云南省玉溪市2023-2024学年高二下学期期末教学质量检测物理试卷（解析版）

这是一份云南省玉溪市2023-2024学年高二下学期期末教学质量检测物理试卷（解析版），共16页。
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的学校、班级、姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2．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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28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. 下列说法正确的是（ ）
A. 温度高的物体内能一定比温度低的物体内能大
B. 随着科技的进步，物体的温度可以降到绝对零度
C. 一定质量的理想气体体积增大的同时放出热量，其内能一定减小
D. 气体如果失去了容器的约束就会散开，是因为分子之间存在斥力的缘故
【答案】C
【解析】A．物体的内能与物体的温度、体积以及物质的量等都有关系，则温度高的物体内能不一定大，故A错误；
B．绝对零度是一切低温物体的极限，不可能达到，故B错误；
C．若一定质量的理想气体体积增大的同时放出热量，根据热力学第一定律可得
其中W＜0，Q＜0，则＜0，故气体内能减小，故C正确；
D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子无规则运动的缘故，与分子间存在斥力无关，故D错误。
故选C。
2. 发生地震或重大自然灾害导致灾区交通中断时，可通过直升机向灾区人民投送生活物资。若从直升机上向下空投物资时，质量为的包裹从直升机上由静止开始下落，做加速度为的匀加速直线运动，下落高度时落至地面，此过程中，该包裹克服空气阻力做的功为（重力加速度为）（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】落地的速度满足
根据动能定理有
解得
故选D。
3. 如图所示，放射性元素从点沿方向发射三种放射线，空间有垂直射线速度的匀强磁场，三种射线穿过磁场后分别打到屏上的三点，则打到三点的射线分别是（ ）
A. 射线、射线、射线B. 射线、射线、射线
C. 射线、射线、射线D. 射线、射线、射线
【答案】D
【解析】射线带正电、射线不带电、射线是电子流，带负电，根据左手定则可知打到三点的射线分别射线、射线、射线。
故选D。
4. 如图所示为一单色细光束通过一正三棱镜的光路图，光线从面射入三棱镜时，入射光线与面的夹角为，从射出棱镜时，出射光线与面的夹角也为，光在真空中的传播速度为，则该单色光在该棱镜中的传播速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】如图所示
根据几何知识知入射角为，折射角为，由折射定律
由
联立解得
5. 如图所示为赛车部分赛道示意图，该赛道位于水平面内，由一段半圆弧赛道和两段直道组成，赛车（可视为质点）沿半圆弧赛道中心线匀速率运动，通过半圆弧赛道所用时间为，若半圆弧段赛道中心线的半径为，则赛车通过半圆弧赛道过程中向心加速度的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据题意，向心加速度为
而
联立解得
6. 如图所示，正三角形导线框处于匀强磁场中，时刻开始从图示位置（线框平面与磁场垂直）以过点的高线为转动轴匀速转动，以为感应电流正方向，下图中能正确反映线框中感应电流i随时间变化规律的图像是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】线框在磁场中转动，产生正余弦式交变电流，根据楞次定律可知，初始时刻电流方向沿。
故选A。
7. 已知某行星的平均密度与地球相同，半径为地球半径的2倍，地球表面的重力加速度为。若将一质量为的小球从该星球水平地面上方（ 远小于该星球的半径）高处由静止释放，若该星球表面没有空气，则小球落地时的动能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】在地球表面有
在行星表面有
由于密度相等，则有
解得
量为的小球从该星球水平地面上方（远小于该星球的半径）高处由静止释放，根据动能定理有
解得
故选A。
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）
8. 如图所示，介质中两质点相距为时刻开始以为波源激发一列简谐横波沿水平方向传播，质点起振方向向下。若时刻质点第2次以竖直向上的速度通过平衡位置，此时波恰好传播到点。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的周期为
B. 该波的波长为
C. 该波的波速大小为
D. 该波的波速大小为
【答案】AD
【解析】A．根据题意，若时刻质点第2次以竖直向上的速度通过平衡位置，设周期为T，有
解得
故A正确；
BCD．根据题意可得该波波速为
又由
故D正确，BC错误。
9. 如图所示，为匀强电场中的一个直角三角形，，，为三角形的高，电场方向与平面平行。已知a、b、c三点的电势分别为、，下列说法正确的是（ ）
A. 电场强度的方向沿方向
B. 电场强度的方向沿方向
C. 将电子从点移到d点，电子电势能增加
D. 将电子从点移到d点，电子电势能减小
【答案】BD
【解析】AB．匀强电场中，平行等间距两条线段之间的电势差相等，可知，将ac边四等份，则相邻等份之间的电势差为20V，根据几何关系可知，d点为第一个等分点，则d点的电势为80V，则bd连线为等势线，由于电场线与等势线垂直且由高电势点指向低电势点，则电场强度的方向沿方向，故A错误，B正确；
CD．将电子从点移到d点，电场力做功
电场力做正功，可知，电子电势能减小，故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，光滑绝缘斜面倾角为37°，斜面上矩形区域之间有垂直斜面向上匀强磁场，磁场的磁感应强度为，磁场两边界之间的距离为。一边长为、质量为、电阻为的正方形金属线框从上方某处由静止释放，线框向下运动穿过磁场区域，若线框进入磁场过程中做匀速运动，且边出磁场之前的一段时间内，线框也做匀速运动，取。重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 线框进入磁场过程中感应电流方向沿方向
B. 线框进入磁场过程中安培力对线框的冲量大小大于线框出磁场过程中安培力对线框的冲量大小
C. 从边刚进磁场到边刚出磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为
D. 从边进磁场到边刚出磁场经历的时间为
【答案】ACD
【解析】A．由楞次定律可得线框进磁场过程中，线框中感应电流的方向为，故A正确；
B．根据电流的定义式有
则线框进入磁场过程中安培力对线框的冲量大小等于线框出磁场过程中安培力对线框的冲量大小均为，故B错误；
C．从边刚进磁场到边刚出磁场过程中，速度不变
根据功能关系有
解得
故C正确；
D．从cd边刚进磁场到ab边刚出磁场的过程中
据动量定理可得
式中
解得
故D正确。
故选ACD。
三、填空、实验题（本大题共2小题，共16分）
11. 某实验小组想探究“单摆周期与摆长的关系”，他们进行了如下实验：
（1）他们组装了两个摆长不同的单摆，让两个单摆同时开始振动，观察到摆长小的单摆明显比摆长大的单摆振动得快，由此他们可以得出的结论是___________。
A. 单摆周期与单摆摆长成正比
B. 摆长越长的单摆，其周期越大
C. 摆长越长单摆，其周期越小
D. 单摆周期与单摆摆长的平方根成正比
（2）为了定量研究单摆周期和单摆摆长的关系，他们改变单摆摆长进行了多次实验，记录了多组不同摆长对应的周期，它们将数据输入电脑，得到了和的关系图像如图甲所示，该图像无法直接看出和的关系，他们通过变换坐标将图像变为一条直线，所作的图像可能是___________。
A. 图像B. 图像C. 图像
（3）若他们得到如图乙所示的图像，该图像斜率为，由此可得当地的重力加速度___________。
【答案】（1）B （2）B （3）
【解析】（1）该同学根据实验数据可得出结论为：摆长越长的单摆，其周期越大。
故选B。
（2）根据单摆周期公式有
若以为坐标轴，则画出的图像为一条直线。
故选B
（3）根据单摆周期公式有
变形可得
则斜率为
解得
12. 某同学通过实验探究金属丝电阻与其长度关系并测量金属丝的电阻率，实验器材如下：
A．电源（电动势为，内阻）
B．电阻丝（接入电路的长度可以调节）
C．电流表A（0〜0.60A，内阻不计）
D．电压表V（0〜6V，内阻很大）
E．滑动变阻器
F．开关一个，导线若干
该同学设计了如图甲所示的电路，请回答下列问题：
（1）按图甲所示电路图连接好电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到___________（填“”或“”）端，闭合开关后，发现电压表示数接近满偏，而电流表观察不到示数，则电路故障可能是电阻丝___________（填“短路”或“断路”）。
（2）排除故障后，调节电阻丝接入电路的长度，同时调节滑动变阻器的滑片，直到电流表有适当的示数，记为，读出并记录电压表此时的示数。
（3）改变接入电路的长度，闭合开关后，发现电流表示数小于，要使电流表示数仍为，需要将滑动变阻器滑片向___________（填“”或“”）端滑动；若时，电压表示数为，滑动变阻器接入电路的阻值为___________。
（4）不断改变电阻丝接入电路的长度，同时调节滑动变阻器阻值使电流表示数始终为，记录电阻丝不同长度及对应的电压表示数，根据测得数据作出图像如图乙所示，该图像为一条通过坐标原点的倾斜直线，由此可知金属丝电阻与其长度成正比。他还得到该直线的斜率为，测得金属丝的直径为，可得该金属材料的电阻率为___________（用相关物理量的字母表示）。
【答案】（1）a 断路 （3）b 5 （4）
【解析】（1）[1]滑动变阻器应滑到最大阻值处，即a端；
[2]闭合开关后，发现电压表示数接近满偏，而电流表观察不到示数，则电路故障可能是电阻丝断路。
（3）[3]改变接入电路的长度，闭合开关后，发现电流表示数小于，说明电阻丝阻值变大，要使电流表示数仍为，需要将滑动变阻器应变小，滑片向b端滑动；
[4]根据欧姆定律有
（4）[5]根据电阻定律有
根据欧姆定律有
根据图像的斜率可知
解得
四、计算题（本大题共3小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 智能驾驶汽车技术日臻成熟，将逐步进入人们的生活。一辆智能驾驶汽车在平直跑道上进行性能测试，其速度随时间变化的部分图像如图所示，已知内汽车做匀加速直线运动，内做匀速直线运动，开始关闭发动机在阻力作用下做匀减速直线运动直到停止。已知该汽车质量，运动过程中所受阻力可视为恒定。求：
（1）关闭发动机后汽车运动的时间；
（2）匀加速阶段汽车受到的牵引力大小；
（3）全过程汽车行驶的距离。
【答案】（1）8s；（2）9000N；（3）192m
【解析】（1）由图可知关闭发动机后汽车的加速度为
a=ΔvΔt=16−1013−10m/s2=2m/s2
则运动的时间为
t=Δv'a=162s=8s
（2）关闭发动机后，根据牛顿第二定律有
f=ma=3000N
由图可知匀加速阶段汽车的加速度大小为
a'=Δv'Δt'=164m/s2=4m/s2
根据牛顿第二定律有
F−f=ma'
解得F=9000N
（3）由（1）分析可知汽车在18s时停止，根据图像与坐标轴围成的面积代表位移可知
x=12×(10−4+18)×16m=192m
14. 如图所示为台球桌面示意图，质量均为的P、Q两球静止在桌面上，它们之间的距离为，Q到边的距离为，P、Q连线与桌面的边和边垂直。运动员击打球P，球P获得的速度后向Q运动，与Q正碰后，Q运动到边时速度刚好减为零，已知两球与桌面间的动摩擦因数均为，两球均可视为质点且它们的碰撞时间极短，取重力加速度。求：
（1）两球碰撞过程中损失的机械能；
（2）两球碰后均静止时它们之间的距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）P球与Q碰在运动过程均做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律
解得
又P球与Q碰前做匀减速直线运动，根据运动学规律
解得碰前瞬间P球的速度
碰撞瞬间动量守恒
碰后Q运动到边时速度刚好减为零，根据运动学规律
解得碰后瞬间Q球的速度
联立解得碰后瞬间P球的速度
故两球碰撞过程中损失的机械能
（2）碰后P球继续向前运动到速度刚好减为零，根据运动学规律
解得P球运动的距离
故两球碰后均静止时它们之间的距离为
15. 如图所示，平面的第一象限内，的空间内有沿轴正方向的匀强电场，的空间内有垂直平面向外的匀强磁场，时刻，一质量为、带电量为的粒子从点沿轴正方向射出，经时间后从点射入磁场，一段时间后从点离开磁场，粒子重力不计。求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）从点到点的运动过程中，粒子位置的横坐标随时间变化的关系式？
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【解析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，则有
，
解得
，
（2）令粒子在的速度方向与x轴正方向夹角为，则有
则有
则粒子在的速度
结合上述解得
根据几何关系可知，为粒子在磁场中圆周运动的直径，则轨道半径为
粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
（3）结合上述，当时有
当时，结合上述可知，粒子圆周运动的圆心为，粒子圆周运动的角速度
则有
解得