甘肃省靖远县第一中学2023-2024学年高二下学期期末模拟考试物理试题

这是一份甘肃省靖远县第一中学2023-2024学年高二下学期期末模拟考试物理试题，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（共28分）
1．（本题4分）四个核反应方程分别为：
①；
②；
③；
④。
下列说法正确的是（ ）
A．①②都是重核铀的同位素的核反应，故都是重核的裂变反应
B．①③反应前都有一个中子，故都是原子核的人工转变
C．②③④生成物中都有氦核，故都是α衰变反应
D．③比④放出的能量少，说明③比④质量亏损得少
2．（本题4分）图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为的建筑材料被吊车从也面竖直向上提升过程的图像，取，下列判断正确的是（ ）
A．前钢索的拉力恒为1500NB．46s末建筑材料离地面的距离为22m
C．建筑材料处于失重状态D．在钢索最容易发生断裂
3．（本题4分）如图所示，实线表示某静电场中的电场线，过M点的电场线是水平直线，虚线表示该电场中的一条竖直等势线，M、N、P是电场线上的点，Q是等势线上的点。一带正电的点电荷在M点由静止释放，仅在电场力作用下水平向右运动，则（ ）
A．点电荷一定向右做匀加速运动
B．点电荷在N点释放时的加速度比在P点释放时的加速度小
C．将一负点电荷从P点移到N点，电场力做正功
D．将一负点电荷从Q点沿等势线竖直向上射出，点电荷将沿等势线做直线运动
4．（本题4分）“东方一号”人造卫星A和“华卫二号”人造卫星B，它们的质量之比为，它们的轨道半径之比为2：1，则下面的结论中正确的是（ ）
A．它们受到地球的引力之比为
B．它们的运行速度大小之比为
C．它们的运行周期之比为
D．它们的运行角速度之比为
5．（本题4分）如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时，对应的轨道半径为（重力加速度为g）（ ）
A．B．C．D．
6．（本题4分）如图是滑板运动的轨道。质量为的运动员从轨道上的A点以水平速度冲上质量为的静止滑板后，又一起滑向光滑DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回，已知。设运动员和滑板可看成质点，滑板与水平地面的摩擦力不计。则下列说法正确的是（ ）
A．运动员和滑板一起滑向光滑DE轨道，到达E点的过程中机械能守恒
B．运动员冲上滑板的过程中机械能守恒
C．刚冲上DE轨道时，运动员和滑板的速度大小是
D．运动员的初速度
7．（本题4分）如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面且方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置。已知导体棒a质量为2m，导体棒b质量为m，长度均为l，电阻均为r，其余部分电阻不计。现使导体棒a获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度v0。除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用，在两导体棒运动过程中，下列说法错误的是（ ）
A．任何一段时间内，导体棒b的动能增加量小于导体棒a的动能减少量
B．任何一段时间内，导体棒b的动量改变量跟导体棒a的动量改变量总是大小相等、方向相反
C．全过程中，通过导体棒b的电荷量为
D．全过程中，两棒共产生的焦耳热为m
二、多选题（共24分）
8．（本题6分）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。a、b端加一定交流电压后，则（ ）
A．两电阻两端的电压比
B．两电阻中的电流之比
C．两电阻消耗的电功率之比
D．电阻B两端的电压表的示数
9．（本题6分）如图所示，直线MN上方存在范围足够大的磁感应强度为B的匀强磁场，一质子（质量为m、电荷量为e）以速度v从O点沿与MN成30°角的方向射入磁场中，若不计质子重力，则（ ）
A．质子从磁场中射出时距O点的距离为
B．质子从磁场中射出时距O点的距离为
C．质子在磁场中运动的时间为
D．质子在磁场中运动的时间为
10．（本题6分）现有一三棱柱工件，由透明玻璃材料组成，如图所示，其截面ABC为直角三角形，∠ACB=30°。现有一条光线沿着截面从AC边上的O点以45°的入射角射入工件，折射后到达BC边发生全反射，垂直AB边射出。已知CO=AC=L，下列说法正确的是 （ ）
A．光线在AC边的折射角为30°
B．该透明玻璃的折射率为2
C．该光线在透明玻璃材料中发生全反射的临界角为45°
D．光线在BC边的入射角为30°
11．（本题6分）如图甲是一列简谐横波在t=0.2 s时刻的波形图，P是平衡位置距离原点1.5 m的一个质点，Q是平衡位置距离原点2 m的一个质点，图乙是质点Q的振动图像。则（ ）
A．这列简谐波的波速为10 m/s
B．这列简谐波的传播方向为+x方向
C．0.3 s时P的速度正在增大，加速度正在减小
D．t=0.4 s到t=0.6 s质点P通过的路程为4 cm
三、实验题（共15分）
12．（本题6分）在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带，如图1所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，那么：
（1）根据图1中所给的数据，应取图中O点到 点来验证机械能守恒定律。
（2）从O点到（1）问中所取的点，对应的重物重力势能的减少量ΔEp= J，动能增加量ΔEk= J。（结果保留三位有效数字）
（3）若测出纸带上所有点到O点的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h，则以为纵轴、以h为横轴画出的图像是图2中的 。
13．（本题9分）某物理兴趣小组的同学利用实验探究电池的电动势和内阻，实验的主要操作如下：
（1）先用电压表直接接在电池两极粗测电池的电动势，这样测出的电动势比真实值 （选填：“偏大”或“偏小”）．
（2）再按图甲接好电路进行实验，记下电阻箱和电压表对应的一系列读数R、U ，并计算得下表所列数据．
（3）在图乙坐标纸上画出—图象 ；
（4） 根据（3）所画的图象可算出电池的电动势为 V，电池的内阻为 Ω ．(结果保留三位有效数字)
四、解答题（共33分）
14．（本题10分）如图，两个滑块A和B的质量分别为mA＝1 kg 和mB＝5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ1＝0.5，木板的质量为m＝4 kg，与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v0＝3 m/s。A、B相遇时，A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g＝10 m/s2。求：
（1）B与木板相对静止时，木板的速度大小；
（2）木板在地面上运动的距离一共是多少？

15．（本题10分）如图，绝热汽缸a与导热汽缸b、c均固定于地面，由刚性杆连接着的两个绝热活塞均可在汽缸内无摩擦滑动。开始时a、b两个汽缸内装有体积相等、温度均为T0的理想气体，真空汽缸c的容积与此时a、b两个汽缸中的气体体积相等，通过阀门与汽缸b相连。现将阀门打开，稳定后，a中气体压强为原来的0.6倍，环境温度保持不变。
（1）求稳定后汽缸a中气体的温度；
（2）请用热力学第一定律解释上述过程汽缸a中气体温度变化的原因。
16．（本题13分）如图所示，宽为l的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为l的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当回路总电流为I1时，金属杆恰好能静止。求：
(1)磁感应强度B至少有多大？此时方向如何？
(2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？
/(V-1)
0.80
1.07
1.30
1.47
1.80
2.27
/(Ω-1)
0.2
0.5
0.8
1.0
1.5
2.0
参考答案：
1．D
【详解】A．①是重核的裂变反应，②是α衰变反应，A错误；
BC．③是原子核的人工转变，④是轻核的聚变反应，BC错误；
D．③比④放出的能量少，根据爱因斯坦质能方程可知，③比④质量亏损得少，D正确。
故选D。
2．B
【详解】A．由图乙可知前内建筑材料的加速度
由牛顿第二定律得
解得钢索的拉力
故A错误；
B．图像中图线与横轴所围的面积表示位移，上升高度是28m，下降的高度为，46s末建筑材料离地面的距离为22m，故B正确；
CD．加速度向下，建筑材料处于失重状态，拉力小于重力，前建筑材料处于超重状态，拉力大于重力，钢索最容易发生断裂，故CD错误。
故选B。
3．C
【详解】A．带正电的点电荷在M点由静止释放，仅在电场力作用下水平向右运动，说明点电荷受到水平向右的电场力，所以M所在电场线电场方向也是水平向右，根据电场线的分布可知，该静电场不是匀强电场，所以点电荷在运动过程中受到的电场力不是恒定的，根据牛顿第二定律，点电荷运动的加速度也不是恒定的，所以点电荷向右做的不是匀加速运动，A错误；
B．由图可知，N点电场线比P点电场线密集，所以N点的电场强度大于P点的电场强度，点电荷在N点受到的电场力大于P点处的电场力，所以点电荷在N点释放时的加速度比在P点释放时的加速度大，B错误；
C．电势随电场方向逐渐减小，所以N点电势比P点高，将一负点电荷从P点移到N点，电势能减小，电场力做正功，C正确；
D．将一负点电荷从Q点沿等势线竖直向上射出，由于电场方向垂直等势线，则点电荷受到的电场力方向与运动方向不在同一条直线上，所以点电荷做曲线运动，D错误。
故选C。
4．B
【详解】人造地球卫星做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，得

M是地球的质量，m、r、T、分别为卫星质量、轨道半径、周期和角速度，则得

由题卫星A和B的质量之比为，轨道半径之比为2：1，则由上式可得，
它们的运行速度大小之比为
它们的运行周期之比为
它们的运角速度之比为
故选B。
5．B
【详解】以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，据机械能守恒定律有
物块从轨道上端水平飞出做平抛运动

联立解得水平距离
由数学知识可知，当
水平位移最大，所以对应的轨道半径为。
故选B。
6．A
【详解】AC．运动员和滑板一起滑向光滑DE轨道，到达E点的过程中，只有重力做功，运动员和滑板的机械能守恒，则
解得
故C错误A正确；
CD．设向右为正方向，开始运动员以水平速度冲上静止滑板的过程中，动量守恒，机械能不守恒（类似于完全非弹性碰撞），则
解得
故BD错误。
故选A。
7．D
【详解】AB．根据题意可知，两棒组成回路，电流相同，故所受安培力合力为零，动量守恒，故任何一段时间内，导体棒b的动量改变量跟导体棒a的动量改变量总是大小相等、方向相反；根据能量守恒定律可知，a的动能减少量等于b的动能增加量与回路中产生的焦耳热之和，AB正确；
CD．a、b两棒的速度最终相等，设为v，根据动量守恒定律可得
对b棒，由动量定理有
解得
根据能量守恒定律，两棒共产生的焦耳热为
D错误C正确。
故选D。
8．BD
【详解】AB．电阻两端的电压
所以两电阻两端的电压之比等于电流之比，由于电流比等于匝数反比，所以
故A错误，B正确；
C．电阻消耗的功率
所以两电阻消耗的电功率之比
故C错误；
D．由表达式知ab两端电压有效值为220V，设副线圈电压为U2，则原线圈两端电压3U2，原线圈中电阻分压为，即
解得
故D正确。
故选BD。
9．AD
【详解】AB．由左手定则可判断出质子应落在OM之间，设质子从磁场中射出时距O点的距离为d，其运动轨迹如图所示，由图示的几何关系可知
即
r=d
粒子做圆周运动满足
所以
A正确，B错误；
CD．质子在磁场中运动轨迹所对应的圆心角为300°，所以质子在磁场中运动的时间为
C错误，D正确。
故选AD。

10．AC
【详解】A．画出光路图，如图所示，由图中几何关系可知光线在AC边的折射角为30°，故A正确;
B．光线在O点的入射角为45°，折射角为30°，由折射定律有
n==
故B错误；
C．由
sin C=
可得发生全反射的临界角
C=45°
故C正确；
D．根据图中几何关系可知，光线在BC边的入射角为60°，故D错误。
故选AC。
11．AD
【详解】A．由甲、乙两图可知T=0.4 s，λ=4 m，则由波速与波长、周期的关系可得
v==10 m/s
故A正确；
B．乙图为Q点的振动图像，由图可知，当t=0.2 s时，Q点的振动方向沿着y轴的负方向，对甲图，由同侧法可知，这列简谐波的传播方向为-x方向，故B错误；
C．与0.2 s时相比，0.3 s时这列波向左传播了
x=vt=1 m
此时P点正在远离平衡位置向下振动，可知此时P点的速度在减小，加速度在增大，故C错误；
D．从t=0.4 s到t=0.6 s，P点振动了半个周期，故P点通过的路程为
s=2A=4 cm
D正确。
故选AD。
12． B 1.88 1.84 A
【详解】（1）[1]实验需要验证重物重力势能的减少量与动能的增加量相等，需要求出重物的速度，根据题图1结合匀变速直线运动的推论可以求出打B点时重物的瞬时速度，因此应取图中O点到B点来验证机械能守恒定律。
（2）[2]从O点到B点，对应的重物重力势能的减少量
ΔEp=mg·OB=1.00×9.80×19.20×10-2 J≈1.88 J
[3]打B点时重物的瞬时速度为
vB== m/s=1.92 m/s
从O点到B点，对应的重物动能增加量
ΔEk==×1.00×1.922 J≈1.84 J
（3）[4]重物下落过程，由机械能守恒定律得
mgh=mv2
整理得
=gh
g是定值，则与h成正比，故选A。
13． 偏小 1.67 （1.55~1.75） 1.32（1.26~1.40）
【详解】（1）[1]用电压表直接接在电池两极测电池的电动势，实际上测量的是路端电压，故测得值偏小．
（3）[2]将表格中数据在坐标中描点并画出图线，如下图所示：
（4）[3][4]由闭合电路欧姆定律得：
化简得

有函数的意义可知，图线的截距表示电动势的倒数，图线的斜率
图线与纵坐标的截距为0.6，所以电动势为 1.67V,图线的斜率为
解得
14．（1）1 m/s；（2）0.55m
【详解】（1）对B分析有

解得物块B加速度大小为
对木板分析有

解得木板加速度大小为
设B与木板相对静止时间为t1，由运动学公式可得
解得
则B与木板相对静止时，木板的速度大小为
（2）对A分析有

解得物块A加速度大小为
由于A与B初速度与加速度大小相等，所以当B速度减为时 ，A速度大小也减为
B与木板相对静止后，对B与木板整体有
解得B与木板的加速度大小为
设经时间t2，A与木板共速，取向右为正方向，由公式可得
代入数据解得
此时三者具有共同速度为
最后三者一起做匀减速运动，则可得
解得共同加速度大小为
木板在地面上运动的距离为
15．（1）；（2）见解析
【详解】（1）阀门打开，稳定后，a中气体压强为原来的0.6倍，此时B中的压强变为原来的0.6倍，设图示状态中a、b、c的体积为V0，汽缸b体积减少了V，以b、c为整体，由于温度不变
解得
在阀门打开至稳定过程，对汽缸a有
可得
（2）a中气体膨胀对外做功，绝热过程Q=0，根据热力学第一定律，理想气体内能减少，温度降低。
16．(1) Bmin =，(2) I2=
【详解】(1)只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B也最小，则对导体棒进行受力分析有
由共点力的平衡有
F安min= mgsinα =BminI1l
经过计算有
Bmin=
(2)磁场竖直向上，杆受力如图
由共点力的平衡有
tanα =，F安 = mgtanα = BI2l，B =
联立得
I2=