云南省昭通一中教研联盟2024-2025学年高二（下）期末质量检测物理试卷（A卷）

这是一份云南省昭通一中教研联盟2024-2025学年高二（下）期末质量检测物理试卷（A卷），共15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.质点甲、乙做直线运动的位移一时间(x-t)图像如图1所示，下列说法正确的是( )
A. t0时刻，质点甲的速度等于质点乙的速度
B. 0∼t0内，乙的路程大于甲的路程
C. 0∽t0内，甲的平均速度等于乙的平均速度
D. 0∽t0，两质点间的距离一直增大
2.2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，准确进入地月转移轨道;5月8日，成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行;设嫦娥六号探测器在环月轨道上做圆周运动，绕行周期为T，嫦娥六号探测器的质量为m1，月球的质量为m2、半径为R，引力常量为G，忽略其他天体的影响。下列说法正确的是( )
A. 嫦娥六号探测器的环月轨道离月球的高度为3 Gm1T24π2-R
B. 月球平均密度表达式为3πGT2
C. 月球表面重力加速度的表达式为Gm2R2
D. 月球的第一宇宙速度表达式为 Gm1R
3.在光电效应实验中，小明用如图2甲所示电路，研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用a、b两束单色光照射K，得到了两条光电流和电压之间的关系曲线，如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 研究遏止电压时，电源左端应为负极
B. 真空中a光的波长小于b光的波长
C. 用a光照射时光电管K极的逸出功小于用b光照射时的逸出功
D. 图中光电管的光电流方向为由A极指向K极
4.发光二极管的发光帽由透明环氧树脂制成，它由半径为R的半球体与半径为R的圆柱体组成，如图3为过半球球心O的竖直截面图。当用平行单色光垂直于圆柱体底面入射，经过半径OA上B点的光线恰好在圆弧面上发生全反射，已知OB= 22R，真空中光速为c，则单色光在该透明环氧树脂材料中的传播速度为( )
A. c 2B. c 3C. c2D. c3
5.两个点电荷固定在x轴上的M、N点，x轴上各点的电场强度E与各点位置坐标x之间的关系如图4所示。取x轴正方向为电场强度的正方向，无穷远处电势为零，下列说法正确的是( )
A. 从M到N电势先减小后增大
B. Q点的电势等于零
C. 固定在N处的电荷带正电
D. 固定在M点的点电荷电量比固定在N点的点电荷电量大
6.某水电站发电机的输出功率为150kW，发电机的输出电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为5Ω，输电线上通过的电流为40A，在用户端用降压变压器把电压降为220V。变压器均为理想变压器，则( )
A. 升压变压器输出电压为200VB. 升压变压器原副线圈匝数比为1:15
C. 降压变压器原线圈的电压为3750VD. 升压变压器输出的功率为8kW
7.如图5所示，一电动倾斜传送带上端与一光滑水平面平滑相连，将物块A轻放在传送带底端，已知传送带顺时针方向匀速运行，与水平面夹角为30∘，传送带长L=6m，速度v=5m/s，A与传送带间的动摩擦因数μ= 32(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，A的质量为m=2kg，重力加速度g取10m/s2。则( )
A. 物块A在传送带上运行的过程中，摩擦力对A先做正功后不做功
B. 物块A在传送带上运行的时间为2s
C. 把A从底端运送到顶端的过程中，摩擦力对物块A做的功为75J
D. 把A从底端运送到顶端的过程中，电动机多消耗的电能为160J
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.一列简谐横波沿x轴传播，图6甲是t=0时刻的波形图; P是介质中位于x=2m处的质点，其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 波速为2m/s
B. 波向右传播
C. 质点P在0∼7s时间内运动的路程为14m
D. x=3m处的质点在t=7s时距离平衡位置5cm
9.小明用如图7所示的装置探究水平风力对平抛物体运动的影响，将一弹簧枪水平固定在风洞内距水平地面高度H=5m处，质量m=1kg的小球以速度v0=5m/s从弹簧枪枪口水平射出，小球在空中运动过程中始终受到大小不变、水平向左的风力作用，小球最终落到地面上的A点，A点与弹簧枪枪口水平距离OA=2.5m，重力加速度g取10m/s2，则( )
A. 小球落地所需时间为1sB. 小球所受风力F的大小为10N
C. 小球落地时的动能Ek为50JD. 小球从射出到落地时机械能增加了12.5J
10.如图8所示，直立的劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在水平地面，另一端与绝缘的木板Q拴接。带电量为+q的物块P放置在木板Q上，处于静止状态。现在系统所处空间施加一竖直向上的匀强电场，此后P、Q一起运动到最高点时恰好未分离。已知P的质量为2m，Q的质量为m，重力加速度为g，轻弹簧的弹性势能表达式为EP=12kx2(k为轻弹簧的劲度系数，x为轻弹簧的形变量)，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 最高点时，弹簧恰处于原长
B. 匀强电场的场强大小为6mg5q
C. 匀强电场刚施加的瞬间，P、Q间弹力大小为2mg
D. 物体P的最大速度为vm= 12mg225k
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.两组同学利用不同的实验器材进行碰撞的实验研究。
(1)如图9甲所示，第一组同学利用气垫导轨进行“探究碰撞中的不变量”这一实验。
①用螺旋测微器测得遮光条的宽度如图乙所示，读数为 mm。
②用天平测得滑块A、B的质量(均包括遮光条)分别为mA、mB，调整气垫导轨水平后，将滑块A向左弹出，与静止的滑块B发生碰撞，此过程中与光电门1相连的计时器显示的挡光时间为△t1，与光电门2相连的计时器显示的先后挡光时间为△t2和△t3。从实验结果可知两滑块的质量满足mA mB(填“>”“”“0的区域存在匀强电场，电场强度大小为E，方向与-y方向夹角为37∘。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子以大小为v0的初速度从原点O沿y轴正方向射出，一段时间后粒子第一次从P点进入磁场，在磁场中运动一段时间后回到原点O再进入电场。不计粒子的重力，取sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。
(1)求O到P点的距离x;
(2)求磁感应强度B的大小。
15.如图14，足够长的光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为2L和L，连接处设有立柱。图中OO'左侧是电阻不计的金属导轨，OO'右侧是绝缘轨道。金属导轨部分处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B0;OO'右侧以O为原点，沿导轨方向建立x轴，00'右侧存在分布规律为B=B0+kx(k>0)的竖直向下的磁场(图中未标出)。一质量为m、阻值为R、三边长度均为L的U形金属框，左端紧靠OO'平放在绝缘轨道上(与金属导轨不接触)处于静止状态。长为2L、质量为2m、接入电路中的阻值为R的导体棒a处在间距为2L的金属导轨上，长为L、质量为m、接入电路中的阻值为R的导体棒b处在间距为L的金属导轨上。现给导体棒a水平向右的初速度v0，导体棒b受安培力作用从静止运动起来。当b棒运动到OO'前一瞬间(b棒还在金属导轨上未与金属框相碰)，a棒还未到立柱处，此时a、b棒中已无电流(即a棒和b棒构成的回路中总电动势为0)。导体棒a、b、金属框与导轨始终接触良好，导体棒a被立柱挡住不会进入右侧轨道，求：
(1)给导体棒a初速度v0时，a棒的加速度大小;
(2)从开始到导体棒b运动至00'的过程中，导体棒a产生的热量;
(3)导体棒b运动到00'后与U形金属框发生完全非弹性碰撞，之后b棒和金属框连接在一起构成回路向右运动，则回路静止时b棒与OO'的距离。(提示：该回路中b棒和金属框右侧都切割磁感线产生电动势，也都会受到安培力的作用，故分析时应考虑回路总电动势和安培力合力)
答案和解析
1.【答案】C
【解析】t0时刻，甲的速度更大;0∽t0内，质点通过的路程相等，位移也相等，根据v=xt可知，两质点的平均速度大小相等，质点间的距离先增大后减小，故 A、B、D错误， C正确。
2.【答案】C
【解析】对嫦娥六号探测器研究，由万有引力提供向心力得Gm1m2(R+h)2=m14π2T2(R+h)，解得h=3GmT24π2-R，故 A错误。质量m2=ρV=ρ43πR3，由以上分析可知Gm1m2(R+h)2=m1 4π2T2(R+h)，联立解得月球密度ρ=3πGT2(R+hR)3，故B错误。设月球表面有质量为m0的物体，在月球表面有Gm2m0R2=m0g，解得g=Gm2R2，故C正确。设月球的第一宇宙速度为v，绕月球以第一宇宙速度运动的物体质量为m，由牛顿第二定律得Gmm2R2=mv2R，解得v= Gm2R，故D错误。
3.【答案】D
【解析】光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为遏止电压，光电子做减速运动，电源左端应为正极，右端应为负极，故 A错误。eUc2=hva-W0，eUc1=hvb-W0，可知a光频率小，则a光波长长，故 B错误。逸出功由发生光电效应的金属板决定，故两种光照射同一极板所对应的逸出功一样，故 C错误。产生的光电子运动方向为由K极指向A极，则电流方向为由A极指向K极，故 D正确。
4.【答案】A
【解析】如图所示，根据全反射临界角公式可知sin∠OCB=OBR=1n，解得n= 2，由v=cn，可知A正确。
5.【答案】D
【解析】M、N连线中点处场强大于0，且两点间场强最小位置处距离N点较近，可知，固定在M点的点电荷电量比固定在N点的点电荷电量大，故D正确。若有一正点电荷由Q点向右侧无穷远处运动，电场力做正功，电势能不断减小，一直到零，所以Q点的电势大于零，故B错误。由电场方向判断M到N电势一直减小，N处电荷为负电荷，故A、C错误。
6.【答案】B
【解析】根据△P=I22R线，输电线上损失的功率为8kW，升压变压器输出的功率是150kW，故D错误。升压变压器为理想变压器，有P2=P1，又P2=I2U2，可得U2=3750V，故A错误。输电线上损失的电压△U=I2R线=200V，升压变压器原、副线圈的匝数比n1n2=U1U2，可得n1n2=115，故B正确。降压变压器原线圈两端电压U3=U2-△U=3550V，故C错误。
7.【答案】D
【解析】刚放在传送带上时先加速上滑，根据μmgcs30∘-mgsin30∘=ma，解得a=2.5m/s2，加速到与传送带速度相等所用时间t1=va=2s，加速过程的位移s1=12at12=5m，之后物块A以速度v匀速运动，匀速运动的时间t2=L-s1v=0.2s，所以物块A在传送带上运行的总时间t=(2+0.2)s=2.2s，故 B错误。A物块先受到滑动摩擦力后受到静摩擦力，都沿斜面向上，对物块一直做正功，故 A错误。电动机多消耗的电能等于物块A增加的机械能与因摩擦产生的热量之和。物块A增加的机械能E机=mgLsin30∘+12mv2=85J，故摩擦力对物块做功为85J。在传送带上加速阶段，传送带位移x1=vt1=10m，二者的相对位移△x=x1-s1=5m，因摩擦产生的热量Q=μmgcs30∘△x=75J，所以电动机多消耗的电能ΔE=E机+Q=(85+75)J=160J，故 C错误， D正确。
8.【答案】AD
【解析】由图甲可知波长为4m，由图乙可知波的周期为2s，则v=λT=42m/s=2m/s，故 A正确。由图乙可知t=0时，P点向下运动，根据“上下坡”法可知波向左传播，故 B错误。根据图甲可知t=0时x=3m处的质点位于y=-5cm处，由于t=7s=3T+12T，可知在t=7s时该质点位于y=5cm处;质点P运动的路程为s=3x4A+12×4A=70cm，故C错误，D正确。
9.【答案】AC
【解析】小球在竖直方向做自由落体运动，落地所需时间t= 2Hg=1s，故 A正确。小球在水平方向做匀减速运动：xOA=v0t-12at2，解得a=5m/s2，小球所受风力大小F=ma，可得F=5N，故B错误。小球射出至落地的过程由动能定理有mgH-FxOA=Ek-12mv02，解得Ek=50J，故 C正确。小球所受风力做负功，机械能减小，故 D错误。
10.【答案】BD
【解析】由题可知，由于P、Q一起运动到最高点时恰好未分离，所以P、Q全程在做简谐运动，因此在最高点和最低点的加速度大小相同，方向相反，大小设为a，则对于最低点，弹簧弹力F弹1和P、Q重力相等，即kx1=3mg，设施加电场后，P所受电场力大小为F，则F=3ma。在最高点，由于P、Q刚要分离，设此时弹簧弹力为F弹2，分别对P和Q进行分析，可得2mg-F=2ma，联立解得F=1.2mg，a=0.4g，mg-F弹2=ma，故弹簧不
是原长，故A错误。又因为电场力F=qE，解得匀强电场的场强大小为E=1.2mgq，故B正确。电场刚施加时，设P、Q间弹力大小为为N1，以P为研究对象，则F+N1-2mg=2ma，解得N1=1.6mg，故 C错误。物块P的速度最大时，P、Q整体处于简谐运动平衡点，即加速度为0，对整体有kx0+qE=3mg，从最低点到平衡点，由能量守恒定律qE(x1-x0)+12kx12=3mg(x1-x0)+12kx02+123mvm2，得vm= 12mg225k，故D正确。
11.【答案】(1) ①1.195∼1.197
②>mA△t1=mA△t3+mB△t2
(2) ①AD
②OB=OC-OA或OB+OA=OC

【解析】(1) ①螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图可知遮光片的宽度为d=1mm+。
②由题意可知碰撞后滑块A没有反弹，所以mA>mB。碰撞前A的速度大小为vA=d△t1，碰撞后A、B的速度大小分别为vA'=d△t3，vB=d△t2，碰撞中若满足动量守恒则mAvA=mAv'A+mBvB，得mA△t1=mA△t3+mB△t2。
(2) ①为了保证两球发生对心正碰，两球相碰时，两球心必须在同一水平面上，且碰后a球不反弹，故 A正确。因为两小球做平抛运动下落高度相同，所用时间相同，所以可以用小球的水平位移代替抛出时的初速度，则不需要用秒表测时间，故 B错误。为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，安装轨道时，轨道末端必须水平但不需要光滑，故C错误。为了保证入射小球每次碰撞前瞬间的速度相同，在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，故 D正确。
②设入射小球碰撞前瞬间的速度为v0，碰撞后瞬间入射小球和被碰小球的速度分别为v1、v2;根据动量守恒可得m1v0=m1v1+m2v2，若两球发生弹性碰撞，根据能量守恒可得12m1v02=12m1v12+12m2v22，联立可得v0+v1=v2，由于两小球做平抛运动下落高度相同，所用时间相同，则有v0t+v1t=v2t，可得OB+OA=OC或OB=OC-OA。
12.【答案】(1)R1 如图所示
(2)a ab-RA
(3)=
【解析】2实验小组根据测量实验得到的数据，在坐标纸上画出了U-I图像(U为电压表读数，I为电流表读数)，如图乙所示。由图像可得该电池的电动势a，内阻ab-RA
(3)通过以上实验测得的电池电动势E测与真实值E真相比，E测 = E真
13.解：(1)气缸内气体的温度从T1上升到T2，此时气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中，封闭气体的压强不变，则有V1T1=V2T2，v1=L1S，V2=(L1+L2)S ①
解得T2=280K ②
(2)对气缸受力分析有p1S+Mgsinθ=p0S ③
代入数据解得p1=8×104Pa ④
该过程中内能增大，为△U=kT2-kT1 ⑤
气体对外做功W=-p1(V2-V1) ⑥
根据热力学第一定律有△U=W+Q ⑦
联立解得Q=0.1J ⑧

14.解：(1)带电粒子在电场中运动时，y方向有qEy=qEcs37∘=may ①
解得ay=4qE5m ②
粒子经t1第一次到达P点，此时粒子在y方向上速度为-v0，则2v0=ayt1 ③
联立解得t1=5mv02qE ④
对粒子，x方向有qEx=qEsin37∘=max ⑤
解得ax=3qE5m
由xp=12axt12 ⑥
联立解得xp=15mv028qE ⑦
(2)设粒子第一次经过P点时速度大小为vp，方向与x轴正向夹角为a，由
qvpB=mvp2r ⑧
解得第一次在磁场中圆周运动半径r=mvPqB
半径在x轴方向的投影rx=rsinα=mvp⋅sinaqB=mvpyqB=mv0qB ⑨
由xp=2rx ⑩
联立解得B=16E15v0 ⑪
15.解：(1)给导体棒a水平向右的初速度v0，由
E=B0⋅2Lv0 ①
I=E2R ②
由牛顿第二运动定律得F安=2B0IL=2ma ③
解得a=B02L2v0mR ④
(2)设b棒到达OO'时的速度大小为vb，此时导体棒a的速度大小为va，因为此时已经无电流，即
B0Lvb=2B0Lva ⑤
设向右为正方向，对a、b棒分别根据动量定理可得
-2B0ILt=2mva-2mv0 ⑥
B0ILt=mvb ⑦
解得va=13v0，vb=23v0 ⑧
导体棒b运动至OO'前，导体棒a和导体棒b构成的回路产生的热量为
Q=12(2m)v02-(122mva2+12mvb2) ⑨
得Q=23mv02 ⑩
故a棒发热量为Qa=Q2=13mv02 ⑪
(3)设b棒与U形金属框碰撞后共同速度为v1，设向右为正方向，根据动量守恒定律可得mvb=2mv1 ⑫
解得v1=13v0 ⑬
由OO'右侧存在的磁场分布规律为B=B0+kx(k>0)，可知U形金属框右边始终比U形金属框左边的磁场大，即
ΔB=kL
从导体棒b与U形金属框碰撞后到最终静止的过程，回路中的平均电流为
I'=E2R=ΔBL•v2R ⑭
根据动量定理有-△B•I'L•t'=0-2mv1 ⑮
b棒静止时与OO'的距离为x=v•t'=4mv0R3k2L4 ⑯