湖北省襄阳随州部分高中2024-2025学年高二下学期6月期末联考物理试卷（解析版）

这是一份湖北省襄阳随州部分高中2024-2025学年高二下学期6月期末联考物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分，。在小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合要求，每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分）
1. 如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 子弹射入木块后的瞬间，速度大小为
B. 子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于
C. 子弹射入木块后瞬间，环对轻杆的压力大于
D. 子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒
【答案】C
【解析】A．子弹射入木块后的瞬间，子弹和木块组成的系统动量守恒，以v0的方向为正方向，则
解得
v1＝
故A错误；
B．子弹射入木块后的瞬间
解得绳子拉力
故B错误；
C．子弹射入木块后的瞬间，对圆环
由牛顿第三定律知，环对轻杆的压力大于，故C正确；
D．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统只在水平方向动量守恒，故D错误。
故选C。
2. 如图所示轴上，波源在原点O处，，，。时，波源从平衡位置开始竖直向上振动，形成分别沿轴向正方向和负方向传播的简谐横波，时，质点a第一次到达最高点，同时质点c刚好开始振动。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的周期为12s
B. 该波的波速为0.5m/s
C. 时b处的质点正在向下运动
D. 若波源停止振动，则a、b、c三点处的质点将同时停止振动
【答案】A
【解析】AB．t=6s是，c刚好开始振动，则传播速度为
时，质点a第一次到达最高点，则有
解得
T=12s
故A正确，B错误；
C．O传播到b的时间
则4s时b开始振动，6s时b开始振动，b处质点在向上运动，故C错误；
D．若波源停止振动，abc三点已经振动，则质点会继续振动，故D错误。
故选A。
3. 两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，导轨上垂直放置两根导体棒a和b，俯视图如图所示。在整个导轨平面内有竖直向上匀强磁场，导体棒与导轨接触良好且均可沿导轨无摩擦地滑行，若给a棒一初速度的同时释放b棒，在一段时间内a棒动能的减小量为，b棒动能的增加量为，a棒克服磁场做功为，ab棒上产生总热量为Q，（不计ab棒间相互作用）则（ ）
A. ＝+Q
B. ＝Q+
C. ＝Q
D. ＝Q
【答案】B
【解析】设导体棒a的初动能为、末动能为，由题意可知导体棒b的初动能为0，设导体棒b的末动能为，对a、b棒组成的系统，由能量守恒定律可得
由题意可知
因此可得
由于导体棒与导轨间无摩擦，对导体棒a，根据动能定理可得
联合可得
故ACD错误，B正确。
故选B。
4. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A. 发电机输出的电流
B. 输电线上的电流
C. 降压变压器的匝数比
D. 用户得到的电流
【答案】C
【解析】A．根据电功率公式
发电机输出电流
A错误；
B．输电线上损失功率，由
可得
故B错误；
C．降压变压器原副线圈得到的功率为
P4=P-P线=95kW
根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系，可得
C正确；
D．用户得到的功率为，用户得到的电流
D错误。
故选C。
5. L型粗细均匀的细玻璃管，AB部分长，BC部分长，A端封闭，玻璃管中一段长的水银柱封闭一段空气柱。当玻璃管平放在水平桌面上时，水银柱在玻璃管中的分布如图1所示，大气压强为。如若把玻璃管由平放在桌面慢慢转换到竖直平面内，如图2所示，最终AB部分竖直，BC部分水平，且水银柱恰好全部进入到AB部分，设整个过程气体温度保持不变，则下列对气体初状态的描述正确的是（ ）
A. 初始状态时AB部分水银柱长是
B. 初始状态时BC部分水银柱长是
C. 初始状态封闭气体的压强是
D. 初始状态时AB部分空气柱长是
【答案】D
【解析】AB．设初始状态AB部分水银柱长为，玻璃管横截面积为S，初始状态封闭气体的两个参量分别是
，
AB竖直放置后的两个参量分别是
，
根据等温变化的玻意耳定律可得
解得
所以，初始状态时AB部分水银柱长是，BC部分水银柱长是，AB错误；
CD．初始状态封闭气体的压强是，初始状态时AB部分空气柱长是，C错误，D正确。
故选D。
6. 如图所示，分别用a、b两束单色光照射阴极K均可产生光电流。调节滑片P，当光电流恰好减小到零时，a、b对应的电压表示数分别为、，已知，下列说法正确的是（ ）
A. a光束比b光束弱
B. a光子动量小于b光子动量
C. 经过同一单缝，b光产生的衍射现象更明显
D. 经过同一双缝干涉装置得到的图样，a光条纹间距小
【答案】B
【解析】由题意可知，a截止电压小于b的遏止电压，则有
可得
，
A．根据已知条件只能判断两者的频率关系，无法判断光束强弱，A错误；
B．a的频率小，则波长大，根据
可知，a的光子动量小于b光子动量，B正确；
C．a的频率小，则波长大，经过同一单缝产生的衍射现象更明显，C错误；
D．根据
a的频率小，波长大，则经过同一双缝干涉装置的得到的图样，a光的条纹间距大，D错误。
故选B。
7. A、B是两种放射性元素的原子核，原来都静止在同一匀强磁场，真中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，运动方向都与磁场方向垂直。图中a、b与c、d分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中正确的是（ ）
A. A放出的是α粒子，B放出的是β粒子
B. a为α粒子运动轨迹，d为β粒子运动轨迹
C. α轨迹中的粒子比b轨迹中的粒子动量小
D. 磁场方向一定垂直纸面向外
【答案】A
【解析】A．放射性元素放出α粒子时，α粒子与反冲核的速度相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆。而放射性元素放出β粒子时，β粒子与反冲核的速度相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆。故B放出的是β粒子，A放出的是α粒子。故A正确；
B．根据带电粒子在磁场中的运动的半径计算公式可得
即
其中发出的粒子与反冲核的动量相等，而反冲核的电荷量大，故轨迹半径小，故b为α粒子运动轨迹，c为β粒子运动轨迹，故B错误；
C．根据动量守恒定律可知a轨迹中粒子和b轨迹中的粒子动量大小相等。故C错误；
D．粒子在磁场中做匀速圆周运动，磁场方向不同，粒子旋转方向相反，由于α粒子和β粒子的速度方向未知，不能判断磁场的方向。故D错误。
故选A。
8. 图甲是用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其平面的物体，C为入射光，图乙和图丙分别为两次观察到的干涉条纹，下列说法正确的是（ ）
A. 图示条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的
B. 当A、B之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，对应条纹是暗条纹
C. 若所观察的条纹是图乙，被检查表面上有洞状凹陷
D. 若所观察的条纹是图丙，被检查表面上有沟状凹陷
【答案】AD
【解析】
【分析】A．薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的发射光干涉产生，A正确；
B．空气层厚度相同的地方，两列光波的路程差相同，当AB之间某处距离为入射光的半波长奇数倍时，则两列光波的光程差为半波长的偶数倍，所以对应条纹是明条纹，故B错误；
C．薄膜干涉是等厚干涉，即亮条纹处空气膜的厚度相等，亮条纹右偏说明被检查表面上有凸起，C错误；
D．图丙中亮条纹左偏说明被检查表面上有沟状凹陷，D正确。
9. 质谱仪是科学研究和工业生产中的重要工具，如图所示是一种质谱仪的工作原理示意图。质量为m、电荷量为q的粒子，从容器A下方的小孔飘入电势差为的加速电场，其初速度几乎为0，接着经过小孔进入速度选择器中，沿着直线经过小孔垂直进入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打到照相底片CD上。已知速度选择器的板间距为d，板间电压为且板间存在匀强磁场，粒子打在底片上的亮点距小孔的距离为D。则该带电粒子的比荷可以表示为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】CD
【解析】粒子在电场中加速，由动能定理可得
解得
粒子进入速度选择器中做直线运动，由平衡条件可得
联立可得
粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力充当向心力，有
与
联立可得
故选CD。
10. 列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有效减振，空气弹簧主要由活塞、汽缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振动，上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换；剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若汽缸内气体视为理想气体，在气体压缩的过程中（ ）
A. 上下乘客时，气体的内能不变
B. 上下乘客时，气体从外界吸热
C. 剧烈颠簸时，外界对气体做功
D. 剧烈颠簸时，气体的温度不变
【答案】AC
【解析】AB．上下乘客时汽缸内气体与外界有充分的热交换，即发生等温变化，温度不变，气体的内能不变；根据热力学第一定律，气体被压缩，外界对气体做功，气体放出热量， A正确，B错误；
CD．剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快，且气体与外界来不及热交换，气体经历绝热过程，在气体压缩的过程中，外界对气体做功，根据热力学第一线定律，气体内能增加，温度升高，C正确，D错误。
故选AC。
二、非选择题：（本大题共5小题，共60分）
11. 某冰雪游乐场中，用甲、乙两冰车在轨道上做碰碰车游戏，甲的质量m1=20kg，乙的质量m2=10kg。轨道由一斜面与水平面通过光滑小圆弧在B处平滑连接。甲车从斜面上的A处由静止释放，与停在水平面C处的乙车发生正碰，碰撞后乙车向前滑行18m停止动。已知A到水平面的高度H=5m，BC的距离L=32m，两车受到水平面的阻力均为其重力的0.1倍，甲车在斜面上运动时忽略阻力作用，重力加速度g取10m/s2.求：
（1）甲到达C处碰上乙前的速度大小；
（2）两车碰撞过程中的机械能损失。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据动能定理
解得
（2）乙在摩擦力作用下减速，直到静止
根据动能定理
解得
甲乙碰撞动量守恒定律
碰撞时机械能损失：
解得
12. 某智能手机中的“磁传感器”功能可实时记录手机附近磁场的变化，磁极越靠近手机，磁感应强度越大。宁德某中学的小宁在家里用手机、磁化的小球、支架、塑料夹子等实验器材组装成如图甲所示的装置来测量重力加速度，实验步骤如下；
①把智能手机正面朝上放在悬点的正下方，接着往侧边拉开小球，并用夹子夹住。
②打开夹子释放小球，小球运动，取下夹子。
③运行手机“磁传感器”功能，手机记录磁感应强度的变化。
④改变摆线长和夹子的位置，测量出各次实验的摆线长L及相应的周期T。
（1）如图乙所示，图中记录了实验中磁感应强度的变化情况，测得第1个到第N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期T的测量值为___________。
（2）实验中用游标卡尺测量摆球直径如图丙所示，则摆球直径为___________cm。
（3）得到多组摆线长L及相应的周期T后，作出了图形，如图丁所示，根据图中数据可得当地重力加速度g=___________。（结果保留三位有效数字）
（4）查表可知宁德地区的重力加速度为，则本实验的相对误差为___________%。（结果保留2位有效数字）
【答案】（1） （2）2.00 （3）9.96 （4）1.7
【解析】（1）[1]测得第1个到第N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期T的测量值为
（2）[2]实验中用游标卡尺测量摆球直径如图丙所示，则摆球直径为
（3）[3]据单摆周期公式可得
整理可得
其中
对比图丁可得
解得
（4）[4]查表可知宁德地区重力加速度为，则本实验的相对误差为
13. 如图所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内，导轨间的距离为L，导轨上横放着两根导体棒ab和cd。设两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，导轨光滑且电阻不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感强度为B。开始时ab和cd两导体棒有方向相反的水平初速，初速大小分别为v0和2v0，求：
（1）从开始到最终稳定回路中产生的焦耳热；
（2）当ab棒向右运动，速度大小变为时，回路中消耗的电功率的值。
【答案】（1）；（2）。
【解析】（1）从开始到最终稳定的过程中，两棒总动量守恒，则有
解得
由能量守恒可得从开始到最终稳定回路中产生的焦耳热为
（2）当ab棒向右运动，速度大小变为时，设cd棒的速度是v2，根据动量守恒得
解得
此时回路中的总电动势
则消耗的电功率为
14. 某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。
（1）实验需要以下哪种电源___________；
A．低压直流电源 B．高压直流电源
C．低压交流电源 D．高压交流电源
（2）该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数；再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈电压值。由于交变电流电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的___________值（填“有效”或“最大”）。其中一次多用电表读数如图所示，此时电压表读数为___________；
（3）理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成___________（填“正比”或“反比”），实验中由于变压器的铜损和铁损，导致原线圈与副线圈的电压之比一般___________（填“大于”“小于”或“等于”）原线圈与副线圈的匝数之比。
（4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因不可能为___________。（填字母代号）
A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热
C．变压器铁芯漏磁 D．原线圈输入电压发生变化
【答案】（1）C （2）有效 7.2V （3）正比 大于 （4）D
【解析】（1）[1]探究变压器原、副线圈电压与匝数关系，应选择低压交流电源。
故选C。
（2）[2][3]多用电表测量的交流电压为有效值，不是最大值；多用电表选用的挡位是交流电压的10V挡位，所以应该在0～10V挡位读数，所以读数应该是7.2V。
（3）[4][5]根据可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比。实验中由于变压器的铜损和铁损，变压器的铁芯损失一部分的磁通量，所以导致副线圈的电压的实际值一般略小于理论值，所以导致。
（4）[6]原、副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别；变压器铁芯漏磁，也会导致电压比与匝数比有差别；原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比。
故选D。
15. 花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源。人呼吸时，氡气会随气体进入肺脏，氡衰变放出的射线像小“炸弹”一样击肺细胞，使肺细胞受损，从而引发肺癌、白血病等。一静止的氡核Rn发生一次衰变生成新核钋（P），此过程动量守恒且释放的能量全部转化为粒子和钋核的动能已知m氡=222.0866u，mα=4.0026u，m钋=218.0766u，1u相当于931MeV的能量。
（1）写出上述核反应方程；
（2）求上述核反应放出的能量；
（3）求粒子的动能Eka。
【答案】（1）；（2）6.89MeV；（3）6.77MeV
【解析】（1）根据质量数和电荷数守恒有
（2）质量亏损
解得
=0.0074×931MeV=6.89MeV
（3）设粒子、钋核的动能分别为、Ek钋，动量分别为、p钋，由能量守恒定律得
由动量守恒定律得
0= +p钋
又
故
解得