浙江宁波市2024年高二下学期6月期末考试物理试题+答案

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考生须知：
1. 全卷满分100分，考试时间为90分钟。
2.本卷答案必须做在答题卷的相应位置上，做在试卷上无效。
3.请用钢笔或圆珠笔将学校、姓名、考试号分别填写在答卷相应的位置上。
一、选择题Ⅰ(本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1.下列物理量数值前面的“-”号表示方向的是
A. -5N B. -5J C. -5V D. —5℃
2. 2024年象山马拉松(42.195km)比赛于2024年4月21日7:30鸣枪开跑, 来自国内外近万名跑步爱好者迎着这条北纬30°最美海岸线奔跑。一位跑步爱好者以3小时 17分39秒的成绩完赛。下列说法正确的是
A. 42.195km是指位移大小
B. “7:30”和“3小时17分39秒”都指时间间隔
C.由题给信息可求出这位完赛者的平均速度大小
D.研究参赛者的比赛时间时，可以将其视为质点
3.舞龙灯闹元宵是民间习俗，如图所示，演员斜持长杆，使长杆及其顶端的龙珠静止不动。忽略空气作用力，下列说法正确的是
A.手对杆的摩擦力方向竖直向上
B.龙珠对杆的作用力方向竖直向下
C.手握得越紧，手对杆的摩擦力越大
D.地面对人的支持力与人所受重力是一对相互作用力
4.蛇怪蜥蜴(图1)是利用后肢踩水在水面上奔跑而不下沉。关于蛇怪蜥蜴不下沉的主要原因，下列说法正确的是
A.水的浮力是蛇怪蜥蜴不下沉的主要原因
B.蛇怪蜥蜴踩水时与水的接触面间的分子力是其不下沉的主要原因
C.蛇怪蜥蜴和水黾(图2)停在水面上不下沉的主要原因相同，都是依靠表面张力
D.蛇怪蜥蜴和“打水漂”时的石子(图3)不下沉的主要原因相同，都是依靠水对它们的反冲力
5.我国综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”(ASO-S)绕地球的运动可视为匀速圆周运动，其轨道高度约为720km，质量约为859kg，取地球半径. R=6400km,地球质量 M=6.0×10²⁴kg,引力常量 G=6.67×10⁻¹¹N⋅m²/kg²,则“夸父一号”
A. 运行周期约为4h B.环绕速度大小约为 8km/s
C.受到地球引力大小约为 7×10³N D.向心加速度大小约为 4m/s²
6.如图所示是某同学在研究电梯的超失重现象时，利用手机传感器测得的电梯运行速度随时间变化的关系图像。以电梯向上运动为正方向，下列说法正确的是
A. 在 60s~80s之间, 电梯正在上行
B.在 80s时，该同学处于匀速运动状态
C. 在 80s~100s之间, 该同学先超重后失重
D.电梯在整个运动过程中，该同学对电梯的压力始终大于重力
7.嫦娥系列探测器上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家会选择同时携带化学电池和放射性材料制成的电池为探测器供电。 PuO₂材料就是选择之一， PuO₂中的Pu原子核的半衰期约为87.7年，下列说法正确的是
A. 2384Pu发生α衰变的方程为
B.利用α粒子散射实验可以估算原子半径
C.轧钢厂热轧机上安装的射线测厚仪，利用的是α射线
D. 大约经过263.1年会有 87.5%的Pu原子核发生衰变
8.如图所示是利用聚酯铝箔封口机进行封口的牙膏，其原理是利用变化的电磁场使覆盖在牙膏口的铝箔中产生感应电流，熔化涂抹在铝箔内侧的溶胶将牙膏口封住。下列关于聚酯铝箔封口机封口过程的描述正确的是
A.聚酯铝箔封口机是采用直流电产生变化的电磁场的
B.聚酯铝箔封口机是利用塑料薄片对牙膏口进行封口的
C.聚酯铝箔封口机是利用磁场对电流的作用力进行封口的
D.若采用高频电磁场，则感应电流较大，能更好地封住牙膏口
9.有媒体报道，某幢居民楼发生火灾，其原因是该居民楼中的各住户存在违规使用大功率用电器的情况。如图所示为该居民楼的输电电路的简化电路图，外界提供11kV 交流电，输电线的电阻约为10Ω，变压器可视为理想变压器，原副线圈匝数比为50：1。若某时刻每个住户的平均电功率约为5kW，该栋居民楼共25层，每层有4个住户。下列说法正确的是
A.此时原线圈中的电流约为 I₁=45A
B.此时副线圈两端的电压为 U₂=220V
C.使用的用电器数量越多，原线圈的输入电压( U₁就越大
D.使用的用电器数量越多，输电线上的热功率就越大，易引起火灾
10.一群处于n=3能级的氢原子，其能级图如图1所示，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图2所示电路的阴极K，有2种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，移动图2中的滑片P(初始位置位于滑动变阻器中点O的正上方)，测得光电流随电压变化的图像如图3 所示。下列说法正确的是
A.滑片 P 向右移动时微安表的示数可能为0
B. ①光光子能量比②光的大 1.89eV
C. 阴极K的逸出功为4.54eV
D.两种光电子均能使处于基态的氢原子发生电离
11.如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B均处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量均为m，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g。下列说法正确的是
A.释放后 A向下运动，B 向上运动
B.释放后B的加速度大小为 85
C.当B的位移为h时，A的动能增加了 12mgh
D.当B的位移为h时，B的机械能减少了 35mgh
12.如图所示为岩盐的结构图横截面，空心的为氯离子，实心的为钠离子，均视为质点。相邻四个离子构成边长为a的正方形。每两个离子间均存在相互作用的引力(异种离子)或斥力(同种离子)。设每条边上相邻两个离子间的作用力大小为F，且作用力F与离子间距离满足平方反比关系。作AA₁、BB₁分别平行于正方形的对角线和其中一边。在线的左侧各取一个钠离子M和N，并分别作两个包含M、N的大小相同的扇形，如图，不计扇形以外的离子对M、N的作用。下列说法正确的是
A.岩盐是一种非晶体
B. N受到的离子作用力大小约为0.29F
C. M受到的离子作用力大小约为1.41F
D.敲碎岩盐，会发现岩盐更容易沿着AA₁断裂
13.一束激光经扩束后垂直照射在光屏上，形成一圆形光斑，如图1所示。现用如图2所示器材进行实验，在光屏前放置一装满水的透明圆柱体状矿泉水瓶，现将激光束用如图3所示两种方式垂直矿泉水瓶轴线所在平面入射，第一种方式矿泉水瓶水平放置，第二种方式矿泉水瓶竖直放置，光束经过矿泉水折射后照射在光屏上，则在光屏上观察到的光斑的形状不可能的是
二、选择题Ⅱ(本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分)
14.下列说法正确的有
A.图甲，电阻应变片能够把金属梁的形变转换为应变片电阻的变化
B.图乙，微粒的不规则运动说明了组成微粒的分子在做无规则运动
C.图丙，方解石能够把光分解为两束光而沿不同方向折射，说明它是晶体
D.图丁，热机工作时如果没有漏气和摩擦，也没有散热热损，燃料产生的热量可能完全转化成机械能
15.如图所示，图1为一列向右传播的波经过某个由“小粒子”组成的介质时，在某一时刻各个粒子的位置，图1、2中的淡影为各粒子对应的平衡位置，相邻平衡位置之间的距离为2cm，波的周期为4s。图2中图线为某时刻的波形图，下列说法正确的有
A. 该波的波长为16cm
B. 该波的波速为 12cm/s
C.图1中的A粒子正要向左运动
D.波形图中的波峰与“小粒子”介质的密部相对应
三、非选择题 (本题共5小题，共55分)
16. 实验题 (I、Ⅱ、Ⅲ三题共 14分)
16-I.(6分)小明同学用图1装置完成“验证动量守恒定律”实验，将打点计时器固定在长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车A的左侧，打点计时器所接交流电源频率为50 Hz。让小车 A 运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上魔术贴，碰撞时两小车粘在一起。两小车质量均为200g。
左端右端
(1)实验时打出的一条纸带的部分点迹如图2所示，可知纸带 ▲ (选填“左端”或“右端”)与小车相连；
(2)根据纸带，小明算出小车 A 碰前的动量大小为 ▲ kg·m/s，两小车碰后的总动量大小为 ▲ kg·m/s； (结果均保留两位有效数字)
(3)小明在研究某次实验数据时发现两小车碰后的总动量大于碰前的动量，其可能原因是 ▲ (多选)
A.推小车 A 时用力过大 B.先释放小车 A 后接通电源
C.补偿阻力时长木板左端垫得太高
D.补偿阻力时只对小车 A进行实验，与A 相连的纸带打出的点迹间隔均匀
16-II.(6分)如图1所示为“用单摆测量重力加速度”的实验装置。
(1)用游标卡尺测量小球的直径，测量结果如图2所示，小球直径为 ▲ mm；
(2)下列在实验过程中的做法正确的是 ▲
A.实验时为了方便观察，需要将小球的摆角尽可能大一点
B.在小球释放的同时开始计时，以小球回到平衡位置为一个完整的周期
C.在测量单摆周期时，某同学用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，如图3所示，秒表所示读数为99.8s
D.在测量单摆周期时，如果将单摆N次全振动时间，误记为 N+1次全振动时间，则得到的重力加速度值将会偏小
(3)一组同学根据实验数据作出 T²-l的图像如图4所示，实验测得的重力加速度值为 ▲ m/s²(结果保留三位有效数字)，图线未过坐标原点的可能原因是 ▲ ; (填“A”或“B”)
A.将悬点到小球上端的距离记为摆长
B.将悬点到小球下端的距离记为摆长
16-Ⅲ.(2分) 下列说法正确的是 ▲ (多选)
A.如图甲，在做“探究气体等温变化的规律”实验中，利用p和V的乘积几乎相等，可以初步判断p与V成反比关系
B.如图乙，某学生在插第三枚大头针P₃时，在视线中看到a、b、c、d四段大头针或大头针的像，正确的做法是让P₃同时挡住c和d两段
C.如图丙，在实验中某同学所测得的油酸分子直径明显偏小，可能原因是油酸分子未完全散开
D.如图丁，在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，横挡铁芯的硅钢片放置正确的是方式②
17.(8分)如图所示，内壁光滑的绝热薄圆柱形气缸直立在水平地面上，其横截面积. S=50cm²,高h=20cm，用一质量m=10kg厚度可忽略的绝热活塞封闭一定质量的理想气体。气缸缸口处有固定卡环，使活塞不会从气缸中顶出，封闭气体可利用电热丝缓慢加热。初始状态封闭气体的温度为27℃，活塞正好位于气缸中央。已知大气压强为 1.0×10⁵Pa,气缸密封良好。
(1)求初始状态封闭气体的压强；
(2)求活塞刚好上升到卡环处时封闭气体的温度；
(3) 该封闭气体温度升高到800K的过程中，吸收了 700J的热量，求此过程中气体内能的变化量△U。
18. (11分)某同学制作了一个“质量筛选器”，通过该装置可以筛选物体的质量，装置示意图如图所示。将物体置于A处，打开限制器，物体受到弹力作用被弹出后，通过光滑轨道ABCDE(B、D前后错开一小段距离)，再通过一段长度 l₁=0.90m的粗糙轨道EF(EF与圆轨道相切)，从光滑圆弧管道FG 水平射出，落在长度 l₂=0.55m的水平传送带上，轨道间均平滑连接。传送带与圆心O等高且左端点 H位于水平端口 G 正下方，GH高度差 h=0.45m，物体落到沿逆时针方向转动的传送带上时，沿竖直方向的速度立即减为0，水平方向的速度保持不变。现将弹簧压缩至A点，此时弹性势能 Eₚ=1.0J,若将质量m=0.1kg的物体放至A点被弹出后，通过C点时对轨道恰好无压力。已知物体与轨道EF、传送带间的动摩擦因数均为μ=0.2,θ=37°, g取 10m/s²,物体可视为质点。(结果可用根式和分数表示)
(1)求圆轨道半径 R 的大小；
(2)写出自A 点弹出的不同质量的物体从 G 点抛出的速度v₀与质量m的关系，并求出m=0.1kg的物体落在传送带上的位置；
(3)传送带下方有两个足够大的收集框a、b，仍将物体从A点弹出，求两个框能够收集到的物体的质量范围(含直接落入框中的物体)。
19. (11分)图1是电动汽车四个车轮的轮毂电机驱动装置，装置由固定在转子上的强磁铁形成方向交替变化的等宽辐向磁场、固定在定子上的正方形线圈(设每一匝线圈离转子中心轴距离相等)组成，图2是其中一个正方形线圈在交替变化磁场中的示意图。在汽车制动时，轮毂电机转变成轮毂发电机，为动力电池充电，实现能量回收。每个线圈的边长与磁场宽度相等且均为. L=10cm,线圈匝数均为 N=50匝，线圈所在处的磁场磁感应强度大小均为. B=0.2T。。四个轮毂上共有32个相同的线圈串联，总电阻， R=40Ω,这些串联线圈接在电动势. E₀=128V、内阻 r=8Ω的待充电电池(图中未画出)上。当车速为 v₁=20m/s时即踩刹车开始制动，设线圈速度与车速大小相等。当待充电电池电动势大于线圈产生的总电动势时，会自动切断充电电路。汽车制动过程的v-t图像如图3 所示，当t=2s时，充电电路切断。求：
(1)初始制动时刻，单匝线圈产生的电动势；
(2)初始制动时刻，电路中的电流；
(3)车速减小到多少时，充电电路切断；
(4)若整车质量约1.5 吨，汽车所受阻力大小不变且为1500N，则此次制动过程电池可回收多少电荷量?
20. (11分)从日冕发出的太阳风是由质子和电子为主要成分的高速等离子体，科学家设计了如图1所示的模拟实验装置来收集质子，整个装置处于真空中。实验中模拟的太阳风在z≥0的范围内，沿z轴方向均匀分布，以 v₀=5×10⁵m/s的速度沿y轴正方向运动。图1中半径R=0.4m的圆柱体区域内存在沿x轴正方向的匀强磁场B₁，圆柱体与xOy平面相切于x轴。质子通过该磁场区域后全部能从x轴进入位于z≤0且上端开口的矩形容器，容器内同时存在沿z轴负方向 E=100N/C 的匀强电场和. B₂=0.02T的匀强磁场，容器高H=0.5m，左右侧面到xOz平面的距离都是0.5d，前后侧面间距足够大，到达容器内表面的质子均能被吸收。整个装置在yOz平面内的截面图如图2 所示，质子的质量和电荷量分别为 m=1.6×10⁻²⁷kg、e=1.6×10⁻¹⁹C,不计质子重力和相互作用力。
(1)求匀强磁场B₁的大小；
(2)若d足够大，从(0，0，0)点水平入射的质子进入位于z≤0的矩形容器，求到达容器底面所经历的时间，并求质子运动过程中经过z轴的坐标(π取3)；
(3)若d=0.4m，单位时间内通过圆柱形磁场的质子数 N=2×10²²个，求单位时间内能被矩形容器底面吸收的质子数n。