安徽省合肥市六校2023-2024学年高二下学期期末联考物理试卷(含答案)

这是一份安徽省合肥市六校2023-2024学年高二下学期期末联考物理试卷(含答案)，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．将静置在地面上，质量为M（含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( )
A.B.C.D.
2．宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行β衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正确的是( )
A.发生β衰变的产物是
B.β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
C.近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化
D.若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年
3．如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是( )
A.从a到b，气体温度保持不变B.从a到b，气体对外界做功
C.从b到c，气体内能减小D.从b到c，气体从外界吸热
4．某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为，已知该金属的逸出功为，普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率v为( )
A.B.C.D.
5．如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的( )
A.轨迹半径之比为1:2B.速度之比为2:1
C.时间之比为2:3D.周期之比为3:2
6．一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则( )
A.时物块的速率为1m/sB.时物块的动量大小为2kg·m/s
C.时物块的动量大小为5kg·m/sD.时物块的速度为零
7．题图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气.若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是( )
A.温度降低，压强增大B.温度升高，压强不变
C.温度升高，压强减小D.温度不变，压强减小
8．真空中两点电荷分别放在x轴上的O点和M点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则下列说法正确的是( )
A.两点电荷的电性相同
B.A点的电场强度为零
C.N点的电场强度大于C点的电场强度
D.质子从N点运动到C点的过程中电势能减小
二、多选题
9．一列简谐横波沿x轴传播，在时刻和时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知处的质点在0~1 s内运动的路程为4.5 cm。下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播
B.波源振动周期为1.1 s
C.波的传播速度大小为13 m/s
D.时，处的质点沿y轴负方向运动
10．一群处于激发态的氢原子跃迁向外辐射出不同频率的光子，则( )
A.需要向外吸收能量
B.共能放出6种不同频率的光子
C.向跃迁发出的光子频率最大
D.向跃迁发出的光子频率最大
三、计算题
11．如图，边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面，M为AB边的中点。在截面所在平面内，一光线自M点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，反射光线从CD边的P点射出棱镜。求棱镜的折射率以及两点之间的距离。
12．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，N、Q两端接有的电阻。一金属棒垂直导轨放置，两端与导轨始终有良好接触，已知的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度沿导轨向上开始运动，可达到最大速度。运动过程中拉力的功率恒定不变，重力加速度。
（1）求拉力的功率P；
（2）开始运动后，经速度达到，此过程中克服安培力做功，求该过程中沿导轨的位移大小x。
13．如图，光滑的四分之一圆弧轨道PQ竖直放置，底端与一水平传送带相切，一质量的小物块a从圆弧轨道最高点P由静止释放，到最低点Q时与另一质量小物块b发生弹性正碰（碰撞时间极短）。已知圆弧轨道半径，传送带的长度，传送带以速度顺时针匀速转动，小物体与传送带间的动摩擦因数，。求
（1）碰撞前瞬间小物块a对圆弧轨道的压力大小；
（2）碰后小物块a能上升的最大高度；
（3）小物块b从传送带的左端运动到右端所需要的时间。
四、实验题
14．某学习小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。
（1）某同学测定的g的数值比当地公认值大，造成的原因可能是________
A.开始计时时，过早按下秒表
B.实验时误将49次全振动记为50次
C.测摆长时摆线拉得过紧
D.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
（2）测量小球直径时游标卡尺如图乙所示，其读数为________cm
（3）实验中，测出不同摆长l对应的周期值T，作出图像，如图所示，已知图线上A、B两点的坐标分别为，可求出g=________________。
15．某同学利用实验室已有的器材设计了如下电路测量某一太阳能电池的电动势和内电阻，已知电源的电动势大约为5.8V，内电阻大约为几十欧，实验中用到的其他器材有：
A.电压表（量程为3V，内阻约为5000Ω）
B.电压表（量程为15V，内阻约为10000Ω）
C.表头G（量程10mA，内阻待测量）
D.定位电阻
E.保护电阻
F.电阻箱（量程）
G.开关两个，导线若干
(1)为了使电压表在实验的过程中有更大的变化范围，电压表应选择_____（选填选项字母）；
(2)将电阻调整到最大值，闭合开关，缓慢调节电阻箱大小，使表头的示数为4mA。此时电压表示数为满偏的，则表头的电阻_____Ω；
(3)断开开关，多次改变电阻箱的阻值，记录阻值大小为R，同时记录对应的表头的电流值为I，建立图像，描点连线得到如图线性图像。根据图中的数据，可得该太阳能电池的电动势_____V，内电阻_____Ω（结果均保留两位有效数字）。
参考答案
1．答案：D
解析：在不考虑重力和空气阻力影响的情况下，火箭及燃料气体系统在点火喷气过程中动量守恒，设喷气后火箭获得的速度为v，并以v的方向为正方向，根据动量守恒定律有
解得
故D正确，ABC错误。
故选D。
2．答案：A
解析：A.根据即发生β衰变的产物是，故A正确;B.β衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，故B错误；C.半衰期与外界环境无关，故C错误；D.若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了1个半衰期，则该古木距今约为5730年，故D错误。故选A。
3．答案：D
解析：AB.一定质量的理想气体从状态开始，沿题图路径到达状态b过程中气体发生等容变化，压强减小，根据查理定律，可知气体温度降低，再根据热力学第一定律，由于气体不做功，内能减小，则气体放热，AB错误;CD.一定质量的理想气体从状态b沿题图路径到达状态过程中气体发生等压变化，体积增大，根据，可知气体温度升高，内能增大，再根据热力学第一定律，可知b到c过程吸热，且吸收的热量大于功值，C错误、D正确。故选D。
4．答案：D
解析：根据爱因斯坦的光电效应方程可知
解得该单色光的频率为
故选D。
5．答案：A
解析：A.设粒子的入射点到磁场下边界的磁场宽度为d，画出粒子的运动轨迹如图所示
根据几何关系可得，解得，则两粒子在磁场中运动的轨道半径之比为，故A正确;B.由洛伦兹力提供向心力可得，可得，则两粒子的速度之比为，故B错误;CD.粒子在磁场中运动的周期为，由此可知，粒子的运动的周期与粒子的速度的大小无关，所以粒子在磁场中的周期相同；由粒子的运动的轨迹可知，两种速度的粒子的偏转角分别为90°、60°，则两粒子在磁场中的运动时间之比为，故CD错误。故选A。
6．答案：A
解析：A.由动量定理可得解得，时物块的速率为故A正确；BCD.时物块的动量大小，时物块的动量大小为，时物块的动量大小为，所以时物块的速度为1m/s，故BCD错误，故选A。
7．答案：A
解析：设玻璃泡中气体压强为p，外界大气压强为，则，且玻璃泡中气体与外界大气温度相同，液柱上升，气体体积减小；由理想气体的状态方程可知，在V减小时，若p增大，则T可能增大、减小或不变，故A正确；若p不变，则T减小，故D惜误；若p减小，则T减小，故C错误。故选A。
8．答案：C
解析：A.由题图已知，在O点放的是正电荷，在M点放的是负电荷，即二者的电性相反，故A错误；
BC.图像的斜率表示电场强度，A、N点的斜率不为零，C点的斜率为零，故B错误，C正确；
D.质子带正电，从N点运动到C点的过程中电势能增大，故D错误。
故选C。
9．答案：AC
解析：由题意，处的质点在内通过的路程为4.5 cm，则结合图可知时刻处的质点沿y轴的负方向运动，由质点的振动方向和波的传播方向关系可知，该波的传播方向沿x轴的正方向，A正确；由题意可知，的时间间隔为，解得B错误；由图可知，则C正确；由同侧法可知时，处的质点沿y轴正方向运动，D错误。
10．答案：BD
解析：A.高能级向低能级跃迁向外放出能量，以光子形式释放出去，故A错误；
B.最多能放不同频率光子的种数为
故B正确；
CD.从最高能级向最低能级跃迁释放的光子能量最大，对应的频率最大，波长最小，则向跃迁发出的光子频率最大，故D正确，C错误。
故选BD。
11．答案：；
解析：设光线在M点的折射角为θ，由折射定律有
由几何关系可知光线在N点的入射角为，由于光线在N点恰好发生全反射，可知临界角
又
解得
由题图中几何关系有
解得
12．答案：（1）4W（2）0.1m
解析：（1）在运动过程中，由于拉力功率恒定，做加速度逐渐减小的加速运动，速度达到最大时，加速度为零，设此时拉力的大小为F，安培力大小为，有
设此时回路中的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律，有
设回路中的感应电流为I，由闭合电路欧姆定律，有
受到的安培力
由功率表达式，有
联立上述各式，代入数据解得
（2）从速度到的过程中，由动能定理，有
代入数据解得
13．答案：（1）30N；（2）0.2m；（3）1s
解析：（1）设小物块a下到圆弧最低点未与小物块b相碰时的速度为，根据机械能守恒定律有
代入数据解得
小物块a在最低点，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
根据牛顿第三定律，可知小物块a对圆弧轨道的压力大小为30N。
（2）小物块a与小物块b发生弹性碰撞，根据动量守恒有
根据能量守恒有
联立解得
小物块a反弹，根据机械能守恒有
解得
（3）小物块b滑上传送带，因，故小物块b先做匀减速运动，根据牛顿第二定律有
解得
则小物块b由2m/s减至1m/s，所走过的位移为
代入数据解得
运动的时间为
代入数据解得
因，故小物块b之后将做匀速运动至右端，则匀速运动的时间为
故小物块b从传送带的左端运动到右端所需要的时间
14．答案：（1）BC（2）1.20（3）
解析：（1）根据单摆周期公式可得
A.开始计时时，过早按下秒表，则周期测量值偏大，使得重力加速度测量值偏小，故A错误；
B.实验时误将49次全振动记为50次，则周期测量值偏小，使得重力加速度测量值偏大，故如正确；
C.测摆长时摆线拉得过紧。则摆长测量值偏大，使得重力加速度测量值偏大，故C正确；
D.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，则摆长测量值偏小，使得重力加速度测量值偏小，故D错误。
故选BC。
（2）10分度游标卡尺的精确值为0.1mm，由图乙可知小球的直径为
（3）根据单摆周期公式
可得
可知图像的斜率为
可得
15．答案：(1)A(2)300(3)6.0；60
解析：(1)电源电动势约为5.8V，保护电阻为100Ω，电阻箱总阻值99.99Ω，因此电压表电压变化范围最大为3V左右，故电压表应选择A。
(2)由于电压表示数为满偏的，即电压为2V，根据欧姆定律可得
解得
(3)根据闭合电路的欧姆定律可得
整理可得
代入数据有
结合图像可得，
联立解得，