[物理][期末]云南省曲靖市宣威市2023-2024学年高二下学期7月期末试题(解析版)

这是一份[物理][期末]云南省曲靖市宣威市2023-2024学年高二下学期7月期末试题(解析版)，共18页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 2024年6月2日，嫦娥六号着陆器和上升器组合体成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区。月球储藏有大量核聚变燃料氦3，其发生核聚变的核反应方程为，该反应会向外界释放大量能量，下列说法正确的是（ ）
A. 若把Y粒子射入匀强磁场中，它一定受到洛伦兹力作用
B. 相同质量的核燃料，重核裂变释放的核能大于轻核聚变释放的核能
C. 的核子平均质量比的核子平均质量小
D. 核反应前后系统的总动量减小
【答案】C
【解析】A．根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知，Y的质量数为1，电荷数为1，则Y为质子，如平行磁场方向射入匀强磁场中，它不受到洛伦兹力作用，故A错误；
B．对于相同质量的核燃料，轻核聚变产生的核能比重核裂变产生的核能多，故B错误；
C．核反应根据质量数守恒和电荷数守恒可得Y为质子，根据核反应放出能量具有质量亏损，核子平均质量减小，故C正确；
D．核反应前后系统内力远大于外力，总动量守恒，故D错误。
故选C。
2. 如图甲所示为云南昆明街头拔火罐的情景，吸引了过路市民观看。如图乙所示为罐内气体在不同温度下的分子速率分布曲线，为在速率v附近单位速率间隔内气体分子数与分子总数的比，曲线Ⅰ和Ⅱ对应的温度分别为和，曲线Ⅰ和Ⅱ与坐标轴围成的面积分别为、，则下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】AB．根据麦克斯韦分布律知，气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，所以Ⅰ的温度低，Ⅱ的温度高，即
故A正确，B错误；
CD．曲线Ⅱ与坐标轴围成的面积与曲线Ⅰ与坐标轴围成的面积相等，都等于1，即
故CD错误。
故选A。
3. 电场线是为了直观形象地描述电场分布而在电场中引入的一些假想的曲线。如图所示，带箭头的线段表示某一电场中的一条电场线，M、N是这条电场线上的两点，由图可知（ ）
A. M点的电场强度小于N点的电场强度
B. 试探电荷在M点所受的电场力大于在N点所受的电场力
C. 带负电的试探电荷在M点的电势能小于在N点的电势能
D. M点的电势低于N点的电势
【答案】D
【解析】AB．电场线的疏密代表了电场的强弱，单条电场线无法比较场强大小，则无法比较电场力大小，故AB错误；
CD．沿着电场线方向电势逐渐降低，则N点电势较高，根据电势能的计算公式可知，带负电的试探电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，故C错误，D正确。
故选D。
4. 传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器，每个键内部电路如图所示。每个键下面都有相互平行的活动金属片和固定金属片组成的平行板电容器，两金属片间有空气间隙。在按下键的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器的电容C减小B. 电容器的带电量Q增加
C. 图中电流从N流向MD. 电容器极板间的电场强度减小
【答案】B
【解析】ABC．在按键的过程中，电容器两板间距d减小，则由
可知，电容器的电容C增大，两板电压U一定，根据
Q=CU
可知电容器的电量Q增加，电容器充电，则图中电流从M流向N，故B正确，AC错误；
D．电容器两板间距d减小，两板电压U一定，根据
可知极板间的电场强度变大，故D错误。
故选B。
5. 以下四幅图片中：图甲是检测工件表面平整程度时得到的图样；图乙是双缝干涉示意图；图丙是激光切割金属的情景；图丁是自然光通过偏振片M、N的实验。下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中，检测工件表面平整程度利用了光的衍射原理
B. 图乙中，若只增大屏到挡板间的距离，相邻两条亮条纹间的距离将减小
C. 图丙中，激光切割金属利用了激光相干性好的特点
D. 图丁中，光的偏振现象表明光是一种横波
【答案】D
【解析】A．图甲中，检测工件表面平整程度利用了光的干涉原理，故A错误；
B．图乙中，若只增大屏到挡板间的距离L，则根据条纹间的距离公式可知，相邻两条亮条纹间的距离将增大，故B错误；
C．图丙中，激光切割金属利用了激光亮度高的特点，也就是在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，故C错误；
D．只有横波才能产生偏振现象，故光的偏振现象表明光是一种横波，故D正确。
故选D。
6. 一定质量的理想气体，由状态A经状态B变为状态C，其中状态A到状态B过程为等压变化，状态B到状态C过程为等容变化。已知，，。气体在状态B时的体积大小和气体由状态B到状态C过程中压强p的变化情况是（ ）
A. ；p增大B. ；p减小
C. ；p增大D. ；p减小
【答案】B
【解析】状态A到状态B过程为等压变化，则有
可得
状态B到状态C过程为等容变化，根据查理定律可知，温度降低，则压强p减小。
故选B。
7. 过去人们通常用驴来拉磨把谷物磨成面粉，如图甲所示。假设驴拉磨可以看成做匀速圆周运动，示意图如图乙所示，驴对磨杆末端的拉力，拉力沿圆周切线方向，磨杆的半径，驴拉磨转动一周的时间为7s，，则下列说法正确的是（ ）
A. 磨杆上各点的线速度均相等
B. 驴转动一周拉力所做的功为1680J
C. 驴转动一周拉力的平均功率为480W
D. 磨杆末端的线速度大小为0.3m/s
【答案】C
【解析】A．磨杆上各点的角速度相等，根据可知，半径不同，则线速度不同，故A错误；
B．驴转动一周拉力所做的功为
故B错误；
C．驴转动一周拉力的平均功率为
故C正确；
D．磨杆末端的线速度大小为
故D错误。
8. 云南昆明长水国际机场航站楼是中国面向东南亚、南亚和连接欧亚的第四大国家门户枢纽机场，航站楼行李处理系统其中的一段如图甲所示，水平传送带顺时针匀速转动，一小行李箱以初速度滑上水平传送带，从A点运动到B点的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 小行李箱初速度大小为2m/s
B. 传送带转动的速度大小为6m/s
C. A、B两点间的距离为6m
D. 小行李箱与传送带的相对位移大小为2m
【答案】D
【解析】AB．由v－t图像可知，小行李箱开始做匀减速直线运动，后与传送带一起匀速运动，则小行李箱的初速度v0为6m/s，而传送带转动的速度v大小为2m/s，故AB错误；
C．根据v－t图像，小行李箱在前3s内运动距离为
则A、B两点间的距离为8m，故C错误；
D．根据v－t图像，在前3s内传送带传动的路程为
所以小行李箱与传送带的相对位移大小为
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 2024年春分、夏至、秋分和冬至所处四个位置和对应时间如图所示，地球沿椭圆轨道绕太阳运动，下列说法正确的是（ ）
A. 地球由春分运行到夏至的过程中速率逐渐减小
B. 夏至和冬至时地球绕太阳公转的角速度大小相等
C. 夏至时地球绕太阳公转的加速度最小
D. 根据地球的公转周期和太阳与地球的距离可估算出地球的质量
【答案】AC
【解析】A．由开普勒第二定律可知地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相同，所以地球由春分运行到夏至的过程中速率逐渐减小，故A正确；
B．由开普勒第二定律可知地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相同，冬至时地球绕太阳公转的距离最近，则相同时间内转过的角度更大，所以冬至时地球绕太阳公转的角速度大，故B错误；
C．根据牛顿第二定律有
可得
夏至时地球绕太阳公转r最大，所以的加速度最小，故C正确；
D．由开普勒第一定律，太阳在椭圆的一个焦点上，根据地球的公转周期和太阳与地球的距离可估算出的是中心天体太阳的质量，不能够估算地球的质量，故D错误。
10. 如今，透明砖作为时尚的建筑装饰材料，成了设计师、建筑商的新宠。如图所示，截面相同为矩形的A、B两种材料制成的透明设备放置在真空环境中，矩形上下表面的中点分别为O、，一细束单色光从O点以相同角度射入矩形砖，在A材料中刚好射在a点，在B材料中刚好射在b点。下列说法正确的是（ ）
A. 图乙中该光b点一定不会发生全反射
B. 该光在A材料中的传播速度比在B材料中的传播速度大
C. 该光在A材料中传播时的频率大于在B材料中传播时的频率
D. 若换用频率更高的光，仍从O点以相同角度入射到B材料中，光不可能射到a点
【答案】ABD
【解析】A．图乙中光在b点入射角和光在O点的折射角相等，根据光路的可逆性，可知光在b点不会发生全反射，故A正确；
B．根据折射定律
由图可知射到a点的折射角大于射到b点的折射角，则A材料的折射率小于B材料的折射率，根据
可知在A材料中的传播速度更大，故B正确；
C．光在不同介质中传播时，频率不变，故C错误；
D．若用频率更高的光，折射率更大，从O点以相同角度入射到第二种材质时，光的偏折更大，射到b点的右侧，不可能射到a点，故D正确。
故选ABD。
11. 能够产生正弦式交变电流的发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向电阻箱R供电的电路如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，理想交流电流表、理想交流电压表的示数分别为I、U。下列说法正确的是（ ）
A. 变压器的输入功率为UI
B. 若仅将发电机内磁场的磁感应强度大小减半，两电表的示数都将变为原来的一半
C. 若仅增大发电机线圈的转速，则通过电阻箱R的交变电流的频率减小
D. 若仅增大电阻箱R接入电路的阻值，电流表的示数将减小，电压表的示数将不变
【答案】BD
【解析】A．理想变压器原、副线圈的匝数比为，则原线圈电压为
所以变压器的输入功率为
A错误；
B．若仅将发电机内磁场的磁感应强度大小减半，由
可知原线圈电压减半，原线圈电压减半，电压表示数减半；
根据输出功率
可见电流表示数也变为原来一半，B正确；
C．若仅增大发电机线圈的转速，则交流电的频率增大，C错误；
D．若仅增大电阻箱R接入电路的阻值，而电源不变，则电压表的示数将不变。
根据
可知副线圈的电流减小，又
可知原线圈电流减小，即电流表的示数将减小，D正确。
12. 如图所示，在光滑绝缘水平面上的平面直角坐标系xOy的第一、四象限内存在方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场，第二象限内存在沿x轴负方向的匀强电场。第三象限内M、N两个水平平行金属板之间的电压为，一质量、电荷量的小球从靠近N板的S点由静止开始做加速运动，从电场的下边界x轴上的A点垂直于x轴射入电场，经电场偏转从y轴上的C点进入第一象限，又经匀强磁场从x轴上的D点进入第四象限，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球射入电场的初速度大小为2m/s
B. 从A点出发到D点所用的时间为
C. 小球做圆周运动的直径为2m
D. 匀强电场的电场强度大小为
【答案】BD
【解析】A．在金属板中，根据动能定理有
解得
故A错误；
D．小球在电场中做类平抛运动，则有
根据牛顿第二定律有
解得
，t=s
故D正确；
C．小球进入磁场的运动轨迹如图
进入磁场的速度与水平方向的夹角满足
解得
°
根据几何关系可知
则
30°
则半径为
解得
m
则小球做圆周运动的直径为4m，故C错误；
B．小球进入磁场的速度为
解得
在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力有
小球在磁场中运动的时间为
则从A点出发到D点所用的时间为
解得
故B正确
故选BCD。
三、非选择题：本题共5小题，共52分。
13. 某同学做“用单摆测定重力加速度”实验的装置如图甲所示。
（1）如图乙所示，用20分度的游标卡尺测量钢球的直径，则钢球的直径为______mm。
（2）除了已测钢球的直径，还已知摆线长98.8cm，完成50次全振动的时间为100.0s，由这些数据计算得重力加速度的大小______。（，结果保留三位有效数字）
（3）若摆球实际按图丙所示的方式在水平面内做圆周运动，但仍然视作了单摆，则重力加速度的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
【答案】（1）24.50 （2）9.87 （3）大于
【解析】（1）用游标卡尺测得小钢球的直径
。
（2）由单摆的周期公式
又
有
（3）若摆球在水平面内做圆锥摆运动，等效摆长比实际的摆长短，摆长的测量值偏大，则重力加速度的测量值偏大。
14. 某兴趣小组用如图甲所示的电路测量一块旧的干电池的电动势和内阻。
（1）实验室提供的器材如下：
A．待测干电池（电动势约为1.5V，内阻约为）；
B．电流表（量程为0.6A，内阻约为）；
C．电流表（量程为3A，内阻约为）；
D．电压表（量程为3V，内阻约为）；
E．电压表（量程为15V，内阻约为）；
F．滑动变阻器（总阻值约为）；
G．开关S，导线若干。
实验中电流表应选用______（填“B”或“C”）；电压表应选用______（填“D”或“E”）。
（2）闭合开关后，多次移动滑动变阻器的滑片，测得多组电压表和电流表的示数U和I，在坐标纸上以U为纵轴、I为横轴，选择适当的标度建立坐标，并画出图线，如图乙所示。由此求出电池的电动势为______，电池的内阻为______。（结果均用图中物理量的字母表示）
（3）考虑到电压表和电流表内阻对电路的影响，本实验系统误差产生的主要原因是______（填“电流表分压”或“电压表分流”）；这种测量方法将导致内阻的测量值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）B D （2） （3）电压表分流 偏小
【解析】（1）[1]实验中最大电流约为
则电流表应选用B；
[2]电源电动势约为1.5V，则电压表应选用D。
（2）[1]根据闭合电路欧姆定律
U=E-Ir
可知电池的电动势为
[2]电池的内阻为
（3）[1]考虑到电压表和电流表内阻对电路的影响，本实验系统误差产生的主要原因是电压表分流作用；
[2]由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，而短路电流不变，电源的U-I图象如图所示：
电源的内阻大小为图线斜率的大小，由图像可知，内阻的测量值的测量值小于真实值。
15. “波”字最早用于描述水纹起伏之状，《说文解字》中有“波，水涌流也”，唐代诗人韦应物有“微风动柳生水波”的描述。“微风动柳”在水面引起水波（视为简谐横波）向四周传播，在波的传播方向上相距6m的两处分别有甲、乙两树叶，两树叶随波上下运动，其中甲树叶的振动图像如图所示。某时刻，当甲树叶运动到波峰时，乙树叶恰好运动到波谷，求：
（1）此时刻，甲、乙两树叶竖直方向的高度差；
（2）这列水波的波长；
（3）若此时甲、乙两树叶之间只有一个波峰（甲树叶所在的波峰除外），这列水波的传播速度的大小。
【答案】（1）0.6cm；（2），其中；（3）1m/s
【解析】（1）当甲树叶运动到波峰时，乙树叶恰好运动到波谷，则此时刻，甲、乙两树叶竖直方向的高度差为
（2）当甲树叶运动到波峰时，乙树叶恰好运动到波谷，而甲、乙相距d为6m，则有
，其中
可得，这列水波的波长为
，其中
（3）可知当n取1时，甲、乙两树叶之间只有一个波峰，则这列水波的波长为
由图可知，这列水波的周期T为4s，则这列水波的传播速度的大小为
16. 如图所示为竖直放置的四分之一光滑圆弧轨道，O点是其圆心，半径，OM水平，轨道底端N与光滑平直轨道NP平滑相接，轨道底端距水平地面的高度。从轨道顶端M由静止释放一个质量的小球甲，小球甲到达轨道底端N后进入平直轨道，并在P点与另一质量为的小球乙发生对心碰撞，碰撞后小球乙、甲先后从P点飞出并落在地面上，小球乙在空中的水平位移为。小球甲、乙可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度。求：
（1）小球甲到达N点时对轨道的压力大小。
（2）碰撞过程中由小球甲和小球乙组成的系统损失的机械能。
【答案】（1）12N；（2）0.75J
【解析】（1）小球甲从M到N，由动能定理有
在N点根据牛顿第二定律有
解得N=12N
由牛顿第三定律可知小球甲到达N点时对轨道的压力大小12N。
（2）小球乙平抛过程中有
，
碰撞过程动量守恒
根据能量守恒可知
解得
J
17. 如图所示，两根平行放置的四分之一光滑圆弧导轨，半径为r、间距为d，其中、水平，、竖直，导轨电阻不计，在导轨顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。长为d、质量为m的金属棒从导轨顶端MN处由静止释放，到达导轨底端PQ时的速度大小为（g为当地的重力加速度），整个过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好。金属棒从PQ处脱离导轨后水平飞出，两端通过轻质金属丝线（图中未画出）分别与导轨P、Q端相连接，金属丝线足够长始终未绷紧。金属棒从PQ飞出水平位移大小为x（未知）时，速度大小为v且与水平方向的夹角为；金属棒又从该位置经过一段时间后，速度变为竖直向下。金属棒与金属丝线的电阻均不计，不考虑金属丝线切割磁感线产生的影响，求：
（1）金属棒到达导轨底端PQ时受到的安培力大小F；
（2）水平位移x大小；
（3）若金属棒由MN运动到PQ的过程中，电阻R上产生的热量为；金属棒由PQ运动到速度变为竖直向下的过程中，电阻R上产生的热量为，求与的比值。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）金属棒从导轨顶端MN处由静止释放，到达导轨底端PQ时的速度大小为，则有
安培力
（2）水平位移为x，水平方向运用动量定理得
又这段时间内通过人的电荷量
平均感应电流
平均感应电动势
磁通量的变化量
联立可得
（3）分两个过程来求，第一个过程由静止释放，到达导轨底端PQ；设这个过程R上产生的热量为，由能量守恒得
解得
第二个过程由导轨底端PQ飞出到速度变为竖直向下，设这个过程上产生的热量为，水平方向能量守恒得
解得
故