陕西省榆林市2023-2024学年高二下学期期末质量检测物理试卷(含答案)

这是一份陕西省榆林市2023-2024学年高二下学期期末质量检测物理试卷(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．6月18日，全球首台全高温超导托卡马克装置在上海建成运行。托卡马克装置被称为“人造太阳”，被全球广泛用来研发可控核聚变发电。已知一核聚变过程的核反应方程为，则方程中的x、Y分别为( )
A.，Y为中子nB.，Y为中子n
C.，Y为电子eD.，Y为质子p
2．自卸式运输车是车厢配有自动倾卸装置的汽车，又称为翻斗车，由汽车底盘、液压举升机构、取力装置和货厢组成。如图所示，在车厢由水平位置缓慢抬起到与水平成的过程中，货物和车厢一直保持相对静止，下列说法中正确的是( )
A.货物所受摩擦力逐渐增大B.货物所受支持力逐渐增大
C.货物所受的合外力逐渐增大D.货物所受支持力和摩擦力均不做功
3．6月2日，嫦娥六号成功着陆月背南极—艾特肯盆地，它通过早先发射的“鹊桥二号”中继卫星与地球实现信号传输及控制，完成了月球背面采样任务。在地月连线上存在一点“拉格朗日”，“鹊桥二号”在随月球绕地球同步公转的同时，沿“Hal轨道”（与地月连线垂直）绕转动，如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.“鹊桥二号”的发射速度大于
B.“鹊桥二号”的向心力由月球引力提供
C.“鹊桥二号”绕地球运动的周期约等于月球绕地球运动的周期
D.“鹊桥二号”若刚好位于点，能够更好地为嫦娥六号探测器提供通信支持
4．某同学利用如图所示的玻璃球（球心为O）模拟彩虹的形成。一束单色光从A点以入射角射入玻璃球，折射后在B点发生反射，在C点再次折射后从玻璃球中射出，其中，玻璃球的半径为R，已知真空中的光速为c。单色光在玻璃球中沿路径传播的时间为( )
A.B.C.D.
5．在与纸面平行的匀强电场中，a、b、c、d是一矩形的四个顶点，已知，其中、、。现有一电子以某一初速度从bc的中点O沿Od方向射入，则在abcd区域内能大致反映电子运动轨迹的是( )
A.B.
C.D.
6．如图所示，将粗细均匀的导体圆环固定在竖直平面内，圆环半径为a，圆环的最高点A处用铰链连接粗细均匀的导体棒AD，导体棒的长度为2a，电阻为r，圆环电阻不计，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出）中。现使导体棒AD绕铰链从水平位置开始逆时针匀速转动，导体棒与圆环始终接触良好。导体棒转动一周的过程中，i表示流过导体棒的电流，取电流从A流向D的方向为正方向，则正确描述电流i随时间t变化关系的是( )
A.B.
C.D.
7．如图甲为农民用水泵抽取地下水灌溉农田的场景，灌溉系统由电动机、水泵、输水钢管组成。图乙为灌溉系统示意图，地下水源水面距地表，安装水泵时将输水钢管竖直插入水井与地下水源连通，水管横截面积，水泵出水口离地表高度，水从管口以恒定速度沿水平方向喷出，管口截面上各处水流速度相同，大小均为，水落到水平地面瞬间竖直速度减为零，水平速度保持不变。已知该灌溉系统的抽水效率，水的密度，取重力加速度大小，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.喷出的水在出水口和落地点之间的总体积为
B.水流对水平落地点的冲击力大小为
C.水泵每秒对水流做的功为
D.电动机的输入功率为
二、多选题
8．一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，两端P、Q同时开始上下振动，一小段时间后产生的波形如图，对于其后绳上各点的振动情况，以下判断正确的是( )
A.两列波将同时到达中点MB.两列波的波速之比为2:1
C.中点M的振动是减弱的D.M点的位移大小在某时刻可能为零
9．互感器又称仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称，常用于测量或保护系统。如图所示，、是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为，的原、副线圈匝数比为，交流电压表的示数为，交流电流表的示数为，则下列说法正确的是( )
A.a是交流电压表，b是交流电流表B.的原、副线圈匝数比为
C.高压线路输送的电流为D.高压线路输送的电功率为
10．如图甲所示，质量的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，时撤去拉力，其内的速度随时间变化的关系如图乙所示，g取。则下列判断正确的是( )
A.物块和斜面间的动摩擦因数为0.1B.拉力大小为
C.后物块一定静止D.物块沿斜面上滑的距离为
三、计算题
11．如图所示，高为的导热性能良好的汽缸开口向上放置在水平地面上，汽缸中间和缸口均有卡环，质量为的活塞在缸内封闭了一定质量的气体，活塞的横截面积为，活塞与汽缸内壁无摩擦且汽缸不漏气，开始时，活塞对中间卡环的压力大小为，活塞离缸底的高度为，大气压强为，环境的热力学温度为，重力加速度大小为，不计卡环、活塞及汽缸的厚度。
（1）若保持汽缸静止，缓慢升高环境温度，直到活塞距离汽缸底部的高度为，求此时环境的热力学温度。
（2）已知在第（1）问的过程中汽缸内气体内能变化为，求在此过程中气体吸收的热量。
12．如图所示，光滑水平杆距离水平地面高为，杆上套有一轻质滑环，杆上A点处固定一锁扣。长度为的轻绳的一端连接滑环，另一端悬挂质量为的小球，轻绳能承受的最大拉力为。水平地面上P点处静置一个顶部装有细沙的小滑块，小滑块与细沙的总质量为。P点右侧有一高度为、倾角为的固定斜面BC，B点处平滑连接，B与P间距为。初始时刻，轻绳保持竖直，滑环和小球一起水平向右匀速运动，当滑环与A处的锁扣碰撞，滑环即刻被锁住。不计空气阻力，小球、小滑块可以视为质点且小滑块与水平面和斜面间的动摩擦因数均为，，，。
（1）若轻绳没有断裂，求小球在竖直面内可向上摆动的最大高度。
（2）某次试验中，初始滑环和小球一起以的速度向右匀速运动，滑环被锁住同时轻绳断裂，小球恰好落入小滑块顶部的沙堆内，落入时间极短且沙没有飞溅。求P点与锁扣A点的水平距离及小滑块最终静止的位置到B点的距离。
13．科学实验中，常用电场和磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，粒子源可以产生比荷为k的带正电粒子，以初速度水平飞入两平行金属板中的偏转电场，入射点贴近上板边缘。两水平金属板间距为d，两板间电压为。带电粒子由偏转电场飞出后，立即进入宽度为d的速度选择区做匀速直线运动，然后射入一边长为L的正方形区域abef内。速度选择区域存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出）和与水平方向成角、电场强度为E的匀强电场。在abef区域内，以对角线bf为分界线，存在有垂直于纸面、大小相等、方向相反的匀强磁场，如图乙所示。粒子与ab边成角垂直于磁场经ab边上的中点P射入磁场，最终从ef边的中点M射出磁场，且粒子射出时的速度方向与射入abef区域时的速度方向平行，不计带电粒子的重力和粒子间的相互作用力，求：
（1）偏转电场两金属板长L；
（2）速度选择区匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）abef区域内匀强磁场的磁感应强度大小及带电粒子在abef区域中的运动时间。
四、实验题
14．某物理小组利用如图甲所示实验装置来“验证机械能守恒定律”。所用器材包括：装有声音传感器的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。实验操作步骤如下：
a.在钢尺的一端粘一层薄橡皮泥，将该端伸出水平桌面少许，用刻度尺测出橡皮泥上表面与地板间的高度差；
b.将质量为m的铁球放在钢尺末端的橡皮泥上，保持静止状态；
c.将手机置于桌面上方，运行手机中的声音“振幅”（声音传感器）项目；
d.迅速敲击钢尺侧面，铁球自由下落；
e.传感器记录声音振幅随时间的变化曲线。
（1）声音振幅随时间的变化曲线如图乙所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应敲击钢尺和铁球落地的时刻，则铁球下落的时间间隔________s。
（2）已知铁球质量为，某同学利用求出了铁球落地时的速度，则下落过程中，铁球动能的增加量为________J；重力加速度为，铁球重力势能的减少量为________J。据此可得出，在误差允许的范围内，铁球在自由下落过程中机械能守恒。（结果均保留三位小数）
（3）若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度，对实验测量结果________（选填“有”或“没有”）影响。
15．一研究性学习小组设计了如图甲所示的电路测电源的电动势E、内阻r及待测电阻。实验器材有：
①待测电源（E，r）
②待测电阻
③电压表（量程，内阻很大）
④电阻箱R（）
⑤定值电阻
⑥单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干。
实验步骤如下：
（1）将乙图中电路实物图连接完整__________。
（2）先测的阻值，将该同学的操作补充完整：
①闭合开关，将切换到1，调节R至适当阻值时读出其示数和对应的电压表示数；
②保持R示数不变，________________，读出电压表示数；
③待测电阻________。（用所测量的物理量符号表示）
（3）该小组同学已经测得，继续测电源电动势E和内阻r。具体操作如下：
①闭合开关，将切换到2，多次调节R，读出多组电阻箱示数R及对应电压表读数U；
②由测得的数据绘出了图线如图丙所示；
③由图丙求得电源电动势________V，内阻________Ω。（结果均保留两位小数）
参考答案
1．答案：B
解析：根据核反应的质量数守恒，可得，Y的电荷数为0，质量数为1，所以Y为中子n。故选B。
2．答案：A
解析：A.开始时货物受重力和支持力，抬起后，货物和车厢一直保持相对静止，则受到向上的静摩擦力，由平衡条件得随θ的增大，也增大，故静摩擦力增大，故A正确；B.货物所受支持力为，随θ的增加而增小，故支持力逐渐减小，故B错误；C.因为货物和车厢一直保持相对静止，故货物所受的合外力保持不变始终为零，故C错误；D.对货物受力分析，所受的支持力方向总是垂直于车厢向上，且与货物的运动方向相同，所以货物受到的支持力对货物做正功，而货物受到的摩擦力方向沿车厢向上，与货物的运动方向垂直，故摩擦力不做功，故D错误。故选A。
3．答案：C
解析：A.“鹊桥二号”依然绕地球运动，其发射速度应大于7.9m/s，小于11.2km/s。故A错误;B.“鹊桥二号”的向心力由月球引力和地球引力共同提供。故B错误;C.依题意，“鹊桥二号”随月球绕地球同步公转，可知绕地球运动的周期约等于月球绕地球运动的周期。故C正确;D.“鹊桥二号”若刚好位于点，由几何关系可知，通讯范围较小，不能够更好地为嫦娥六号探测器提供通信支持。故D错误。故选C。
4．答案：D
解析：过O做辅助线交圆周，如图所示
由几何关系可知，该光折射角为30°，由题意可知，入射角为45°，由折射定律得折射率为由几何关系可知，有由于对称性，所以光线运动的距离为光在玻璃中的速度为v，有光在玻璃砖中的时间为t，有故选D。
5．答案：B
解析：因，则ad中点e的电势为可知be两点是等势线，场强方向垂直be斜向下，则电子以某一初速度从bc的中点O沿Od方向射入，则在abcd区域内能大致反映电子运动轨迹的是B。故选B。
6．答案：A
解析：导体棒匀速转动，令角速度为ω，则在时间t内转过的角度根据几何关系可知，导体棒接入电路的长度感应电动势为感应电流为其中导体棒接入电阻解得可知，感应电流的大小随时间呈现正弦式关系，根据右手定则可知，开始时，感应电流的方向沿D→A，即开始时的感应电流为负值，由于导体棒转动一周过程中，只有半周时间内电路闭合，即只有半周时间内才有感应电流，第一个选择项中的图像符合要求。故选A。
7．答案：C
解析：A.水流由出水口水平喷出到落地时间满足因此喷出的水在出水口和落地点之间的总体积为故A错误;C.每秒内水流质量水泵每秒对水流做的功等于水机械能增加量代入数据解得故C正确;B.水落地时竖直方向上满足极短时间内，落地水的质量对水由动量定理得故B错误;D.对电动机，每秒输出能量则输入功率满足解得故D错误，故选C。
8．答案：AD
解析：AB.波速由介质决定，与波长和频率无关，则两列波的波速相同，则两列波将同时到达中点M,A正确，B错误；C.由于波的频率不同，故两列波并不能干涉，没有振动加强点，也没有振动减弱点，所以M点并不是振动减弱点，C错误；D.M点一定在平衡位置两侧上下振动，当运动到平衡位置时位移等于零，D正确。故选AD。
9．答案：BD
解析：A.图中的原线圈并联在高压输电线上，的原线圈串联在高压输电线上，可知，为电流互感器，为电压互感器，即是交流电流表，b是交流电压表，故A错误;B.为电压互感器，根据电压与匝数的关系有故B正确;C.为电流互感器，根据电流与匝数的关系有解得故C错误;D.结合上述，高压线路输送的电功率为故D正确。故选BD.
10．答案：BD
解析：AB.由题图乙知，各阶段加速度的大小为
设斜面倾角为θ，斜面与物块间的动摩擦因数为μ，根据牛顿第二定律，0~0.5s内
0.5~1.5s内
联立解得
但无法求出μ和θ，故A错误，B正确；
C.不清楚与μ的大小关系，故无法判断物块能否静止在斜面上，故C错误；
D.由图像，图线与坐标轴围成的面积表示位移，则物块沿斜面上滑的距离为
故D正确。故选BD。
11．答案：（1）472.5K；（2）
解析：（1）未升高温度时，对活塞受力分析，可得
即汽缸内气体压强等于大气压强，有
缓慢升高环境温度，直到活塞距离汽缸底部的高度为30m时，由平衡条件有
由理想气体状态方程，可得
解得
（2）在第（1）问的过程中，气体的温度升高，则气体内能增加，开始气体做等容变化，气体对外界不做功，之后做等压膨胀变化，气体对外做功，大小为
由热力学第一定律有
解得
超此过程中吸收的热量为78J.
12．答案：（1）；（2）6m，0.32m
解析：（1）由于轻绳没有断裂，设小球的在最低点的最大速度为v，则
从最低点向上摆到最高点，有机械能守恒定律
联立解得
又因为
则设最高点与圆心的连线与水平方向成θ角，最高点的速度为，则有
在最高点由牛顿第二定律
其中
解得
（2）由于滑环被锁住同时轻绳断裂，小球做平抛运动，则有
解得
小球与小滑块作用过程水平方向动量守恒
解得
从P到斜面最高点的过程
解得
滑块未从斜面顶端飞出，又因为
则滑块下滑，从滑块在斜面上的最高点到最终静止的位置
解得
13．答案：（1）；（2）；（3）；
解析：（1）依题意，带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，离开时速度方向与水平夹角为45°，可得
又
联立，解得
（2）根据（1）中分析可知，带电粒子进入速度选择区的速度大小为
带电粒子在速度选择区做匀速直线运动，可得
解得
（3）带电粒子在abef区域内做匀速圆周运动，轨迹如图
洛伦兹力提供向心力，可得
由几何关系，可得
联立，解得
根据
解得
由图可知，带电粒子运动轨迹所对应的圆心角为
则带电粒子在abef区域中的运动时间为
14．答案：（1）0.43（2）1.75；1.76（3）没有
解析：（1）铁球下落的时间间隔
（2）铁球下落过程中，落地速度为
则铁球动能的增加量为
铁球重力势能的减少量为
（3）小球在竖直方向上做自由落体运动，小球下落的时间由高度决定，若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度，不会影响小球的落地时间，故对实验测量结果没有影响。
15．答案：（1）（2）将切换到2；（3）2.94；1.00
解析：（1）根据电路图，实物连线如图所示
（2）保持R示数不变，将切换到2，读出电压表示数;
将切换到1时，有
将切换到2时，有
联立可得待测电阻为
（3）闭合开关，将切换到2，根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得的直线方程为
根据图像可得
解得