湖北省五市州2023-2024学年高二下学期7月期末联考物理试卷（Word版附答案）

这是一份湖北省五市州2023-2024学年高二下学期7月期末联考物理试卷（Word版附答案），共13页。试卷主要包含了2mm；增大等内容，欢迎下载使用。
命题单位：宜昌市教科院 审题单位：荆州市教科院 荆门市教研室 2024.7
本试卷共6页，15题，全卷满分100分．考试用时75分钟．
★祝考试顺利★
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证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、草稿纸和答题卡上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。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．自然界中的碳主要是碳12，也有少量的碳14。宇宙射线进入地球大气层时，同大气作用产生中子，中子撞击大气中的氮引发核反应产生碳14。核反应方程为，则核反应方程中的为（ ）
A．B．C．D．
2．我国国家航天局发布了首颗太阳探测卫星“羲和号”的探日成果，实现了国际首次在轨获取太阳谱线精细结构。是氢原子巴耳末系中频率最小的谱线，其对应的能级跃迁过程为（ ）
A．从跃迁到B．从跃迁到
C．从跃迁到D．从跃迁到
3．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，原线圈接在电压为的正弦交流电源上，副线圈中接有阻值为的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．原线圈回路中的电流为10AB．副线圈回路中的电流为1A
C．副线圈的输出功率为2200WD．副线圈回路中的电阻上的电压为20V
4．公园喷泉的水池底部安装有彩灯，五彩缤纷。在足够大的水池底部有一点光源，到水面距离为，水面上有光射出的区域是一个半径为的圆面，如图所示，则水的折射率为（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示，单匝矩形线圈的一半处于匀强磁场中，线圈对称轴线与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定沿方向为电流正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
6．如图所示，质量为、长为的直导体棒用两绝缘细线悬挂于、，并处于竖直方向的匀强磁场中。当导体棒中通以如图所示的电流，导体棒保持静止时，悬线与竖直方向夹角为30°，现通过改变磁感应强度的大小，使悬线与竖直方向的夹角从30°缓慢变为60°。在这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A．磁场方向竖直向上B．悬线拉力逐渐减小
C．磁感应强度大小变为原来的3倍D．磁感应强度大小变为原来的倍
7．霍尔传感器被广泛应用于汽车中的发动机控制、自动变速器控制、车辆稳定性控制、照明控制等领域。如图所示，长为、宽为、高为，载流子为电子的金属霍尔元件，从左向右通过元件的恒定电流为，垂直前后表面向后的磁感应强度大小为。下列说法正确的是（ ）
A．元件上表面的电势高于下表面的电势
B．仅增大霍尔元件的高，上、下表面的电势差不变
C．仅增大霍尔元件的宽，上、下表面的电势差不变
D．其他条件一定时，磁感应强度越大，上下表面的电势差越小
8．图甲为某简谐机械横波在的波形图，图乙为平衡位置为处质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．该波沿轴正方向传播B．该波的波速为
C．经过6s波上任意质点随波迁移6mD．时处质点受回复力最大
9．石英晶体振荡器的频率稳定性极高，常被用作通信系统和无线电设备的参考频率源，其工作原理与图示的振荡电路基本相同。若开始时开关断开，电容器充有一定电荷量，闭合开关即形成振荡电流，则下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关瞬间，电路中电流最大B．振荡回路发出的电磁波频率与振荡频率不同
C．振荡周期与电容器所带电荷量无关D．电容器放电完毕瞬间，线圈中磁场能最大
10．如图所示，光滑圆环水平放置并固定，、、为圆环上的三等分点，圆环内有质量为和的小球和。初始时小球以初速度沿圆环切线方向运动，与静止的小球在点发生碰撞，两小球始终在圆环内运动。若小球与之间为弹性碰撞，且所有的碰撞位置刚好位于、、点，则小球的质量比可能为（ ）
A．2B．3C．4D．5
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．（6分）
图为双缝干涉实验装置示意图，已知双缝与屏的距离为，双缝间距为。
（1）调整仪器使分划板的中心刻度线对准某条亮条纹的中心，手轮上的刻度如图所示，其读数为__________mm。转动手轮使分划板的中心刻线与另一条亮条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数。
（2）写出计算波长的表达式__________（用、、、表示）。
（3）若将滤光片由绿色换成红色，其余条件不变，则屏上干涉条纹的间距将__________。（填“增大、减小”或“不变”）
12．（10分）
某物理学习小组设计了如图所示的实验装置，测定重力加速度，验证动量守恒定律。
（1）将小球静止悬挂，使其轻触桌面与桌面无作用力，测量悬点到球心的距离为。
（2）桌上不放球，用手将球拉开一个小角度后释放，小球过最低点开始计时并计数为0，直到小球第次通过最低点测得所用时间为，则单摆的周期__________，利用单摆的周期公式求得重力加速度__________。（用、、表示）
（3）用天平测出、两球的质量、，将小球放在水平桌面边缘，把球向左拉开角度后释放，碰撞后向左摆起的最大角度为。小球落在水平地面点，测出桌面边缘离地的高度为，。计算出球碰前的速度大小为，碰后的速度大小为，球碰后的速度大小为，则
①__________、__________、__________；（用、、、、、表示）
②若满足关系式____________________（用、、、、表示），则、两球碰撞过程中动量守恒。
13．（10分）
如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形绝热容器内用质量分别为、的绝热活塞、密封两段理想气体，活塞横截面积为，均能无摩擦地滑动。初始时容器内气体、的温度为27℃，气柱的高度分别为和。现通过电热丝加热气体，使气体温度缓慢升高至127℃。大气压强恒为，汽缸足够长，重力加速度大小为。求：
（1）初始状态下、两部分气体的压强、；
（2）气体升温至127℃的过程中，活塞上升的距离。
14．（16分）
如图所示，边长为的等边三角形区域外分布范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直平面向里，磁感应强度大小未知。、为边界的三等分点，、是边界的三等分点。带负电的甲、乙两粒子在平面内从点同时垂直磁场方向入射，已知甲、乙粒子入射速度大小相同均为，甲粒子沿方向射入磁场，恰能从点第一次进入三角形区域，乙粒子沿垂直方向射入磁场，恰能从点第一次进入三角形区域，不计带电粒子重力及粒子间的相互作用力。求：
（1）甲、乙粒子在磁场中圆周运动的轨道半径、；
（2）甲、乙粒子在磁场中圆周运动的周期、；
（3）甲、乙粒子第一次运动至点的时间、。
15．（18分）
如图所示，倾角为30°、绝缘、光滑、无限长的斜面上相距为的水平虚线、间有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，“日”字形闭合导体线框沿斜面放置，边平行于边，线框宽为，到的距离为，将金属框由静止释放，边和边都恰好匀速通过磁场。已知、、边的电阻分别为、、，其它部分电阻不计，运动中线框平面始终与磁场垂直，边始终平行，不计空气阻力，重力加速度大小为。求：
（1）边和边通过磁场的速度大小之比；
（2）边刚进入磁场到边刚离开磁场的过程，重力的冲量大小；
（3）整个线框穿过磁场过程中，段电阻中产生的焦耳热。
2024年湖北省五市州高二期末联考
物理答案
1．C 质量数守恒可知的质量数为1，由电荷数守恒可知的电荷数为1，则为。
2．D 由能级跃迁辐射能量，最小的谱线对应的能级差最小，即（），故选D。
3．B 由，可知副线圈能量电压，D错误，副线圈电流，故选B，输出功率，C错误。
4．C 设临界角为，由，而，则，故选C。
5．A 从时刻开始经过，由楞次定律可知电流为正方向，电流为负方向，为正弦交变电流，故选A。
6．C 由三力平衡可知水平向右，则磁场方向竖直向下，A错，夹角30°变为60°，则由平衡条件可知拉力变大，则B错，30°时，，60°时同理，则，故选C。
7．B 由于载流子为电子，即负电荷，由左手定则可知上表面会聚集负电荷，则上表面电势低于下表面，则A错，由电流微观表达式，，可知，则与无关，故B正确，增大，则减小，C错，B越大，越大，D错。
8．AB 由振动图像可知，该质点向下振动，由波动图像可知波沿正向传播，A正确。，B正确。质点不会随波迁移，C错误。时，处的质点处于平衡位置，回复力为0，D错误。
9．CD 由电磁振动规律可知，闭合开关瞬间电流最小，A错误。振动回路发出的电磁波频率与振荡频率相同，B错误。由振荡周期公式可知振荡周期与电荷量无关。放电完毕瞬间回路电流最大，线圈中磁场能最大，CD正确。
10．AD 两球碰后速度分别为、
联立解得：，
因为所有的碰撞位置刚好位于等边三角形的三个顶点，
①若第二次碰撞发生在图中的点，则从第一次碰撞到第二次碰撞之间，
A、B通过的路程之比为
，，
得：，由两质量均为正数，故，即
对第二次碰撞，设、碰撞后速度大小分别为，，
联立解得，，
故第三次碰撞发生在点、第四次碰撞发生在点，以此类推，满足题意。
②若第二次碰撞发生在图中的点，则从第一次碰撞到第二次碰撞之间，
、通过的路程之比为；
所以，得：，
两质量均为正数，故即，
根据①的分析可证，，满足题意。
综上可知或。
11．（1）11.2mm；（2）；（3）增大
解：
由条纹间距可得：
红光波长更大，则条纹间距更大
12．（1）、；
（2）、；
备注：答案中“”用“L”表示也给分
（3）或者
解：每经过最低点两次完成一次全振动，；
由周期公式，可得；
①碰前球，可得；
碰后球向左运动，
可得
碰后球做平抛运动，，，
联立可得；
②由系统动量守恒可得
13．（10分）
解：（1）初始状态下、两部分气体的压强分别为、
①
②
联立①②得：
（2）气体初始温度，
加热后温度，
加热后气体状态参量不变，活塞与活塞上升距离相同设为
③
得：
14（16分）
解：（1）设甲、乙粒子在磁场中圆周运动的轨道半径分别为、
由几何关系可知：
①
②
联立①②得：
（2）甲粒子再次回到点的轨迹如图
设甲粒子在磁场中圆周运动的周期为
③
得：
乙粒子在磁场中运动的周期为
④
得：
（3）甲粒子第一次到达点时间为
⑤
得：
乙粒子轨迹如图
乙粒子第一次运动至点时间为
⑥
得：
15（18分）
解：（1）边进入磁场时速度大小为，边中电流大小为
①
设线框质量为，对线框有
②
联立①②得：
边进入磁场时速度大小为，边中电流大小为
③
对线框④
联立③④得：
得：
（2）对线框，从静止下滑至边刚进入磁场过程，线框加速度大小为
⑤
⑥
得：
边和边通过磁场时间分别为和
⑦
⑧
得：
边刚出磁场到边刚进入磁场过程时间为
⑨
得：
整个线框穿过磁场过程中，重力的冲量大小
⑩
得：
（3）边、边穿过磁场过程中，回路中产生的焦耳热相同设为
⑪
联立①③⑧⑨得：
边穿过磁场和边穿过磁场过程过程，边产生的焦耳热分别为和
⑫
⑬
整个线框穿过磁场过程中，中产生的焦耳热
⑭1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
B
C
A
C
B
AB
CD
AD