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2025-2026学年湖南省长沙麓山外国语实验中学高二（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.两小朋友分别画了一条小鱼，妹妹画的小鱼如图甲所示，哥哥画的小鱼如图乙所示，都画出了小鱼在水中吐泡泡的神韵。若气泡内气体可视为理想气体，忽略温度变化，从物理视角分析，则（　　）
A. 图甲中画的气泡合理，图乙中画的气泡不合理
B. 小鱼吐的气泡上升时，泡内气体从外界吸热
C. 小鱼吐的气泡上升时，泡内气体压强增大
D. 小鱼吐的气泡上升时，液体对气泡做正功
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长
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. 透过两种果汁瓶的光相遇可以发生干涉现象
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.如图甲所示是一款光电烟雾探测器的原理图。当有烟雾进入时，来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。如果产生的光电流大于10-8A，便会触发报警系统。金属钠的遏止电压Uc随入射光频率ν的变化规律如图乙所示，取元电荷e=1.60×10-19C，普朗克常量h=6.63×10-34J s,真空中光速c=3×108m/s,则（　　）
A. 触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是N=6.25×1010个
B. 图乙中图像斜率的物理意义为普朗克常量h
C. 要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5.0×10-7m
D. 通过调节光源发光强度的办法来调整光电烟雾探测器的灵敏度是不可行的
4.如图所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在压力传感器R1上。R1所受压力越大阻值越小，当R2两端电压超过某一定值时，使控制电路接通，电磁铁吸动分拣板的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是 （　　）
A. 为了选出质量更大的苹果可以增加缠绕电磁铁线圈的匝数
B. 为了选出质量更大的苹果可以将电源A的输出电压减小
C. 为了选出质量更大的苹果可以增大R2的阻值
D. 质量大的苹果将进入上通道
5.将一小球竖直向上抛出，其动能随时间的变化如图。已知小球受到的空气阻力与速率成正比。已知小球的质量为m,最终小球的动能为E0，重力加速度为g,若不考虑小球会落地，则小球在整个运动过程中（　　）
A. 加速度先减小后增大
B. 合力的冲量大小为
C. 最大的加速度为5g
D. 从最高点下降至原位置所用时间小于t1
6.如图所示，水平面内ab和cd是两条平行放置的足够长的固定粗糙金属直导轨，MN和M′N′是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为2kg和1kg,两杆与导轨间的动摩擦因数相同。开始时恒定水平外力F作用在杆MN上，使两杆以大小为4m/s的速度水平向右匀速运动。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直，导轨电阻可忽略。在t=0时刻将细线烧断，保持外力F不变，金属杆和导轨始终接触良好，已知在t=t0时刻后杆MN速度大小为5m/s并保持不变，且在0～t0时间内两杆速度方向始终向右，下列说法正确的是（　　）
A. 细线烧断后，流经MN的电流方向为由M到N
B. M′N′稳定后的速度大小为3m/s
C. 0～t0时间内MN和M′N′的位移大小之比大于3：2
D. 整个过程中系统动能变化量的大小等于整个系统产生的焦耳热
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.一定质量的理想气体从状态a开始经ab、bc、ca三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，下列说法正确的是（　　）
A. bc过程外界对气体做功
B. ca过程气体压强不变
C. ab过程气体放出热量
D. ca过程气体内能减小
8.如图所示的是半球形透明介质主视图，球心为O，半径为R，P为圆面上的一点，距球心的距离为。一束截面积为πR2的红色光束垂直射向圆面并恰好覆盖球形上表面，实验发现从P点入射的光在透明介质的球面上恰好发生全反射。已知光在真空中传播的速度为c,球冠的面积公式S=2πRh（h为球冠的高），不考虑光在球形上表面的反射，下列选项正确的是（　　）
A. 该介质折射率为
B. 透明介质球面被照亮的面积为
C. 距离球心处入射的光在介质中传播的时间为
D. 若将红光换成紫光，透明介质球面被照亮的面积增大
9.如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为L，电阻不计，左端接有输出电流大小恒为I的恒流源，电流方向如图。导轨间分布着两个紧邻的正方形磁场区域，宽度均为L，左侧磁场方向竖直向下，右侧磁场方向竖直向上，以导轨上两磁场交界处的O点为坐标原点，沿导轨方向建立x坐标轴，两磁场的磁感应强度大小B仅随坐标x变化，且满足式中B0为已知常量。t=0时，一根质量为m、导轨间电阻为R的导体棒以初速度v0从x=0处向右运动；t=t0时，导体棒第一次到达x=处，且速度为0。整个运动过程中导体棒始终与导轨接触良好且垂直，不计空气阻力，忽略磁场的边界效应及电流对磁场的影响，下列说法正确的是（　　）
A. 导体棒做简谐运动
B. 初速度v0=
C. 若初速度变为0.5v0，则导体棒的速度第一次变为0所需时间为t0
D. 若初速度变为1.5v0，则导体棒将以两磁场交界线为中心做往复运动
10.2025年5月1日，全球首个实现“聚变能发电演示”的紧凑型全超导托卡马克核聚变实验装置（BEST）在我国正式启动总装。如图是托卡马克环形容器中磁场截面的简化示意图，两个同心圆围成的环形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，内圆半径为R0。在内圆上A点有a、b、c三个粒子均在纸面内运动，并都恰好到达磁场外边界后返回。已知a、b、c带正电且比荷均为，a粒子的速度大小为，方向沿同心圆的径向；b和c粒子速度方向相反且与a粒子的速度方向垂直。不考虑带电粒子所受的重力和相互作用。下列说法正确的是（　　）
A. 外圆半径等于2R0
B. a粒子返回A点所用的最短时间为
C. b、c粒子返回A点所用的最短时间之比为
D. c粒子的速度大小为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学受太空中测量质量方法的启示，设计了如图甲的实验装置，利用动力学方法测量砂桶中砂的质量。
主要实验步骤如下：
（1）平衡好摩擦力后，在砂桶中加入质量为m0的砂；
（2）接通传感器电源，释放小车，利用传感器测出对应的位移与时间（x-t）图像；
（3）在砂桶和砂质量不变的情况下，改变小车的质量，测量出不同的加速度。
①图乙是当小车质量为M=0.2kg时，运动过程中传感器记录下的x-t图像，由图可知，小车的加速度a=______m/s2。
②图丙为加速度a的倒数和小车质量M的（）图像，利用题中信息求出砂的质量m0=______kg（已知砂桶的质量m=0.01kg,重力加速度g=10m/s2）。
12.某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，R1、R2、R3为电阻箱，RF为半导体薄膜压力传感器，C、D间连接电压传感器（内阻无穷大）。
（1）先用欧姆表“×100”挡粗测RF的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是 Ω；
（2）适当调节R1、R2、R3，使电压传感器示数为0，此时，RF的阻值为 （用 R1、R2、R3表示）；
（3）依次将0.5g的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数U，所测数据如下表所示：
次数 1 2 3 4 5 6
砝码质量m/g 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
电压U/mV 0 57 115 168 220 280
根据表中数据在图（ c）上描点，绘制U-m关系图线；
（4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力F0，电压传感器示数为200mV，则F0大小是 N（重力加速度取9.8m/s2，保留2位有效数字）；
（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量C、D间电压，在半导体薄膜压力传感微小压力F1，此时非理想毫伏表读数为200mV，则F1 F0（填“＞”“=”或“＜”）。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.某同学用光滑活塞将一定质量的空气（视为理想气体）封闭在汽缸内，并对缸内气体加热，气体从状态A变化到状态B过程中的p-V图像如图所示，已知气体在状态A时的热力学温度TA=280K，该过程中气体吸收的热量Q=120J，求：
（1）气体在状态B时的热力学温度TB；
（2）该过程中气体内能的增量ΔU。
14.在2023年杭州亚运会女子铅球决赛中，我国运动员巩立姣以19.58m的成绩成功卫冕。运动员为了寻求最佳效果，训练时会尝试用不同质量的铅球分别以不同夹角抛球的感觉。如图，在某次训练中运动员将质量m=6kg的铅球斜向上抛出，铅球离开手的瞬间速度大小v0=10m/s,方向与水平方向夹角θ=37°，铅球离开手时离水平地面的高度h=2.25m。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。求：
(1) 铅球离开手瞬间的水平分速度大小v0x和竖直分速度大小v0y
(2) 铅球上升到最高点的时间t和离地面的最大高度H
(3) 运动员抛出的铅球飞出的水平距离
15.如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.3m，导轨的电阻不计，其间连接有固定电阻R=0.4Ω，导轨上停放一质量为m=0.1kg，电阻r=0.2Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下．现用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t的变化关系如图乙所示．
（1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小．
（2）求第2s末外力F的瞬时功率．
（3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功为0.3J，求回路中定值电阻R上产生的焦耳热是多少．
1.【答案】B
2.【答案】A
3.【答案】A
4.【答案】B
5.【答案】C
6.【答案】C
7.【答案】AC
8.【答案】AC
9.【答案】AB
10.【答案】BD
11.【答案】①2；②0.04
12.【答案】1000

1.8×10-2
＞

13.【答案】解：（1）由图示图象可知，气体从状态A变化到状态B的过程中做等压变化，由盖—吕萨克定律得：
代入数据解得：TB=560K；
（2）从状态A到状态B过程，气体体积变大，气体对外做功：W=pΔV=0.5×105×（2-1）×10-3J=50J
根据热力学第一定律有：ΔU=Q-W
代入数据解得：ΔU=70J。
答：（1）气体在状态B时的热力学温度是560K；
（2）该过程中气体内能的增量ΔU是70J。
14.【答案】【小题1】解：
【小题2】根据运动的合成与分解规律，铅球离开手瞬间的水平分速度大小为：
v0x=v0cosθ=10×0.8m/s=8m/s
铅球竖直分速度大小为：
v0y=v0sinθ=10×0.6m/s=6m/s
【小题3】铅球在竖直方向做竖直上抛运动，根据运动学规律，上升到最高点的时间为：
铅球上升的高度为：
则铅球离地面的最大高度为：
H=h+h1=2.25m+1.8m=4.05m

15.【答案】解：（1）设路端电压为U，金属杆的运动速度为v，
则感应电动势：E=BLv，
通过电阻R的电流：I=，
电阻R两端的电压：U=IR=，
由图乙可得：U=kt，k=0.10V/s
解得：v=t，
因为速度与时间成正比，所以金属杆做匀加速运动，
加速度为：a===1m/s2；
（2）在2s末，速度v2=at=2.0m/s，电动势：E=BLv2，
通过金属杆的电流：I====0.5A，
金属杆受安培力：F安培=BIL=0.5×0.5×0.3=0.075N，
设2s末外力大小为F2，由牛顿第二定律得：F2-F安=ma，
解得：F2=0.175N，
故2s末时F的瞬时功率：P=F2v2=0.175×2=0.35W；
（3）由能量守恒定律得：W=Q+mv22，
定值电阻上产生的热量：QR=Q，
解得：QR=J；
答：（1）金属杆做匀加速直线运动，证明过程如上所述，加速度的大小为1m/s2．
（2）第2s末外力F的瞬时功率为0.35W．
（3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功为0.3J，回路中定值电阻R上产生的焦耳热是J．
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