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湖北省咸宁市2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷
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这是一份湖北省咸宁市2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，时长75分钟，满分100分。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每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。
1．1942年，美籍意大利物理学家费米主持建立了世界上第一个称为“核反应堆”的装置，首次通过可控链式核裂变反应来实现核能的释放。其裂变方程为，下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程中的中子数为56
B．核反应方程中的质量数为92
C．因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少
D．因为裂变释放能量，Xe原子核的比结合能应比原子核的小
2．设在无摩擦的桌面上置有5个相同的钢球，其中三个紧密连接排放一列，另两个一起自左方以速度正面弹性碰撞此三球，如图，碰撞后向右远离的小球个数为（ ）
A．1个B．2个C．3个D．4个
3．两个完全相同的等腰三棱镜如图所示放置，相邻两侧面相互平行，一束白光从棱镜的左侧入射，从棱镜的右侧出射，则出射光是（ ）
A．一束白光B．白光带C．平行彩色带D．不平行彩色带
4．如图所示，四个质点质量分別为，且、在同一直线上，它们之的距离和位置关系如图，若其它三个质点作用于总万有引力值与质点作用于的万有引力值大小相等，则为（ ）
A．60°B．45°C．30°D．15°
5．由光敏电阻和电磁继电器设计的自动控制电路如图所示，该电路能实现灯泡白天不亮、晚上亮的功能。电路中的光敏电阻在晚上没有受到光照射（或光较暗）时，阻值较大，在白天有光照射时阻值较小。则下列说法正确的是（ ）
A．通电螺线管产生的磁场白天比晚上强
B．白天流过的电流小于晚上流过的电流
C．白天光敏电阻的电压小于晚上上降落的电压
D．继电器所在电路，电源内阻消耗的功率晚上比白天的大
6．一细长磁铁棒系于棉线下端形成单摆，并于此摆的正下方放置一环形导线，如图所示，箭头所示方向表示导线上电流的正方向。当时间时，单摆由图示位置自静止释放而来回摆动，若此单摆的摆动可视为周期运动，其周期为，则最可能表示该导线上的电流与时间在一个周期内的关系图的是（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示，在一平静水面上建立坐标系。甲、乙两波源分别在处先后以的频率上下振动，在水面上产生简谐横波。图中虚线为某一时刻两列波到达的位置，此时处的质点沿振动方向的位移为零且速度向下。已知该水波的波速为，振幅为，两波源起振方向相同，传播过程中能量损耗不计。则下列说法正确的是（ ）
A．波源起振方向向上
B．波源比振动提前
C．图示时刻处的质点向下振动
D．图示时刻处的质点位移大小为
8．如图所示，两条不可伸长的轻绳分別系着质量为和的质点，两质点以相同的角速度绕同一坚直线做水平匀速圆周运动。已知重力加速度为，两绳的拉力分別为及，两绳与坚直线夹角的正弦值分別是及，则（ ）
A．两细绳拉力的比值B．两细绳拉力的比值
C．两细绳绳长的比值D．两细绳绳长的比值
9．如图甲所示是一款烟雾探测装置的原理图。当有烟雾进入时，来自光源的光被烟雾散射后进入光电管，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。如果产生的光电流大于，便会触发报警系统。金属钠的遏止电压随人射光频率的变化规律如图乙所示，则（ ）
A．图乙中图像斜率的物理意义为普朗克常量
B．要使该探测器正常工作，光源发出的光波波长不能大于
C．触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是个
D．通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾探测器的灵敏度是可行的
10．在坚直方向上无限大且均匀带电的平板上以为原点建立坐标系，平板右侧过点且垂直于平板的轴上的电势随距离的变化如图所示。时刻，一个电荷量质量的带电粒子从离坐标原点距离处的点以初速度沿轴正方向运动，忽略粒子所受的重力。（ ）
A．该电场处的场强大小为
B．时，粒子离平板的距离为
C．时，粒子的电势能为0
D．当粒子运动到时，其偏离轴的距离为
二、非选择题：本题共5小题，总分共60分。
11．（6分）智能手机中的“近距秒表”功能实时记录运动物体距手机距离和时间的关系。现用手机、小球、铁架台、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在小球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长，用游标卡尺测得小球的直径为。
②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。
③打开夹子释放小球，小球运动，取下夹子。
④运行手机“近距秒表”功能，记录下小球距手机距离和时间的关系。
⑤改变摆线长和夹子的位置，重复实验测量出各次实验的摆线长及相应的周期。
（1）如图丙，用游标卡尺测得小球的直径_____________。
（2）某次实验中“近距秒表”描绘的小球距手机距离和时间的关系如图乙所示，则单摆的周期_____________S。
（3）得到多组摆线长及相应的周期后，作出了图线，如图丁所示，图线的斜率为，由此得到当地重力加速度_____________。
12．（10分）某同学用普通的干电池（电动势，内阻）、直流电流表（量程，内阻）、定值电阻和电阻箱等组装成一个简单的欧姆表，电路如图所示，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“”和“”两种倍率。
（1）图中的端应与_____________（选填“红”或“黑”）表笔连接。
（2）当开关断开时，将两表笔短接，调节电阻箱，使电流表达到满偏，此时_____________，欧姆表的倍率是_____________（填“”或“”。
（3）闭合开关，调节电阻箱，当_____________时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱使电流表再次满偏，此时就改装成了另一倍率的欧姆表。
（4）欧姆表使用一段时间后，电池的电动势变为，内阻变为，但此表仍能进行欧姆调零。若用此表规范操作，测量某待测电阻得到的测量值为，则该电阻的真实值为_____________。
13．（12分）汽车行驶时轮胎的胎压太高或太低容易造成安全隐患。暑假黄同学一家人计划自驾游去咸宁九宫山避暑。出行前汽车停放室外停车位，由于太阳暴晒，胎压监测仪显示轮胎的胎压为、温度为，该同学查询说明书得知：该汽车轮胎胎压的正常范围为，厂家建议标准胎压为。轮胎内气体可看作理想气体，车胎的容积可视为不变，热力学温度与摄氏温度的关系。
（1）夏季高温时汽车在行驶过程中轮胎内气体的温度可达到87℃，为了安全起见，请通过计算判断黄同学出发前是否需要调整该车胎压。
（2）黄同学查询天气预报得知未来几天九宫山上平均气温大约为27℃，为了使汽车在山上且胎内气体在环境温度下能以标准胎压2.4bar行驶，需要提前放出一部分气体以减小胎压。请计算出发前应该将胎压调整为多少?若放气过程中车胎内气体温度可视为不变，求出发前从轮胎放出的气体质量占轮胎内气体总质量的百分比。
14．（14分）如图所示是某快递点分拣快递装置的部分简化示意图，质量的快递从倾角为的斜面顶端点静止释放，沿斜面下滑，进入水平传送带传送，最后能从水平末端点水平拋出，落到水平地面上，斜面与传送带之间由一小段不计长度的光滑圆弧连接。已知斜面长，水平传送带长，传送带上表面距水平地面，快递与斜面间动摩擦因数，与传动带间动摩擦因数，传送带以某一速度顺时针转动，不考虑传送带滑轮大小，不考虑快递受到的空气阻力，快递可视为质点，。求：
（1）快递刚滑到传送带上时速度的大小；
（2）调节传送带速度使快递落地点与抛出点点的水平距离最大，则传送带速度至少多大，并求出与拋出点的最大水平距离和快递落地时的速度
15．（18分）如图所示，平行于直角坐标系轴的左侧有一直角三角形区域，分布着方向垂直平面向里、磁感应强度为的匀强磁场。右侧依次连续分布着磁感应强度大小均为，宽度均为，方向垂直于平面的多个匀强磁场，相邻区域的匀强磁场方向相反。现有速率不同的电子在纸面内从坐标原点沿与轴成角的方向射入三角形区域，不考虑电子间的相互作用。已知电子的电量为，质量为，在中，，求：
（1）能从边射出磁场的电子所具有的最大速度；
（2）电子以的速率从点射入三角形区域时通过时的位置坐标；
（3）通过的电子打在轴上的范围。
咸宁市2023—2024学年度下学期高中期末考试
高二物理参考答案
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。
二、非选择题：本题共5小题，总分共60分。
11．（1）20.75 （2）2 （3）
12．（1）黑 （2）148 （3）150 （4）144（每空2分）
13．【解析】（1）对车胎内气体分析，出发前压强为，温度为，
行驶过程中，压强为，温度为，
车胎的容积可视为不变，得
代入数据解得，故需要减小胎压
（2）在山上时胎压为温度为，在该状态下车胎内气体体积变为
设出发前调整后的胎压为，则
解得：
根据理想气体状态方程：
代入数据解得
从车胎内放出气体的质量，占车胎内气体总质量的百分比为
代入数据解得（其他解法正确可给分）
14．【解析】（1）从到，根据动能定理：
代入得
（2）由题意知，若物体在传送带上一直加速，落地点与抛出点点的水平距离最大，由动能定理知
代入得，则传送带速度至少为
不考虑快递在空中运动时受到的空气阻力，快递从点飞出做平抛运动。
水平方向有
代入得
快递落地时的速度
代入得
落地时速度与水平面的夹角为，则，代入得。
15．【解析】（1）电子将水平向右通过界面，半径越大，对应的速度越大，故从点水平射出时速度最大。
几何关系：，解得：
洛仑兹力提供向心力，有
得：
（2）设电子在磁场中运动的半径为，由，可得：其半径
设电子通过时的坐标为
由几何关系可得：，所以，即
电子通过时的坐标为
（3）①当电子通过界面后刚好能通过第一个磁场时，打在轴上的位置在最近端。
其在连续磁场区域的半径
则其速度
通过上的纵坐标为
每经过一个磁场将向下移动
故电子打在轴上的位置为
②当电子水平向右通过点时，打在轴上的位置在最远端。
其速度，通过上的纵坐标为
则其在连续磁场区域的半径
每经过一个磁场将向下移动
故电子打在轴上的位置为
所以电子打在轴上的范围为（也正确）题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
C
A
C
D
C
AC
BCD
BD
本试卷共8页，时长75分钟，满分100分。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每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。
1．1942年，美籍意大利物理学家费米主持建立了世界上第一个称为“核反应堆”的装置，首次通过可控链式核裂变反应来实现核能的释放。其裂变方程为，下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程中的中子数为56
B．核反应方程中的质量数为92
C．因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少
D．因为裂变释放能量，Xe原子核的比结合能应比原子核的小
2．设在无摩擦的桌面上置有5个相同的钢球，其中三个紧密连接排放一列，另两个一起自左方以速度正面弹性碰撞此三球，如图，碰撞后向右远离的小球个数为（ ）
A．1个B．2个C．3个D．4个
3．两个完全相同的等腰三棱镜如图所示放置，相邻两侧面相互平行，一束白光从棱镜的左侧入射，从棱镜的右侧出射，则出射光是（ ）
A．一束白光B．白光带C．平行彩色带D．不平行彩色带
4．如图所示，四个质点质量分別为，且、在同一直线上，它们之的距离和位置关系如图，若其它三个质点作用于总万有引力值与质点作用于的万有引力值大小相等，则为（ ）
A．60°B．45°C．30°D．15°
5．由光敏电阻和电磁继电器设计的自动控制电路如图所示，该电路能实现灯泡白天不亮、晚上亮的功能。电路中的光敏电阻在晚上没有受到光照射（或光较暗）时，阻值较大，在白天有光照射时阻值较小。则下列说法正确的是（ ）
A．通电螺线管产生的磁场白天比晚上强
B．白天流过的电流小于晚上流过的电流
C．白天光敏电阻的电压小于晚上上降落的电压
D．继电器所在电路，电源内阻消耗的功率晚上比白天的大
6．一细长磁铁棒系于棉线下端形成单摆，并于此摆的正下方放置一环形导线，如图所示，箭头所示方向表示导线上电流的正方向。当时间时，单摆由图示位置自静止释放而来回摆动，若此单摆的摆动可视为周期运动，其周期为，则最可能表示该导线上的电流与时间在一个周期内的关系图的是（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示，在一平静水面上建立坐标系。甲、乙两波源分别在处先后以的频率上下振动，在水面上产生简谐横波。图中虚线为某一时刻两列波到达的位置，此时处的质点沿振动方向的位移为零且速度向下。已知该水波的波速为，振幅为，两波源起振方向相同，传播过程中能量损耗不计。则下列说法正确的是（ ）
A．波源起振方向向上
B．波源比振动提前
C．图示时刻处的质点向下振动
D．图示时刻处的质点位移大小为
8．如图所示，两条不可伸长的轻绳分別系着质量为和的质点，两质点以相同的角速度绕同一坚直线做水平匀速圆周运动。已知重力加速度为，两绳的拉力分別为及，两绳与坚直线夹角的正弦值分別是及，则（ ）
A．两细绳拉力的比值B．两细绳拉力的比值
C．两细绳绳长的比值D．两细绳绳长的比值
9．如图甲所示是一款烟雾探测装置的原理图。当有烟雾进入时，来自光源的光被烟雾散射后进入光电管，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。如果产生的光电流大于，便会触发报警系统。金属钠的遏止电压随人射光频率的变化规律如图乙所示，则（ ）
A．图乙中图像斜率的物理意义为普朗克常量
B．要使该探测器正常工作，光源发出的光波波长不能大于
C．触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是个
D．通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾探测器的灵敏度是可行的
10．在坚直方向上无限大且均匀带电的平板上以为原点建立坐标系，平板右侧过点且垂直于平板的轴上的电势随距离的变化如图所示。时刻，一个电荷量质量的带电粒子从离坐标原点距离处的点以初速度沿轴正方向运动，忽略粒子所受的重力。（ ）
A．该电场处的场强大小为
B．时，粒子离平板的距离为
C．时，粒子的电势能为0
D．当粒子运动到时，其偏离轴的距离为
二、非选择题：本题共5小题，总分共60分。
11．（6分）智能手机中的“近距秒表”功能实时记录运动物体距手机距离和时间的关系。现用手机、小球、铁架台、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在小球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长，用游标卡尺测得小球的直径为。
②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。
③打开夹子释放小球，小球运动，取下夹子。
④运行手机“近距秒表”功能，记录下小球距手机距离和时间的关系。
⑤改变摆线长和夹子的位置，重复实验测量出各次实验的摆线长及相应的周期。
（1）如图丙，用游标卡尺测得小球的直径_____________。
（2）某次实验中“近距秒表”描绘的小球距手机距离和时间的关系如图乙所示，则单摆的周期_____________S。
（3）得到多组摆线长及相应的周期后，作出了图线，如图丁所示，图线的斜率为，由此得到当地重力加速度_____________。
12．（10分）某同学用普通的干电池（电动势，内阻）、直流电流表（量程，内阻）、定值电阻和电阻箱等组装成一个简单的欧姆表，电路如图所示，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“”和“”两种倍率。
（1）图中的端应与_____________（选填“红”或“黑”）表笔连接。
（2）当开关断开时，将两表笔短接，调节电阻箱，使电流表达到满偏，此时_____________，欧姆表的倍率是_____________（填“”或“”。
（3）闭合开关，调节电阻箱，当_____________时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱使电流表再次满偏，此时就改装成了另一倍率的欧姆表。
（4）欧姆表使用一段时间后，电池的电动势变为，内阻变为，但此表仍能进行欧姆调零。若用此表规范操作，测量某待测电阻得到的测量值为，则该电阻的真实值为_____________。
13．（12分）汽车行驶时轮胎的胎压太高或太低容易造成安全隐患。暑假黄同学一家人计划自驾游去咸宁九宫山避暑。出行前汽车停放室外停车位，由于太阳暴晒，胎压监测仪显示轮胎的胎压为、温度为，该同学查询说明书得知：该汽车轮胎胎压的正常范围为，厂家建议标准胎压为。轮胎内气体可看作理想气体，车胎的容积可视为不变，热力学温度与摄氏温度的关系。
（1）夏季高温时汽车在行驶过程中轮胎内气体的温度可达到87℃，为了安全起见，请通过计算判断黄同学出发前是否需要调整该车胎压。
（2）黄同学查询天气预报得知未来几天九宫山上平均气温大约为27℃，为了使汽车在山上且胎内气体在环境温度下能以标准胎压2.4bar行驶，需要提前放出一部分气体以减小胎压。请计算出发前应该将胎压调整为多少?若放气过程中车胎内气体温度可视为不变，求出发前从轮胎放出的气体质量占轮胎内气体总质量的百分比。
14．（14分）如图所示是某快递点分拣快递装置的部分简化示意图，质量的快递从倾角为的斜面顶端点静止释放，沿斜面下滑，进入水平传送带传送，最后能从水平末端点水平拋出，落到水平地面上，斜面与传送带之间由一小段不计长度的光滑圆弧连接。已知斜面长，水平传送带长，传送带上表面距水平地面，快递与斜面间动摩擦因数，与传动带间动摩擦因数，传送带以某一速度顺时针转动，不考虑传送带滑轮大小，不考虑快递受到的空气阻力，快递可视为质点，。求：
（1）快递刚滑到传送带上时速度的大小；
（2）调节传送带速度使快递落地点与抛出点点的水平距离最大，则传送带速度至少多大，并求出与拋出点的最大水平距离和快递落地时的速度
15．（18分）如图所示，平行于直角坐标系轴的左侧有一直角三角形区域，分布着方向垂直平面向里、磁感应强度为的匀强磁场。右侧依次连续分布着磁感应强度大小均为，宽度均为，方向垂直于平面的多个匀强磁场，相邻区域的匀强磁场方向相反。现有速率不同的电子在纸面内从坐标原点沿与轴成角的方向射入三角形区域，不考虑电子间的相互作用。已知电子的电量为，质量为，在中，，求：
（1）能从边射出磁场的电子所具有的最大速度；
（2）电子以的速率从点射入三角形区域时通过时的位置坐标；
（3）通过的电子打在轴上的范围。
咸宁市2023—2024学年度下学期高中期末考试
高二物理参考答案
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。
二、非选择题：本题共5小题，总分共60分。
11．（1）20.75 （2）2 （3）
12．（1）黑 （2）148 （3）150 （4）144（每空2分）
13．【解析】（1）对车胎内气体分析，出发前压强为，温度为，
行驶过程中，压强为，温度为，
车胎的容积可视为不变，得
代入数据解得，故需要减小胎压
（2）在山上时胎压为温度为，在该状态下车胎内气体体积变为
设出发前调整后的胎压为，则
解得：
根据理想气体状态方程：
代入数据解得
从车胎内放出气体的质量，占车胎内气体总质量的百分比为
代入数据解得（其他解法正确可给分）
14．【解析】（1）从到，根据动能定理：
代入得
（2）由题意知，若物体在传送带上一直加速，落地点与抛出点点的水平距离最大，由动能定理知
代入得，则传送带速度至少为
不考虑快递在空中运动时受到的空气阻力，快递从点飞出做平抛运动。
水平方向有
代入得
快递落地时的速度
代入得
落地时速度与水平面的夹角为，则，代入得。
15．【解析】（1）电子将水平向右通过界面，半径越大，对应的速度越大，故从点水平射出时速度最大。
几何关系：，解得：
洛仑兹力提供向心力，有
得：
（2）设电子在磁场中运动的半径为，由，可得：其半径
设电子通过时的坐标为
由几何关系可得：，所以，即
电子通过时的坐标为
（3）①当电子通过界面后刚好能通过第一个磁场时，打在轴上的位置在最近端。
其在连续磁场区域的半径
则其速度
通过上的纵坐标为
每经过一个磁场将向下移动
故电子打在轴上的位置为
②当电子水平向右通过点时，打在轴上的位置在最远端。
其速度，通过上的纵坐标为
则其在连续磁场区域的半径
每经过一个磁场将向下移动
故电子打在轴上的位置为
所以电子打在轴上的范围为（也正确）题号
1
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答案
A
B
C
A
C
D
C
AC
BCD
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