2023-2024學(xué)年北京十二中高二（下）期末物理試卷（含答案）

第=page11頁(yè)，共=sectionpages11頁(yè)2023-2024學(xué)年北京十二中高二（下）期末物理試卷一、選擇題：本大題共15小題，共60分。1.下列物理量屬于矢量，且其單位用國(guó)際單位制基本單位表示正確的是(

)A.力：N B.磁通量：kg?m2/A?s2

2.下列說(shuō)法正確的是(

)A.在恒力作用下，物體可能做速率先減小后增大的曲線運(yùn)動(dòng)

B.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體其加速度的大小不一定改變，但方向一定時(shí)刻改變

C.在足球運(yùn)動(dòng)中，若要研究形成香蕉球的原因時(shí)，可以將足球看成質(zhì)點(diǎn)

D.羽毛球被扣殺后，飛入對(duì)方場(chǎng)地的過(guò)程中受重力、空氣阻力和球拍的作用力3.關(guān)于靜電屏蔽，下列說(shuō)法不正確的是(

)

A.圖甲中建筑物頂端的避雷針必須通過(guò)導(dǎo)線與大地保持良好接觸

B.圖乙中，為了實(shí)現(xiàn)屏蔽作用，金屬網(wǎng)必須與大地保持良好接觸

C.圖丙中三條高壓輸電線上方的兩條導(dǎo)線與大地相連，可把高壓線屏蔽起來(lái)，免遭雷擊

D.圖丁中帶電作業(yè)工人穿著含金屬絲織物制成的工作服，是為了屏蔽高壓線周?chē)碾妶?chǎng)4.根據(jù)近代物理知識(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(

)A.鈾核裂變的核反應(yīng)方程為?92235U→56141Ba+365.宇宙間存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng)，其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的星體位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，三角形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，忽略其他星體對(duì)它們的引力作用，三星在同一平面內(nèi)繞三角形中心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，引力常量為G，下列說(shuō)法正確的是(

)

A.每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為GmL3

B.每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度大小與三星的質(zhì)量無(wú)關(guān)

C.若距離L和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則周期變?yōu)樵瓉?lái)的2倍

D.若距離L和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉?lái)的26.利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，一塊長(zhǎng)為a，寬為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電微粒是電荷量為e的自由電子，通入圖示方向的電流時(shí)，電子的定向移動(dòng)速度為v，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下時(shí)，前后兩表面會(huì)形成電勢(shì)差U，下列說(shuō)法中正確的是(

)A.前表面的電勢(shì)比后表面的低 B.前、后表面間的電壓U與v無(wú)關(guān)

C.前、后表面間的電壓U與c成正比 D.自由電子受到的洛倫茲力大小為eU7.一列沿x軸正向傳播的簡(jiǎn)諧波，t=0時(shí)刻的波形如圖所示，t=10s時(shí)d質(zhì)點(diǎn)第一次位于波峰位置，下列說(shuō)法正確的是(

)A.波上各質(zhì)點(diǎn)的起振方向向上

B.波的傳播速度大小為2m/s

C.0～7s內(nèi)a、b兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路程均為0.7m

D.d質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為y8.2022年11月，我國(guó)獨(dú)立自主研制的全球單機(jī)容量最大的16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組在福建下線。如圖每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成圓面，當(dāng)?shù)仫L(fēng)向可視為與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的圓面垂直，發(fā)電機(jī)將此圓面內(nèi)氣流動(dòng)能轉(zhuǎn)化為輸出電能的效率η=20%。風(fēng)速在8～15m/s范圍內(nèi)，η可視為不變。設(shè)風(fēng)通過(guò)葉片后速度減為零。已知風(fēng)速v=10m/s時(shí)每臺(tái)發(fā)電機(jī)輸出電功率為6000kW，空氣的密度為ρ=1.2kg/m3，則(

)A.該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率與風(fēng)速成正比

B.每秒鐘流過(guò)面積S的氣流動(dòng)能12ρSv2

C.每臺(tái)發(fā)電機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)形成的圓面面積約為5×1049.某科研設(shè)備中的電子偏轉(zhuǎn)裝置由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空，結(jié)構(gòu)原理圖如圖所示。如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′和YY′之間都沒(méi)有加電壓，電子束從電子槍射出后沿直線運(yùn)動(dòng)，打在熒光屏中心，產(chǎn)生一個(gè)亮斑。如果電子槍中正負(fù)接線柱之間電壓為10U，XX′板間加恒定電壓U，XX′電極的長(zhǎng)度為l、間距為d，YY′板間不加電壓。已知電子質(zhì)量為m，電荷量大小為e，電子從燈絲逸出的初速度不計(jì)。則電子(

)A.在XX′極板間的加速度大小為eUm

B.打在熒光屏?xí)r，動(dòng)能大小為11eU

C.打在熒光屏?xí)r，其速度方向與中軸線連線夾角α的正切tanα=l20d

D.10.如圖所示，傾角為30°的斜面上用鉸鏈連接一輕桿a，輕桿a頂端固定一質(zhì)量為m的小球(體積可不計(jì))，輕繩b跨過(guò)斜面頂端的光滑小定滑輪，一端固定在球上，一端用手拉著，保持小球靜讓?zhuān)跏紩r(shí)輕繩b在滑輪左側(cè)的部分水平，桿與斜面垂直，緩慢放繩至輕桿水平的過(guò)程中，斜面始終靜止，滑輪右側(cè)的繩與豎直方向夾角始終不變，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是(

)A.初始時(shí)輕繩上的拉力大小為32mg B.地面對(duì)斜面的摩擦力始終向左且增大

C.鉸鏈對(duì)輕桿的支持力一直減小11.一起重裝置把靜置于地面上的重物豎直向上提升的過(guò)程中，功率隨時(shí)間變化的P?t圖像如圖所示。在t=1s時(shí)，重物上升的速度達(dá)到最大速度的一半，在t=3s時(shí)，達(dá)到最大速度vm=20m/s。在t=6s時(shí)，重物再次勻速上升，取g=10m/s2A.重物的質(zhì)量為4kg

B.在t=1s時(shí)，重物加速度大小a=20m/s2

C.0～6s時(shí)間內(nèi)，重物上升的高度?=85m

D.在12.如圖甲所示，驅(qū)動(dòng)線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)S與電源連接，發(fā)射線圈放在絕緣且內(nèi)壁光滑的發(fā)射導(dǎo)管內(nèi)。閉合開(kāi)關(guān)S后，在0～t0內(nèi)驅(qū)動(dòng)線圈的電流i隨時(shí)間t的變化如圖乙所示。在這段時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是(

)

A.發(fā)射線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)水平向左 B.t=t0時(shí)驅(qū)動(dòng)線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)最大

C.t=0時(shí)發(fā)射線圈具有的加速度最大 D.13.某透明均勻介質(zhì)的截面如圖所示，直角三角形的直角邊BC與半圓形直徑重合，∠ACB=30°，半圓形的半徑為R。一束橙光從E點(diǎn)射入介質(zhì)，其延長(zhǎng)線過(guò)半圓形的圓心O點(diǎn)，且E、O兩點(diǎn)距離為R，此時(shí)的折射角θ2=30°(光在真空中的傳播速度用c表示)。則下列說(shuō)法正確的是(

)A.該光在介質(zhì)中的傳播時(shí)間3Rc

B.該光在介質(zhì)中的折射率是233

C.14.下列敘述中正確的是(

)A.普朗克通過(guò)對(duì)黑體輻射的研究，提出能量子的概念

B.德布羅意運(yùn)用類(lèi)比、對(duì)稱(chēng)的思想，提出了物質(zhì)波的概念

C.奧斯特第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，并提出了分子電流假說(shuō)

D.新冠肺炎診斷中，要用X光掃描肺部，是因?yàn)樵陔姶挪ㄖ蠿光的穿透能力強(qiáng)15.氫原子能級(jí)如圖甲所示。一群處于n=4能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)能發(fā)出多種頻率的光，分別用這些頻率的光照射圖乙電路的陰極K，只能得到3條電流隨電壓變化的圖線，如圖丙所示。下列說(shuō)法正確的是(

)

A.a光與b光能發(fā)生干涉

B.a光最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

C.丙圖中M點(diǎn)的數(shù)值為?6.34

D.若丙圖中c光的飽和光電流為I=3.2μA，則1s內(nèi)最少有2×1016.利用圖甲裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。

將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開(kāi)始自由下落，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。

(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是______。

A.必須用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間

B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)連接直流電源

C.一定要測(cè)量重物的質(zhì)量

D.應(yīng)選擇質(zhì)量較大、體積較小的重物

(2)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，重物的質(zhì)量為m=1.00kg。某同學(xué)進(jìn)行正確測(cè)量后挑選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析，如圖乙所示，其中O點(diǎn)為起始點(diǎn)，A、B、C、D、E、F為連續(xù)的六個(gè)點(diǎn)，根據(jù)紙帶上的測(cè)量數(shù)據(jù)，可得出打B點(diǎn)時(shí)重物的速度為_(kāi)_____m/s，從O點(diǎn)下落到B的過(guò)程重物重力勢(shì)能的減少量為_(kāi)_____J。(結(jié)果均取3位有效數(shù)字)

(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)重物增加的動(dòng)能總是稍小于重物減小的重力勢(shì)能，可能的原因是______。17.某同學(xué)為測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了圖甲所示的電路。其中定值電阻阻值為R0、電流表內(nèi)阻可忽略不計(jì)。由于一時(shí)沒(méi)有找到適合的滑動(dòng)變阻器，于是選擇用一根均勻電阻絲代替(電阻絲總阻值大于R0，并配有可在電阻絲上移動(dòng)的金屬夾P，金屬夾P的電阻可忽略)。

(1)根據(jù)圖甲完成圖乙中實(shí)物連線。

(2)用歐姆表測(cè)量電阻絲的總電阻，先將選擇開(kāi)關(guān)旋至“×10”擋，紅、黑表筆短接調(diào)零后進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)歐姆表指針偏角太大，則應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)旋至______(選填“×1”或“×100”)擋并重新進(jìn)行______。最終正確測(cè)量出電阻絲的總電阻為R。

(3)用游標(biāo)卡尺測(cè)量電阻絲的總長(zhǎng)度L，示數(shù)如圖丙所示，則L=______mm。

(4)實(shí)驗(yàn)前，將P移到金屬絲______位置(選填“a”或“c”)，合上開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)金屬夾的位置，依次測(cè)量出接入電路中的電阻絲長(zhǎng)度x和電流表示數(shù)I，該小組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪1I?x函數(shù)圖像如圖丁所示，圖線斜率為k，與縱軸截距為b，該電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻可表示為E=______，r=______。(用R0、R、k、b、L表示)18.某同學(xué)利用如圖(a)裝置做“探究彈簧彈力大小與其長(zhǎng)度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。

①實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)，下列操作規(guī)范的是______(多選)。

A.懸吊鉤碼時(shí)，應(yīng)在鉤碼靜止后再讀數(shù)

B.實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)該先把彈簧水平放置測(cè)量其原長(zhǎng)

C.隨意增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重

D.逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重

②他通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如圖(b)所示的彈力大小F與彈簧長(zhǎng)度L的關(guān)系圖線。由此圖線可得該彈簧的原長(zhǎng)為_(kāi)_____cm；勁度系數(shù)k=______N/m。19.如圖所示，為某校開(kāi)展的科技節(jié)一參賽小組制作的“水火箭”，其主體是一個(gè)容積為2.5L的飲料瓶，現(xiàn)裝入1L體積的水，再倒放安裝在發(fā)射架上，用打氣筒通過(guò)軟管向箭體內(nèi)充氣，打氣筒每次能將300mL、壓強(qiáng)為p0的外界空氣壓入瓶?jī)?nèi)，當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到4p0時(shí)，火箭可發(fā)射升空。已知大氣壓強(qiáng)為p0=1.0×105Pa，整個(gè)裝置氣密性良好，忽略飲料瓶體積的變化和飲料瓶?jī)?nèi)、外空氣溫度的變化，求：

(1)為了使“水火箭”能夠發(fā)射，該小組成員需要打氣的次數(shù)；

(2)“水火箭”發(fā)射過(guò)程中，當(dāng)水剛好全部被噴出前瞬間，瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)的大小；

20.某一學(xué)校在科技節(jié)一團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)如圖的一彈射玩具，由一處于自然狀態(tài)輕質(zhì)彈簧一端固定在傾角為θ=37°的固定直軌道AC的底端A處，另一端位于直軌道上B處，直軌道與一半徑為b的一段光滑圓弧軌道相切于C點(diǎn)，CB=5b，A、B、C、D均在同一豎直面內(nèi)。游戲時(shí)，視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的小物塊P自C點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，最低到達(dá)E點(diǎn)(未畫(huà)出)，隨后小物塊P沿軌道被彈回，最高到達(dá)F，BF=2b。已知P與直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25(取sin37°=0.6，cos37°=0.8)；

(1)求P運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能；

(2)若把物塊P的質(zhì)量改為m′=m3，再將P推至E點(diǎn)，從靜止開(kāi)始釋放，求P經(jīng)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大?。?/p>

(3)現(xiàn)改變彈簧固定位置，調(diào)整合適的彈射方向。試分析能否將物塊P從F點(diǎn)彈離裝置后從D點(diǎn)水平向右進(jìn)入軌道做圓周運(yùn)動(dòng)。21.如圖所示，水平金屬圓環(huán)由沿半徑方向的金屬桿連接，外環(huán)和內(nèi)環(huán)的半徑分別是R1=0.2m，R2=0.1m。兩環(huán)通過(guò)電刷分別與間距L=0.2m的平行光滑水平金屬軌道PM和P′M′相連，MM′右側(cè)是水平絕緣導(dǎo)軌，并由一小段圓弧平滑連接傾角θ=30°的等距金屬導(dǎo)軌，下方連接阻值R=0.2Ω的電阻。水平導(dǎo)軌接有理想電容器，電容C=1F。導(dǎo)體棒ab、cd，垂直靜止放置于MM′兩側(cè)，質(zhì)量分別為m1=0.1kg，m2=0.2kg，電阻均為r=0.1Ω。ab放置位置與MM′距離足夠長(zhǎng)，所有導(dǎo)軌均光滑，除已知電阻外，其余電阻均不計(jì)。整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，忽略磁場(chǎng)對(duì)電容器的影響。圓環(huán)處的金屬桿做順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω=20rad/s。求：

(1)S擲向1，穩(wěn)定后電容器所帶電荷量的大小q；

(2)在題(1)的基礎(chǔ)上，再將S擲向2，導(dǎo)體棒ab到達(dá)MM′的速度大小；

(3)ab與cd棒發(fā)生彈性碰撞后，cd棒由水平導(dǎo)軌進(jìn)入斜面忽略能量損失，沿斜面下滑12m距離后，速度達(dá)到最大，求電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱22.現(xiàn)代科學(xué)研究中經(jīng)常利用電場(chǎng)、磁場(chǎng)來(lái)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。在空間坐標(biāo)系O?xyz中存在如圖所示的電磁場(chǎng)，在xOz平面內(nèi)，圓心O1的位置坐標(biāo)為(0,R)，半徑為R，圓內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1；在其左側(cè)有一離子源E飄出質(zhì)量為m、電荷量為q、初速度為0的一束正離子，這束離子經(jīng)電勢(shì)差U=mv022q的電場(chǎng)加速后，從小孔F(點(diǎn)F與O1等高)沿著x軸正方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域B1，離子恰好從點(diǎn)O離開(kāi)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2。豎直放置的長(zhǎng)方形離子收集板MNPQ與xOz面相距R，邊MQ足夠長(zhǎng)與x軸方向平行且與y軸交于點(diǎn)T，寬MN為2R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2只局限于收集板正前方的空間區(qū)域，磁場(chǎng)方向與xOy所在平面平行且與x軸正方向的夾角大小為θ，調(diào)節(jié)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2大小，使帶正電離子偏轉(zhuǎn)后能打到收集板上被吸收。不考慮離子重力和離子間的相互作用(已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，cos76°=0.25)

(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1大?。?/p>

(2)若角度θ=0，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B2大小的范圍；

(3)若角度θ=37°，磁感應(yīng)強(qiáng)度B

參考答案1.D

2.AB

3.B

4.D

5.C

6.D

7.C

8.C

9.C

10.B

11.C

12.A

13.D

14.ABD

15.CD

16.D

1.84

1.74

存在摩擦阻力的影響

17.×1

歐姆調(diào)零

102.30

c

RkL

bR18.AD

4

50

19.解：(1)每次打氣的體積ΔV=300mL=0.3L，設(shè)至少需要打n次氣，打氣前箭體內(nèi)空氣體積為V0=2.5L?1L=1.5L，打氣后的壓強(qiáng)p=4p0

根據(jù)玻意耳定律可得p0(V0+nΔV)=pV0

解得n=15(次)

(2)小組成員對(duì)“水火箭”加壓到發(fā)射，在水剛好全部被噴出時(shí)氣體的體積為V=2.5L

設(shè)當(dāng)水剛好全部被噴出前瞬間，瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)的大小p1

根據(jù)玻意耳定律可得4p0V0=p1V

解得p1=4p0V0V=4×1.0×105×1.52.5Pa=2.4×105Pa

(3)氣體對(duì)外做功W=?pΔV=?320.解：(1)設(shè)B到E的距離為x，P運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep。

P從C到E的過(guò)程，由動(dòng)能定理有

W彈BE+mgsinθ(x+5b)?μmgcosθ(x+5b)=0

又W彈BE=?Ep

P從E到F的過(guò)程，由動(dòng)能定理有

W彈BE′?mgsinθ(x+2b)?μmgcosθ(x+2b)=0

又W彈BE′=Ep

聯(lián)立解得：x=b，Ep=2.4mgb

(2)從E到D的過(guò)程，由動(dòng)能定理有

12m′vD2=Ep?m′gsinθ(5b+x)?μm′gcosθ(5b+x)?m′g(b+bcosθ)

解得：vD=1.2bg=1530bg

在D點(diǎn)，對(duì)物塊，由牛頓第二定律有

m′g+FD=m′vD2R

解得：FD=115mg

由牛頓第三定律，P經(jīng)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為115mg。

(3)F到D點(diǎn)斜拋看成D到F的平拋運(yùn)動(dòng)逆過(guò)程，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律

y=121.解：(1)金屬桿順時(shí)針切割磁感線的有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)=R2?R1，切割的速度為v=ω?R1+R22，根據(jù)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)E=BLv可知，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為：E=B(R2?R1)ω(R2+R1)2

電容器充電穩(wěn)定時(shí)：q=CE

代入數(shù)據(jù)解得：q=0.3C

(2)MM′右側(cè)是水平絕緣導(dǎo)軌，將S擲向2后，ab棒與電容器組成電路，