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    2023-2024学年广西南宁市高二(下)期末考试物理试卷(含答案)

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    这是一份2023-2024学年广西南宁市高二(下)期末考试物理试卷(含答案),共10页。试卷主要包含了单选题,多选题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。

    1.放射性元素 123I会衰变为稳定的 13Te,半衰期约为13ℎ,可以用于检测人体的甲状腺对碘的吸收。若某时刻 123I与 123Te的原子数量之比为4:1,则13ℎ后, 123I与 123Te的原子数量之比为( )
    A. 1:2B. 1:4C. 2:3D. 2:5
    2.一凿子两侧面与中心轴线平行,尖端夹角为θ,当凿子竖直向下插入木板中后,用锤子沿中心轴线竖直向下以力F敲打凿子上侧时,凿子仍静止,侧视图如图所示。若敲打凿子时凿子作用于木板1面的弹力大小记为F1,忽略凿子受到的重力及摩擦力,则F1的大小为( )
    A. Fsinθ
    B. Fcsθ
    C. Ftanθ
    D. Fsinθ
    3.图甲为交流发电机示意图,图中两磁极之间的磁场可近似为匀强磁场,A为理想电流表,线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时,电刷E、F之间的电压随时间变化的图像如图乙所示。已知R=10Ω,其它电阻不计,下列说法正确的是( )
    A. t=0.01s时,线圈平面与磁感线垂直
    B. t=0时,线圈中感应电流的方向为ABCDA
    C. E、F之间电压的瞬时值表达式为u=10cs100πtV
    D. 当线圈从图示位置转过60∘时,电流表的示数为0.5 A
    4.在真空中,将等量异种点电荷+Q、−Q分别放置于M、N两点,如图,O点为MN连线的中点,点a、b在MN连线上,点c、d在MN的中垂线上,下列说法正确的是( )
    A. c点的电场强度比b点大
    B. a、b两点的电势相同
    C. 将电子沿直线从c点移到d点,电子的电势能不变
    D. 将电子沿直线从a点移到b点,电场力对电子先做负功后做正功
    5.火星和地球一样,不仅有南北极,而且还会自转。一质量为m的飞行器分别停放在火星的南北两极点时,其重力均为mg0。当该飞行器停放在火星赤道上时,其重力为mg;假设火星可视为质量均匀分布的球体,半径为R,已知引力常量为G,则火星自转的角速度为( )
    A. g0RB. gRC. Rg0−gD. g0−gR
    6.滑雪是一项非常刺激且具观赏性的运动项目。如图,运动员甲、乙(视为质点)从水平跳台向左分别以初速度v0和2v0水平飞出,最后都落在着陆坡(可视为斜面)上,不计空气阻力,则运动员从水平跳台飞出到落在着陆坡上的过程中,下列说法正确的是( )
    A. 飞行的时间之比t甲:t乙=2:1B. 水平位移之比x甲:x乙=2:1
    C. 落到坡面上的瞬时速度大小相等D. 落到坡面上的瞬时速度方向相同
    7.一列简谐横波的波形图如图所示,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.6s时的波形图,平衡位置位于x=2m的质点在此过程中运动方向改变了一次,则该简谐波传播的速度大小为( )
    A. 4 m/sB. 5 m/sC. 6 m/sD. 8 m/s
    二、多选题:本大题共3小题,共18分。
    8.踢建子是我国传统的健身运动项目。腱子由羽毛和毽托构成,如图所示。若某次毽子被踢出后,恰好沿竖直方向运动,上升和下降的高度相同,建子在运动过程中受到的空气阻力大小与速度大小成正比,下列说法正确的是( )
    A. 毽子上升过程的运动时间小于下降过程的运动时间
    B. 毽子上升过程的运动时间大于下降过程的运动时间
    C. 毽子上升过程处于超重状态,下降过程处于失重状态
    D. 毽子上升过程中损失的机械能大于下降过程中损失的机械能
    9.如图,将一半径为R的半球形玻璃砖放置在水平面,以球心O为原点建立一维坐标系Oy,Oy与水平面垂直,MN为玻璃砖直径。一束半径为R的光束沿垂直水平面射向玻璃砖,光束中心与玻璃砖球心O重合。距离球心O为0.5R的光线从半球面上的P点射出后与y轴相交于Q点,光线PQ与y轴的夹角为15∘,不考虑光线在玻璃砖中的反射。下列说法正确的是( )
    A. 沿球心O入射的光线在玻璃砖中传播的速度不变
    B. 该玻璃砖的折射率n= 2
    C. 半球形玻璃砖上有光线射出部分球冠的底面积为πR
    D. 半球形玻璃砖上有光线射出部分球冠的底面积为12πR2
    10.如图,OACD为矩形,OA边长为L,其内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为q的粒子从O点以速度v0垂直射入磁场,速度方向与OA的夹角为α=60∘,粒子刚好从A点射出磁场,不计粒子的重力,sin60∘= 32,下列说法正确的是( )
    A. 粒子带负电
    B. 粒子做圆周运动的轨道半径 32L
    C. 减小粒子的入射速度,粒子在磁场区域内的运动时间不变
    D. 增大粒子的入射速度,粒子一定从AC边射出
    三、实验题:本大题共2小题,共14分。
    11.某校物理实验小组为测量一种铜导线的电阻率,设计方案如下:
    (1)剥去该铜导线的外皮,用螺旋测微器测定裸露铜丝的直径,如图甲所示,直径d=_________mm。
    (2)设计如图乙的电路图测定铜丝电阻Rx,闭合开关S1,把开关S2拨向1,调节电阻箱R1,记下电流表读数为I0;把开关S2拨向2,保持R1不变,调节电阻箱R2的阻值,使电流表的示数也为I0,则电阻Rx的阻值为_________(选填“R1”或“R2”)的示数。
    (3)若已知铜导线的长度为l,根据以上测得的数据得出铜导线的电阻率ρ=_________(用Rx d l π表示)。
    12.在验证碰撞过程中的动量守恒实验中,小花同学的实验装置如图甲:将气垫导轨放置在水平桌面上,气垫导轨右侧支点高度固定,左侧支点高度可调节,光电门1和光电门2相隔适当距离安装好,滑块A、B两侧带有粘性极强的物质,上方固定宽度均为d的遮光条,测得滑块A、B(包含遮光条)的质量分别为m1和m2。
    (1)如图乙,用游标卡尺测得遮光条宽度d=_________mm。设遮光条通过光电门的时间为Δt,则滑块通过光电门的速度v=_________(用d、Δt表示)。
    (2)在调节气垫导轨水平时,该同学开启充气泵,将一个滑块轻放在导轨上,发现它向左加速运动。此时,应调节左支点使其高度_________(选填“升高”或“降低”)。
    (3)气垫导轨调节水平后,将滑块B静置于两光电门之间且靠近光电门2的右侧一端,滑块A置于光电门1右侧,用手轻推一下滑块A,使其向左运动,与滑块B发生碰撞后粘连在一起向左运动,并通过光电门2。光电门记录下滑块A的遮光条通过光电门1的时间为t1和两滑块一起运动时滑块B的遮光条通过光电门2的时间为t2。实验中若等式_________(用m1、m2、t1、t2和d表示)成立,即可验证滑块A、B碰撞过程中动量守恒。
    四、计算题:本大题共3小题,共40分。
    13.在光滑水平地面上停放着一质量m1=0.2kg的足够长平板小车,质量m2=0.1kg的小物块静置于小车上,如图甲。t=0时刻,小物块以速度v0=11m/s向右滑动,同时对物块施加一水平向左、大小恒定的外力F,物块与小车在第1s内运动的v−t图像如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小g取10m/s2。求:
    (1)物块与小车间的动摩擦因数μ和恒力F的大小;
    (2)第1s内物块与小车间的相对位移。
    14.2024年5月3日,嫦娥六号顺利发射,标志着我国朝“绕月一探月一登月”的宏伟计划又迈出了坚实的一步。假设在不久的将来,中国载人飞船在月球表面成功着陆。航天员身着出舱航天服,首先从太空舱进入到气闸舱,再关闭太空舱舱门,然后将气闸舱中的气体缓慢抽出,最后打开气闸舱门,航天员再从气闸舱出舱活动。已知气闸舱的容积为2.0m3舱中气体的初始压强为0.8×105Pa。为了给航天员一个适应过程,先将气闸舱的压强降至0.5×105Pa,航天员的体积不计。假设气闸舱的温度保持不变,在此过程中,求:
    (1)抽出的气体在0.8×105Pa压强下的体积;
    (2)气闸舱内存留气体的质量与原气闸舱内气体质量之比。
    15.如图,光滑金属导轨,A1B1C1D1、A2B2C2D2,其中A1B1、A2B2₂为半径为ℎ的14圆弧导轨,B1C1、B2C2是间距为3L且足够长的水平导轨,C1D2、C2D2是间距为2L且足够长的水平导轨。金属导体棒M、N质量均为m,接入电路中的电阻均为R,导体棒N静置在C1D2、C2D2间,水平导轨间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现将导体棒M自圆弧导轨的最高点处由静止释放,两导体棒在运动过程中均与导轨垂直且始终接触良好,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。求:
    (1)导体棒M运动到B1B2处时,对导轨的压力;
    (2)导体棒M由静止释放至达到稳定状态的过程中,通过其横截面的电荷量;
    (3)在上述过程中导体棒N产生的焦耳热。
    参考答案
    1.C
    2.A
    3.C
    4.C
    5.D
    6.D
    7.B
    8.AD
    9.BD
    10.AC
    11.(1) 0.398
    (2) R2
    (3) πd2Rx4l

    12.(1) 10.60 dΔt
    (2)升高
    (3) m1dt1=(m1+m2)dt2

    13.(1) μ=0.4 , F=0.5N ;(2) 5.5m
    (1)由图乙可知,小车的加速度为
    a1=ΔvΔt=2−01−0m/s2=2m/s2
    根据牛顿第二定律
    μm2g=m1a1
    解得
    μ=0.4
    由图乙可知,物块的加速度为
    a2=ΔvΔt=11−21−0m/s2=9m/s2
    根据牛顿第二定律
    F+μm2g=m2a2
    解得
    F=0.5N
    (2)第1s内物块的位移为
    x2=v0+v2t=11+22×1m=6.5m
    小车的位移为
    x1=v2t=22×1m=1m
    所以,第1s内物块与小车间的相对位移
    Δx=x2−x1=5.5m

    14.(1) 0.75m3 ;(2) m1m2=0.625
    【详解】(1)以气闸舱内原有气体为研究对象,体积为 V1=2.0m3 压强为 p1=0.8×105Pa 降压后气体的压强为 p2=0.5×105Pa ,体积为V₂,由玻意耳定律可得
    pV=pV
    V2=3.2m3
    设抽出的气体在 p2=0.5×105Pa 时的体积为 V2−V1 ,转换到压强为 p1=0.8×105Pa 压强下的体积的 V3 ,由玻意耳定律可得
    pV−V=pV
    解得
    V3=0.75m3
    (2)以气闸舱内原有气体为研究对象,压强为 p2=0.5×105Pa 体积为 V2=3.2m3 抽气后气闸舱内存留气体的体积为 V1=2.0m3
    气闸舱内存留气体的质量与原气闸舱内气体质量
    m=ρV
    m=ρV
    m1m2=V1V2
    解得
    m1m2=0.625

    15.(1) 3mg ;(2) 3m 2gℎ13BL ;(3) 926mgℎ
    【详解】(1)M棒从圆弧导轨滑下过程,根据动能定理可得
    mgℎ=12mv02
    运动到 B1B2 处时,根据牛顿第二定律可得
    FN−mg=mv2R
    联立解得
    FN=3mg
    由牛顿第三定律可知,导体棒M运动到 B1B2 处时,对导轨的压力 3mg 。
    (2)两金属棒最终分别做匀速直线运动,则有
    EM=3BLvM , EN=2BLvN
    又有
    EM−EN=0
    解得
    3vM=2vN
    分别对M、N应用动量定理,对M有
    −3BLIt=mvM−mv0
    对N有
    2BLIt=mvN
    又有
    q=It
    解得
    vA=613 2gℎ , vM=413 2gℎ , q=3m 2gℎ13BL
    (3)全过程系统能量守恒
    mgℎ=12mvM2+12mvN2+Q
    又有
    QN=12Q
    联立解得
    QN=926mgℎ
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