2024湘西州高二下学期期末自检物理试卷含解析

这是一份2024湘西州高二下学期期末自检物理试卷含解析，共11页。试卷主要包含了4sB等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4，本试卷主要考试内容：高考全部内容。
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.科学家用粒子等轰击原子核，实现原子核的转变并研究原子核的结构，还可以发现和制造新元素。关于核反应方程，下列说法正确的是（ ）
A.X是电子B.X是质子
C.X是正电子D.X粒子由查德威克发现
2.某型号手机充电器中的变压器可认为是理想变压器，原、副线圈匝数比为。若原线圈上加有最大电压值为的正弦交流电，则副线圈上可获得电压的有效值为（ ）
B.1VC.5VD.8V
3.如图所示，在滑雪比赛中，甲、乙两运动员先后从雪坡滑下，水平飞出后均落到斜坡上。已知甲运动员水平飞出时的速度大小为，甲运动员在空中运动的时间为乙运动员在空中运动时间的两倍，运动员均可视为质点，不计空气阻力。乙运动员水平飞出时的速度大小为（ ）
A.B.C.D.
4.把均匀带电的绝缘棒AB弯成如图所示的半圆状，测得圆心O处的电场强度大小为E。C是半圆AB上的二等分点，将沿CO对折，使与重叠，则重叠部分在O点产生的电场强度大小为（ ）
A.B.C.D.
5.一固定光滑弧形轨道底端与水平轨道平滑连接，将滑块A从弧形轨道上离水平轨道高度为h处由静止释放，滑块A在弧形轨道底端与滑块B相撞后合为一体，一起向前做匀减速直线运动，停止时距光滑弧形轨道底端的距离为s。已知滑块A，滑块B的质量均为m，重力加速度大小为g，则滑块与水平轨道之间的动摩擦因数为（ ）
A.B.C.D.
6.如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（未画出），一质量为m、带电荷量为的微粒从圆上的N点以一定的速度沿图中虚线方向射入磁场，从圆上的M点离开磁场时的速度方向与虚线垂直。已知圆心O到虚线的距离为，不计微粒所受的重力，下列说法正确的是（ ）
A.微粒在磁场区城内运动的时间为B.微粒射入磁场时的速度大小为
C.微粒在磁场中运动的轨迹半径为D.微粒到圆心O的最小距离为
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。全都选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7.如图所示，彩虹在水中的倒影十分清晰。关于彩虹的成因及倒影，下列说法正确的是（ ）
A.彩虹的成因是光的反射B.彩虹的成因是光的折射
C.彩虹的倒影是由光的折射引起的D.彩虹的倒影是由光的反射引起的
8.一列沿着x轴正方向传播的简谐横波，波长，平衡位置在x轴上的两质点A、B的坐标分别为、，波传到B点开始计时，A、B的振动图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.该波的周期为0.4sB.该波的频率为2Hz
C.该波的波长为5mD.该波的传播速度为
9.如图所示，一个质量为m的小球套在竖直放置的半径为R的光滑圆环上，劲度系数为k的轻质弹簧一端与小球相连，另一端固定在圆环的最高点A处，小球处于平衡状态时，弹簧与竖直方向的夹角，已知，，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A.轻质弹簧的长度为B.圆环对小球的弹力大小为mg
C.轻质弹簧对小球的弹力大小为1.8mgD.轻质弹簧的原长为
10.近期，多个国家和组织相继发布了一系列探月规划，其中不乏新颖的亮点，比如建设月球通信导航星座，利用低轨探测器、跳跃探测器等手段寻找水冰资源。人造航天器在月球表面绕月球做匀速圆周运动时，航天器与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为，已知月球的半径为R，则航天器的（ ）
A.速度大小为B.角速度大小为
C.环绕周期为D.加速度大小为
三、非选择题：共56分。
11.（7分）某同学探究做圆周运动的物体所需的向心力大小与物体的质量、轨道半径及角速度的关系的实验装置如图甲所示，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量圆柱体的向心力，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体的质量和运动的角速度不变，来探究其向心力与半径r的关系。
甲 乙
（1）该同学采用的实验方法为______。
A.控制变量法B.等效替代法C.理想化模型法
（2）改变半径r，多次测量，测出了五组、r的数据，如表所示：
该同学对数据分析后，在坐标纸上描出了五个点，作出图线如图乙所示，已知圆柱体的质量，由图线可知圆柱体运动的角速度______。（结果保留两位有效数字）
12.（9分）一灵敏电流计 eq \\ac(○,G)的内阻，满偏电流，现把它改装成如图所示的多量程电表。开关、都闭合时为电流表，量程为0～3A；开关、都断开时为电压表，量程为0～3V。试回答下列问题：
（1）定值电阻______、______
（2）开关闭合、断开时为______（填“电流”或“电压”）表，量程为______。
13.（10分）水平地面上放有一内壁光滑的圆柱形汽缸（顶部有卡扣），内部的轻质活塞封闭一定质量的空气，当封闭空气的热力学温度时，活塞封闭空气的高度为3L，活塞上侧到汽缸顶部的距离为L，如图所示。现对封闭空气缓慢加热，活塞在上升过程中始终保持水平，外界大气压恒为，封闭空气可视为理想气体，求：
（1）活塞刚到达汽缸顶部时封闭空气的热力学温度；
（2）封闭空气的热力学温度时的压强p。
14.（14分）一种能垂直起降的小型遥控无人机如图所示，螺旋桨工作时能产生恒定的升力。在一次试飞中，无人机在地面上由静止开始以的加速度匀加速竖直向上起飞，上升时无人机突然出现故障而失去升力，一段时间后无人机恢复升力开始向下做匀减速直线运动，到达地面时速度恰好为0，此时关闭无人机电源。已知无人机的质量，运动过程中所受空气阻力大小恒为，取重力加速度大小。求：
（1）螺旋桨工作时产生的升力大小F；
（2）无人机上升的最大高度H；
（3）无人机在空中运动的时间t。
15.（16分）如图所示，两间距为L、足够长的光滑平行直导轨固定在绝缘水平地面上，左端固定一阻值为R的定值电阻。空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m的导体棒紧靠电阻垂直放在导轨上，时刻作用于导体棒的水平恒力F使导体棒由静止开始做加速运动，当导体棒达到最大速度时对应的加速距离为d，此时撤去外力F，同时匀强磁场随时间按照某种规律变化，使得导体棒始终做匀速直线运动，已知导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，电路中其他电阻均不计。求：
（1）导体棒的最大速度v；
（2）电阻上产生的热量Q；
（3）通过回路中某截面的电荷量q；
（4）导体棒匀速运动时匀强磁场的磁感应强度大小。随时间t的变化规律。
湖南省高二年级期末考试
物理参考答案
1.D【解析】该核反应方程为，X是中子，中子由查德威克发现，选项D正确。
2.D【解析】由已知条件知，原线圈两端电压的有效值为220V，设副线圈两端电压的有效值为U，则有
，解得，选项D正确，
3.A【解析】设斜坡的倾角为，运动员在斜坡上的位移为L，由平抛运动的知识可得，，，运动员乙水平飞出时的速度大小为，选项A正确。
4.C【解析】设圆弧AC在O点产生的电场强度大小为，根据对称性可知，的方向与弦AC垂直，同理叠加可得，解得，O点的电场强度大小为，选项C正确。
5.D【解析】设滑块A到达弧形轨道底端时的速度大小为，两滑块碰撞后的速度大小为v，
则有，，，解得，选项D正确。
6.B【解析】设微粒的速度大小为v，微粒在匀强磁场中运动的轨道半径为r，有，，解得，选项A错误；如图所示，A点为微粒运动轨迹的圆心，设圆心O到MA的距离为x，到MC的距离为y，有，，，，解得，，，选项B正确，选项C、D均错误。
7.BD【解析】彩虹的成因是光的折射，选项A错误、B正确；倒影的形成是因为光在水面上发生了反射，选项C错误、D正确。
8.AD【解析】根据题中振动图像可知机械波的周期，频率，选项A正确、B错误；时，质点A在波谷，质点B开始沿y轴正方向振动，有，，解得，，选项C错误、D正确。
9.BD【解析】轻质弹簧的长度，选项A错误；以小球为研究对象，分析受力情况，如图所示。由图可知，力的三角形BCD和几何三角形AOB相似，根据三角形相似有，，解得，，选项B正确、C错误；由胡克定律及几何关系有，解得，选项D正确。
10.ABD【解析】航天器与月球中心选线在单位时间内扫过的面积，解得，选项A正确；航天器绕月球做匀速圆周运动的角速度，项B正确；航天器运行轨道围成面积为，所以航天器的环绕周期为，选项C错误；航天器的加速度大小为，选项D正确。
11.（1）A（3分）
（2）5.0（4.9～5.1均给分）（4分）
【解析】（1）保持圆柱体的质量和角速度不变，来探究其向心力与半径r的关系，所以是控制变量法，选项A正确。
（2）由得，由题中图像可得斜率，所以。
12.（1）4（2分） 0.25（2分）（2）电压（2分） 0～12.6V（3分）
【解析】（1）由题意知电流表 eq \\ac(○,G)的满偏电压，开关、都断开时为电压表，原理示意图如图甲所示，当达到满偏时有，所以分压电阻；开关、都闭合时为电流表，原理示意图如图乙所示，当达到满偏时有，所以。
（2）开关闭合、断开时为电压表，原理示意图如图丙所示，当达到满偏时有
。
甲 乙 丙
13.解：（1）此过程为等压变化，有
（3分）
解得（2分）
（2）当封闭空气的热力学温度达到，此过程为等容变化，有
（3分）
解得。（2分）
14.解：（1）根据牛顿第二定律有
（1分）
解得。（1分）
（2）设无人机失去升力时的速度大小为，向上做匀减速直线运动的位移大小为，加速度大小为，则有（1分）
（1分）
（1分）
解得。（1分）
（3）设无人机向上加速的时间为，向上减速的时间为，向下加速时的加速度大小为，对应的加速时间为，恢复升力后向下减速时的加速度大小为，对应的减速时间为，则有
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
解得。（1分）
15.解：（1）导体棒达到最大速度时，安培力大小等于F，设导体棒达到最大速度时产生的电动势为E，则有
（1分）
（1分）
解得。（1分）
（2）电阻上产生的热量Q等于导体棒克服安培力做的功，所以有
（2分）
解得。（1分）
（3）设导体棒的加速时间为，加速过程中的平均速度为，对应的平均电动势为，平均电流为，则有
（1分）
（1分）
（1分）
解得。（1分）
（4）撤去外力F后导体棒做匀速直线运动，说明穿过闭合回路的磁通量保持不变，导体棒达到最大速度时穿过闭合回路的磁通量为BLd，导体棒达到最大速度后在t时刻的磁感应强度大小为，则有
（2分）
对导体棒应用动量定理有（2分）
对上式两边求和得（1分）
解得。（1分）1.0
2.0
4.0
6.2
9.0
0.88
2.00
3.50
5.50
7.90