湖北省五市州2023-2024學(xué)年高二年級下冊期末聯(lián)考物理試卷（含解析）

2023-2024學(xué)年湖北省五市州高二（下）期末聯(lián)考物理試卷

一、單選題：本大題共7小題，共28分。

1.宇宙射線進入地球大氣層時，同大氣作用產(chǎn)生中子，中子撞擊大氣中的氮引發(fā)核反應(yīng)產(chǎn)生碳14,核反應(yīng)

方程為+1C+X。原子核X為（）

A._°eB.°eC.；HD.；H

2.我國國家航天局發(fā)布了首顆太陽探測衛(wèi)星“羲和號”的探日成果，實現(xiàn)了國際首次在軌獲取太陽笈〃譜

線精細結(jié)構(gòu)。8。是氫原子巴耳末系中頻率最小的譜線，其對應(yīng)的能級躍遷過程為（）

1--------------------------------13.6

A.從〃=co躍遷到〃=2B.從〃=5躍遷至!!"=2

C.從〃=4躍遷到〃=2D.從〃=3躍遷到〃=2

3.如圖所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為10:1,原線圈接在電壓為220V的正弦交流電源上，副

線圈中接有阻值為R=22Q的電阻，下列說法正確的是（）

A.原線圈回路中的電流為10AB.副線圈回路中的電流為1A

C.副線圈的輸出功率為2200WD.副線圈回路中的電阻上的電壓為20V

4.公園噴泉的水池底部安裝有彩燈，五彩繽紛。在足夠大的水池底部有一點光源S,到水面距離為人水

面上有光射出的區(qū)域是一個半徑為r的圓面，如圖所示，則水的折射率為（）

空氣

水

S

h

A.B.

h

5.如圖所示，單匝矩形線圈Med的一半處于勻強磁場中，線圈對稱軸線與磁場邊界重合，線圈按圖

示方向勻速轉(zhuǎn)動，，=0時刻線圈平面與磁場方向垂直，規(guī)定沿de6a方向為電流正方向，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流

隨時間變化的圖像正確的是（）

6.如圖所示，質(zhì)量為加、長為/的直導(dǎo)體棒用兩絕緣細線懸掛于0、0',并處于豎直方向的勻強磁場中。

當導(dǎo)體棒中通以如圖所示的電流/，導(dǎo)體棒保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為30。，現(xiàn)通過改變磁感應(yīng)強

度的大小，使懸線與豎直方向的夾角從30。緩慢變?yōu)?0。。在這一過程中，下列說法正確的是（）

A.磁場方向豎直向上B.懸線拉力逐漸減小

C.磁感應(yīng)強度大小變?yōu)樵瓉淼?倍D.磁感應(yīng)強度大小變?yōu)樵瓉淼陌俦?/p>

7.霍爾傳感器被廣泛應(yīng)用于汽車中的發(fā)動機控制、自動變速器控制、車輛穩(wěn)定性控制、照明控制等領(lǐng)域。

如圖所示，長為°、寬為6、高為c,載流子為電子的金屬霍爾元件，從左向右通過元件的恒定電流為/,垂

直前后表面向后的磁感應(yīng)強度大小為3。下列說法正確的是（）

A.元件上表面的電勢高于下表面的電勢

B.僅增大霍爾元件的高c,上、下表面的電勢差不變

C.僅增大霍爾元件的寬6,上、下表面的電勢差不變

D.其他條件一定時，磁感應(yīng)強度越大，上下表面的電勢差越小

二、多選題：本大題共3小題，共18分。

8.圖甲為某簡諧機械橫波在，=0的波形圖，圖乙為平衡位置為x=2m處質(zhì)點的振動圖像。下列說法正確

的是（）

A.該波沿x軸正方向傳播B.該波的波速為lm/s

C.經(jīng)過6s波上任意質(zhì)點隨波遷移6mD.，=Is時x=1m處質(zhì)點受回復(fù)力最大

9.石英晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定性極高，常被用作通信系統(tǒng)和無線電設(shè)備的參考頻率源，其工作原理與圖示

的ZC振蕩電路基本相同。若開始時開關(guān)斷開，電容器充有一定電荷量，閉合開關(guān)即形成振蕩電流，則下列

說法正確的是（）

A.閉合開關(guān)瞬間，電路中電流最大

B.振蕩回路發(fā)出的電磁波頻率與振蕩頻率不同

C.振蕩周期與電容器所帶電荷量無關(guān)

D.電容器放電完畢瞬間，線圈中磁場能最大

10.如圖所示，光滑圓環(huán)水平放置并固定，a、b、c為圓環(huán)上的三等分點，圓環(huán)內(nèi)有質(zhì)量為加人和用B的小

球A和B（mA>mB）o初始時小球A以初速度％沿圓環(huán)切線方向運動，與靜止的小球B在a點發(fā)生碰撞,

兩小球始終在圓環(huán)內(nèi)運動。若小球A與B之間為彈性碰撞，且所有的碰撞位置剛好位于°、6、c點，則小

球的質(zhì)量比建可能為（）

機B

三、實驗題：本大題共2小題，共18分。

11.如圖1為雙縫干涉的實驗裝置，將雙縫干預(yù)儀按要求安裝在光具座上，已知雙縫與屏的距離為乙雙縫

間距為do

叼讀數(shù)

圖1圖2圖3

（1）調(diào)理儀器使分劃板的中心刻度瞄準一條亮條紋的中心：

A.示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為玉=mm。移著手輪至另一條亮條紋的中心;

B.讀出其讀數(shù)為》2。

（2）寫出計算波長的表達式幾=（用再、x2>L、d表示）。

（3）若將濾光片由綠色換成紅色，其余條件不變，則屏上干預(yù)條紋的間距將。（填“增大”“減小”

或“不變”）

12.某物理學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，測定重力加速度，驗證動量守恒定律。

（2）桌上不放2球，用手將/球拉開一個小角度后釋放，小球過最低點開始計時并計數(shù)為0,直到小球第

〃次通過最低點測得所用時間為3則單擺的周期7=,利用單擺的周期公式求得重力加速度8=

o（用￡、"、/表不）

（3）用天平測出A、B兩球的質(zhì)量機人、wB,將小球B放在水平桌面邊緣，把A球向左拉開角度。后釋

放，碰撞后A向左擺起的最大角度為a。小球B落在水平地面P點，測出桌面邊緣離地的高度為肌

OP=xo計算出A球碰前的速度大小為%,碰后的速度大小為么，B球碰后的速度大小為冷，貝I：

①%=、vA=、vB=；（用g、x、h、L、0、a表不）

m

②若滿足關(guān)系式（用機A、B'Vo、"A、"B表示），則A、B兩球碰撞過程中動量守恒。

四、計算題：本大題共3小題，共36分。

13.如圖所示，在豎直放置、開口向上的圓柱形絕熱容器內(nèi)用質(zhì)量分別為機、2m的絕熱活塞a、b密封兩

段理想氣體A、B,活塞橫截面積為S,均能無摩擦地滑動。初始時容器內(nèi)氣體A、B的溫度為27℃,氣柱

的高度分別為工和2￡?，F(xiàn)通過電熱絲加熱氣體B,使B氣體溫度緩慢升高至127℃。大氣壓強恒為4,汽

缸足夠長，重力加速度大小為g。求：

（1）初始狀態(tài)下A、B兩部分氣體的壓強PA、PB；

（2）B氣體升溫至127℃的過程中，a活塞上升的距離展

14.如圖所示，邊長為上的等邊三角形。相區(qū)域外分布范圍足夠大的勻強磁場，磁場方向垂直平面向

里，磁感應(yīng)強度大小8未知。尸、0為的邊界的三等分點，M、N是ac邊界的三等分點。帶負電的甲、乙

兩粒子在"c平面內(nèi)從a點同時垂直磁場方向入射，已知甲、乙粒子入射速度大小相同均為%,甲粒子沿ca

方向射入磁場，恰能從0點第一次進入三角形Me區(qū)域，乙粒子沿垂直ca方向射入磁場，恰能從尸點第一

次進入三角形區(qū)域，不計帶電粒子重力及粒子間的相互作用力。求：

(1)甲、乙粒子在磁場中圓周運動的軌道半徑今、々；

(2)甲、乙粒子在磁場中圓周運動的周期7］、T］；

(3)甲、乙粒子第一次運動至N點的時間爆、t乙。

XXXXXX

6

、B

XXX/X\XX

%'、

XXXXX

I『P'、

xxRxxx\x

“a2

XXXXXX

15.如圖所示，傾角為30°、絕緣、光滑、無限長的斜面上相距為人的水平虛線MN、P0間有垂直斜面向

上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為2,“日”字形閉合導(dǎo)體線框沿斜面放置，斜邊平行于尸0邊，線框?qū)挶?/p>

為L,〃到的距離為二，將金屬框由靜止釋放，cd邊和歹邊都恰好勻速通過磁場。己知H、4、4■邊

的電阻分別為R、R、3R,其它部分電阻不計，運動中線框平面始終與磁場垂直，成邊始終平行尸。，不計

空氣阻力，重力加速度大小為g。求：

(1)cd邊和y邊通過磁場的速度大小之比；

(2)cd邊剛進入磁場到葉■邊剛離開磁場的過程，重力的沖量大?。?/p>

(3)整個線框穿過磁場過程中，成段電阻中產(chǎn)生的焦耳熱。

答案和解析

1.【答案】C

【解析】解：設(shè)原子核的質(zhì)量數(shù)為質(zhì)量數(shù)為N,根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知，14+1=14+河；根據(jù)電荷數(shù)

守恒可得，7+0=6+N

解得：〃=1,N=l,故X為質(zhì)子;H,故C正確，ABD錯誤。

故選：Co

已知核反應(yīng)方程，根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒列式即可確定X的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)。

解決本題的關(guān)鍵理解核反應(yīng)方程中的質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒規(guī)律的應(yīng)用。

2.【答案】D

【解析】是氫原子巴耳末系中波長最長的譜線，根據(jù)丫=二可知%是氫原子巴耳末系中頻率最小的譜

U4CC

線，根據(jù)氫原子的能級圖，利用玻爾理論中的頻率條件后2可見能級差越小，頻率越低，波長越

長。故兒對應(yīng)的能級躍遷過程為從77=3躍遷到〃=2。

故選D。

3.【答案】B

【解析】【分析】

詳細解答和解答過程見【答案】

【解答】

D、由七=區(qū)，可知副線圈能量電壓U,=22V,故D錯誤;

U2〃2"

AB、副線圈電流I1=——=1A,故A錯誤，B正確；

2R

C、輸出功率尸=4/2=22W,故C錯誤。

故選B。

4.【答案】C

【解析】【分析】

詳細解答和解答過程見【答案】

【解答】

1rJ/+〃2

設(shè)臨界角為C,由sinC=—,而sinC=^^=,則〃-------,故選C。

〃J/+rr

故選C。

5.【答案】A

【解析】從f=0時刻開始經(jīng)過工，由楞次定律可知線圈內(nèi)電流為正方向，三?T時間內(nèi)，線圈內(nèi)電流為負

22

方向，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢表達式為

.S.BSco.

e=esincot=5—。sincot=------smcot

m22

感應(yīng)電流表達式為

.eBSa>..

z=—=------sincot=ITsincot

R2Rm

可知感應(yīng)電流為正弦交變電流。

故選Ao

6.【答案】C

【解析】A、由三力平衡結(jié)合左手定則可知心水平向右，則磁場方向豎直向下，故A錯誤；

B、夾角30°變?yōu)?0。，則由平衡條件7=」蟹可知拉力變大，故B錯誤；

cos。

CD、30°時a=mgtan30。，耳=￡=蟲鱉，60。時同理5=迫鱉，則"=3,故C正確，D

11

女IL3ILILBx

錯誤。

故選C。

7.【答案】B

【解析】由于載流子為電子，即負電荷，由左手定則可知上表面會聚集負電荷，則上表面電勢低于下表面，A

錯誤；

TJ[B

由電流微觀表達式/=,S=be,qvB=—q,可知。=----,則U與c無關(guān)，增大寬度b時，U

cnqb

減小，B越大時，。越大，B正確，CD錯誤。

故選B。

8.【答案】AB

【解析】解：A.由題圖乙看出，f=0時刻，X=2m處質(zhì)點沿y軸負方向運動。在甲圖上，由“上下坡”

法可知，這列波沿x軸正方向傳播，故A正確；

24

B.由甲圖知X=4m,由乙圖知T=4s,波速v=—=—m/s=lm/s,故B正確；

T4

C.質(zhì)點不會隨波遷移，故C錯誤；

D.f=1s時x=1m處質(zhì)點回到平衡位置，受到的回復(fù)力為0,故D錯誤。

故選：AB?

9.【答案】CD

【解析】A.由電磁振動規(guī)律可知，閉合開關(guān)瞬間電流最小，故A錯誤；

B.振動回路發(fā)出的電磁波頻率與振蕩頻率相同，故B錯誤；

CD.由振蕩周期公式7=2兀J無可知振蕩周期與電荷量無關(guān)。放電完畢瞬間回路電流最大，線圈中磁場

能最大，故CD正確。

故選CDo

10.【答案】AD

【解析】兩球碰后速度分別為"A、VB

根A%=%VA+7〃B"B'??AV0=~?mB^B

mm

TT辛一5/曰A~n2m.vn

聯(lián)“解得：vA=———-v0,vB=——

機A+加B機A+機B

因為所有的碰撞位置剛好位于等邊三角形的三個頂點，

①若第二次碰撞發(fā)生在圖中的b點，則從第一次碰撞到第二次碰撞之間，A、B通過的路程之比為

%=左=0/23…），區(qū)=幺，

xB4+3左xBvB

得：外=土過七，兩質(zhì)量均為正數(shù)，故左=0,即以=2

mB2-3kmB

對第二次碰撞，設(shè)A、B碰撞后速度大小分別為以、/，

機AVA+mBVB=mAVA+機B”B

121

-mAVA+-m

聯(lián)立解得vA=v0,vB=0,

故第三次碰撞發(fā)生在b點、第四次碰撞發(fā)生在C點，以此類推，滿足題意。

②若第二次碰撞發(fā)生在圖中的C點則從第一次碰撞到第二次碰撞之間，A、B通過的路程之比為

2+3左

(左=0,1,2,3…);

5+3左

所以也=2k,得：”5+3左

XBVB?Bl-3k

vyi

兩質(zhì)量均為正數(shù)，故左=0即q=5,

“%

根據(jù)①的分析可證%=%，5=0,滿足題意。

YYlYYI

綜上可知"=2或為=5。

加B加B

n.【答案】①11.2；②；③增大。

4Z

【解析】【解答】

①由圖乙所示可知，游標尺是10分度，其精確度為0.1mm；

游標卡尺讀數(shù)是主尺+游標尺，即示數(shù)為：llmm+2x0.1mm=11.2mm。

②根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Ax=-A,知4=4空=xj。

dL4Z

③將濾光片由綠色的換成紅色的，波長變長，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Ax='幾知條紋間距增大。

d

故答案為：①11.2；②"-一*）；③增大。

4L

【分析】

①游標卡尺主尺與游標尺示數(shù)之和是游標卡尺的示數(shù)。

②根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Ax，求出波長的表達式。

d

③根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Ax='/比較干涉條紋的間距變化。

d

本題考查實驗用雙縫干涉測光的波長，解決本題需要掌握游標卡尺的讀數(shù)方法，注意游標卡尺讀數(shù)，沒有

估計值，而螺旋測微器的讀數(shù)需估讀。同時掌握雙縫干涉條紋的間距公式Ax=34的應(yīng)用，注意綠光與紅

d

光的波長長短。

12.【答案】一子段J2g/（l-cos,

9)J2g/(1—cosa)x島mv=-mv+mv##

A0AABB

加A%+加A?A

【解析】（2）[1]則單擺的周期為

Et2t

nn

2

⑵根據(jù)單擺的周期公式

7

解得

n2TtiL

g=f

（3）①[3]根據(jù)機械能守恒定律得

能Ag"l-cos，）=:%v；

解得

%=，2g￡（l-cos。）

[4]根據(jù)機械能守恒定律得

MAg/（l-cosa）=:加A%

解得

VA=J2g/(1-cosa)

[5]根據(jù)平拋運動

,12

h=2gr

x=vBt

解得

②[6]根據(jù)動量守恒定律得

mAv0=-mAvA+mBvB

若滿足關(guān)系式加A%=-mAVA+mBVB'則A、B兩球碰撞過程中動量守恒。

13?【答案】⑴2A=0+半，PB=PO+%⑵力=不

【解析】（1）初始狀態(tài)下A、B兩部分氣體的壓強分別為夕A、2B，根據(jù)平衡條件可得

p0S+mg=pAS

pAS+2mg=pBS

聯(lián)立解得

mg3mg

PA=Po+~，PB=PO+~^~

（2）氣體B初始溫度

7；=（27+273）K=300K

加熱后溫度

T2=（127+273）K=400K

加熱后氣體A狀態(tài)參量不變，活塞a與活塞b上升距離相同，設(shè)為AL,氣體B做等壓變化

2LS_（2L+AL）S

丁二^

解得

3

則a活塞上升的距離為

h=AA=—L

3

14.【答案】(1)設(shè)甲、乙粒子在磁場中圓周運動的軌道半徑分別為外、4，由幾何關(guān)系可知

_7121

2rcos—=—LT,n=-Lr

16323

聯(lián)立可得八=罕￡,r2=^L

(2)甲粒子再次回到a點的軌跡如圖

zjrr

設(shè)甲粒子在磁場中圓周運動的周期為工工=3

%

解得4=生?

9%

乙粒子在磁場中運動的周期為心，5='也

一%

解得7；=2%

■3%

4兀2r

——L

(3)甲粒子第一次到達N點時間為漏，漏=/-工+工-

2兀v0

8島L2L

解得/甲=------1---

27Vo3%

乙粒子軌跡如圖

5

—n-Zsin-ir

乙粒子第一次運動至Q點時間為壇，壇=3—7；+33

2兀%

5M#)L

解得/‘乙，=-------1-------

9%3%

【解析】詳細解答和解析過程見【答案】

R-3R

15.【答案】(1)cd邊進入磁場時速度大小為匕，cd邊中電流大小為，，BLv=/JR+①