湖南省衡陽市2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期末考試物理試卷（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12024年上學(xué)期高二期末考試物理注意事項：1.答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在本試卷和答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題〖答案〗后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)的〖答案〗括號涂黑，如有改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他〖答案〗；回答非選擇題時，將〖答案〗寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的.1.物理學(xué)的發(fā)展離不開物理學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)，在物理學(xué)的發(fā)展中出現(xiàn)了多位里程碑式的科學(xué)家，下列關(guān)于物理學(xué)史描述符合事實的是（）A.愛因斯坦提出光子的概念，成功解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象B.牛頓總結(jié)得到了萬有引力定律，并通過扭秤實驗測出了引力常量C.伽利略被稱為“運動學(xué)之父”，他認(rèn)為重的物體比輕的物體下落得快D.盧瑟福通過粒子散射實驗研究，提出了原子具有“棗糕模型”〖答案〗A〖解析〗A．愛因斯坦首先提出了光子說的觀點，成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律，故A正確；B．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪許通過扭秤實驗測出了引力常量，故B錯誤；C．伽利略被稱為“運動學(xué)之父”，他認(rèn)為重的物體與輕的物體下落得一樣快，故C錯誤；D．盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗，提出了原子的“核式結(jié)構(gòu)”模型，故D錯誤。2.A、B、C、D四個物體做直線運動時的位移、速度、加速度與所受合力隨時間變化的圖像如圖所示，則做勻加速直線運動的物體是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗A．由于圖像是位移—時間圖像，其斜率代表速度，斜率不變，則物體做勻速直線運動，故A錯誤；B．由于圖像是速度—時間圖像，其斜率代表加速度，則物體做勻加速直線運動，故B正確；C．由于圖像是加速度—時間圖像，由圖像可知，加速度不為零且保持逐漸增大，則物體做變加速直線運動，故C錯誤；D．由于圖像是合外力—時間圖像，由圖像可知，合外力增大，再由牛頓第二定律可知，物體的加速度增大，且方向不變，故物體做加速度增大的直線運動，故D錯誤。故選B。3.如圖所示是舞蹈中的“波浪”表演，演員手挽手排成一行，從左側(cè)第一位演員開始，周期性地舉起或放下手中的扇子，呈現(xiàn)出類似“波浪”的效果，這個情景可以簡化為一列振幅為A，波長為向右傳播的簡諧波，“波浪”的振動周期為T，則下列說法正確的是（）A.“波浪”的傳播速度B.“波浪”是縱波C.在一個振動周期T內(nèi)，每把扇子運動的路程為2AD.某時刻某演員的坐標(biāo)為，則經(jīng)后，該演員的坐標(biāo)為〖答案〗A〖解析〗A．“波浪”的傳播速度故A正確；B．因為傳播方向和振動方向垂直，所以“波浪”是橫波，故B錯誤；C．在一個振動周期T內(nèi)，每把扇子運動的路程為4A，故C錯誤；D．某時刻某演員的坐標(biāo)為，根據(jù)同側(cè)法由波的圖像可知，該演員圖示時刻向下運動，則經(jīng)后，該演員到達波谷位置，該演員的坐標(biāo)為，故D錯誤。故選A。4.北京時間2024年4月25日20時59分，長征二號F遙十八運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射成功，將神舟十八號載人飛船進入了距離地球的100km的太空預(yù)定軌道，而地球同步靜止衛(wèi)星距離地球的30000km，已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，神舟十八號飛船的軌道半徑為r，飛船與同步衛(wèi)星的運動均可看作繞地球做勻速圓周運動，忽略地球自轉(zhuǎn)對重力大小的影響，則下列說法正確的是（??）A.在運載火箭發(fā)射升空的過程中，里面的宇航員處于失重狀態(tài)B.神舟十八號飛船在預(yù)定軌道繞地球運行的速度小于地球第一宇宙速度7.9km/sC.神舟十八號飛船在預(yù)定軌道運行的周期比地球同步靜止衛(wèi)星的周期24h更大D.神舟十八號飛船在預(yù)定軌道運行的角速度為〖答案〗B〖解析〗A．火箭發(fā)射升空的過程中，加速度向上，宇航員處于超重狀態(tài)，故A錯誤；B．第一宇宙速度是航天器最小發(fā)射速度，也是航天器最大運行速度。神舟十八號飛船在預(yù)定軌道繞地球運行的速度小于地球第一宇宙速度7.9km/s，故B正確；C．根據(jù)神舟十八號飛船軌道半徑比地球同步靜止衛(wèi)星軌道半徑小，則神舟十八號飛船在預(yù)定軌道運行的周期比地球同步靜止衛(wèi)星的周期24h更小，故C錯誤；D．萬有引力提供向心力地球表面有聯(lián)立得故D錯誤。故選B。5.如圖所示，已知豎直平面內(nèi)的圓形軌道半徑為，且遠大于管的半徑，管內(nèi)壁光滑，不計管內(nèi)空氣阻力，小球質(zhì)量，小球半徑略小于管的半徑，且可看做質(zhì)點，重力加速度，小球從與圓心等高的A點進入軌道，下列說法正確的是（）A.若小球能到最高點C點，則小球在C點速度至少為2m/sB.若小球到最高點C點時對軌道沒有壓力，則小球在C點速度為2m/sC.若小球到最高點C點時速度為4m/s，則小球?qū)壍赖膹椓Υ笮?.25N，方向豎直向上D.若從A點靜止釋放小球，軌道半徑R越大，則小球到最低點B點對軌道的壓力越大〖答案〗B〖解析〗A．管道模型中，能到最高點的條件是最高點速度大于零即可，故A錯誤；B．在最高點C點時對軌道沒有壓力，重力剛好提供向心力，則有解得小球在C點速度為故B正確；C．在最高點C點速度4m/s時，根據(jù)牛頓第二定律可得解得根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)壍赖膹椓Υ笮?.15N，方向豎直向上，故C錯誤；D．從A點靜止釋放到B點過程，由機械能守恒可得在B點，由牛頓第二定律得解得可知小球到最低點B點對軌道的壓力大小為，與R無關(guān)，故D錯誤。故選B。6.如圖甲所示，質(zhì)量分別為、的物塊A和B靜止在光滑的水平地面上，其中物塊B左端拴接一輕彈簧，彈簧開始處于原長.給物塊A一向右的相速度，物塊A與彈簧作用的過程中，物塊A、B的速度，的部分大小關(guān)系如圖乙所示，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，已知，結(jié)合圖乙中的數(shù)據(jù)，下列說法正確的是（）A.物塊A初速度B.物塊B的質(zhì)量C.從物塊A碰到彈簧到彈簧壓縮最短的過程中，彈簧給物塊B的沖量大小為0.36N·sD.彈簧第一次恢復(fù)原長時，物塊B的速度大小為2m/s〖答案〗C〖解析〗A．由圖乙可得物塊A的初速度為故A錯誤；B．根據(jù)系統(tǒng)動量守恒可得由圖乙可得，當(dāng)時，，代入可得物塊B的質(zhì)量為故B錯誤；C．彈簧壓縮最短時，物塊A、B速度相等，根據(jù)動量守恒可得解得由動量定理可得彈簧給物塊B的沖量大小為故C正確；D．從接觸彈簧到彈簧第一次恢復(fù)原長的過程，相當(dāng)于彈性碰撞，由動量守恒和機械能守恒可得，解得故D錯誤。故選C。二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分.在每小題給出的四個選項中，有多項是符合題目要求的.全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分.7.a、b兩種單色光組成的光束從玻璃進入空氣時，其折射光束如圖所示，則關(guān)于a、b兩束光的說法正確的是()A.玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率B.增大入射角時，a光首先發(fā)生全反射C.a光的頻率大于b光的頻率D.在真空中a光的波長大于b光的波長〖答案〗AD〖解析〗AB．a(chǎn)光的偏折程度小于b光，所以玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率，增大入射角，b光首先發(fā)生全反射，選項A正確，B錯誤；C．折射率大，頻率大，所以a光的頻率小于b光的頻率，選項C錯誤；D．根據(jù)c＝λf知，a光的頻率小，波長大，選項D正確。故選AD。8.手機微信運動步數(shù)的測量原理如圖所示，M和N為電容器兩極板，M固定，N兩端與固定的兩輕彈簧連接，只能按圖中標(biāo)識的“前后”方向運動，則手機（）A.靜止時，電流表示數(shù)為零，電容器M極板帶正電B.勻速運動時，電流表示數(shù)不為零且保持不變C.由靜止突然向前加速時，電容器的電容變小D.保持向前勻加速運動時，M、N之間的電場強度減小〖答案〗AC〖解析〗A．靜止時，電容器兩極板之間間距不變，極板所帶電荷量不變，電容器既不充電，也不放電，電流表示數(shù)為零，M極板與電源正極連接，M極板帶正電，故A正確；B．勻速運動時，電容器兩極板之間間距不變，極板所帶電荷量不變，電容器既不充電，也不放電，電流表示數(shù)為零，故B錯誤；C．由靜止突然向前加速時，加速度方向向前，則N極板向后運動，電容器極板之間夾角增大，根據(jù)可知，電容器的電容變小，故C正確；D．保持向前勻加速運動時，加速度一定，電容器極板之間的間距一定，根據(jù)可知，M、N之間的電場強度一定，故D錯誤。故選AC。9.如圖所示，由兩根輕桿構(gòu)成的直角支架兩端分別連接質(zhì)量為3m的小球A和質(zhì)量為m的小球B，兩根輕桿長均為L，可繞O點在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動，開始連接小球A的輕桿處于水平狀態(tài)，連接小球B的輕桿處于豎直狀態(tài)，重力加速度為g，不計空氣阻力，小球都可看做質(zhì)點。從圖示位置靜止釋放此裝置，到小球A轉(zhuǎn)動到最低點的過程中，下列說法正確的是（）A.小球A、B和輕桿系統(tǒng)機械能守恒B.小球A減少的重力勢能等于小球B增加的機械能C.小球A轉(zhuǎn)動到最低點的速度大小為D.此過程輕桿對小球B做功為mgL〖答案〗AC〖解析〗A．小球A、B和輕桿系統(tǒng)只有重力做功，故系統(tǒng)機械能守恒，故A正確；C．小球A從靜止釋放轉(zhuǎn)動到最低點過程，根據(jù)機械能守恒可得解得小球A轉(zhuǎn)動到最低點的速度大小為故C正確；D．對B，由動能定理可得解得輕桿對小球B做功為故D錯誤。故選AC。10.如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ傾斜固定，間距，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角，上端MP間接有阻值的電阻，所有導(dǎo)軌電阻不計，整個裝置處于方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場中。一質(zhì)量、阻值，長度也為L的金屬棒從導(dǎo)軌上靜止釋放，棒運動過程中始終垂直于導(dǎo)軌，釋放后1.0s時達到穩(wěn)定速度，g取，下列說法正確的是（）A.金屬棒在運動過程中感應(yīng)電流的方向為由a到bB.勻強磁場的磁感應(yīng)強度為1TC.金屬棒穩(wěn)定運動時ab間的電壓為D.若0~1.0s內(nèi)通過電阻R的電荷量是0.4C，則此過程電阻R產(chǎn)生的熱量為0.45J〖答案〗BCD〖解析〗A．由右手定則判斷可知，金屬棒在運動過程中感應(yīng)電流的方向為由b到a，故A錯誤；B．金屬棒達到穩(wěn)定時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有根據(jù)閉合電路歐姆定律有根據(jù)平衡條件有聯(lián)立解得，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為故B正確；C．金屬棒穩(wěn)定運動時，金屬棒的感應(yīng)電動勢為則感應(yīng)電流為則金屬棒穩(wěn)定運動時ab間的電壓為故C正確；D．通過電阻R的電荷量為解得，金屬棒在0~1.0s內(nèi)通過的位移為則根據(jù)能量守恒有又，電阻R產(chǎn)生的熱量為聯(lián)立解得故D正確。故選BCD。三、非選擇題：共56分.第11~12題為實驗題：第13~15為計算題，要求寫出必要的解答過程.11.某實驗小組用圖甲所示的裝置探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系。（1）除了圖甲中所給器材以及交流電源和導(dǎo)線外，在下列器材中，還必須使用的器材是___________（選填正確選項的字母）。A.秒表 B.天平（含砝碼） C.到度尺（2）某次實驗得到的紙帶如圖乙所示，A、B、C是3個連續(xù)的計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出，測得，，已知打點計時器所用交交電源的頻率為50Hz，根據(jù)上述信息可得小車的加速度大小為___________（保留3位有效數(shù)字）。（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖像如圖丙所示，圖線不通過坐標(biāo)原點的主要原因是______（填字母序號）A.忘記平衡摩擦力B.平衡摩擦力時木板傾角過大C.沒有滿足砂桶和砂的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量〖答案〗（1）BC（2）1.20（3）B〖解析〗（1）需要天平測小車質(zhì)量，需要刻度尺測紙帶中打點的間距，通過打點計時器可以得到紙帶上計數(shù)點之間的時間間隔，所以不需要秒表。（2）相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出，則相鄰計數(shù)點的時間間隔為根據(jù)可得小車的加速度大小為（3）由圖丙圖像可知，當(dāng)時，小車已經(jīng)有了一定的加速度，所以圖線不通過坐標(biāo)原點的主要原因是平衡摩擦力時木板傾角過大。12.某同學(xué)用伏安法測電阻的阻值（約為），除了待測電阻，開關(guān)S、導(dǎo)線外，還有下列器材。電流表A（量程0~3mA，內(nèi)阻約為）。電壓表V（量程0~3V，內(nèi)阻約為）；滑動變阻器R（，允許通過的最大電流2A）。蓄電池E（電動勢為3V，內(nèi)阻約為）。（1）要求能多測幾組數(shù)據(jù)，且測量值盡可能準(zhǔn)確，你在圖A、B、C、D中選擇的電路圖是______（填字母序號）。A. B.C. D.（2）按所選電路進行實驗，在閉合開關(guān)S前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P滑到______端（填“A”或“B”），測量時測量值比真實值______（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。（3）實驗中該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表壞了，于是找來一個電流表G（量程0~1mA，內(nèi)阻）和電阻箱串聯(lián)改裝成量程為0~3V的電壓表，則電阻箱的電阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為______。該同學(xué)將改裝成功后的電壓表正確連入選擇的電路，又想辦法測出了電流表A的準(zhǔn)確內(nèi)阻，實驗時電流表A的讀數(shù)為，電流表G的讀數(shù)為，則待測電阻______（用符號表示）?！即鸢浮剑?）B（2）A偏大（3）2990〖解析〗（1）實驗要求能多測幾組數(shù)據(jù)，且測量值盡可能準(zhǔn)確，可知，控制電路采用滑動變阻器的分壓式接法，由于可知，電壓表的分流影響大，實驗中需要排除電壓表的分流影響，即測量電路采用電流表的內(nèi)接法，可知，第二個選擇項符合要求。故選B。（2）[1]按所選電路進行實驗，為了確保安全，在閉合開關(guān)S前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P滑到A端；[2]結(jié)合上述可知，測量電路采用電流表內(nèi)接法，由于電流表的分壓影響，使得電壓的測量值偏大，則測量時測量值比真實值偏大。（3）[1]根據(jù)電壓表的改裝原理，串聯(lián)的電阻箱的電阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為[2]根據(jù)歐姆定律，待測電阻為13.圖甲的竹筒給是當(dāng)年孩子們利用氣壓原理自制的一種玩具，采用樸樹籽或壓緊的濕紙團作為“子彈”塞在竹管內(nèi)的前端，后端的推桿裹上濕布，起到良好的密封作用，當(dāng)推桿被強行壓入時，管腔內(nèi)的空氣被壓縮，氣壓上升，當(dāng)氣壓上升到臨界值時，竹管前端的“子彈”就會在高氣壓的作用下飛射出去，該玩具原理簡化模型如圖乙，已知初狀態(tài)管內(nèi)氣體壓強與大氣壓強相同，都為，氣體長度，管內(nèi)橫截面積，且粗細均勻，“子彈”與管內(nèi)壁間的最大摩擦力為，竹筒槍水平放置，竹筒內(nèi)氣體看做理想氣體且不考慮氣體溫度的變化。（1）為使“子彈”飛射出去，竹筒內(nèi)氣體壓強的臨界值為多大？（2）從初狀態(tài)到氣壓達到臨界值，推桿需要向前推動多長的距離？〖答案〗（1）；（2）12cm〖解析〗（1）當(dāng)“子彈”與管內(nèi)壁間達到最大摩擦力時，竹筒內(nèi)氣體壓強達臨界值，由平衡條件得得（2）根據(jù)氣體等溫變化規(guī)律代入數(shù)據(jù)解得推桿推動的距離14.如圖甲所示，“打彈珠”是一種常見的民間游戲，該游戲的規(guī)則為，將手中一彈珠以一定的初速度瞬間彈出，并與另一靜止的彈珠發(fā)生碰撞，被碰彈珠若能進入小坑中即為勝出，現(xiàn)將此游戲進行簡化，如圖乙所示，粗糙程度相同的水平地面上，彈珠A和彈珠B與坑在同一直線上，兩彈珠間距，彈珠B與坑的間距。某同學(xué)將彈珠A以的初速度水平向右瞬間彈出，與彈珠B正碰（碰撞時間極短），碰后瞬間彈珠A的速度大小為1m/s，方向向右，且不再與彈珠發(fā)生碰撞，已知兩彈珠的質(zhì)量m均為25g，取重力加速度，若彈珠A、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為0.5，并將彈珠的運動視為滑動，求：（1）碰撞前瞬間彈珠A的速度大小；（2）兩彈珠碰撞過程損失機械能，并判斷該同學(xué)能否勝出?！即鸢浮剑?）4m/s；（2）0.075J，該同學(xué)恰好能夠勝出〖解析〗（1）碰撞前彈珠A做勻減速直線運動，根據(jù)動能定理有解得（2）令碰撞后A、B的速度分別為、，在兩彈珠碰撞過程，根據(jù)動量守恒定律有解得則碰撞過程損耗的機械能解得碰撞后B做勻減速直線運動，速