河南省信阳市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试卷(解析版)

这是一份河南省信阳市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试卷(解析版)，共17页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
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，有选错或不答的得0分。
1. 2023年4月12日，我国全超导托卡马克核聚变装置（EAST）成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒。该装置可使用、和为核燃料进行热核聚变反应，核反应方程分别为：①；②。则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子X为质子，粒子Y是电子
B. 核反应①中质量亏损较大
C. 比结合能大于的比结合能
D. 核聚变反应可以用镉棒来控制反应速度
【答案】C
【解析】A．由核反应前后质量数守恒和核电荷数守恒可知，其中X粒子是质子，粒子Y是中子，故A错误；
B．核反应①产生的核能少，由智能方程可知，质量亏损较小，故B错误；
C．核反应后的原子核的比结合能更大，更稳定，故比结合能大于的比结合能，故C正确；
D．核聚变一旦发生，靠自身产生的热就会使反应继续下去，用镉棒不能控制反应速度，故D错误；
故选C。
2. 我国“天问1号”火星探测器于2021年5月19日成功着陆火星。降落过程中，“天问1号”减速至距离火星表面100米时进入悬停阶段。已知“天问1号”火星探测器总质量为m，火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g，忽略火星大气阻力，则悬停阶段反推发动机应提供的制动力大小约为（ ）
A. 2.5mgB. 40mgC. 0.2mgD. 0.4mg
【答案】D
【解析】物体在火星表面
在地球表面
解得火星表面的重力加速度
探测器受到万有引力和发动机施加制动力的作用，处于平衡状态
故选D。
3. ABCD为梯形玻璃砖的一个截面示意图，由频率分别为的两种单色光a、b组成的细光束从空气中垂直于AB射入玻璃砖，只有a光从BC边射出，光路如图中所示。下列说法正确的是（ ）
A. ，光束①是aB. ，光束①是b
C. ，光束①是aD. ，光束①是b
【答案】C
【解析】由图可知，光线在界面上，相同的入射角光没有发生全反射，说明光的临界角比光的大，由
知，光折射率小，频率小
偏折程度小，故是光束①光。
故选C。
4. 如图所示，小华同学静止站在水平地面上拉着轻质细线连接的两个相同的氢气球（气球的重力不能忽略），受水平风力的影响，稳定时连接气球的细线与竖直方向夹角分别为α和β。现在水平风力突然增大，他缓慢释放拉气球的细线，稳定后，细线与竖直方向夹角分别为α'和β'。则（ ）

A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】对上面的气球根据平衡条件得

对两个气球根据平衡条件得
解得
风力增大时
解得
故选A。
5. 2024年春节，全国多地发生冻雨天气，地面较光滑，交通事故频发。如图所示为某公路的一段圆形弯道。若天气晴好时，路面干燥，汽车以某一速度v通过该弯道处没有发生侧滑，则在冻雨天气时（ ）
A. 汽车以速度v通过该弯道，一定会向外侧滑动
B. 汽车以小于v的速度通过该弯道，一定不会向外侧滑动
C. 汽车以大于v的速度通过该弯道，不一定会向外侧滑动
D. 为减少交通事故的发生，路面应该修成外侧低内侧高
【答案】C
【解析】D．路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，D错误；
A．天气晴好时，路面干燥，汽车以某一速度v通过该弯道处没有发生侧滑，不能确定是否有摩擦力，若此时没有摩擦力，则汽车由重力和支持力的合力提供向心力，则当在冻雨天气时，汽车以速度v通过该弯道，也一定没有摩擦力，不会向外侧滑动，选项A错误；
BC．当车速低于v，由于在冻雨天气摩擦力较小，有可能向外侧滑动；若车速若高于v，所需的向心力增大，此时摩擦力可以指向内侧，车辆不一定会向外侧滑动，C正确；B错误。
故选C。
6. 如图所示，理想变压器的A、B两端接入正弦交流电，为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），则（ ）
A. 在时，电压表的示数为零
B. 处温度升高时，电压表的示数变小
C. 处温度升高时，电流表A示数变小
D. 处温度升高时，电压表的示数变小
【答案】D
【解析】A．电压表读数是交流电有效值，故始终不为零，故A错误；
B．原线圈电压不变，则电压表的示数不变，故B错误；
CD．根据
由于匝数比不变，则副线圈输出电压不变，温度升高时，阻值减小，副线圈负载总电阻变小，则副线圈电流增大，即电流表A示数变大，定值电阻R两端电压增大，副线圈输出电压等于R两端电压和示数之和，所以电压表示数变小，故C错误，D正确。
7. 如图所示，半径为R的虚线圆位于竖直面内，AC和BD为相互垂直的两条直径，其中BD位于水平方向。竖直平面内有足够大的匀强电场，场强大小为，方向与圆周平面平行。在圆周平面内将质量为m、带电荷量为的小球（可视为质点），从A点以相同的速率在圆周平面向各个方向抛出，小球会经过圆周上不同的点。在这些点中，到达B点时小球的动能最大。若将小球从A点垂直电场方向抛出，小球恰好能经过C点，则小球初速度为（重力加速度为g）（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】小球受到电场力和重力的合力，当到达等效最低点时动能最大，故B点为等效最低点，则小球受到的合力沿方向。受力如图
由平行四边形定则可知：电场方向与方向成
则
小球垂直电场抛出，做类斜上抛运动，如图，运动到点过程
得
8. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置为处的质点，是平衡位置为处的质点，图乙为质点的振动图像。则下列说法正确的是（ ）
A. 该机械波向轴正方向传递
B. 该机械波的速度为40m/s
C. 从到，质点通过的路程为
D. 在时，质点的加速度方向沿轴负方向
【答案】BD
【解析】A．由图乙可知，时刻质点沿轴负方向振动，由图甲结合波形平移法可知，该机械波向轴负方向传播，故A错误；
B．由图甲和图乙可知波长和周期分别为
，
则波速为
故B正确；
C．从到，根据
由于时刻质点不是处于平衡位置或者最大位移处，则质点通过的路程
故C错误；
D．机械波向轴负方向传播，可知时刻质点沿轴正方向振动，在时，质点处于平衡位置上方，质点的加速度方向沿轴负方向，故D正确。
9. 如图所示，A、B两物块质量均为m，用一轻弹簧相连，将A用轻绳悬挂于天花板上，B物块在向上的力F（F不为零）的作用下处于静止，此时弹簧处于伸长状态。现将力F撤去，已知弹簧的弹性势能仅与形变量大小有关，且弹簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的是（ ）
A. A将一直保持静止状态
B. B运动过程中的最大加速度为重力加速度g
C. B从最低点往上运动过程中弹簧弹性势能先减小，后增大
D. F撤去之前，绳子的拉力一定不为零
【答案】AD
【解析】A．撤销后向上的弹力不可能超过开始的大小，故A始终静止，A正确；
B．初状态弹簧的弹力最大，撤销瞬间的加速度最大，小于，B错误；
C．从最低点向上运动过程中，弹簧一直处于伸长状态，因此弹性势能一直减，C错误；
D．初状态弹簧处于伸长状态，则撤销之前绳子的拉力不为零，D正确。
10. 如图，两条足够长平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，间距为L。导轨上端接有一平行板电容器和一电阻，其阻值R可调整，电容器的电容为C。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m、电阻为r的金属棒，金属棒可沿导轨静止下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。重力加速度为g。则金属棒运动达到稳定时（ ）
A. 可调电阻R阻值越大，流过金属棒的电流越小
B. 可调电阻R的阻值越大，电容器所带的电荷量越大
C. 金属棒两端的电压始终为
D. 金属棒的热功率始终为
【答案】BD
【解析】AB．金属棒最终将在导轨上匀速运动，则有
可得流过金属棒的电流
而
，
由于电流为定值，电阻越大，电容器两端电压越大，电容器所带的电荷量越大，
故A错误，B正确；
C．金属棒切割磁感线产生感应电动势，在闭合回路中形成感应电流，相当于电源。根据闭合电路欧姆定律，可知金属棒运动达到稳定时两端电压为
故C错误；
D．运动达到稳定时，金属棒的热功率为
故D正确。
二、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。
11. 某物理实验小组利用如图1所示装置验证机械能守恒定律，如图2为该小组同学按正确操作得到的一条完整的纸带。
（1）在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2mm）的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量______，动能变化量______（用已知的字母表示），若在误差范围内，则可证明重锤下落过程中机械能守恒。
（2）若该小组记录下落高度h和相应的速度大小v，作出的图像如图所示。若重锤下落过程中机械能守恒，则图线的斜率近似等于______。（用题中所给物理量的字母表示）
【答案】（1） （2）
【解析】（1）[1][2]从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量
打B点时的速度
动能变化量
（2）若重锤下落过程中机械能守恒，则
则
作出的图像的斜率近似等于2g。
12. 某实验小组的同学利用如图1所示的电路来测量直流恒流源（输出电流大小恒定）的输出电流并进行相关测量。
（1）调节电阻箱R的阻值，电流表测得多组Ⅰ值，并计算出数值。

①根据测量数据，作出函数关系曲线如图2所示，图中直线纵截距为a，斜率为k，不考虑电流表内阻，则______，______（用a和k表示）；
②若考虑电流表内阻带来的系统误差，则测量值______真实值（填“>”、“=”或“0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在y