山西省晉城市部分高中學(xué)校2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期7月期末考試物理

2023—2024學(xué)年下學(xué)期高二年級期末考試物理全卷滿分100分，考試時間75分鐘。注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、班級、考場號、座位號、考生號填寫在答題卡上。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)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x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、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28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．同一矩形金屬線框在同一勻強磁場中繞垂直于磁場的軸分別以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，下列四個選項中有一個與其余三個產(chǎn)生的交變電流的有效值不同，則不同的是（）A． B． C． D．2．中國嫦娥探月工程將玉兔月球車發(fā)射到月球背面，它攜帶的核動力電池在月夜期間為設(shè)備提供源源不斷的能量，核電池又叫放射性同位素電池，使用钚制作，钚發(fā)生衰變釋放能量，其衰變方程為，關(guān)于該反應(yīng)，下列說法正確的是（）A．此反應(yīng)屬于β衰變 B．比結(jié)合能大C．的質(zhì)量小于與質(zhì)量之和 D．粒子的穿透力很強3．如圖，空間內(nèi)存在一水平向右的勻強電場，一質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子，從A點垂直電場方向射入電場，初速度大小為v，經(jīng)過電場偏轉(zhuǎn)到達B點時速度大小為2v，已知A、B兩點之間沿電場方向的距離為d，不計帶電粒子的重力，該勻強電場的電場強度大小為（）A． B． C． D．4．如圖，一熱氣球靜止在地面上，氣球內(nèi)首先被鼓風(fēng)機充入冷空氣?，F(xiàn)通過熱氣球的燃燒器點火，加熱氣球內(nèi)部的空氣，已知熱氣球的體積在加熱前后保持不變，熱氣球下端開口處與大氣相通，氣球內(nèi)、外氣壓在加熱前后始終為1個大氣壓，空氣可視為理想氣體。下列說法正確的是（）A．熱氣球點火后，氣球內(nèi)的空氣質(zhì)量增大B．熱氣球點火后，熱氣球所受浮力增大C．熱氣球點火后，氣球內(nèi)的空氣密度減小D．熱氣球點火后，氣球內(nèi)壁單位時間、單位面積所受空氣分子的撞擊次數(shù)將增大5．如圖，兩種不同的帶電粒子a、b經(jīng)相同的加速電場加速后進入速度選擇器（粒子在進入加速電場時的速度可忽略），a、b兩種粒子在速度選擇器中均沿直線運動，最終經(jīng)小孔S射入勻強磁場。其中a粒子在磁場中做半徑為R的圓周運動。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b兩種粒子可能帶異種電荷B．a(chǎn)、b兩種粒子穿過速度選擇器的時間不同C．a(chǎn)、b兩種粒子的比荷相同D．b粒子在磁場中的運動半徑可能比R大6．如圖，水下H深處水平放置半徑為R的圓形線光源（水面足夠大，），水對該線光源發(fā)出的單色光的折射率為，水面上有光線射出的面積為（）A． B． C． D．7．根據(jù)玻爾能級理論，氫原子核外電子可在不同的軌道圍繞原子核做勻速圓周運動。取無窮遠處為零電勢能點，氫原子核外電子在半徑為r的軌道上電勢能，e為電子電荷量，k為靜電力常量。已知氫原子在第n能級時的軌道半徑滿足為第一能級的軌道半徑。氫原子在第n能級的總能量為核外電子動能。下列說法正確的是（）A．氫原子的能級越高，核外電子的動能越大B．氫原子的能量滿足C．氫原子在第n能級時，核外電子的動能為D．氫原子在第n能級時，氫原子的總能量為二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8．有兩個不同的電容器和，電容器所帶電荷量Q與其兩端所加電壓U的關(guān)系如圖所示，圖中，電容器儲存的電勢能，關(guān)于兩電容器，下列說法正確的是（）A．電容器的電容是的2倍B．電容器的電容是的C．當(dāng)兩電容器所帶電荷量相同時，電容器儲存的電勢能大于電容器儲存的電勢能D．圖中陰影部分代表電容器在時所儲存的電勢能9．如圖為一列沿x軸傳播的機械波在時的波形圖，在時，位于處的P點位于x軸的上方且向上振動，在0～4.4s時間內(nèi)，P點兩次到達波峰，兩次到達波谷，下列說法正確的是（）A．該機械波沿x軸正方向傳播B．在0～4.4s時間內(nèi)，P點運動的路程s滿足C．機械波的波速v可能為D．位于處的質(zhì)點，在時位于x軸的下方10．如圖甲，左側(cè)水平放置的圓形導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一變化的磁場，圓形區(qū)域內(nèi)的磁通量φ隨時間t的變化如圖乙所示，磁通量φ取正值時代表磁場方向垂直紙面向外，圓形導(dǎo)線和右側(cè)水平放置的平行導(dǎo)軌相連，已知右側(cè)存在垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場，粗糙的導(dǎo)體棒MN垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)體棒的電阻為R，左側(cè)圓形導(dǎo)線的電阻為r，其余部分電阻不計，整個過程導(dǎo)體棒都處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是（）A．在時間內(nèi)，導(dǎo)體棒MN所受摩擦力逐漸變小B．在時間內(nèi)，導(dǎo)體棒MN所受摩擦力方向先向右，后向左C．在時間內(nèi)，MN兩端的電壓D．在時間內(nèi)，流過電阻R的電荷量為三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11．（6分）如圖，小明利用斜面和水平面軌道做驗證動量守恒的實驗，小明找來兩個相同材料制成的小物塊P、Q，P、Q與水平面間的動摩擦因數(shù)相同，首先讓小物塊P從斜面上的A點由靜止釋放，最終小物塊P停在B點，在水平軌道B的左側(cè)取一點O，量出OB之間的距離為。將小物塊Q置于O點，再次讓小物塊P從斜面上的A點由靜止釋放，P、Q兩物塊在O點相碰后，始終在水平面軌道上運動，最終Q停在O點右側(cè)的C點，P停在O點左側(cè)的D點（圖中未標(biāo)出）。量出OC之間的距離為，OD之間的距離為。（1）驗證動量守恒定律，還需測量的物理量有___________（寫出所需要測量的物理量，并寫出其符號）。（2）寫出驗證動量守恒定律所需要的表達式：___________（用題目中以及第（1）問中表示物理量的符號表示）。（3）下列措施中，可以提高實驗精度的是___________。A．OB間距離適當(dāng)取大一些B．盡可能選彈性好的小物塊P、Q，保證P、Q相碰盡量近似彈性碰撞C．盡可能保證P、Q兩物塊碰撞為正碰D．斜面越光滑越好12．（8分）如圖，某同學(xué)設(shè)計了一個加速度計，將其固定在待測量物體上，能通過電路中電壓表的示數(shù)反映物體的加速度，其原理如圖所示?；瑝K2可以在光滑的框架1中平移，滑塊兩側(cè)用相同的輕彈簧3連接，彈簧另一端分別固定在框架內(nèi)兩側(cè)，每根彈簧的勁度系數(shù)均為；R為滑動變阻器，4是滑片，O點為滑動變阻器的中點，按圖連接電路，滑塊2與滑片連接且同步運動。初始時滑塊2位于框架中央位置時，滑片4與O點對齊，電壓表指針的零點位于表盤中央，此時加速度為零；當(dāng)P端的電勢高于Q端時，指針向零點右側(cè)偏轉(zhuǎn)，此時示數(shù)為正；當(dāng)指針向左側(cè)偏轉(zhuǎn)時示數(shù)為負。（1）當(dāng)滑塊2具有圖示方向的加速度a時，電壓表的指針將___________（填“向左”或“向右”）偏轉(zhuǎn)。當(dāng)滑片4與O點對齊時，彈簧___________（填“一定”或“不一定”）處于原長狀態(tài)。（2）已知電路中電池的電動勢，內(nèi)阻不計，滑動變阻器R的總阻值為10Ω，總長度為0.2m，滑塊2質(zhì)量為2kg，當(dāng)滑片4滑到最右側(cè)時，電壓表的示數(shù)為___________V，此示數(shù)代表的加速度大小為___________。將表盤上的電壓刻度改為對應(yīng)的加速度值，即為加速度計。（3）當(dāng)電路中的電池用久之后，電動勢下降，內(nèi)阻仍可忽略，則所測出的加速度大小與實際值相比___________（填“偏大”“偏小”或“不變”）。13．（10分）如圖，在光滑水平面上放置質(zhì)量均為m的A、B小球，兩小球間用細線連接，且兩小球間夾一處于壓縮狀態(tài)的輕彈簧，彈簧與A球拴接在一起，與B球不拴接。初始時A、B兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧儲存的彈性勢能為，現(xiàn)剪斷連接A、B兩球的細線，B球脫離彈簧后，與靜止在右側(cè)的C球發(fā)生彈性正碰，已知碰后B球的速度反向，大小為此時A球速度的，求：（1）B球剛脫離彈簧時的速度大小；（2）C球的質(zhì)量。14．（14分）如圖甲，足夠長的間距為L的光滑平行導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌中間分布有如圖所示的磁場，磁場只分布在圖中相連的一個個正方形區(qū)域內(nèi)，每一個正方形區(qū)域內(nèi)的左半側(cè)有垂直于紙面向外的勻強磁場，右半側(cè)有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B。圖中正方形abcd中的對角線ac與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌右端連接一阻值為R的電阻。一質(zhì)量為m、長度也為L的細金屬棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，給金屬棒一平行于導(dǎo)軌向右的初速度，當(dāng)金屬棒剛過ac瞬間，其速度大小為。已知金屬棒MN的電阻為r，其余電阻不計。（1）求金屬棒MN剛過ac瞬間，回路中的電流；（2）求金屬棒從ac位置運動至d點時，流過回路的電荷量q；（3）如圖乙，撤去導(dǎo)軌右側(cè)的電阻R，加上一個和MN相同的金屬棒PQ，將兩金屬棒用絕緣桿相連，形成組合體，兩棒間距為，保證金屬棒MN、PQ與平行導(dǎo)軌垂直，給組合體一水平向右的初速度，當(dāng)金屬棒MN位于ac時組合體速度大小為，經(jīng)過一段時間組合體停止運動，求此時金屬棒MN距ac的距離s。15．（16分）如圖，以O(shè)為圓心、半徑為R的圓形內(nèi)部為Ⅰ區(qū)域，此區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度為的勻強磁場（圖中未畫出）；圓形外部為Ⅱ區(qū)域，此區(qū)域存在垂直紙面向外的勻強磁場（圖中未畫出），圖中a、b、c為圓上的三個點，ab連線為圓的直徑，圖中。有一個質(zhì)量為m、帶電荷量為的粒子從a點以某一初速度射入Ⅰ區(qū)域，初速度方向與ab連線的夾角，該粒子第一次穿過圓形邊界進入Ⅱ區(qū)域的位置為b點，經(jīng)過Ⅱ區(qū)域后再次進入Ⅰ區(qū)域的位置為c點。該粒子多次穿過圓形邊界，第一次回到出發(fā)位置a點，整個過程用時記為t（未知）。（1）求帶電粒子的初速度和Ⅱ區(qū)域內(nèi)的磁場的磁感應(yīng)強度；（2）求全過程所用時間t；（3）若將初速度的方向與ab連線的夾角θ改為60°，同時改變粒子的初速度大小和Ⅱ區(qū)域的磁感應(yīng)強度的大小，其余條件不變，以保證粒子第一次穿過圓形邊界進入Ⅱ區(qū)域的位置仍為b點，經(jīng)過Ⅱ區(qū)域后再次進入Ⅰ區(qū)域的位置仍然為c點，求粒子從a點出發(fā)，再次回到a點的時間。20232024學(xué)年下學(xué)期高二年級期末考試物理參考答案1．A解析：A選項中，部分線框在磁場中，與其他選項不同，A正確。故選A。2．B解析：此反應(yīng)屬于衰變，A錯誤；組成原子核的核子越多，結(jié)合能越大，則比結(jié)合能大，B正確；的質(zhì)量大于與質(zhì)量之和，C錯誤；粒子的穿透力很弱，D錯誤。故選B。3．D解析：根據(jù)，可得，D正確。故選D。（用類平拋運動求解也可）4．C解析：熱氣球點火后，氣球內(nèi)的空氣質(zhì)量減小，A錯誤；熱氣球點火后，體積不變，熱氣球所受浮力不變，B錯誤；熱氣球點火后，氣球內(nèi)的空氣質(zhì)量減小，體積不變，密度減小，C正確；熱氣球點火后，溫度升高，壓強不變，氣球內(nèi)壁單位時間、單位面積所受空氣分子的撞擊次數(shù)將減小，D錯誤。故選C。5．C解析：兩種粒子能被相同的加速電場加速，所以他們一定帶同種電荷，A錯誤；兩種粒子穿過速度選擇器的速度相同，所以時間也相同，B錯誤；，可得兩種粒子的速度相同，則比荷相同，C正確；粒子在磁場中的運動半徑，因為兩種粒子比荷相同，粒子在磁場中的運動半徑也為，D錯誤。故選C。6．B解析：，所以，水面上有光線射出的面積為，B正確。故選B。7．B解析：氫原子在第能級時，滿足，核外電子的動能為，氫原子的能級越高，核外電子的動能越小，A、C錯誤；，可知，B正確，D錯誤。故選B。8．AD解析：根據(jù)，電容器的電容是的2倍，A正確，B錯誤；當(dāng)兩電容器所帶電荷量相同時，電容器兩端電壓小，電容器儲存的電勢能小，根據(jù)微元法可知，圖中陰影部分代表電容器在時所儲存的電勢能，C錯誤，D正確。故選AD。9．BCD解析：根據(jù)題意可知點在時，振動方向向上，所以機械波沿軸負方向傳播，A錯誤；點振動的時間大于，小于，在時間內(nèi)，點運動的路程滿足，即，B正確；波的周期可以取到，所以波速可能為，C正確；位于處的質(zhì)點，在時位于軸的下方，D正確。故選BCD。10．AC解析：在時間內(nèi)，磁通量的變化率越來越小，所以感應(yīng)電動勢越來越小，電流越來越小，導(dǎo)體棒所受摩擦力逐漸變小，A正確；在時間內(nèi)，電流方向不變，導(dǎo)體棒所受摩擦力方向一直向右，B錯誤；在時間內(nèi)，兩端的電壓為，C正確；在時間內(nèi)，流過電阻的電荷量為，D錯誤。故選AC。11．答案：（1）小物塊的質(zhì)量、小物塊的質(zhì)量（2分）（2）（2分）（3）AC（2分）（規(guī)定物理量符號與公式中保持一致即可）解析：（1）（2）根據(jù)動量守恒定律有，根據(jù)運動學(xué)公式有，聯(lián)立可得，故還需測量的物理量有小物塊的質(zhì)量、小物塊的質(zhì)量。（3）間距離適當(dāng)取大一些，可以減小測量距離時的誤差，A正確；驗證動量守恒定律時，不用保證兩物塊的碰撞為彈性碰撞，錯誤；盡可能保證兩物塊碰撞為正碰，滿足動量守恒的條件，可以提高實驗精度，C正確；只要保證小物塊到達點的速度相同即可，不需要斜面光滑，D錯誤。12．答案：（1）向左（1分）不一定（1分）（2）4.5（2分）20（2分）（3）偏小（2分）解析：（1）框架向右加速時，滑片向左滑動，此時點電勢高于點電勢，指針向左偏轉(zhuǎn)，滑片在中間時，滑塊所受合力為零即可，彈簧不一定處于原長狀態(tài)。（2）當(dāng)滑片滑到最右側(cè)時，右半邊電阻分壓為，電壓表的示數(shù)為，由，代入數(shù)據(jù)可得。（3）電動勢降低后，同樣的位置電阻分壓減小，電壓表示數(shù)減小，所測加速度大小偏小。13．答案：（1）（2）解析：（1）根據(jù)動量守恒，有根據(jù)機械能守恒，有聯(lián)立可得（2）設(shè)球質(zhì)量為，根據(jù)動量守恒，有根據(jù)機械能守恒，有聯(lián)立可