2023北京豐臺區(qū)高二下學期期末物理試題及答案

2023北京豐臺高二（下）期末物理考生須知1．答題前，考生務必先將答題卡上的學校、年級、班級、姓名、準考證號用黑色字跡簽字筆填寫清楚，并認真核對條形碼上的準考證號、姓名，在答題卡的條形碼粘貼區(qū)”貼好條形碼。2．本次練習所有答題均在答題卡上完成。選擇題必須使用2B鉛筆以正確填涂方式將各小題對應選項涂黑，如需改動，用橡皮擦除干凈后再選涂其它選項。非選擇題必須使用標準黑色字跡簽字筆書寫，要求字體工整、字跡清楚。3．請嚴格按照答題卡上題號在相應答題區(qū)內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在練習卷、草稿紙上答題無效。4．本練習卷滿分共分，作答時長90分鐘。第I部分（選擇題共分）14小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一個正確選項，1.以下核反應方程屬于α衰變的是（）14N+42He→178O+11HU→+A.C.B.D.23892234904271H+31H→42+10n235U+9210n→144+89+30n5636122.下列說法正確的是（）A.天然放射現象說明原子核內部是有結構的B.湯姆遜發(fā)現電子說明原子具有核式結構C.盧瑟福根據α粒子散射實驗提出原子的能級結構模型D.放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短3.一束由ab兩種單色光組成的復色光沿AO方向從真空射入玻璃后分別從B、C點射出，下列說法正確的是（）A.玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率B.a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃磚中的速度C.兩種單色光由玻璃射向空氣時，a光的臨界角較小D.在相同條件下進行雙縫干涉實驗，a光的干涉條紋間距較大4.下列關于電磁波的說法正確的（）A.變化的電場周圍一定能產生電磁波B.γ射線比X射線更容易發(fā)生衍射現象C.與紅外線相比，紫外線光子能量更大D.麥克斯韋證實了電磁波的存在5.如圖所示為某物體做簡諧運動的圖像，關于物體的振動，下列說法正確的是（）A.物體振動的振幅為4cmB.物體振動的周期T=0.4sC.t=0.5s時，物體沿x軸正方向運動D.0.40.6，物體的加速度在增大6.一列簡諧橫波在t=0時的波形圖如圖所示，此時介質中x=2m處的質點P向y軸正方向做簡諧運動的表達y=10sin5t()。則這列波（式為）A.波長為2mB.周期為2.5sC.波速為5m/sD.波沿x軸正方向傳播7.關于教材中的四幅插圖，下列說法正確的是（）A.圖甲，搖動手柄使磁鐵轉動，鋁框不動B.圖乙，真空冶煉爐可以接高電壓的恒定電流C.圖丙，銅盤轉動時，穿過銅盤的磁通量不變，銅盤中沒有感應電流D.圖丁，微安表在運輸時把正、負接線柱用導線連在一起，對電表起到了保護作用8.如圖所示，L是自感系數很大的線圈，其自身的電阻幾乎為0，A和B是兩個相同的小燈泡。下列說法正確的是（）A.當開關S由斷開變?yōu)殚]合時，A立即亮，B緩慢地亮B.保持開關S閉合電路穩(wěn)定后，A、B一樣亮C.當開關S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A、B同時熄滅D.當開關S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A立即熄滅，B閃亮一下后熄滅R09.右圖是街頭變壓器給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓基本保持不變，兩條輸電線的總電阻用表示，變阻器R代表用戶用電器的總電阻。用電高峰時，R的值會減小。忽略變壓器上的能量損失，用電高峰與用電低谷相比，下列說法正確的是（）VVVV和都減小3A.C.不變，減小B.D.232A1AAA增大，減小2和均減小2110.圖甲是研究光電效應的電路圖，K極金屬的逸出功為230eV。圖乙為氫原子能級圖。下列說法正確的是（）A.當P移至與最左端時，電流表示數一定變?yōu)?B.電壓表示數增大，電流表示數一定增大C.氫原子從n=5能級躍遷到n能級，放出光子D.從n能級躍遷到n能級產生的光能讓圖甲中的K極金屬發(fā)生光電效應如圖所示，一個邊長為l的正方形導線框沿x軸正方向勻速穿過勻強磁場區(qū)域。以x軸的正方向為安培力的正方向，從線框在圖示位置的時刻開始計時，關于線框所受的安培力隨時間變化的圖像，正確的是（）A.B.C.D.12.下圖是蘋果自動分揀裝置的示意圖，該裝置能夠按一定質量標準自動分揀大蘋果和小蘋果。該裝置的托盤秤壓在一個以O為轉動軸的杠桿上，杠桿末端壓在電阻R上，R的阻值隨壓力的變化而變化。小蘋111果通過托盤秤時，R2兩端的電壓較小，分揀開關在彈簧向上彈力作用下處于水平狀態(tài)，小蘋果進入上面通道；當大蘋果通過托盤秤時，R2兩端能夠獲得較大電壓，電磁鐵吸動分揀開關的銜鐵，打開下面通道，讓大蘋果進入下面通道。設定進入下面通道的大蘋果最小質量m0為該裝置的分揀標準，下列說法正確的是（）A.壓力越小R1越小B.調節(jié)R2的大小不可以改變蘋果的分揀標準C.若要提高分揀標準，可只適當減小R2的阻值D.若要提高分揀標準，可只增大電路中電源的電動勢13.如圖所示，甲、乙兩人靜止在水平冰面上，甲推乙后，兩人向相反方向沿直線做減速運動。已知甲的質量小于乙的質量，兩人與冰面間的動摩擦因數相同，兩人之間的相互作用力遠大于地面的摩擦力。下列說法正確的是（）A.甲推乙的過程中，甲和乙的機械能守恒B.乙停止運動前任意時刻，甲的速度總是大于乙的速度C.減速過程中，地面摩擦力對甲做的功等于對乙做的功D.減速過程中，地面摩擦力對甲的沖量大于對乙的沖量14.如圖所示，輕彈簧豎直固定在水平面上，小球從A點自由下落，至B點時開始壓縮彈簧，下落到最低點C?？梢宰C明，小球與彈簧接觸之后的運動為簡諧運動。以B點為坐標原點，沿著豎直方向建立坐標軸，規(guī)定豎直向下為正方向，重力加速度為g。小球從B運動到C過程中，位移、速度、加速度的圖像正確的是（）A.B.C.D.第II部分（非選擇題共58分）二、填空題:（本題共2小題，每空2分，共18分）15.物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗方法、實驗操作、數據分析等。（1）用分度的游標卡尺測單擺的擺球直徑，示數如圖所示。擺球直徑d=______mm。（2）下列實驗中，在測量某一物理量時為減小誤差，利用了累積放大思想的是_________。A．用單擺測量重力B．用雙縫干涉測量光C．驗證動量守恒定D．探究變壓器原副線圈電壓的波長律與匝數的關系加速度（3）某實驗小組用插針法測量玻璃的折射率。①如圖所示，A、B、、D表示大頭針，下列說法正確的是（）A．為減小實驗誤差，大頭針A、B及C、D之間的距離應適當大些B．在眼睛這一側觀察，插第三個大頭針C時，應使C擋住A和BC．可用玻璃磚代替尺子畫出邊界線②如圖所示，該小組確定了界面以及四枚大頭針的位置，并畫出了光路圖。通過測量和計算，玻璃磚的折射率n=__________（保留316.（1）某小組利用如圖所示裝置驗證動量守恒定律。光電門1、2分別與數字計時器相連，兩滑塊A、B上擋光條的寬度相同，已測得兩滑塊A、B（包含擋光條）質量分別為m、m。12①接通氣源后，輕推放在導軌上的滑塊使它從右向左運動，發(fā)現滑塊通過光電門2的時間大于通過光電門1的時間。為使導軌水平，可調節(jié)旋鈕Q使軌道右端_____________（選填“升高”或降低”）一些。②實驗前，滑塊A、B靜置于圖中所示位置。用手向左輕推一下A，使其經過光電門1后與B發(fā)生碰撞，碰后兩滑塊先后通過光電門2。光電門1記錄的擋光時間為t，光電門2記錄的擋光時間依次為t、t。若123已知擋光條的寬度為d，則滑塊A通過光電門1時的速度大小為v1=__________。為減小實驗誤差，應選擇寬度________（選填窄”或者“寬）的擋光條。若m、m、t、tt滿足關系式12123______________________________，則可驗證動量守恒定律。（2）某同學想用如圖所示的裝置驗證碰撞過程動量守恒：用輕繩將兩個小球（小球半徑與繩長相比可忽略不計）懸掛起來，將一個小球從某一高度由靜止釋放，小球擺到最低點后將與另一小球發(fā)生碰撞。實驗中僅有天平和刻度尺兩種測量工具，請說明要測量的物理量，以及利用測量量驗證動量守恒定律的表達式________。三、計算論證題（本題共5小題，共40分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位）17.如圖所示，豎直平面內半徑R=0.2m的四分之一光滑圓弧軌道下端與水平桌面相切。質量均為m=0.1kg的小滑塊A和B分別靜止在圓弧軌道的最高點和最低點?，F將A無初速度釋放，A與B碰撞后結合為一個整體沿桌面滑動。g取10m/s2（1）碰撞前瞬間A速度的大??；（2）碰撞后瞬間A與B整體速度的大?。唬?）A與B碰撞過程中損失的機械能。18.如圖所示，光滑水平導線框放在磁感應強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面，線框中接有電阻R=4Ω，線框的電阻不計。長度l=0.2mr=1Ω的導體棒ab向右做勻速運動，速度v=5m/s。則：（1）求回路中的電流；（2）ab棒向右運動時所受的安培力的大?。唬?）電阻R的發(fā)熱功率。19.2023年6月4日6時分，神舟十五號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。如圖甲所示，返回艙在距離地表約10km的高度打開降落傘，速度減至8m/s后保持勻速向下運動。在距離地面的高度約1m時，返回艙底部配備的4臺著陸反推發(fā)動機開始點火豎直向下噴氣，使返回艙的速度在0.2s內由8m/s降到2m/s。假設反推發(fā)動機工作時主傘與返回艙之間的繩索處于松弛狀態(tài)，此過程返回艙的質量變化和受到的空氣阻力均忽略不計。返回艙的總質量為3×103kgg取10m/s2。（1）求反推發(fā)動機工作過程中返回艙動量變化量的大??；（2）為了估算反推發(fā)動機工作過程中返回艙受到的平均推力大小，A、B兩位同學給出了如下兩種不同的解法：A同學的解法：B同學的解法：設反推發(fā)動機受到的推力為F，根據動量設反推發(fā)動機受到的推力為F，根據動量定理定理FΔt=2-mv1解得(F-mg)Δt=mv2-mv1解得2?mv12?1F=F=+=(3.010tt30002?3000830002?30008=(4+0.20.2=?9.0104N=?6.010N4請分析判斷以上兩種解法是否正確。若不正確，請說明錯誤原因。（3）若已知反推發(fā)動機噴氣過程中返回艙受到的平均推力大小為F，噴出氣體的密度為ρ，4臺發(fā)動機噴氣口的直徑均為D，噴出氣體的重力忽略不計，噴出氣體的速度遠大于返回艙運動的速度。求噴出氣體的速度。20.如圖甲所示的半徑為r的圓形導體環(huán)內，存在以圓環(huán)為邊界豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小隨時間的變化關系為B=kt（0生電場的電場線是與導體環(huán)具有相同圓心的同心圓，同一條電場線上各點場強大小相同，方向沿切線。導體環(huán)中的自由電荷會在感生電場的作用下定向運動，產生感應電流，或者說導體中產生了感應電動勢。渦旋電場力充當非靜電力，其大小與場強的關系與靜電場相同。（1）請根據法拉第電磁感應定律求導體環(huán)中產生的感應電動勢；（2）請根據電動勢的定義推導導體環(huán)所在位置處感生電場場強E的大小，并判斷E的方向（從上往下（3）若將導體圓環(huán)替換成一個半徑為r的光滑、絕緣、封閉管道，管道水平放置，如圖丙所示。管道內有+q的小球，t=0時小球靜止。不考慮小球的重力及阻力，求t=t時，管道對小球0質量為m、電荷量為參考答案第I部分（選擇題共分）14小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一個正確選項，1.【答案】B【詳解】A．該反應屬于原子核的人工轉變，A錯誤；B．該反應屬于α衰變，B正確；C．該反應屬于輕核聚變，C錯誤；D．該反應屬于重核裂變，D錯誤。故選B。2.【答案】A【詳解】A．天然放射現象說明原子核內部有復雜的結構，故A正確；B．湯姆遜發(fā)現了電子，但不能說明原子具有核式結構，故B錯誤；C．盧瑟福根據α粒子散射實驗提出原子的核式結構模型，故C錯誤；D．放射性元素的半衰期是其本身的屬性，與溫度無關，故D錯誤。故選A。3.【答案】C【詳解】A．根據光路圖可知，兩種單色光入射角相同，a光的折射角小，由折射定律可知玻璃對a光的折射率大于對b光的折射率，故A錯誤；cB．根據折射率的速度表達式n=，a光的折射率大，所以a光在玻璃中的速度小于b光在玻璃磚中的速v度，故B錯誤；1C．根據臨界角公式sinC=，a光的折射率大，臨界角小，故C正確；nD．玻璃對a光的折射率大于對b光的折射率，所以a光的波長小于b光波長，結合雙縫干涉條紋間距公式可知，波長大的間距大，故b光的干涉條紋間距較大，故D錯誤。故選C。4.【答案】C【詳解】A．根據麥克斯韋的電磁場理論，均勻變化的電場周圍產生穩(wěn)定磁場，不能產生電磁波，周期性變化的電場周圍才一定能產生電磁波，故A錯誤；B．波的波長越長，越容易發(fā)生明顯的衍射現象，與γ射線相比，X射線波長更長，更容易發(fā)生明顯的衍射現象，故B錯誤；C．紫外線與紅外線相比，頻率大，光子能量高，故C正確；D．赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故D錯誤。故選C。5.【答案】D【詳解】A．物體振動的振幅為A=2cmT=0.8s故A錯誤；B．物體振動的周期故B錯誤；C．t=0.5s時，物體沿x軸負方向運動，故C錯誤；D．0.4～0.6，物體由平衡位置向x軸負方向運動，位移增大，由?a=m可知加速度在增大，故D正確。故選D。6.【答案】D【詳解】A．由圖可知波長為4m，故A錯誤；BC．根據簡諧運動表達式可知周期為T===則波速為4v===10m/sT0.4故B、CD．在t=0P向y軸正方向運動，由波形平移法可知，波沿x軸正方向傳播，故D正確。故選D。7.【答案】D【詳解】A．根據電磁驅動原理，圖甲中，搖動手柄使磁鐵轉動，鋁框會同向轉動，故A錯誤；B．圖乙是真空冶煉爐，當爐外線圈通入高頻交流電時，鐵塊中產生渦流，鐵塊中產生大量熱量，從而冶煉金屬，真空冶煉爐不可以接高電壓的恒定電流，故B錯誤；C．當轉動銅盤時，導致銅盤切割磁感線，從而產生感應電流，出現安培力，由楞次定律可知，產生的安培力將阻礙銅盤切割磁感線運動，則銅盤轉動將變慢，故C錯誤；D．圖丁是微安表的表頭，在運輸時要把兩個正、負接線柱用導線連在一起，可以減小電表指針擺動角度，這是為了保護電表指針，利用了電磁阻尼的原理，故D正確。故選D。8.【答案】D【詳解】AB．當開關S由斷開變?yōu)殚]合時，電源的電壓同時加到兩燈上，A和B同時亮，隨著線圈中電流的增大，由于線圈的電阻幾乎為，分流作用增大，B逐漸被短路直到熄滅，電路總電阻減小，總電流增大，A變得更亮，故AB錯誤；CD．當開關S由閉合變?yōu)閿嚅_時，線圈阻礙電流的減小，產生感應電動勢，B與線圈構成閉合回路，開關斷開前通過線圈的電流大于B的電流，故A立即熄滅，B閃亮一下后熄滅，故C錯誤，D正確。故選D。9.【答案】AV【詳解】AB．變壓器的輸入電壓基本保持不變，變壓器匝數比不變，則變壓器副線圈兩端電壓不變；2AV3用電高峰時，R的值會減小，增大，輸電線損失的電壓增大，則減小，故A正確，B錯誤；2VA增大；根據變壓器原副2CD．變壓器副線圈兩端電壓不變，用電高峰時R的值減小，由歐姆定律知2A1線圈電流關系知，也增大，故C、D錯誤。故選A。10.【答案】C【詳解】A．當P移至最左端時，AK極間的電壓為零，光電管、電流表組成閉合電路，發(fā)生光電效應時，逸出的光電子具有初動能，會有光電流產生，電流表示數不為零，故A錯誤；B．電壓表示數增大，電流增大，當電壓達到一定值時，電流達到飽和光電流，電流表示數不再增大，故B錯誤；C．氫原子從n能級躍遷到n能級，由高能級向低能級躍遷，釋放出能量，放出光子，故C正確；D．從n=5能級躍遷到n能級，釋放的能量為E=E?E=?0.54eV?(?=0.97eV<2.30eV53所以產生的光不能讓圖甲中的K極金屬發(fā)生光電效應，故D錯誤。故選C。【答案】Dl【詳解】在內，線框在磁場之外，感應電流為，安培力為；vll在-內，由右手定則可得出感應電流的方向為逆時針的方向，維持線框以恒定速度v沿x軸運動，所vv以感應電動勢和電流不變，根據左手定則得出安培力的方向x軸的負方向，安培力大小為B2lv2F=Rll在在-內，線框全部進入磁場，穿過線圈的磁通量不變，感應電流為0。安培力為0；vvll-內，線框左邊切割磁感線，由右手定則可得出感應電流的方向為順時針的方向，維持線框以恒定vv速度v沿x軸運動，所以感應電動勢和電流不變，根據左手定則得出安培力的方向x軸的負方向，大小為B2lv2F=R則圖像如圖故選D。12.【答案】C【詳解】A．由題可知，小蘋果通過托盤秤時，R2兩端的電壓較小，則根據閉合電路的歐姆定律有E=IR＋I(R＋r)1并可知壓力越小R應該越大，則I越小，R兩端的電壓較小，故A錯誤；12BCD．根據閉合電路的歐姆定律有E=I(R1＋r)＋IR并當適當減小R的阻值，則R減小，如果R不變的情況下I增大，此時R兩端的電壓比沒有減小R時的2122并電壓小，則分揀出的最小蘋果比m0還要大；若只增大電路中電源的電動勢，同理也會讓I增大，此時R2兩端的電壓比沒有增大電路中電源的電動勢的電壓大，則可分揀出的最小蘋果比m0還要小，故C正確、BD錯誤。故選C。13.【答案】B【詳解】A．甲、乙兩人靜止在水平冰面上，重力勢能一定，開始動能為0，甲推乙后，兩者動能增大，即甲推乙的過程中，甲和乙的機械能增大，A錯誤；B．甲推乙過程，由于兩人之間的相互作用力遠大于地面的摩擦力，則有mv?mv=0甲甲乙乙由于甲的質量小于乙的質量，則有甲m乙兩人與冰面間的動摩擦因數相同，即減速過程的加速度大小相等，可知乙停止運動前任意時刻，甲的速度總是大于乙的速度，B正確；C．減速過程中，根據11W=0?mv=0?002f22根據上述，兩人互推過程，動量大小相等，甲的速度大于乙的速度，則地面摩擦力對甲做的功大于對乙做的功，C錯誤；D．根據If=0?0根據上述，兩人互推過程，動量大小相等，則減速過程中，地面摩擦力對甲的沖量大小等于對乙的沖量，D錯誤。故選B。14.【答案】C【詳解】AB．小球從B運動到C過程中，一開始彈力小于重力，加速度方向向下，小球做加速度減小的加速運動；當彈力等于重力時，加速度為0，速度最大；之后彈力大于重力，加速度方向向上，小球做加x?tx?t圖像的切線斜率應先增大后減小，速度增大的減速運動，根據圖像的切線斜率表示速度，可知故AB錯誤；gCD．小球在剛接觸B點時，加速度為重力加速度，小球做簡諧運動，根據對稱性可知，小球向下運動gB到相對于平衡位置對稱的B點時，小球的加速度大小為，方向向上，此時小球具有與點相同的速g度，小球繼續(xù)向下運動，可知小球在最低點C時的加速度大小大于重力加速度，故C正確，D錯誤。故選C。第II部分（非選擇題共58分）二、填空題:（本題共2小題，每空2分，共18分）15.【答案】①.17.6②.AB##BA③.AB##BA④.1.40~1.60）[]游標卡尺的主尺讀數為17mm，游標讀數為6=0.6mm擺球直徑為d=17mm+0.6mm=17.6mm（2）2]A．單擺測重力加速度實驗中，采用測量擺球完成或次全振動所用的時間，屬于通過累積的方法將微小量轉換成較大的量再進行測量，以減小所測時間的誤差，故A正確；B．雙縫干涉測光的波長實驗中，采用測量N個條紋的間距來獲得條紋間距，屬于通過累積的方法將微小量轉換成較大的量再進行測量，以減小所測間距的誤差，故B正確；C．驗證動量守恒定律實驗中，采用測量小球平拋的水平距離來獲得小球碰撞前后的動量關系，通過時間相等，即可獲得水平距離與速度的關系，故C錯誤；D．探究變壓器原副線圈電壓與匝數的關系實驗采用控制變量法，為便于研究，先保持原線圈匝數和電壓不變，改變副線圈匝數，探究副線圈上電壓與匝數的關系，故D錯誤。故選AB。（3）3]A．為減小實驗誤差，大頭針A、B及、D之間的距離應適當大些，這樣由于相同視覺距離誤差，引起的角度誤差小些，故A正確；B．眼睛在另一側透過玻璃磚看兩個大頭針，使B把A擋住。如果在眼睛這一側再插第三個大頭針C，使它把AB擋住，插第四個大頭針D，使它把ABC擋住，那么大頭針CD就確定了從玻璃磚射出的光線，故B正確；C．為了保護入射界面，實驗中不可以用玻璃磚代替尺子畫線，故C錯誤。故選AB。[]選取小方格的邊長為一個單位長度，則4.2sin1=0.810.5232+4.22.02sin2=2.02+3.32故折射率為sin10.81sin20.52n==1.56考慮到估讀，折射率范圍為1.40~1.60。dmm2t21=1+16.【答案】①.升高②.③.窄④.⑤.11t3）①[1]輕推放在導軌上的滑塊使它從右向左運動，發(fā)現滑塊通過光電門2的時間大于通過光電門1的時間說明滑塊運動速度減小，說明導軌右邊低，為使導軌水平，可調節(jié)旋鈕Q使軌道右端升高一些。②[2]滑塊經過光電門的瞬時速度近似等于平均速度，滑塊A通過光電門1時的速度大小為d1=1[3]由于將經過光電門的瞬時速度近似等于平均速度，為減小實驗誤差，應選擇寬度適當窄一點的擋光條。[4]同理可得碰撞后滑塊B通過光電門2時的速度大小為d2=3=t2滑塊A通過光電門2時的速度大小為dt3取向左為正方向，若要驗證動量守恒定律，需滿足mv=mv+mv112231代入得mm2t21=1+1t3mAm，小球A釋放時到最低點的高度，B與A碰撞后分別上Bh（2）[5]用天平測量小球A、B的質量、1h2h。小球A從釋放時到最低點由動能定理有3升的高度、1mgh=mv21A1A2得1=21同理可得碰撞后小球B和小球A的速度為2=223=23若要驗證動量守恒定律，需驗證的表達式為代入速度得mv=mv+mvA3A1B2A1=B2+A3三、計算論證題（本題共5小題，共40分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位）17.1）2m/