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商城县2024-2025学年第二学期高二年级期末考试
物理试题
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项是符合题目要求。）
1．2025年5月，我国新一代“人造太阳”——中国环流三号再次刷新世界纪录，实现了等离子体电流一百万安培、温度一亿度的高约束模式持续运行。该装置模拟太阳的能量产生方式，通过将轻原子核（如氢的同位素氘和氚）在极端高温高压下聚合，释放巨大能量，核反应方程：，下列说法正确的是（　　）
A．上述方程中X为电子
B．氘的比结合能大于氦核的比结合能
C．核聚变前后电荷数守恒、质量数守恒
D．若氘、氚、氦核的比结合能分别为、、，则释放的核能为
2．2024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
3．假设将一个单摆带入月球地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．此单摆的摆长约为8cm
B．此单摆的固有周期约为0.5s
C．若增大摆长，则单摆的固有频率增大
D．若增大摆长，则共振曲线的峰将向左移动
4．火星探测卫星在火星的近地轨道做匀速圆周运动，其周期为。该卫星降落火星后完成了火星表面的自由落体实验，测得物块下降高度所用时间为，由此可求得火星的半径为（　　）
A． B． C． D．
5．龙舟赛是我国一项古老的民俗活动。在龙舟赛中，某龙舟速度达到时开始计时，在内加速度与时间的关系如图所示，以龙舟前进方向为正方向，龙舟的运动视为直线运动，则（　　）
A．时龙舟的速度大小为
B．内龙舟的速度变化量大小为
C．内和内龙舟的动能增量相同
D．内和内龙舟的位移差大小为
6．如图甲所示的交变电路中，变压器可看作理想变压器，灯泡和电动机的额定电压相等，当原线圈两端接有如图乙所示的交流电压时，灯泡刚好正常发光，电动机也刚好正常工作。已知电动机的内阻，电动机的额定功率为2 W、效率为，灯泡正常发光时电阻为。下列说法正确的是（　　）
A．灯泡的额定电压为1 V B．原、副线圈的匝数比为
C．原线圈中的电流为 D．灯泡中的电流1 s内方向改变50次
7．如图所示，半径为R的圆形导线环单位长度的电阻为r，PQ为圆的直径，弧MQ对应的圆心角为90°。直径PQ的上部有垂直纸面向里的匀强磁场，下部有垂直纸面向外的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B。在P、M两点间接入恒定电压U，电流方向如图中所标，那么整个圆形导体所受安培力的大小为（　　）
A． B．
C． D．
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
8．一定质量的理想气体从状态开始，经三个过程后回到初始状态，其图像如图所示，已知状态的气体温度为，下列说法正确的是（　　）
A．状态的气体温度为
B．在过程中，气体分子的平均动能不变
C．气体在状态和状态的内能相同
D．在一个循环过程中，气体从外界吸收热量为
9．如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　）
A．光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0eV
B．这些氢原子跃迁时共发出3种频率的光
C．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极
D．氢原子跃迁放出的光子中共有2种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象
10．在水平地面上，固定着两条足够长且平行的光滑金属导轨，导轨间距。整个空间存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度。导轨上静置着两个导体棒，其质量分别为，电阻分别为。在时刻，对导体棒施加水平方向的外力使其向右运动，同时，对导体棒施加水平外力使始终保持静止。当时，导体棒速度为，此刻同时撤去外力和。已知导体棒的长度与导轨间距相等，且始终与导轨保持良好接触，不计导轨电阻及一切阻力。下列说法正确的是（　　）

A．撤去外力后，导体棒先做加速运动，再做减速运动，最终停止运动
B．时，回路电流为
C．撤去外力后，导体棒所能达到的最大速度为
D．从撤去外力到最终稳定状态过程中，导体棒产生的焦耳热为
三、非选择题（共54分。）
11．（6分）某兴趣小组验证机械能守恒定律，在水平面上放有一个压力传感器，将一个内壁光滑的圆环轨道竖直固定放在压力传感器上，此时压力传感器上的示数为0。如图所示，在圆环轨道的最高点处有一个直径等于小球直径的圆孔（小球的直径远小于轨道的直径），将小球通过圆孔静止放在圆环轨道的最高点处，给小球一个微小扰动，当小球经过压力传感器时，传感器的示数为F，重力加速度为g。
(1)下列说法正确的是 。
A．若想完成此实验还需要测量出小球的质量m
B．若想完成此实验还需要测量出圆环轨道的直径D
C．若想完成此实验还需要测量出小球的直径d
(2)小球从最高点到压力传感器的过程，为验证小球的机械能守恒，需要满足的关系式 （用以上的物理量表示）。
(3)实验过程中很难存在内壁光滑的圆环，实验结束后发现测量的F比理论的F （填“大”或者“小”）时，说明圆环内壁存在摩擦力。
12．（10分）某兴趣小组准备利用下列器材测量一节干电池的电动势和内阻。
A．待测干电池电动势E，内阻(约为)
B．电流表(量程为，内阻为)
C．电压表(量程为，内阻约为)
D．滑动变阻器(最大阻值为，额定电流为)
E.开关、导线若干。
(1)实验中的电路图应选用下图中的 。(选填“甲”或“乙”)。
(2)连接好电路后再进行实验，根据同学测得的数据，在图中描出的点迹并画出图线如图丙所示，利用图像得出干电池的电动势 ，内阻 。(上述两空，前一空保留3位有效数字，后一空保留2位有效数字)
(3)如果仅考虑电表内阻对实验测量结果的影响，由该实验得到的电动势和内阻的测量值与真实值之间的关系是 、 。(选填“<”“=”或“>”)
13．（10分）负压病房（如图）是一种用于隔离和控制传染病传播的特殊医疗环境，其目的是通过维持室内空气压强低于外界空气压强，防止病原体从病房扩散到其他区域。一个体积为的负压隔离病房初态处于封闭状态，温度为，压强为。启用时，需先启动加热设备将病房内的温度升高到较为适宜的，空气可视为理想气体，病房密封性良好，不考虑病房的漏气。（结果均保留3位有效数字）
(1)求温度为时负压病房内的气压；
(2)病房内的温度升高到较为适宜的后，保持此温度不变，打开排气装置向外排出部分气体，使病房内的气压降为，求排出的气体质量与原来病房内气体总质量的百分比。
14．（12分）如图所示，质量为2m的物块A放在特殊材料（动摩擦因数比较大）制成的水平面上，绕过定滑轮的轻绳一端与物块A相连，另一端吊着质量为m的物块B，处于静止状态。质量为m的圆环C套在轻绳上，在离物块B高度为h处由静止释放，C与B发生弹性碰撞，碰撞时间极短，当B的速度刚好为零时，C与B发生第二次碰撞。已知重力加速度为g，轻绳为不可伸长的刚性绳（即A、B及绳可视为整体），圆环C与绳之间无摩擦，不计空气阻力，求：
（1）圆环C与物块B第一次碰撞前瞬间圆环C的速度大小;
（2）圆环C与物块B碰撞后瞬间，圆环C和物块B的速度大小;
（3）物块A与水平面间的动摩擦因数为多大。
15．（16分）在现代科学技术研究中，经常利用电磁场来控制带电离子的运动轨迹。如图，在平面直角坐标系的轴负半轴上，有一个线状离子源（点分别为上、下端点，点为中点），长度为，可均匀地向第四象限发射质量为、电荷量为的同种带正电离子，这些正离子的初速度大小均为，方向均与轴负方向成角。第四象限内，轴和间存在沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小为（未知），的右侧存在一个圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为（未知），磁场边界和轴分别相切与点，点的坐标为（2L，0）。第一象限内存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小。线状离子源上点发射的离子经电场偏转后，恰好沿着轴正方向从点进入磁场，经磁场偏转后从点进入第一象限。不计离子的重力和离子间的相互作用，求：
(1)电场强度大小和磁感应强度大小；
(2)所有离子首次穿过轴以后，再次回到轴上的坐标范围；
(3)若其他条件不变，在轴上方再叠加一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，则从点射出的离子在第一象限运动时，离轴的最远距离为多少
试卷第1页，共3页
商城县2024-2025学年第二学期高二年级期末考试
物理试题参考答案
1．C 2．D 3．D 4．C 5．D 6．A 7．A
8．AC 9．BD 10．BD
11．(1)A （2分）
(2) （2分）
(3)小 （2分）
12．(1)乙 （2分）
(2) （2分） （2分）
(3) （2分） （2分）
13．（1）病房内气体发生等容变化，由查理定律可得
解得 （3分）
（2）抽气过程为等温变化，由玻意耳定律可得
解得
需要排出的气体体积为
排出气体的质量占原来气体质量的百分比为
解得排出气体的质量占原来气体质量的百分比为 （7分）
14．（1）根据机械能守恒有
解得
（2分）
（2）C与B发生弹性碰撞，根据动量守恒，设向下方向为正
根据能量守恒
解得
， （5分）
（3）设A与水平面间的动摩擦因数为，碰撞后B向下做匀减速直线运动的加速度大小为a，根据牛顿第二定律对B、A有
，，
根据题意
，，
解得
（5分）
15．（1）点发射的离子在电场中做类斜抛运动，离子从点到点
因为
联立解得
点发射的离子，以沿着轴正方向从点进入圆形磁场区域，从点离开根据几何关系，该离子在磁场中运动的半径为
洛伦兹力提供向心力，则有
解得 （5分）
（2）由于线状离子源发射的所有离子的速度大小相等、方向相同，所以这些离子离开电场时，速度方向均沿轴的正方向，且每个离子在电场中沿竖直方向的位移均为
离子进入圆形磁场区域的速度大小均为
所以所有离子做圆周运动的半径均等于圆形磁场的半径，属于磁聚焦模型，所有离子从圆与轴的切点进入第一象限轨迹如图所示
根据几何关系可得，从点射出的离子，从点进入第一象限时与轴正方向成，从点射出的离子，从点进入第一象限时与轴正半轴成，设离子从点进入第一象限时，与轴正方向成角，离子首次穿过轴以后，经过时间，再次回到轴，在竖直方向上有
则
因为
在水平方向上
因为
联立解得 （其中）
当分别等于、时，离子再次回到轴离点最远所以的坐标范围为。 （7分）
（3）从点射出的离子，从点进入第一象限时与轴正方向成，将该离子速度分解出一个沿着轴正方向的速度，使得
可得
则另一分速度与轴负方向的夹角也为，大小为，可得
以此速度做圆周运动的半径
从点射出的离子在第一象限运动时，离轴的最远距离为 （4分）
答案第1页，共2页

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