[物理][期末]云南省曲靖市2023-2024学年高二下学期期末考试试卷(解析版)

这是一份[物理][期末]云南省曲靖市2023-2024学年高二下学期期末考试试卷(解析版)，共17页。试卷主要包含了满分100分，考试时间90分钟，本卷命题范围，5m/sC等内容，欢迎下载使用。

考生注意：
1.满分100分，考试时间90分钟。
2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围：高考范围。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项正确。第9~12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 关于电磁波下列说法正确的是（ ）
A. 麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并证实了电磁波的存在
B. 医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
C. 一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关
D. 电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速
【答案】C
【解析】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在且测得了波速，A错误；
B．X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体；对人体有一辐射，故不能用来消毒，B错误；
C．一切物体都在不停地向外辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关，物体的温度越高，辐射的红外线就越强，C正确；
D．电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空中的传播速度等于光速， D错误；
故选C。
2. 经过m次α衰变和n次β衰变后变成，则（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】A
【解析】根据核反应方程
所以
故选A。
3. 一个物体从某一高度做自由落体运动，已知它第一秒内的位移恰好为最后一秒内位移的一半，g取，则它下落的平均速度大小为（ ）
A. 5m/sB. 7.5m/sC. 10m/sD. 15m/s
【答案】B
【解析】物体做自由落体运动第一秒内的位移为
设物体下落最后一秒过程的初速度为，则最后一秒内的位移为
解得
物体下落过程的末速度为
则物体下落的平均速度大小为
4. 如图为某质点沿x轴做简谐运动的图像，下列说法中正确的是( )
A. 在t=4s时质点速度最大，加速度为0
B. 在t=1s时，质点速度和加速度都达到最大值
C. 在0到1s时间内，质点速度和加速度方向相同
D. 在t=2s时，质点的位移沿x轴负方向，加速度也沿x轴负方向
【答案】C
【解析】试题分析：根据加速度与位移方向相反，读出加速度的方向．分析位移的变化，确定速度方向及其变化．根据质点的位置，分析加速度和速度的大小．
在t=4s时质点位于最大位移处，速度为0，加速度最大，故A错误；在t=1s时，质点通过平衡位置，速度最大，而加速度为0，故B错误；在0到1s时间内，质点的速度沿负方向，位移为正方向，由知，加速度沿负方向，则两者方向相同，C正确；在t=2s时，质点的位移沿x轴负方向，根据知，加速度沿x轴正方向，故D错误．
5. 如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向外、大小为I1的恒定电流，两导线连线（水平）的中点处，一可自由转动的小磁针静止时N极所指的方向平行于纸面向下。忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流I2，下列判断正确的是（ ）

A. I2B. I2>I1，方向垂直纸面向外
C. I2D. I2>I1，方向垂直纸面向里
【答案】B
【解析】根据安培定则可判断左边导线I1在连线中点处的磁感应强度B1方向竖直向上，根据小磁针静止时N极所指的方向为磁场方向，可知该点合磁感应强度竖直向下，则右边导线I2在该处形成的.磁感应强度B2一定竖直向下，且B2 > B1，所以I2 > I1。根据安培定则可知，右边导线中电流方向垂直纸面向外。
6. 北斗导航系统由静止地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。中圆地球轨道卫星绕行周期为12h，运行轨道平面与赤道共面，绕行方向与地球自转方向相同。则（ ）
A. 中圆地球轨道卫星每12h扫描地球赤道一圈
B. 中圆地球轨道卫星每24h扫描地球赤道一圈
C. 中圆地球轨道卫星与静止地球同步轨道卫星的轨道半径之比为
D. 中圆地球轨道卫星与静止地球同步轨道卫星的线速度之比为
【答案】B
【解析】AB．地球自转的周期为，设中圆地球轨道卫星扫描地球赤道一圈的时间为，则有
解得
故A错误，B正确；
C．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得
可得
则中圆地球轨道卫星与静止地球同步轨道卫星轨道半径之比为
故C错误；
D．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得
可得
则中圆地球轨道卫星与静止地球同步轨道卫星的线速度之比为
故D错误。
故选B。
7. 如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形团合回路，虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面，回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直，从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论不正确的是（ ）
A. 感应电流方向不变B. CD段直线始终不受安培力
C. 感应电动势最大值E=BavD. 感应电动势平均值
【答案】B
【解析】A．根据楞次定律，闭合回路在进入磁场过程中，感应电流的方向为逆时针方向，方向不变。故A正确，与题意不符；
B．根据左手定则，CD段直线所受安培力方向竖直向下。故B错误，与题意相符；
C．切割的有效长度为a时，感应电动势有最大值，即
故C正确，与题意不符；
D．根据法拉第电磁感应定律，可得
故D正确，与题意不符。
8. 如图所示，水平光滑的地面有一个匀速运动的小车，轻质弹簧的一端固定在小车左挡板上，另一端固定在物块上。物块和小车相对静止，小车上表面粗糙，弹簧处于伸长状态。下列说法正确的是（ ）
A. 小车所受合外力向右
B. 小车一定受向右的摩擦力
C. 物块一定受小车向右的摩擦力
D. 物块和小车整个系统所受合外力的冲量向右
【答案】C
【解析】A．小车做匀速直线运动，可知小车所受合外力为零，故A错误；
BC．弹簧处于伸长状态，可知弹簧对物块的弹力水平向左，根据受力平衡可知，小车对物块的摩擦力水平向右，则物块给小车的摩擦力水平向左，故B错误，C正确；
D．物块和小车一起做匀速直线运动，整体受到的合外力为零，则物块和小车整个系统所受合外力的冲量为零，故D错误。
故选C。
9. 按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的遏止电压和入射光的频率的几组数据。由表中数据作出的图像（未画出，h为普朗克常量，元电荷用e表示），则：（ ）
A. 图像斜率大小为h
B. 图像斜率大小为
C. 不能求出这种金属的极限频率
D. 能求得这种金属的逸出功
【答案】BD
【解析】AB．根据光电效应方程
以及遏止电压与最大初动能的关系
整理可得
由图像的解析式可得，斜率为，故A错误，B正确；
CD．根据表中数据可计算出纵轴截距，假设为，根据上述解析式中，则
故能求得这种金属的逸出功。且当极限频率（即截止频率）取得时
又因为斜率
则整理可得
故C错误，D正确。
故选BD。
10. 在图示的双缝干涉实验中，入射激光的波长为λ，屏上P点出现亮条纹，则P点到双缝S1，S2的路程差可能是（ ）
A. λB. 4λC. D.
【答案】AB
【解析】屏上P点出现亮条纹，则P点到双缝S1，S2的路程差为的偶数倍
……
AB正确，CD错误。
故选AB。
11. 如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为的灯泡和，输入交变电压的有效值时，两灯泡均恰好正常发光，下列说法正确的是（ ）
A. 原、副线圈匝数之比为B. 原、副线圈匝数之比为
C. 和的电功率之比为D. 和的电功率之比为
【答案】BC
【解析】AB．灯泡正常发光，则其电压均为额定电压，则说明原线圈输入电压为，输出电压为；则由
可知，原副线圈匝数之比为，A错误；B正确；
CD．根据变压器原理可得
所以
由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式
可得两者的电功率之比为；C正确，D错误。
12. 如图所示，一绝缘丝线拴接一可视为质点的球在竖直面内做圆周运动，在空间施加水平向右的匀强电场。已知球的质量为m，电荷量为＋q，A、B两点与圆心O在同一水平线上，C、D两点分别为圆周运动中的最低点和最高点，球经过A点时丝线的拉力与球的速度的关系为FT＝v2－a。则下列说法正确的是（ ）
A. 丝线的长度为
B. 球在D点的动能最小
C. 电场强度的大小为
D. 当v＝ 时，球在B点时对丝线的拉力大小为6a
【答案】AD
【解析】AC．设绝缘丝线的长度为L，球在A点时对球进行受力分析，由牛顿第二定律可得
即
又因为
FT＝v2－a
可知
，－qE＝－a
整理得
，
故A正确，C错误；
B．由于重力和电场力的合力斜向右下方，故球做圆周运动的等效最低点在B、C之间，等效最高点在A、D之间，球在等效最高点的速度最小，动能最小，选项B错误；
D．当v＝时，球在A点不受丝线的拉力，则
对球从A到B过程，由动能定理得
球在B点时，对球进行受力分析，由牛顿第二定律可得
联立解得
FTB＝6qE＝6a
由牛顿第三定律可知，此时球对丝线的拉力大小也为6a，D正确。
二、实验题：本题共2小题，共15分。
13. 某实验小组成员用如图甲所示的实验装置做探究加速度与质量关系的实验。实验中通过改变小车中砝码的质量来改变小车和车中砝码的总质量M，打点计时器所用交流电的频率为50Hz。
（1）对于实验操作的目的，下列说法正确的是__________。
A．重物的质量m必须远小于M的目的是使小车受到的合外力等于细线的拉力
B．调节定滑轮高度，使细线与长木板表面平行的目的是使小车受到的合外力等于细线的拉力
C．小车开始释放的位置靠近打点计时器的目的是在纸带上打更多的点
（2）若实验所用的交流电频率为50Hz，则根据图乙所打纸带的打点记录，打点计时器打B点时的速度为__________m/s，小车的加速度__________m/s2。（结果保留三位有效数字）
【答案】（1）C （2）0.400 1.46
【解析】（1）[1] A．对重物和小车受力分析可得
解得绳子的拉力为
重物的质量m必须远小于M的目的是使小车受到的合外力即细线的拉力约等于重物的重力，故A错误；
B．调节定滑轮高度，使细线保持与长木板平行的目的是细线的拉力没有沿垂直运动方向的分力，故B错误；
C．小车开始释放的位置靠近打点计时器的目的是在纸带上打更多的点，故C正确。
（2）[2]根据匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解打B点时小车的速度
[3]因为，每5个点作为一个计数点，
所以相邻计数点间的时间间隔为
设AB间距为x1，BC间距离为x2，根据逐差法，
得
14. 某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E和内阻r。其中电压表是理想电压表（量程大于电源电动势），定值电阻。实验时先将电阻箱阻值调到最大，再闭合开关S，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和电压表的示数U，由测得数据画出的图像是一条倾斜的直线（如图丁所示）。
（1）用笔画线代替导线，将图甲电路图在图乙中连接成实物图________。
（2）若某次电阻箱读数如图丙，则其示数为__________。
（3）利用图像求得的电动势__________，内阻__________。
【答案】（1）见解析 （2） （3）2V
【解析】（1）[1]根据图甲电路图进行实物连线，如图所示
（2）[2]若某次电阻箱读数如图丙，则其示数为
（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图像的纵轴截距为
解得电动势为
图像斜率为
解得内阻为
三、计算题：本题共3小题，共37分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15. 如图所示，一汽缸固定在水平桌面上，通过轻质活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积，与缸壁的摩擦可忽略不计。活塞中点与物块A通过细绳、固定的轻质定滑轮水平连接，可视为质点的物块A与B之间通过长度为的细绳连接（图中未画出）并叠放在桌面上；开始时，滑轮两侧的绳处于竖直状态且恰好无拉力，活塞距缸底，气体温度，外界大气压强，现通过特殊装置，使缸内气体的温度缓慢下降，取重，力加速度，求：
（1）当质量为的物块A恰好开始上升时，汽缸内气体的温度为多少K；
（2）若物块B恰好开始上升时汽缸内气体的温度为125K，物块B的质量为多少kg？
【答案】（1）500K（2）25kg
【解析】（1）汽缸内气体的初状态为
物块A开始上升时汽缸内气体压强
物块A开始上升前汽缸内气体做等容变化，由查理定律可得
代入数据解得
（2）当物块B开始上升时，汽缸内气体的状态
由理想气体状态方程可知
代入数据解得
16. 如图所示，半径为的四分之一圆弧体放在水平面上，圆弧最高点A处的切线竖直，质量为的物块放在圆弧的最高点A点，当圆弧体从静止开始以加速度向右做匀加速直线运动时，物块刚好不下滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆弧体运动一段时间突然停下，物块刚好落到B点，重力加速度为，求：
（1）物块与圆弧体的动摩擦因数；
（2）圆弧体运动的时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）物块刚好不下滑，竖直方向根据受力平衡可得
水平方向根据牛顿第二定律可得
又
联立解得物块与圆弧体的动摩擦因数为
（2）圆弧体运动时间，此时物块的速度为
圆弧体突然停下，物块以速度做平抛运动，刚好落到B点，则有
，
联立解得
17. 一质量为，电荷量为带电粒子，沿着半径方向射入圆形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度的大小为（），圆形磁场的半径为粒子的轨迹圆半径的，粒子射出圆形磁场后，进入左边有界、右边无界的匀强磁场中，圆形磁场与磁场的左边界相切，且粒子最初射入圆形磁场时的速度方向垂直于磁场的边界，如图所示．粒子最终从圆形磁场的射入点射出磁场，不计粒子的重力，求：
（1）粒子在圆形磁场中偏转的角度；
（2）两磁场的磁感应强度大小之比；
（3）粒子在两个磁场中运动的总时间（用含的式子表示）。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）根据题意作出粒子的运动轨迹，如图所示
粒子在圆形磁场中的偏转角为，由图中几何关系可得
解得
（2）粒子离开圆形磁场后，做匀速直线运动，进入半无界磁场时，粒子的速度与边界之间的夹角为
则粒子在半无界磁场中运动时，转过的圆心角为
要使粒子最终沿射入点返回，根据对称性可知，粒子在半无界磁场中运动的半径与圆形磁场半径之间满足几何关系为
解得
粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
则两磁场的磁感应强度大小之比为
（3）由题意可得
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
粒子在圆形磁场中运动的总时间为
粒子在半无界磁场中运动的时间为
粒子在两个磁场中运动的总时间
0.541
0.637
0.714
0.809
0.878
5.644
5.888
6.098
6.303
6.501