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2025-2026学年上海市黄浦区格致中学高二（下）期末物理试卷
一、计算题：本大题共6小题，共100分。
1.频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段，频闪光源每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，在胶片上记录物体在几个闪光时刻的位置。
如图为两个网球做直线运动时的频闪照片。
以向右为正方向，网球的加速度方向______。
A.向左
B.向右
C.不确定，取决于运动方向
某同学如果想验证网球是否做匀变速直线运动，他还需测量______。
A.网球的质量
B.网球相邻位置间的距离
C.频闪仪的频闪周期
D.照相底片的长度
照片记录的两小球的运动过程中，网球与网球的平均速度大小之比：______。
频闪光源由常亮光源和遮光风扇组成，风扇转动时扇叶依次遮光形成频闪效果，如图所示。风扇由三片圆心角为的扇叶组成，间隔也均为，如图所示。风扇以的角速度匀速转动。
已知扇叶的半径为，则图中扇叶边缘处的点线速度大小为______。
该频闪光源在时间内的闪光次数为______。
2.如今，无人机应用非常广，涵盖农业、物流、巡检、航拍及军事等十大领域，正深度融入生产生活。
如图甲所示，无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下匀速运动。用表示空气对它的作用力，的方向是图乙______。
某品牌无人机的电池的容量为，若该无人机的工作电流为，则其续航时间约为______小时；该电池充满时，储存的电荷量约为______个电子的电荷量。
无人机在空中悬停时，______选填：、需要；、不需要克服重力做功；此时无人机的电机是否做功？为什么？______。
计算无人机也被用于发生灾害地区的探测和物资投放。某无人机携带物资从点沿曲线以大小为的速度匀速率飞至点，如图所示，且到点时速度方向水平，无人机与物资的总质量为，、两处的高度差为，重力加速度为。
求该过程中空气对无人机做的功为；
无人机在点处投放物资，求物资到达点所在平面时的速度大小及速度与水平方向的夹角。
3.北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，目前由五十多颗地球同步卫星及中圆地球轨道卫星组成。卫星绕地球的运动可近似视为匀速圆周运动。地球同步卫星绕地球转动的半径约为地球半径的倍，中圆地球轨道卫星的轨道半径约为地球半径的倍。
中圆地球轨道卫星在轨道上运行时所受地球引力大小约为它在地球表面所受地球引力大小的______。
A.
B.
C.
D.
多选相比地球同步卫星，中圆地球轨道卫星在轨时具有更大的______。
A.角速度
B.线速度
C.周期
D.向心加速度
一颗地球同步卫星的质量为，其运行时的线速度为，则该卫星的动能为______，以无穷远为零势能面，该卫星的引力势能为______。
中圆地球轨道卫星以约的速度绕地球运行。卫星搭载高精度原子钟，但若不修正相对论效应，每天计时将产生偏差。考虑狭义相对论效应，地球上的人会发现卫星上的钟每天变______选填：、快；、慢微秒；真空中电磁波在该时间差内可以传播______。
散热是研制北斗卫星过程中的一项关键技术。为监测散热系统性能，利用某导电材料制成了一个体积恒定为的圆柱形传感元件，连接方式如图。实验测得该元件的电阻与长度平方的关系如图所示。则该材料的电阻率约为______。
4.称为发光二极管，是现代照明系统中的重要元件。如图所示是的实物图和在电路图中的符号。当接上正向电压而发光时端电势高于端，会有电流流过，称为正向导通。当接上反向电压时，其等效电阻很大，称为反向截止。
某同学利用电压表、电流表研究正向导通时的特性曲线，实验电路图如图所示，请在图上用笔划线替代导线补全电路图。
该同学测出某型号的特性曲线如图所示。
由图可知，正向导通后，的等效电阻随电压的增大而______。
A.增大
B.减小
C.不变
当该两端的电压为时，它的功率为______。保留两位有效数字
恒流源指的是输出电流保持恒定的电源。照明用通常需要恒流源驱动以保证亮度稳定。现有一恒流源，其输出功率为，输出电流为。用该恒流源为某种灯珠组成的电路供电，已知该灯珠的额定电流为，额定功率为，为使该灯珠正常发光，所搭建的电路应该有______条支路，且该恒流源最多能驱动______个灯珠。
如图所示，将一与一个线圈连接成闭合回路，在线圈下方附近有一线圈：
若线圈中通有图示俯视时顺时针方向的电流，则线圈在其中心点处产生的磁场方向为______。
A.竖直向上
B.竖直向下
C.水平向左
D.水平向右
若要使该发光，可以在中通入______。
A.恒定不变的电流
B.不断变化的电流
5.弹力绳球是一根弹性绳的下端连接一质量为的小球，用手拉住另一端，可以将球向任意方向抛掷，如图所示。
现用手拿住小球并从静止释放，以释放点为坐标原点，竖直向下为轴正方向，小球的动能与其位置坐标的关系如图所示。其中，之间的图像为直线，之间的图像为曲线，且位置对应图像的最高点。小球可视为质点，弹性轻绳始终在弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为。
下降过程中，小球的机械能守恒的位移区间为______。
A.
B.
C.
D.
弹性绳的劲度系数为______。
A.
B.
C.
D.
某实验小组想测量弹性绳的劲度系数，设计了如图所示的实验装置，将原长为的弹性绳的一端固定在点，另一端拴接两个绳套，其中一个绳套挂钩码，用手水平拉动另一个绳套，使弹性绳与竖直方向的夹角成角，测得弹性绳的长度和钩码的重力，则弹性绳的劲度系数______。
6.人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压医学上称为膜电位，使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内。
电场强度的单位用国际单位制中的基本单位表示为______。
A.
B.
C.
D.
有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为______。
A.
B.
C.
D.
研究某小块均匀的细胞膜，厚度，膜内的电场可看作匀强电场，简化为平行板电容器模型如图所示，初速度可视为零的一价正钾离子仅在电场力的作用下，从图中的点运动到点，、两点的电势差为。
膜内电场的方向为______；
电场力对该钾离子做的功为______；
论证该钾离子在细胞膜内从点运动到点过程中，电场力对其做的功与其运动路径无关；
计算求细胞膜内电场强度的大小。
答案和解析
1.【答案】：
【解析】解：网球相邻点间距相等，做匀速直线运动；
网球相邻间隔越来越大，相同时间内位移越来越大，速度向右增大，加速度方向向右。故B正确，AC错误；
故选：。
若做匀变速直线运动，则满足，需要测量相邻位置间的距离，计算位移差是否恒定，周期可由频闪光源得到。故B正确，ACD错误；
故选：。
设总位移为，频闪周期为
网球：总时间，
网球：总时间，
；
已知，
由可得点线速度
风扇叶片与空隙均为，转过，就透光一次，
单次遮光透光对应的转角，则每转一圈闪光次数
转动周期
频率
闪光总次数；
故答案为：；；：；
；。
根据网球间距离随时间变化判断加速度方向；由判断需要测量的物理量；由平均速度公式计算，网球与网球的平均速度大小之比。
由可计算点线速度；根据风扇转动角速度得到周期、频率，结合题意求得该频闪光源在时间内的闪光次数。
本题主要考查匀变速的直线运动规律和圆周运动规律的应用，理解匀变速直线运动推论和圆周运动特点是解题关键。
2.【答案】 此时无人机的电机需要工作，推动空气运动，对空气做功，使空气对无人机有竖直向上的作用力与其重力平衡 ；物资到达点所在平面时的速度大小为，速度与水平方向的夹角为
【解析】解：无人机做匀速直线运动，处于平衡状态，根据平衡条件可知空气对无人机的作用力和无人机的重力是一对平衡力，所以空气对无人机的作用力方向应该是竖直向上的，故A正确，BCD错误。
故选：。
根据可得续航时间为。该电池充满时，储存的电荷量约为个个电子电荷量。
无人机在空中悬停时，无人机在重力方向的位移为零，所以不需要克服重力做功，但此时无人机的电机正在做功。因为此时无人机的电机需要工作，推动空气运动，对空气做功，使空气对无人机有竖直向上的作用力与其重力平衡。
无人机在运动过程中，有重力和空气阻力对无人机做功，对无人机根据动能定理有
解得
物资到达点所在平面时竖直方向的分速度大小为，所以物资到达点所在平面时的速度大小为，解得。，则
故答案为：；；，此时无人机的电机需要工作，推动空气运动，对空气做功，使空气对无人机有竖直向上的作用力与其重力平衡；；物资到达点所在平面时的速度大小为，速度与水平方向的夹角为。
根据平衡条件分析；
根据电流的定义式计算；根据电荷量与电子所带电荷量的关系计算；
跟姐姐做功的条件分析；根据无人机悬停在空中的情况分析；
根据动能定理计算；
根据平抛运动规律计算。
本题考查了对电流定义式，以及对平抛运动规律的应用等问题，基础题，本题跨度较大，需要熟练掌握对应的物理模型和规律。
3.【答案】
【解析】解：中圆地球轨道卫星的轨道半径约为地球半径的倍，此位置卫星受到的万有引力大小为：，它在地球表面受到的万有引力大小为：，可知，故D正确，ABC错误。
故选：。
卫星绕地球的运动可近似视为匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：
，解得：，，
中圆轨道卫星的轨道半径更小，可知中圆轨道卫星的角速度、线速度、向心加速度更大。
根据：，可得中圆轨道卫星的周期更小，故ABD正确，C错误。
故选：。
一颗地球同步卫星的质量为，其运行时的线速度为，由动能的定义式可得该卫星的动能为。
卫星的轨道半径趋近于无穷大时，其动能趋近于零。以无穷远为零势能面，卫星的轨道半径趋近于无穷大时，其动能与引力势能均趋近于零，即其机械能趋近于零，由机械能守恒定律可知该卫星的引力势能为。
根据狭义相对论的钟慢效应，卫星相对于地球是运动的，因此地球上的人会发现卫星上的钟变慢，故选填。
已知时间差为微秒秒，真空中电磁波的传播速度为。
可得真空中电磁波在该时间差内传播的距离为：。
已知材料的体积恒定为。
根据电阻定律：，圆柱形传感元件的横截面积为：，可得：
由图像的斜率可得：
解得该材料的电阻率约为：。
故答案为：；；；；；；。
根据万有引力定律解答。
根据万有引力提供向心力推导出角速度、线速度、向心加速度的表达式，结合角速度与周期的关系进行分析。
根据动能的表达式和引力势能的表达式解答。
根据狭义相对论知识，结合匀速直线运动的规律解答。
根据电阻定律，结合图像的斜率求解。
本题考查了万有引力定律、机械能守恒定律、电阻定律、狭义相对论的理解和应用，知道狭义相对论内容，理解电阻定律以及图像的认识和处理，涉及的知识点很多，属于中等难度考题。
4.【答案】
【解析】解：根据电路图连线，如下图所示
图像的斜率表示电阻的倒数，由图可知，正向导通后，图像的斜率逐渐增大，所以的等效电阻随电压的增大而减小，故B正确，AC错误。
故选：。
当该两端的电压为时，由图可知此时通过的电流为，它的功率为
输出电流为，灯珠的额定电流为，根据并联电路中干路电流和支路电流之间的关系，所搭建的电路应该有条支路。灯珠的额定功率为，恒流源输出功率为，所以最多可接灯珠的个数为个个
根据安培定则可知，在圆心处产生的磁场方向为竖直向下，故B正确，ACD错误。
故选：。
若要使该发光，可以在中通入不断变化的电流，这样线圈处产生的磁场不断的变化，线圈发生电磁感应现象，产生感应电流，可以使发光，故B正确，A错误。
故选：。
故答案为：
；；，；；。
根据电路图连线即可；
根据图像斜率的变化分析；
根据图像读出对应的电流，然后根据功率公式计算；
根据并联电路中电流的特点计算；根据功率关系计算；
根据安培定则分析；
根据感应电流产生的条件分析。
掌握串、并联电路电流、功率的特点，知道感应电流产生的条件，以及安培定则的应用是解题的基础。
5.【答案】
【解析】解：因为之间的图像为直线，说明小球仅受到重力作用，则在此阶段小球的机械能守恒，在之间的图像为曲线，说明小球受到了弹性绳弹力的作用，在此阶段有弹力对小球做功，此阶段弹性绳和小球组成的系统满足机械能守恒，故A正确，BCD错误。
故选：。
由图可知在位置小球的动能最大，则此位置小球受力平衡，从位置小球开始受到弹性绳的弹力位置，设弹性绳的劲度系数为，根据平衡条件有，解得，故C正确，ABD错误。
故选：。
对结点受力分析，如下图所示
根据平衡条件和胡克定律有
解得此弹性绳的劲度系数为
故答案为：；；。
根据机械能守恒条件分析；
根据胡克定律和平衡条件计算；
根据胡克定律计算即可。
本题考查了对机械能守恒条件的理解，掌握胡克定律的应用是解题的基础。知道小球受力平衡时速度最大是解题的关键。
6.【答案】 从指向；；该钾离子在细胞膜内从点运动到点过程中，电场力做功为，所以电场力对其做的功只与、间的电势差有关，与其所经过的路径无关；细胞膜内电场强度的大小为
【解析】解：根据，，计算可得的单位为，故A正确，BCD错误。
故选：。
该过程中电容器带电荷量的变化量为，则该过程的平均电流为，联立代入数据解得，故C正确，ABD错误。
故选：。
一价正钾离子仅在电场力的作用下，从图中的点运动到点，则钾离子受电场力方向从指向，所以膜内电场的方向为从指向。
电场力对该钾离子做的功为
该钾离子在细胞膜内从点运动到点过程中，电场力做功为，所以电场力对其做的功只与、间的电势差有关，与其所经过的路径无关。
细胞膜内电场强度的大小为
故答案为：；；从指向；；该钾离子在细胞膜内从点运动到点过程中，电场力做功为，所以电场力对其做的功只与、间的电势差有关，与其所经过的路径无关；细胞膜内电场强度的大小为。
根据电场强度的定义式和牛顿第二定律的表达式计算；
根据电容的定义式和电流的定义式计算；
根据钾离子的受力方向判断；
根据公式计算；
根据电场力做功等于电势能的变化量，电势差和电势的关系分析计算；
根据电场强度和电势差的关系计算。
本题考查了对电流的定义式、电容的定义式、电场强度的定义式以及与电势差关系式的理解，知道电场力做功的特点等是解题的基础。
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