安徽省六安第一中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题

这是一份安徽省六安第一中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题，共10页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

时间: 75分钟 分值: 100分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合要求的。
1.下列说法正确的是( )
A.放射性元素衰变过程遵守质量守恒和电荷守恒
B.核电站中 ⊙U发生核裂变的常见核反应方程为 92215U→56144Ba+ 3689Kr+301n
C.当94238Pu比 92234U的比结合能小
D.13H+12H→24He+ 01n是α衰变
2.如图所示为氢原子的能级图， 已知可见光的光子能量范围为1.62ev~3.11ev，金属钾的逸出功为2ev。现有大量的氢原子处于 n=4的激发态，向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光，下列说法正确的是( )
A.氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子的动能减小，原子的电势能增大
B.粒子性最强的光是由 n=2能级跃迁到 n=1能级产生的
C.发出的光有4种可见光
D.发出的光照射钾，能产生的光电子最大初动能为10.75ev
3.利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像(x、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间)，则下列说法中正确的是 ( )
A. 甲图中 x-t²图可求出物体的加速度大小为 1m/s²
B. 乙图中 v²-x图可求出物体的加速度大小为 10m/s²
C.丙图中 xt-t图可求出物体的加速度大小为 4m/s²
D.丁图中a-t图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s
4.炎热的夏季即将到来，同学们在暑假期间不仅注重文化知识的学习也需要健康安全的锻炼方式。甲、乙两位同学在游泳馆游泳，如图所示，已知游泳馆泳池长度为50米，甲同学游泳速度为1m/s， 乙同学游泳速度为0.8m/s，两位同学由相邻泳道相对位置同时开始下水游泳(不计转身所需时间，甲乙均在各自泳道中匀速率运动)，两同学在泳池中均运动了300m，则两者在运动过程中相遇了多少次( )
A. 4次 B. 5次 C. 6次 D. 7次
5.某汽缸内封闭有一定质量的理想气体，从状态A 依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其V-T 图像如图所示，则在该循环过程中，下列说法正确的是( )
A.从 B到C 过程中，气体吸收热量
B.由B到C的过程中外界对气体做功小于由C到D过程中气体对外做功的数值
C.从D到A 过程中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数可能增加
D. 从C到D过程中，若气体内能增加 3kJ，对外做功5kJ，则气体向外界放出热量 2kJ
6.如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO 方向射向一上下表面平行的厚玻璃砖的上表面，得到三束光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，若玻璃砖的上下表面足够宽，下列说法正确的是( )
A.光束I、光束Ⅱ、光束Ⅲ均为单色光
B.玻璃对光束Ⅲ的折射率大于对光束Ⅱ的折射率
C. 改变α角, 光束Ⅱ、Ⅲ与Ⅰ不平行
D.光束Ⅱ、Ⅲ在玻璃砖中运动所用时间可能相同
7.有两种透明物质甲、乙，知道其中一种为玻璃，另一种为水晶。某同学利用图示装置根据光的干涉原理对甲、乙两种物质进行鉴别，该同学上网查得水晶的折射率略大于玻璃的折射率，他先后把透明物质甲和乙放置在双缝和屏幕之间(充满之间的区域)，通过单缝s₀的某种单色光经过双缝s₁、s₂后在屏幕上形成明暗相间的条纹，测得两相邻亮条纹的间距分别为x甲和x乙，且 x甲A.透明物质甲为玻璃
B.光在甲中的传播速度小于在乙中的传播速度
C.该单色光在透明物质甲、乙中传播时的波长之比为 x乙x甲
D.透明物质甲、乙对该单色光的折射率之比为 x甲x乙
8.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2：3，两端分别接有4个阻值相同的灯泡，已知4盏灯均能发光，则通过 L₁和L₂的电流之比为( )
A. 17:8 B. 27:8 C. 16:9 D. 21:9
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的的5分，选不全的得3分，有选错的得0分。
9.一定质量的理想气体，初始温度为400K，压强为 1×10⁵Pa。经等容过程，该气体吸收500J的热量后温度上升100K；若经等压过程，需要吸收600J的热量才能使气体温度上升100K。下列说法正确的是( )
A. 等压过程中，气体对外做功100J
B.初始状态下，气体的体积为3L
C.等压过程中，气体体积增加了原体积的
D.两个过程中，气体的内能增加量都为 500J
10.如图所示，两根竖直放置的平行光滑金属导轨，上端接阻值 R=3Ω的定值电阻，水平虚线A₁、A₂间有与导轨平面垂直的匀强磁场B，磁场区域的高度为d=0.3m。导体棒a的质量 m₂=0.2kg,电阻 Ra=3Ω; 导体棒b的质量m₀=0.1kg, 电阻 Rₐ=6Ω,它们分别从图中P、Q处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，且都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时a正好进入磁场。设重力加速度为g=10m/s²，不计a、b之间的作用，整个过程中a、b棒始终与金属导轨接触良好，导轨电阻忽略不计。则( )
A.在整个过程中，安培力对a棒做的功是0.5J
B. a、b棒进入磁场的速度大小之比为 43
C. b棒在磁场中的运动时间是 0.1s
D. P 点和Q点的高度差是0.45m
三、非选择题:共 5小题,共 58分。
11. (10分)某同学用图所示的实验装置研究小车做匀变速直线运动的特点。
(1)下列实验步骤的正确顺序是 (用字母填写)。
A.关闭电源，取下纸带
B.接通电源后，放开小车
C.根据纸带上的数据点，计算小车的加速度
D.固定好打点计时器，并将小车、纸带等器材正确安装
(2)实验中获得的一条纸带如图2所示，在纸带上依次取 O、A、B、C、D……若干个计数点，利用实验数据计算出打点时小车的速度 v。描绘 v-t图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度 ΔxΔt表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对两个点的时间间隔t的要求是 (选填“越大越好”、“越小越好”或“与大小无关”)；以v为纵坐标，t为横坐标，做出如图3所示的v-t图像。根据图像求出小车的加速度， a= m/s²(保留 3位有效数字)
(3)另一位同学更换重物后，用下述方法计算小车运动的加速度：在纸带上依次取O、A、B、C、D、E、F 若干个计数点，已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，每两个计数点间有4个点未画出，相邻两计数点间的距离：OA=7.05cm,AB=7.78cm,BC=8.51cm,CD=9.25cm,DE=9.97cm，EF=10.70cm，通过分析小车的位移变化情况，也能判断小车是否做匀变速直线运动，请你说明这样分析的依据是 ：小车的加速度. a= m/s²。 (保留3位有效数字)
12. (8分)某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。
(1)实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度d，如图乙所示， d= mm。
(2)在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是( )
A.磁通量的变化量 B.磁通量的变化率 C.磁通量
(3)得到多组△t与E 的数据之后，若以E为纵坐标、△t为横坐标画出E-△t图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以 为横坐标。
(4)其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线，其斜率 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
13. (12分)某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与 R=4Ω的定值电阻相连，AA₁右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为 m=1kg的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度 v₀=4m/s沿导轨向右经过 AA₁进入磁场，最终恰好停在CC₁处。已知金属杆接入导轨之间的阻值r=1Ω, AB=BC, 导轨电阻不计, 导轨光滑, 求:
(1)整个过程中定值电阻产生的热量：
(2) 导体棒经过 BB₁时的速度 vB。
14. (12分)如图所示，玻璃管开口向下竖直放置，长度为 h=5cm的水银柱下表面刚好与管口平齐，此时被封闭的理想气体长度为 h₁=16cm。已知大气压强为 p₀=75cmHg,整个过程温度保持不变。求：
(1)把玻璃管缓慢转动 180°,当玻璃管开口竖直向上静止时，玻璃管内被封闭的气柱长度是多少:
(2)在(1)的状态下，给玻璃管缓慢加入水银，当水银柱上表面刚好与管口齐平时，加入的水银长度为多少。 (可使用数据 74=8.6)
15. (16分)在中柬“金龙-2024”联合演习中，中国制造智能无人化装备亮相演兵场，如图为演习所使用的机器狗，可灵活穿越各种地形进行探测，现对其运动情况作一定的研究。已知机器狗在加速阶段加速度大小为 2m/s²,，最大速度为8m/s，减速阶段加速度大小为 4ms2。t=0时刻，机器狗由静止开始运动，同时在其前方20m处有一目标以4m/s同向开始匀速运动。求：
(1)若机器狗匀加速运动到最大速度后维持匀速运动，需多长时间追上前方目标：
(2)若机器狗能追上目标且最终停止运动，则由开始运动到最终停止过程中机器狗的最小位移为多少。 (目标对机器狗的运动无阻碍)
六安一中 2024年春学期高二年级期末考试
物理试卷 参考答案
间： 分钟
分值： 分
1. 【答案】C 【详解】A.质量数守恒，质量有亏损不守恒 B.反应物中有一个中子，生成物有三个中子：C.质量数更靠近中等的比结合能大 D.核聚变
2. 【答案】D 【详解】A.氢原子由激发态跃迁到基态，动能增大，克服库仑力做功，原子的电势能减小:B. 粒子性最强的光,频率最大,n=4能级跃迁到n=1能级产生的;C.两种, 4-2,3-2 D. E=12.75ev-2ev=10.75ev
3. 【答案】C 【详解】A.根据匀变速运动的位移与时间关系公式 x=v0t+12at2,根据甲图中 x-t²图像为正比关系图线，可求出物体的加速度大小为 12a=k=22m/s2解得 a=2m/s²;
B.根据匀变速运动的速度与位移时间关系 v2-v02=2ax,根据乙图中 y²-x图像为正比关系图线，可求出物体的加速度大小为 2a=k=101m/s2解得a=5m/s²;C.根据匀变速运动的位移与时间关系公式 x=v0t+12at2,整理得 xt=v0+12at物体的加速度大小为 4m/s²；D.根据微元法可以得到，物理学中a-t图像的图线与坐标轴所围成的面积表示这段时间内物理的速度变化量，则丁图中a-t图可求出物体在前 2s内的速度变化量大小为 Δv=12×3×2m/s=3m/s。
4. 【答案】B 【详解】画出x-t 图像, 交点有5个。
5. 【答案】B 【详解】A.由B到C,外界对气体做功, 内能不变,则放热; B.如图, 由 PV 图像面积可知，B到C 做功小于C到D过程。C.从D到A过程中，气体温度不变，则单个气体分子碰撞器壁的力不变，压强减小，则单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少造成的；
D. 根据热力学第一定律△U=W+Q 可得Q=8kJ气体从外界吸收 8kJ 热量
6. 【答案】D【详解】A.两种色光都在玻璃砖的上表面发生了反射，入射角相同，由反射定律知，它们的反射角相同，可知光束Ⅰ是复色光，而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，所以光束Ⅱ、Ⅲ为单色光.故A 错误；B.由图知：光束Ⅱ的偏折程度大于比光束Ⅲ的偏折程度，根据折射定律可知玻璃对光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ的折射率：C.一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射出，经过反射、再折射后，光线仍是平行，因为光的反射时入射角与反射角相等.所以由光
路可逆可得出射光线平行.改变α角，光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行故： D.t=2dcsαcsin20,θ为折射角,当θ=30°或60°时，两者可能相同。
7. 【答案】B 【详解】AB. 双缝干涉时，相邻两亮条纹的间距 Δx=Ldλ, λ为光在介质中传播时的波长，介质对光的折射率 n=cv=λ0λ;其中v为光在介质中传播时的速度， 为光在真空中传播时的波长，因 x甲n乙,v甲8. 【答案】A 【详解】等效电阻，副线圈电阻等效到原线圈为 89R,，与 L₂并联后电阻为 817R, 得 I1:I2=17:8
9.【答案】AD 【详解】C.令理想气体的初始状态的压强，体积和温度分别为 p₁=p₀,V₁=V₀,T₁=300K等容过程为状态二 p2=?,V₂=V₁=V₀,T₂=400K等压过程为状态三 p₃=p₀,V3=?,T3=400K由理想气体状态方程可得 pV1T1=p2V2T2=p3 V3T3 体积增加了原来的 14；D.等容过程中气体做功为零，两个过程的初末温度相同即内能变化相同，因此内能增加都为400J，D 正确；AB.等压过程内能增加了500J, 吸收热量为600J, 热力学第一定律可知气体对外做功为100J, W=P△V,V₀=4L
10. 【答案】BC 【详解】A.导体棒只有通过磁场时才受到安培力，因两棒均匀速通过磁场，由能量关系知，克服安培力做的功与重力的功相等，有 Wb=mdgd=0.6J,Wb=mbgd=0.3J
BCD.设b棒在磁场中匀速运动的速度为vb，此时b棒相当于电源， a棒与电阻R并联，此时整个电路的总电阻为 7.5Ωb棒中的电流为 Ib=BLvb,R1根据平衡条件有 B2L2vbR1=mbg
设a棒在磁场中匀速运动时速度为va，此时a棒相当于电源，b棒与电阻R并联，此时整个电路的总电阻为 5Ω，a棒中的电流为 Ia=BLvaR2 根据平衡条件有 B2L2vR2=mg,解得 vbva=34
设b棒在磁场中运动的时间为t，有 d=vbt,因b刚穿出磁场时a正好进入磁场，则 vd=vb+gt解得 vd=4m/s,vb=3m/s,t=0.1s;设P点和Q点距4₁的高度分别为ha、hb，两棒在进入磁场前均做自由落体运动，有 y2=2gh2,vb2=2gh; 解得 h=0.8m,hb=0.45m 故可得
hPQ=ha-hb=0.35m
11【答案】(1)DBAC
(2) 越小越好 1.44 (1.40~1.47)
(3) 相等时间间隔内相邻位移之差相等 ΔX=aT² 0.730
【详解】
(1)研究小车做匀变速直线运动时，要先把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔，将纸带与小车尾部相连，小车停靠在打点计时器附件，接通电源，打点计时器工作稳定后释放小车，打点完毕，关闭电源，更换纸带，重复操作，打出多条纸带，所以正确顺序为DBAC。
(2)用平均速度 ΔxΔt表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，时间越小，平均速度越趋近于瞬时速度，故△t越小越好； 图3的斜率为加速度，所以小车的加速度为 a=ΔvΔt=0.72-00.5-0m/s2=1.44m/s2
(3)[1]由数据可知，连续相等时间内位移差为0.73m，在误差允许范围内近似相等，即可说明小车是做匀变速直线运动：[2]计数点间有4个点未画，则相邻计数点间的时间间隔为题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
C
B
B
D
B
A
AD
BC
T=5×0.02s=0.1s 由逐差法有 a=0.730m/s²
12 (【答案】(1)5.664/5.665/5.666 (2)A (3) 1∆t (4)增大
【详解】
(1) 用螺旋测微器测量挡光片的宽度 d=5.5mm+0.01mm×16.2=5.662mm
(2)小车以不同速度靠近螺线管的过程中，磁铁与线圈之间的相对位置的改变量一样，穿过线圈的磁通量的变化量相同，故 A 正确，BC 错误。
(3) 根据 E=nΔΦΔt=nΔΦ⋅1Δt线圈匝数和磁通量变化量一定，若发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内，感应电动势与磁通量变化率成正比(或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比)。
(4)根据 E=nΔΦ⋅1Δt 其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出 E-1Δt图像，其斜率变大。
13答案(1) 6.4J (6分) (2) 2m/s(6分)
【详解】
(1)整个过程中导体棒克服安培力做功，动能转化为整体的热量，由 Q=12mv2,总热量为 8J,由Q=I²Rt+I²rt，定值电阻与杆产生的热量与阻值成正比 可得 QR=6.4J
(2)设平行金属导轨间距为L，AB=BC=x，金属杆在向右运动的过程中切割磁感线有， E=BLN,I=BLVR+r金属杆在运动过程中根据动量定理有：-F安⋅∆t=-mv0整个过程可得 -2B2L2xR+x=-mv0
由 AA₁到 BB1:-B2L2xR+r=mvB-mv0 则 vB=2m/s
14【答案】 (1) 14cm: (6分) (2) 2.4cm (6分)
【详解】
(1) 开口向下时管内气体的压强 p₂=70cmHg
开口向上时管内气体的压强 p₂=80cmHg
设开口向上时管内气柱长度为h₂，根据玻意耳定律可得 p₁h₁S=P₂h₂S 解得 h₂=14cm
(2)设加入水银长度为x，则此时水银总长度为(5+x)，气体长度为(16-x)，根据玻意耳定律可得
P₂h₂S= (p₀+5+x)(16-x)S 解得 x=2.4cm
15 答案: (1) 9s (6分) (2) 60m(10分)
【详解】
(1)机器狗加速阶段时间为4s，位移为16m，则此时未追上
在匀速阶段追上, 设机器狗运动时间为t₁, 可得 20+4t₁=16+8(t₁-4) 解得 t₁=9s
(2)若机器狗在最大速度时追上目标，不满足条件，题中要求最小位移，在追上目标时已经处于减速状态，如图所示。设机器狗与目标相遇时间为t₂，机器狗匀速阶段用时为(t₂-5)，
可得 16+8(t₂-5)+6=4 t₂+20 解得 t₂=9.5s
此阶段机器狗运动58m，最后超过目标后又运动了2m，则最小位移为60m