[物理]河北省2023-2024学年高二下学期5月月考试题(解析版)

这是一份[物理]河北省2023-2024学年高二下学期5月月考试题(解析版)，共18页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 有一些家庭的厨房里会使用“吸盘挂钩”，用来悬挂一些炊具。在固定“吸盘挂钩”时，先将吸盘自然的扣在平滑的墙面上，这样在吸盘和墙面之间就封闭了一定质量的气体，然后按住锁扣把吸盘紧紧挤压在墙上（如图甲），挤压过程中吸盘与墙面之间的一部分空气就会被挤出，然后把锁扣向下扳动，锁扣就以盘盖为支点把吸盘向外拉出（如图乙），拉出过程中吸盘和墙面之间的封闭气体质量不再变化，这样“吸盘挂钩”就会牢牢地被固定在墙壁上。已知封闭的气体可视为理想气体，操作过程中封闭气体温度保持不变。则下列说法正确的是（ ）
A. 向下扳动锁扣的过程中吸盘和墙面之间的封闭气体压强增大
B. 向下扳动锁扣的过程中吸盘和墙面之间的封闭气体分子的密度增大
C. 向下扳动锁扣的过程中吸盘和墙面之间的封闭气体的内能减少
D. 若厨房室内大气压强突然增大，则挂钩固定的会更加牢固
【答案】D
【解析】A．向下扳动锁扣的过程中，把吸盘向外拉出，封闭气体体积变大，温度不变，压强变小。故A错误；
B．封闭气体质量不变，体积变大，气体分子密度减少。故B错误；
C．封闭气体为理想气体，温度不变，内能不变。故C错误；
D．室内大气压强突然增大，吸盘内外气体压强之差变大，吸盘与墙壁间正压力增大，挂钩固定就越牢固。故D正确。
故选D。
2. 一物体由静止开始沿斜面加速下滑。如果用x、a、Ek、P、t分别表示物体在下滑过程中的位移、加速度、动能、重力F的功率及运动时间，则以下四个图像中能定性描述某个物理量随时间变化关系的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A．匀变速直线运动的位移
因为a恒定，故x-t图像为时间t的二次函数，为抛物线，故A错误；
B．物体运动的加速度恒定，则a-t图线应为平行于t轴的直线，故B错误；
C．根据速度公式有
v=at
所以物体的动能
因为m和a恒定，故Ek-t为二次函数图线，为抛物线，故C错误；
D．根据功率公式
P=Fv=Fat
因为F和a恒定，故P-t为正比例函数图线，为过原点的倾斜直线，故D正确。
3. 图甲为一列简谐横波在t=0.5s时的波动图象，图乙为该波中x=2 m处质点P的振动图象，下列说法正确的（ ）
A. 该波沿x轴正方向传播，波速为4 m/s
B. 质点P的振动方程为：y=0.2sin2πt(cm)
C. 再过1.5 s，质点P沿传播方向移动6 m
D. t=2.0 s时，质点P恰好通过平衡位置向y轴负方向运动
【答案】B
【解析】A．由乙图可知t=0.5s时质点P向下振动，故传播方向沿x轴负方向，波速
A错误；
B．从t=0s开始其振动方程
B正确；
C．质点P只在平衡位置附近上下振动不随波迁移，C错误；
D．由乙图可知t=2.0 s时，质点P恰好运动到平衡位置且向y轴正向运动，D错误。
4. 2022年2月24日俄乌战争爆发，乌克兰境内的切尔诺贝利核电站及其附近地区很快就被俄军占领。切尔诺贝利核电站工作人员表示，占领该地区的俄罗斯士兵在没有任何辐射防护设备的情况下，驾驶装甲车辆穿过这被称为“红树林”的辐射污染区，扬起了放射性尘埃。这对俄军士兵来说无异于“自杀”，因为他们吸入的放射性粉尘可能会在其体内造成辐射。“红树林”是1986年4月26日切尔诺贝利核电站爆炸事故的核心区域，当时事故导致31人当场死亡，上万人由于放射性物质铀和钚的同位素、碘-131、铯-137和锶-90的影响而受到伤害或致命，泥土也被严重污染，整片树林变成了红色，按照相关指标，此处定为无人区。已知碘131的半衰期为8天，铯137半衰期为30年，锶90的半衰期为29年。下列说法正确的是（ ）
A. 碘131发生衰变的方程是
B. 铯137经过60年后还有未衰变
C. 核反应堆中在铀棒之间插进一些镉棒用来吸收中子，从而控制链式反应速度
D. 核反应堆中可能发生的一种反应是
【答案】C
【解析】A．原子核衰变过程中放出电子，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，碘131的衰变方程为
故A错误；
B．铯137半衰期为30年，则经过60年即2个半衰期后，剩余的质量
故B错误；
C．石墨或重水作为“慢化剂”控制中子的速度，镉棒用来吸收中子控制核反应速度。故C正确；
D．核电站一般利用铀燃料进行核裂变反应，故核反应堆中可能发生的一种反应是
故D错误。
故选C。
5. 如图所示，物块A放在水平放置的长木板上，现在慢慢抬高长木板的一端，当木板与水平面之间的夹角时，物块恰好下滑。当木板与水平面之间的夹角时把物块从静止开始释放和木板水平时在水平外力作用下的加速度大小相同。已知物块的质量， 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。则下列选项正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】时物块恰好下滑，则
解得
时，则
在水平面上
解得
故选C。
6. 在日常生活中，家用电器逐渐增多。我们的家庭用电量增大。输送的电功率增加，输电线上消耗的功率也相应增加，在输导线上会产生较大的的电压降，用户得到的电压降低。因此有的家庭为了改变现状，就安装上了调压变压器（自耦变压器）。其简易电路如图所示，把有效值为220V的交流电远距离送到用户家里，输电线上的等效电阻r=2Ω，输送的功率为2750W时，通过调节自耦变压器的滑动触头改变副线圈的匝数，使用户得到的电压保持在220V 。已知自耦变压器为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A. 自耦变压器的匝数比为37:44
B. 自耦变压器的匝数比为38:44
C. 用户得到的功率为2437.5W
D. 用户得到的功率为2432.5W
【答案】C
【解析】AB．输电线上电流
输电线上的电压降
调压变压器输入电压
输出电压
匝数与电压成正比
故A B错误；
CD．在r上消耗的功率为
故用户得到的功率为
故D错误；C正确。
故选C。
7. 下列有关热现象分析与判断正确的是（ ）
A. 布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的，固体小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著
B. 在炎热的夏天某位同学为了降低室内温度，打开电冰箱门的同时打开电风扇，它们工作较长时间后，室内的气温将会降低（房间与外界无热传递）
C. 热力学第二定律阐述了热传递具有方向性，但是机械能和内能的转化不具有方向性
D. 一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮过程中（气泡内气体视为一定质量的理想气体），气泡从外界吸热
【答案】D
【解析】A．布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的，固体小颗粒的体积越大，在一瞬间跟它相撞的分子数越多，各个方向的撞击作用越接近平衡，布朗运动越不显著，故A错误；
B．根据制冷机原理可知电冰箱的制冷并不会使系统内总热量减小，只是通过压缩机将热量从低温物体传向了高温物体，所以打开电冰箱门并不能使房间内热量减少，而由于电冰箱和电风扇工作过程中，电流做功会产生一部分焦耳热，并且电风扇吹风的过程中使空气产生摩擦热，根据热力学第一定律可知两电器工作较长时间后，房间内气温会增加，故B错误；
C．热力学第二定律阐述了热传递具有方向性，机械能和内能的转化也具有方向性，故C错误；
D．恒温水槽中，气泡上升，压强减小，体积增大，对外做功，理想气体内能不变，由
可知吸收热量，故D正确。
故选D。
二、多项选择题：（本题共3个小题，每小题6分，共18分。每个小题四个选项中有两个或两个以上选项符合要求，全选对得6分，选不全得3分，选错得0分。）
8. 中国空间站（天宫空间站，英文名称 China Space Statin）是中华人民共和国计划中的一个空间站系统，目的就是进行较大规模的空间应用。空间站轨道高度为400~450公里，倾角42~43度，设计寿命为10年，长期驻留3人，总重量可达180吨。2022年5月10日8时54分，天舟四号货运飞船采用自主快速交会对接模式，成功对接空间站天和核心舱后向端口。已知空间站天和核心舱的运行轨道可视为圆形轨道，绕地球运行的周期约为T，离地高度用h表示，地球半径为R，万有引力常量为G 下列说法正确的是（ ）
A. 空间站轨道上运行速度等于第一宇宙速度
B. 航天员在空间站天和核心舱内处于完全失重状态
C. 利用上面数据可以得到地球质量为
D. 天舟四号飞船与空间站天和核心舱对接成功后，总质量变大，惯性大，做离心运动
【答案】BC
【解析】A．第一宇宙速度是最大的环绕速度，则空间站运行速度小于第一宇宙速度，故A错误；
B．航天员随空间站绕地球做匀速圆周运动，所受的重力提供向心力，则航天员在空间站内是处于完全失重状态，故B正确；
C．万有引力提供向心力，有
解得
故C正确；
D．由
解得
可知运行周期、速度与空间站质量无关。所以天舟四号飞船与空间站天和核心舱对接成功后，不会做离心运动，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，△AOC为直角三角形，∠O=90°，∠A=60°，AO=L，D为AC的中点。△AOC中存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在O点放置一粒子源，可以向各个方向发射质量为m、带电量为正q，速度大小均为的粒子。不计粒子间的相互作用及重力作用，对于粒子进入磁场后的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在磁场中运动的半径为
B. 入射方向与OC成30°角粒子将从AC边射出
C. 在AC边界上有粒子射出的区域长度为
D. 所有从OC边界射出的粒子在磁场中运动的时间相等
【答案】ABC
【解析】A．根据
又
解得
故A正确；
B．粒子恰好从C点射出，轨迹如图
由几何关系
可知圆弧OC所对应的圆心角为60°，入射方向与OC恰好成30°角，故B正确；
C．当速度方向沿OA方向时，圆心在C 点，轨迹如图
粒子从AC边上距离C点处飞出，其它粒子从C点到 处之间飞出，故C正确；
D．所有粒子在磁场中运动的周期均相同，设为T，设粒子在磁场运动过程中转过的圆心角为，则粒子运动时间为
由于所有粒子的运动轨迹为半径相同的圆，从OC射出的粒子，其轨迹所截OC的长度不同，对应转过的圆心角不同，所以所有从OC边界射出的粒子在磁场中运动的时间不等，故D错误。
10. 如图所示，光滑绝缘的圆形轨道固定在竖直平面内，处在水平向右的匀强电场中的，轨道半径为r，圆心为O、最低点A、最高点B。电场强度大小为E，将一个质量为m、带负电的小球放到轨道上的C点，小球恰好处于静止状态。已知OC与OA的夹角θ＝60°，重力加速度为g。（ ）
A. 小球所带电荷量大小为
B. 小球做完整圆周运动的最小速度
C. 若使小球恰能做完整的圆周运动，则小球在A点的初速度大小为
D. 若取A点为重力势能和电势能的零势能面的交汇点，则小球恰能做完整的圆周运动过程中的最大机械能为
【答案】BCD
【解析】A．小球在C点时速度最大，则电场力与重力的合力沿DC方向，如图
所以小球受到的电场力
Eq＝mgtan 60°＝mg
解得
故A错误；
B．小球做完整圆周运动经过D点时的速度最小，即在D点小球对圆轨道的压力恰好为零，有
解得
故B正确；
C．在小球从圆轨道上A点运动到D点的过程中，有
解得
故C正确；
D．电势能最小位置，机械能最大，有
故选BCD。
三．非选择题：（共54分，第11、12题按要求填空，第13、14、15题要求有必要的文字说明和解题步骤。）
11. 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在水平桌面上方的某一位置，如图甲所示，用手控制小车。释放小车后，滴水计时器每隔相等时间间隔滴下小水滴，在纸带上记录了桌面上连续的4个小水滴的位置A、B、C、D，纸带下边是纸带上各点对应的刻度尺上的刻度值，如图乙所示，已知滴水计时器在25s内共滴下76个小水滴。请回答下列问题：
（1）小车的运动是_____________运动；
（2）小水滴滴在C点时小车的速度大小为______ m/s；
（3）小车运动的加速度大小为______ m/s2。（结果均保留2位有效数字）
【答案】（1）匀变速直线运动 （2）0.051 （3）0.018
【解析】（1）相邻相等时间内
CD-BC=BC-AB=0.2cm
所以小车的运动为匀变速直线运动。
（2）已知滴水计时器每t=25s内共滴下n=76个小水滴，共有75个时间间隔，所以相邻各点的时间间隔为
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有
（3）根据匀变速直线运动的公式
可以求出加速度
12. 某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，实验室里提供了下面的器材。
① 电压表V（量程3V，内阻RV约为5kΩ）
② 电流表G（量程3mA，内阻Rg=199Ω）
③ 定值电阻
④ 滑动变阻器R1(，)
⑤ 滑动变阻器R2 (，)
⑥ 开关S和导线若干
这位同学根据以上器材设计了如图甲所示的电路。

（1）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_______（选填器材前面的序号）；闭合开关S前，应将滑动变阻器R的滑动触片移到最______端（选填“左”或“右”）；将定值电阻R3与电流表并联就改装成了一个新的电流表，其量程为_______A（保留两位有效数字）。
（2）该同学通过常规操作，得到图乙所示的图线，由此可得这节干电池的电动势E=______V，内阻=______Ω（结果均保留两位有效数字）。
【答案】（1）④ 左 0.60 （2）1.5 1.0
【解析】（1）[1]为了便于调节，滑动变阻器要选最大阻值小一些的，所以要选 ④ 。
[2]为了保护电路，应使电路的电流最小，所以滑动变阻器接入电路的电阻最大，即滑片应滑到左端。
[3]根据
代入数据，解得
（2）[1]根据电流表的改装原理，当电流表示数为I时，此时电路中的电流为200I，由图乙可知，纵轴截距为电池电动势
[2]电池的内阻
13. 如图所示：横截面为梯形的透明介质ABCD，其中AB边边长，BC边边长，∠A=∠D=90°∠B=60°。单色激光由上表面射向介质，从距A为处射入的光线恰好从BC边的中点射出，且射出的方向与AD边平行。已知，光在真空中的传播速度为m/s，不考虑光在介质BC边上的反射。求：
（1）透明介质的折射率n及入射光线与AB的夹角；
（2）在AB边上哪个范围的入射的激光能从DC边射出及这些光线在介质中传播所用时间t。
【答案】（1），30°；（2）距离A为1cm范围内，
【解析】（1）如图所示
光线由BC边折射后与AD平行，可知光线从BC边射出的折射角为60°，由题给条件得
BE=BO=4cm
所以△EBO为等边三角形。由几何关系可知光线在BC边上的入射角α=30°。
则根据折射定律及光路可逆得
同理， 入射光线与AB边的夹角
=30°
（2）从（1）中分析可知，从距离B点为处入射的光线由C点射出，所以在距离A点1cm的范围内的光线都能从DC边射出。
在介质中的光速为
路程
s=
时间
14. 如图所示，处在竖直面内的光滑半圆形轨道和光滑水平轨道在C点平滑衔接，半圆形轨道半径为，质量为的小球静止于C点。质量为的小滑块（可视为质点）由水平轨道上的D点以初速度v0向左运动，与小球发生弹性正碰，小球被碰后沿半圆轨道向上滑动，恰好能通过圆弧轨道的最高点并落在水平轨道的D点。已知重力加速度。
（1）求小球恰好能通过圆弧轨道的最高点时的速度大小v及CD两点间的距离x；
（2）求碰撞后瞬间小球的速度大小v2及碰撞前、后小滑块的速度大小v0和v1。
【答案】（1）； ；（2）；；
【解析】（1）小球在半圆轨道最高点只有重力提供向心力
解得
由最高点做平抛运动,竖直方向
水平方向
解得
（2）小球沿半圆轨道上滑过程中，根据动能定理有

解得
滑块与小球发生弹性正碰，则
，
解得
，
15. 如图所示，电阻不计、间距为的平行金属导轨水平放置，在导轨左端连接一个定值电阻，阻值为，在导轨间某处存在着宽度为磁感应强度大小为，方向竖直向下的匀强磁场。一个质量为、电阻为的金属棒放在磁场左侧距磁场左边界为x处。现在给金属棒一个水平恒力，使导体棒由静止开始运动，发现金属棒恰好匀速进入磁场。已知金属棒导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好，且始终与导轨垂直，重力加速度为g。求：
（1）导体棒在进入磁场前运动的位移x；
（2）若将水平恒力改为，重复上一次过程，则发现金属棒进入磁场后到达磁场右边界才恰好匀速。问：两个过程在电阻R上产生的焦耳热之比为多少？
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）第一次进入磁场时
感应电动势
感应电流
恰好匀速
解得
进入磁场前，由牛顿第二定律
解得
运动学公式
解得
（2）第一次进磁场匀速产热，则有
，
可得
第二次金属棒进入磁场前
运动学公式
解得
金属棒进入磁场后到达磁场右边界才恰好匀速，则有
，，
解得
金属棒在磁场中运动过程由动能定理
又
可得
故