悬浮在极板间，当负热膨胀材料温度发生变化时发现油滴向下移动，则（ ）
A．油滴带正电 B．负热膨胀材料温度升高
C．电容器电容变大 D．极板所带电荷量增大
4．如图所示装置，1是待测位移的物体，软铁芯2插在空心线圈L中并且可以随着物体1在线圈中左右平移。将线圈L（电阻不计）和电容器C并联后与电阻R、电源E相连，闭合开关S，待电路达到稳定后再断开S，LC回路中将产生电磁振荡。下列说法正确的是（ ）
A．开关断开瞬间，电容器上的带电量最大
B．开关断开瞬间，线圈中的自感电动势最大
C．若减小电源的电动势，振荡电流的频率会变小
D．该装置可作为传感器使用，用振荡电流的频率变化可间接反映物体位置的变化
5．如图1是摄影师航拍到钱塘江两波潮水娓娓向对方走来，交织在一起形成壮观的景象。其原理为两列平面波相遇的干涉现象，可将两列波简化成如图2示意图（其中实线表示波峰，虚线表示波谷），甲、乙两列频率均为的水波以的速度传播，振幅均为，波面间形成夹角，此时点刚要开始起振，点距点，则（ ）
A．点是振动减弱点
B．此后经过，波传到点
C．到图中时刻为止，点经过的总路程比点多
D．干涉稳定后，连线间只有三个振动加强点（不含）
6．将一定质量的理想气体自状态M变化至状态Q，某同学设计了两种不同的变化过程和，两过程的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．气体经过过程比经过过程吸收的热量少
B．过程气体分子平均动能的变化量大于过程气体分子平均动能的变化量
C．过程气体对外做的功大于过程气体对外做的功
D．气体在状态M比在状态单位时间撞击容器壁单位面积的分子数多
7．如图所示，斜面静止在粗糙水平地面上，质量为m的滑块在恒力F作用下沿斜面向下运动，恒力过物块重心且与竖直方向夹角为β，斜面倾角为α，已知此过程中斜面体受到地面的摩擦力方向水平向左，则下列说法正确的是（ ）
A．若撤去外力F，物块可能沿斜面匀速下滑
B．若撤去外力F，物块加速度方向一定沿斜面向上
C．若撤去外力F，在物块仍向下运动的过程中，斜面体受到地面的摩擦力方向可能向右
D．若给物块再加一个水平向右的外力，在物块仍向下运动的过程中，斜面体受到地面的摩擦力方向仍向左
二、多选题
8．电动自行车多处用到了霍尔传感器，如测速仪、无刷电机等。如图所示，厚度为h、宽度为d的金属板放在垂直于其前表面的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过金属板时，在金属板的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。已知电势差、电流I和B的关系为，式中的k为霍尔系数。设电流（方向如图）是由电子的定向移动形成的，金属板单位体积内电子的个数为n，电子定向移动的速率为v，电量为e。达到稳定状态时（ ）
A．电子所受的洛伦兹力方向为垂直于下表面向下
B．金属板上表面的电势低于下表面的电势
C．金属板上、下两表面之间的电势差的大小为Bdv
D．霍尔系数k与金属板的厚度h和宽度d无关
9．如图所示，放在光滑绝缘水平面上半径为R、总电阻为r的金属圆环，有一半在垂直于水平面向上、大小为B的匀强磁场中。圆环以与直线边界MN的夹角为的初速度v进入磁场时，则圆环（ ）
A．有顺时针方向的感应电流
B．先做直线运动，最终速度减为零
C．初始时P、Q两点间电压为
D．初始时受到安培力的大小为
10．光滑绝缘水平面内有三个完全相同的带正电的绝缘小球A、B、C（均可视为点电荷），质量均为，电荷量均为， A、B之间与B、C之间各用一根长为的轻杆连接，A、C用绝缘装置固定，A、B、C恰构成正三角形并锁定，如图甲所示。现解除绝缘装置对A、C的锁定，当三个小球运动到同一条直线上时，速度大小分别为、、，如图乙所示。已知以无限远处为零电势点，点电荷在距其处的电势为，其中为静电力常量。多个点电荷产生的电场中某点的电势，等于每个点电荷单独存在时在该点电势的代数和。下列说法正确的是（ ）
A．初始时刻，A、B、C系统所具有的电势能为
B．图乙中三球的速度满足：
C．图乙状态时，球的速度大小为
D．图乙状态与图甲状态相比，A、B、C系统的机械能增加了
三、实验题
11．某学习小组的同学在实验室用如图1所示的装置研究单摆。将单摆挂在力传感器的下端，同时由连接到计算机的力传感器得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像如图2所示。
(1)如图3，用游标卡尺测量摆球的直径，测出的摆球直径为
(2)由图2可知，单摆的周期为 （用图中字母表示）
(3)小组成员在实验过程中有下列说法，其中正确的是 。
A．对于摆球的选择，可以是铁球，也可以是塑料球
B．由图2可知，当小球摆到最高点时开始计时
C．如果在测量周期时，将n次全振动记为次，代入公式计算得到的重力加速度值偏大
D．如果用悬线的长度作为摆长，代入公式计算得到的重力加速度值偏大
(4)为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制图像如图4所示。由图可知重力加速度大小为 （用图中字母表示）。
12．某学习小组利用压敏电阻制作电子秤。已知压敏电阻阻值随压力变化的图像如图（a）所示，其中，图像斜率。小组同学按图（b）所示电路制作了一个简易电子秤（秤盘质量不计），电路中电源电动势，内阻，电流表量程为，内阻未知，取。实验步骤如下：
步骤1：秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表指针满偏；
步骤2：秤盘上放置已知质量的重物，保持滑动变阻器接入电阻不变；读出此时毫安表示数；
步骤3：换用不同质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值；
步骤4：将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。
(1)改装后的质量刻度盘，其零刻度线在电流表 （填“零刻度”或“满刻度”）处，质量刻度盘的刻度线 （填“均匀”或“不均匀”）；
(2)当电流表半偏时，压敏电阻 ；（结果保留2位有效数字）
(3)若电流表示数为，则待测重物的质量 ；（结果保留2位有效数字）
(4)若电源电动势变小，内阻变大，其他条件不变，用这台电子秤称重前，进行了步骤1操作，则测量结果较真实值 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
四、解答题
13．如图甲，某景观喷泉正以喷头为中心，在同一竖直面内向各个方向以相同大小的初速度将水喷出，落到水平湖面上，空气阻力忽略不计。以喷头为坐标原点，水平方向为轴，竖直方向为轴建立坐标系，如图乙所示。已知图乙中实曲线为部分水流的轨迹，虚曲线为水流的包络线（与所有水流的轨迹均相切的曲线），虚曲线的方程为。取重力加速度，不计空气阻力。求：
(1)水喷出时速度的大小；
(2)水平位移最大的水流在空中的时间。
14．如图所示，光滑绝缘的水平桌面离地面高为h，桌面边缘处静止放置一个质量为m、电荷量为的小球Q，桌面边缘右侧有竖直向上的匀强电场和水平向外的匀强磁场，电场强度、磁感应强度为B。桌面上有另一质量为的绝缘球P以速度与小球Q发生弹性正碰（Q的电荷量不变），碰后小球Q进入复合场区域，忽略空气阻力且不考虑运动电荷对电场、磁场的影响，桌面左侧足够长，重力加速度为g。求：
(1)碰后瞬间小球Q的速度大小；
(2)小球Q第一次落地前在复合场中运动的时间；
(3)小球Q第一次落地时与小球P的水平距离。
15．如图，水平面（纸面）内固定有两足够长、光滑平行金属导轨，间距，其左端接有阻值的定值电阻。一质量，电阻的金属棒（长度略大于）垂直锁定在导轨上。在电阻和金属棒间，有两个垂直于纸面向里的匀强磁场，圆形磁场面积为，磁感应强度大小随时间的变化关系为：在0到内从0均匀增加到，到内满足正弦规律减小到0；矩形磁场磁感应强度大小。求：
(1)到时间内，通过电阻的电荷量；
(2)到时间内，电阻上产生的热量（结果可用表示）；
(3)时刻，解除金属棒锁定，给它施加一个水平外力，使它沿轨道向右运动的速度随位移均匀增大，且，金属棒到磁场边的距离为，求金属棒在运动过程中力做的功。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C B D B A D BD AC BC
11．(1)2.07
(2)
(3)C
(4)
12．(1) 满刻度 不均匀
(2)30
(3)2.0
(4)偏大
13．(1)
(2)
【详解】（1）由题可知，当时代表水流做竖直上抛运动，代入题中包络线方程得
由竖直上抛运动规律
联立解得
（2）设水流抛出时，速度方向与水平方向的夹角为，根据抛体运动规律可得水平方向
竖直方向
根据运动的对称性
联立可得
由数学知识可知当时水平位移最大，则此时
故水平位移最大的水流在空中的时间为
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）两球发生弹性碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律有 ，
解得 ，
（2）小球 Q 在复合场中的运动过程中，对小球 Q 进行受力分析，受竖直向上的电场力、竖直向下的重力和洛伦兹力，由于
则小球 Q 在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则有
解得
画出小球 Q 的运动轨迹，如图所示
由几何关系有
解得
小球 Q 在复合场中的运动时间
（3）设小球Q第一次落地点与桌面右边缘的水平距离为，由（2）中小球Q运动的几何关系可得
时间t内，小球P向左做匀速直线运动，位移
所以此时两者水平间距
15．(1)2C
(2)
(3)6J
【详解】（1）法拉第电磁感应定律
所以电动势大小恒定，欧姆定律
电荷量与电流关系
联立可得：流过电阻电荷量的绝对值
（2）结合上述，到时间内产生恒定直流电动势，大小
到时间内产生正弦式交流电，最大值
总热量
电阻上产生的热量
解得
（3）金属棒切割磁感线的动生电动势
根据欧姆定律有
所受安培力
依题意有
解得
安培力与位移成正比例，对金属棒运动过程进行分析，根据动能定理有
其中
解得
