湖南省娄底市涟源市2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题（原卷版+解析版）

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一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下面四个核反应方程是我们高中阶段学习过的核反应类型典型代表，其中属于人工核转变的是（ ）
A. B.
C. D.
2. “拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上（如图所示）。设加热后小罐内的空气温度为80℃，当时的室温为20℃，大气压为标准大气压，不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响。小罐开口部位的直径请按照片中的情境估计，当罐内空气变为室温时，小罐内气体对皮肤的作用力最接近的是（ ）
A. 2NB. 20NC. D.
3. 如图为消防员从顶楼直降训练某瞬间，O点为轻绳悬挂点且保持固定，轻绳系在人的重心B点，消防员脚与墙壁接触点为A点。缓慢下降过程中消防员的姿势及与竖直方向的夹角均保持不变。在消防员下降过程中下列说法正确的是（ ）
A. 竖直墙面对人的作用力与墙面垂直B. 竖直墙面对人的静摩擦力保持不变
C. 绳子拉力先减小后增大D. 消防员所受合力不变
4. 如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（ ）
A. M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大
B. 只有沿x方向逸出电子到达N时才有最大动能
C. 电子从M到N过程中y方向位移大小最大为
D. M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零
5. 2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的“长征二号F遥”运载火箭顺利将发射取得成功。5月28日，神舟十八号航天员乘组圆满完成第一次距离地面约400km的轨道出舱活动。如图所示取地球质量，地球半径，引力常量。下列说法正确的是（ ）
A. 卫星的向心加速度大小约
B. 卫星运行的周期约12h
C. 发射升空时，火箭的推力是燃气会给火箭施加反作用力
D. 发射升空初始阶段，装在火箭上部的卫星处于失重状态
6. 发展新能源汽车是我国当前一项重大国家战略。假设有一辆纯电动汽车质量，汽车沿平直的公路从静止开始启动，汽车启动后的速度记为v，牵引力大小记为F，图像如图所示，表示最大速度，ab平行于v轴，bc反向延长线过原点。已知汽车运动过程中受到的阻力大小恒定，bc段汽车运动的时间为8s。下列说法正确的是（ ）
A. 汽车所受阻力为5000N
B. 汽车从a到b持续的时间为32s
C. 汽车能够获得的最大速度为12.5m/s
D. 汽车从b到c过程中运动的位移为100m
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7. 如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为l，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动。以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则（ ）
A. 时刻小球向下运动B. 时刻小球与影子相位差为π
C. 时刻光源的加速度向上D. 时刻影子的位移为5A
8. 在“天宫课堂”航天员王亚平老师在水球中注入一个气泡后，水球便成了透明空心水球，如图所示，水球中形成了一个正立一个倒立的两个像。假设透明空心水球内径是R，外径是2R，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与直线AO所成夹角i=60°，经折射后恰好与内球面相切，已知光速为c。下列说法正确的是（ ）
A. 单色光在该材料中的传播时间为
B. 单色光在水中的折射率为
C. 只要A点射入的单色光与AO直线的夹角i大于30°，就一定能够在内球面发生全反射
D. 单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从A点射入的光线与AO直线的夹角
9. 如图，单刀双掷开关S原来跟2相接，从开始，开关改接1，时，把开关改接2，下列图像和图像大致形状正确的是（ ）
A. B.
C. D.
10. 如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为m的小球从A点自由下落，至B点时开始压缩弹簧，小球下落的最低位置为C点。以A点为坐标原点，沿竖直向下建立x轴，小球从A到C过程中的加速度—位移（）图像如图乙所示，重力加速度为g，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 从A到C过程先匀加速运动，后匀减速运动
B. 从A到B位移为
C. 位移为时小球速度最大
D. 位移为弹簧的弹性势能最大
三、非选择题：共56分。
11. 如图1，测定气垫导轨上滑块的加速度，请完善下列实验环节
（1）如图2，螺旋测微器测量滑块上安装的遮光条宽度为d＝________mm。
（2）滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间，通过第二个光电门的时间，滑块通过第一个光电门速度为________m/s。
（3）继续测得两光电门间的距离为x，请写出滑块加速度的表达式________（用，，x，d表示）
12. 电容储能已经在电动汽车、风力发电等方面得到广泛应用。某同学设计了图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程和测定电容器的电容。器材如下：
电容器C（额定电压，电容标识不清）；
电源E（电动势，内阻不计）；滑动变阻器（最大阻值）；
电阻箱（阻值）；电压表V（量程，内阻较大）；
开关，电流传感器，计算机，导线若干。
（1）按照图甲连接电路，闭合开关、断开开关，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器的滑片应向___________端滑动（选填“a”或“b”）。
（2）当电压表示数为时，调节的阻值，闭合开关，通过计算机得到电容器充电过程电流随时间变化的图像；保持的阻值不变，断开开关，得到电容器放电过程电流随时间变化的图像，图像如图乙所示。测得，则___________。
（3）重复上述实验，得到不同电压下电容器的充、放电过程的电流和时间的图像，利用面积法可以得到电容器电荷量的大小，测出不同电压下电容器所带的电荷量如下表：
请在图丙中画出图像_____，并利用图像求出电容器的电容为____F。（结果保留两位有效数字）
（4）实验发现，相同电压下电容器充、放电过程的电流和时间的图像中的总是略大于，其原因是___________。
13. 在篮球比赛中，投篮的投出角度太大和太小，都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中，运动员在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐，这次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上（图），设投球点到篮筐距离为9.8m，不考虑空气阻力。
(1)篮球进筐的速度有多大？
(2)篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度是多少？
14. 如图1（俯视图）所示，水平面内固定放置面积为，电阻为1Ω的单匝线圈，线圈内充满垂直水平面向下的匀强磁场，其磁感应强度随时间t变化关系如图2所示，线圈两端点M、N与相距1.5m的粗糙平行金属导轨相连，导轨置于垂直水平面向上的磁感应强度大小的匀强磁场中。一根总长为1.5m，质量为2kg，阻值为9Ω的金属杆PQ置于导轨上，且与导轨始终接触良好。一根劲度系数为100N/m的轻弹簧右端连接在固定挡板上，左端与金属杆相连，金属杆与金属导轨间动摩擦因数为μ，金属杆静止时弹簧伸长量为6cm。在时刻闭合开关S，金属杆在0~6s内始终保持静止，g取，忽略平行导轨电阻，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则
（1）求0~3s内通过金属杆电荷量
（2）金属杆与金属导轨间动摩擦因数至少多大？
（3）求0~6s内整个回路产生焦耳热
15. 一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量是200kg。这个士兵用自动步枪在2s内沿水平方向连续射出10发子弹，每发子弹的质量是10g，子弹离开枪口时相对步枪的速度是800m/s。射击前皮划艇是静止的，不考虑水的阻力。
（1）士兵射击第一颗子弹后皮划艇的速度是多少？
（2）士兵连续射击10颗子弹后皮划艇的速度是多大？
（3）连续射击时枪所受到的平均反冲作用力是多大？实验次数
1
2
3
4
5
6
3
4
5
6
7
8
0.14
019
0.24
0.30
0.33
0.38