山东省泰安市部分学校2023-2024学年高二下学期期末测试物理试题(无答案)

这是一份山东省泰安市部分学校2023-2024学年高二下学期期末测试物理试题(无答案)，共8页。

本试题考试时间90分钟，满分100分。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，满分24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．某质点做匀加速直线运动，经过时间t速度由v变为，位移大小为s，则在随后的2t时间内，质点的位移为（ ）
A．B．C．D．
2．2023年8月24日，日本启动核污染水排海，排放的核污染水里含64种放射性元素，将对全人类和海洋生命产生长久的重大威胁。核污染水中发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中释放的能量为Q，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（ ）
A．利用海水稀释可以使的半衰期缩短
B．该核反应中发生了衰变
C．衰变后与X粒子的结合能之和小于衰变前的结合能
D．该核反应过程中的质量亏损为
3．某兴趣小组设计了一款金属探测仪，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，其原理图如图所示。当探测仪检测到金属物体时，金属物体中的涡流会影响原来的电磁场，探测仪检测到这个变化就会使蜂鸣器发出声响。已知某时刻，该振荡电路的电流方向由a流向b，且电流强度正在增强。下列说法正确的是（ ）
A．该时刻电容器上极板带正电荷
B．该时刻线圈的自感电动势在增大
C．若线圈的自感系数增大，振荡电流的频率降低
D．探测仪靠近金属，并保持相对静止时，金属中不会产生涡流
4．如图甲所示，小型交流发电机通过电刷和理想变压器原线圈连接，变压器副线圈两端接电阻R。已知发电机线圈匝数为10，变压器原、副线圈的匝数比为，变压器原线圈中电流随时间变化规律如图乙所示，则发电机线圈从图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为（ ）
A．B．C．D．
5．智能寻迹小车目前被应用于物流配送等多个领域，为测试不同寻迹小车的刹车性能，让它们在图甲中A点获得相同的速度，并沿直线AB刹车，最终得分为刹车停止时越过的最后一条分值线对应的分数，每相邻分值线间距离为0.5m。某小车M测试时恰好停止于100分分值线，该车的位移和时间的比值与t之间的关系图像如图乙所示，小车均可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A．小车M刹车过程中加速度大小为
B．A点距100分分值线的距离为2m
C．1s时小车M的速度为2m/s
D．若某小车恰好匀减速停止于96分分值线，则该车的加速度大小为
6．某实验小组研究光电效应规律时，用不同频率的光照射同一光电管并记录数据，得到遏止电压与入射光频率的关系图像如图所示，已知电子电荷量为e，则该光电管的阴极材料的逸出功为（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场中一矩形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动角速度为，产生的电能通过滑环M、N由单刀双掷开关控制提供给电路中的用电器。线圈的面积为S，匝数为N，线圈的总阻值为r，定值电阻，理想变压器的原、副线圈匝数比为，电压表为理想电表。线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．若开关打到“1”，通过电阻的电荷量
B．若开关打到“1”，电阻产生的热量
C．若开关打到“2”，电压表的示数为
D．若开关打到“2”，电阻产生的热量
8．如图，一光滑轻滑轮用细绳悬挂于点，另一细绳跨过光滑轻滑轮，其中一端悬挂质量为m的小球A，另一端系一质量为2m的小球B，A、B均可看作质点，外力F作用在B上，使A、B均静止，若F的大小方向在一定范围内变化，则（ ）
A．改变F的大小和方向，AO与BO的夹角不断增大时绳上的张力先增大后减小
B．改变F的大小和方向，AO与BO的夹角不断增大时外力F先增大后减小
C．当BO绳水平时，
D．当时，
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，满分16分。每小题有多个选项符合题目要求。（选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9．研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，位于A、B两板中间的放射源发出的射线从其上方小孔向外射出，射线轨迹如图所示。已知射线、射线的速度分别约为0.1c、0.99c（c是真空中的光速），射线即高速电子的质量约为质子质量的。不考虑相对论效应，下列判断正确的有（ ）
A．a为电源正极B．a为电源负极
C．到达A板的为射线D．到达A板的为射线
10．某种感温式火灾报警器的简化工作电路如图所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源。副线圈连接报警系统，其中为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为滑动变阻器，为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置（图中未画出）通过检测的电流触发报警。下列说法正确的是（ ）
A．警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小
B．警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变大
C．通过定值电阻的电流过大时，报警装置就会报警
D．若要调高预设的报警温度，可减小滑动变阻器的阻值
11．间距为10m的两根固定的竖直杆间有一根晾衣绳，晾衣绳两端等高，长度为14m且不可伸长。将一件衣服通过晾衣架挂在晾衣绳上，衣架能沿晾衣绳自由滑动，衣架挂钩和晾衣绳之间的摩擦力忽略不计。无风时，衣服和衣架的悬挂点刚好位于晾衣绳的中间位置，如图甲所示；有风时，有水平向右的风作用在衣服上，稳定后衣架悬挂点两侧的晾衣绳刚好垂直，如图乙所示。已知衣服和衣架的总质量为1.4kg，重力加速度g取，风对晾衣绳的作用力忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．无风时，晾衣绳中的拉力大小为7NB．有风时，晾衣绳中的拉力大小为10N
C．有风时，风对衣服的作用力大小为2ND．有风时，晾衣绳对衣架的作用力大小为12N
12．如图所示，半径为2L的光滑圆导轨内部存在理想边界的匀强磁场，其边界为与导轨内切、半径均为L的两个外切圆，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一根长度为2L的金属棒一端铰接于圆心O，另一端搭在导轨上，从导轨和圆心处分别引出两根导线接在阻值为R的定值电阻两端。金属棒在外力作用下以角速度顺时针匀速转动，转动过程中始终与导轨接触良好，电路中除定值电阻以外的电阻均不计，下列说法正确的是（ ）
A．通过定值电阻R的最大电流为
B．金属棒转动一周通过电阻R某截面的电荷量为
C．从图示位置开始计时，通过电阻R的瞬时电流
D．从图示位置开始计时，电阻R两端的瞬时电压
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）某实验小组利用压敏电阻设计可测量气体压强的实验电路，并验证等温条件下气体压强与体积的反比关系。该小组查阅资料得知，所用到的压敏电阻工作面受到的压力F与阻值的关系如图甲所示，图中压力F在4N到9N之间时，阻值与压力F满足，该实验小组在此压力范围内进行实验。已知实验室大气压强为，压敏电阻工作面面积为。
该实验小组把压敏电阻（工作面向下）嵌入到活塞上，并设计了如图乙所示的电路图来进行实验，主要实验器材有：
微安表（，内阻）；
电阻箱（）；
电源E（电动势为1.5V，内阻不计）；
开关K、导线若干。
（1）调节电阻箱的阻值，当工作面受到压力为4N时，电流表示数为，则电阻箱接入阻值为______，此时压敏电阻工作面所处环境的压强为______Pa；
（2）打开针管的出气口，调节活塞位置至气体体积为100mL，然后关闭出气口，缓慢推动针管活塞，记录多组针管内气体的体积V以及与之对应的电流I，实验过程中，气体体积越小，微安表的示数______（选填“越大”或者“越小”）；
（3）在（2）过程中，电流的倒数与气体体积的倒数若满足的关系为：______，即可验证一定质量的气体在等温条件下压强和体积满足反比关系。
14．（旧教材选考）（8分）用如图a所示装置，验证固定转轴物体的平衡条件。OD为质量均匀分布的轨道，O为光滑固定转轴。一不可伸长的轻细绳，一端连在轨道D端，另一端通过光滑定滑轮连在固定的力传感器A上。调节轨道使其水平，将位移传感器接收器B固定，使其右侧面对准转轴O点，小车E放在轨道上，使位移传感器接收器C左侧面对准转轴O点。给小车初速度，利用位移传感器和力传感器，测量不同时刻t小车离开O点的距离S和细绳的拉力F，计算机将数据记录在表格。
（1）利用上述测量数据验证固定转轴物体的平衡条件，还需测量的量是______。（选填下列物理量符号：轨道重量、小车和其上固定的位移传感器发射器总重量、位移传感器接收器的重量、轨道长度、细绳长度、力传感器到定滑轮距离、细绳与轨道夹角）
（2）若，轨道长，以s为横坐标，F为纵坐标，通过计算机做出图象如图b，由图象可求出小车和其上固定的位移传感器发射器总重量为______N，该值比真实值______。（选填“偏大”“偏小”“相同”）
（3）若将小车看做质点，由图象b可求出轨道重量为______N，该值比真实值______。（选填“偏大”“偏小”“相同”），其原因是______。
15．（10分）2023年10月23日，中国选手夺得杭州亚运会女子3km自行车个人追逐赛冠军。杭州亚运会自行车跑道为周长250m的椭圆，如图a所示，M、N两点为位于椭圆轨道短轴的两端点，比赛开始后，甲、乙两名选手分别从M、N两点同时出发，骑行前两圈过程中甲、乙两名选手的速率随时间变化的规律分别如图b、图c所示。求
（1）甲选手骑行路程为82.5m时的速率；
（2）甲选手在骑行前两圈过程中能否追上乙选手？（写出必要的计算和文字说明）
16．（12分）如图所示，A、B、C三个物体的质量是，，A、B两物体通过绳子绕过定滑轮相连，B、C用劲度系数的轻弹簧相连，劲度系数为的轻弹簧一端固定在天花板上，另一端与滑轮相连。开始时，A、B两物体均静止且在同一水平面上，不计滑轮、绳子、弹簧的重力和一切摩擦。
（1）求此时两弹簧的形变量；
（2）若用竖直向下的拉力缓慢拉动A物体，在拉动过程中，弹簧以及与A、B相连的绳子始终竖直，到C物体刚要离开地面（A尚未落地，B没有与滑轮相碰），求：
①C刚要离地时竖直向下的拉力F的大小；
②C刚要离地时滑轮下降的距离；
③C刚要离地时A、B两物体的高度差。
17．（12分）南海上某哨塔想采用浮桶式波浪发电补充生活用电，其原理简化如图甲。能产生如图乙辐向磁场的磁体通过支柱固定在暗礁上，线圈内置于浮桶中。浮桶随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中。该线圈与阻值的指示灯相连。如图乙所示，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成。匝数匝的线圈所在处辐向磁场的磁感应强度，线圈直径，内阻不计。假设浮桶振动的速度可表示为，取，求：
（1）图甲中，当时，流过指示灯泡的电流大小；
（2）灯丝在1分钟内产生的焦耳热；
（3）若ab输出端通过理想变压器给哨塔供电，如图丙所示，若、闭合，断开时，原线圈中电流表示数为8.25A，已知图中灯泡标称为“220V，88W”恰能正常发光，电动机线圈电阻，则此时图中电动机的机械功率为多少。
18．（14分）如图甲所示，开口向上的汽缸放在水平地面上，横截面积为S、质量为m的薄活塞密封一定质量的理想气体，平衡时活塞下部与汽缸底部的间距为d。若汽缸放在倾角的固定斜面上，绕过定滑轮的轻绳一端与质量为2m的物块相连，另一端与活塞相连，滑轮右侧轻绳与斜面平行，系统处于平衡状态，如图乙所示。重力加速度大小为g，大气压强恒为，不计一切摩擦，缸内气体的温度恒定，斜面足够长。
（1）求系统在斜面上处于平衡状态时活塞与汽缸底部的间距；
（2）物块下轻轻地挂上另一相同的物块后，活塞与汽缸一起沿斜面向上做匀加速直线运动，求系统稳定后活塞与汽缸底部的间距。