[物理][期末]四川省泸州市合江县2023-2024学年高二下学期6月期末试题(解析版)

这是一份[物理][期末]四川省泸州市合江县2023-2024学年高二下学期6月期末试题(解析版)，共16页。试卷主要包含了 如图甲所示，质量为1等内容，欢迎下载使用。

物理试卷共6页，满分100分。考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上相应位置。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目的位置上，填涂在试卷上无效。
3.非选择题答案使用黑色签字笔填写在答题卡对应题目的位置上，填写在试卷上无效。
第一卷 选择题（43分）
一、单项选择题（本题共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. “遥知不是雪，为有暗香来”，“暗香来”是分子的扩散运动造成的
B. 气体分子的速率分布呈“中间少、两头多”的分布规律
C. 可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体
D. 昆虫在表面张力的作用下停在水面上，本质就是受到了水的浮力
【答案】A
【解析】A．诗人在远处就能花香味，是因为花香中含有的分子是在不断的运动的，向四周扩散，使诗人闻到花香，所以“暗香来”是分子的扩散运动造成的，故A正确；
B．气体分子的速率分布表现出"中间多，两头少"的统计分布规律，故B错误；
C．各向同性可以是多晶体，也可以是非晶体，故不能根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体，故C错误；
D．由于在水的表面水分子排列比内部稀疏，所以在表面层水分子之间的相互作用力为引力，这使得水的表面层像橡皮膜一样有张紧的趋势，这就是液体的表面张力，它可以使昆虫停留在水面而不下沉，故D错误。
故选A。
2. 在火星上，太阳能电池板的发电能力有限，因此科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的Pu元素是，发生衰变的核反应方程为，其中X原子核的中子数为（ ）。
A. 139B. 140C. 141D. 142
【答案】D
【解析】根据核电荷数守恒和质量数守恒，可知核反应方程为
因此X原子核是，它的中子数为
故ABC错误，D正确。
故选D。
3. 关于热现象，下列说法正确是（ ）
A. 热量不能从低温物体传到高温物体
B. 两分子间距离增大，分子势能一定增大
C. 物体对外界做功时，其内能一定降低
D. 布朗运动能够体现液体分子的无规则运动
【答案】D
【解析】A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但通过外界做功，热量能从低温物体传到高温物体，故A错误；
B．但分子力体现为斥力时，两分子间距离增大，分子斥力做正功，分子势能减小，故B错误；
C．物体对外界做功时，如果同时从外界吸热，其内能不一定降低，故C错误；
D．布朗运动能够体现了液体分子的无规则运动，故D正确。
故选D。
4. 实验室用交流发电机和理想变压器组合给R0供电，电路如图所示。交流发电机的线圈内阻为4Ω，当理想变压器原副线圈匝数比为2：1时，R0消耗的功率与线圈内阻消耗的功率相等，导线电阻不计，则R0的阻值为（ ）
A. 1ΩB. 2ΩC. 4ΩD. 16Ω
【答案】A
【解析】原副线圈的电流之比为
根据
R0消耗的功率与线圈内阻消耗的功率相等，则
代入数据，解得
故选A。
5. 如图，一电动机带动轻杆在竖直框架平面内匀速转动，轻杆一端固定在电动机的转轴上，另一端悬挂一紫外光笔，转动时紫外光始终竖直投射至水平铺开的感光纸上，沿垂直于框架的方向匀速拖动感光纸，感光纸上就画出了描述光点振动的图像．已知轻杆在竖直面内长，电动机转速为．该振动的圆频率和光点在内通过的路程分别为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】紫外光在纸上的投影做的是简谐振动，电动机的转速为
因此角频率
周期为
简谐振动的振幅即为轻杆的长度，12.5s通过的路程为
故选C。
6. 如图所示，一束含不同离子的离子束，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场并分裂为A、B两束，则（ ）
A. A束离子的比荷一定大于B束离子的比荷
B. A束离子的动量一定等于B束离子的动量
C. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
D. 若仅将离子束电性改为相反，则离子束不能顺利通过速度选择器
【答案】A
【解析】A．离子经过速度选择器时，满足
即离子通过速度选择器的速度为
即离开速度选择器进入磁场中的离子具有相同的速度，离子在磁场中
运动半径
即运动半径与比荷成反比，由图可知，A束离子的运动半径小于B束离子的运动半径，则A束离子的比荷大于B束离子的比荷，A正确；
B．由上述分析，离子的动量
离子速度相等，但质量不一定相同，所以动量不一定相等，B错误；
C．离子在速度选择器中做匀速直线运动，所受合外力为零。离子刚进入磁场中时所受洛伦兹力方向水平向左，由左手定则可知离子带正电，在速度选择器中所受电场力水平向右，即所受洛伦兹力水平向左，由左手定则，速度选择器中磁场方向为垂直纸面向里，C错误；
D．仅将离子束电性改为相反，则离子所受电场力水平向左，由左手定则，离子所受洛伦兹力水平向右，大小仍满足
合外力为零，仍能通过速度选择器，D错误。
故选A。
7. 如图甲所示，质量为1.5kg的长木板B静止在光滑水平地面上，在时刻，可视为质点、静止在长木板B左端的质量为0.5kg的物块A在水平外力F作用下开始运动，3s后撤去外力F，外力F随时间变化的关系如图乙所示，物块A与长木板B间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，则（ ）
A. 物块A与长木板B在1s时开始相对运动
B. 在0～3s内，长木板B的加速度一直增大
C. 3s末长木板B的速度大小为
D. 3s末物块A的速度大小为1m/s
【答案】C
【解析】A．当物块A与长木板B间即将出现相对运动时，对长木板B受力分析，由牛顿第二定律得
对物块A受力分析得
解得
m/s2，F=N
由图可知物块A与长木板B在s时开始相对运动，故A错误；
B．在0~3 s内，长木板B的加速度先增大后不变，故B错误；
C．设在s时物块A和长木板B的共同速度大小为v，则由
解得
m/s
在s~3 s时间内，长木板B做匀加速直线运动，则3 s末长木板B的速度大小为
m/s
故C正确；
D．在s末物块A的加速度大小为
m/s2
3 s末物块A加速度大小为
m/s2
在~3 s时间内，物块A的速度增加量
m/s
则3 s末物块A的速度大小为
m/s
故D错误。
故选C。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
8. 氢原子能级如图，当氢原子从跃迁到的能级时，辐射光的波长为，该光恰能使金属A发生光电效应，以下判断正确的是（ ）

A. 氢原子从跃迁到的能级时，辐射光的波长小于
B. 用波长为的光照射，可使氢原子从跃迁到的能级
C. 一群处于能级上氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线
D. 当氢原子从跃迁到后，辐射光照射金属能产生最大初动能为的光电子
【答案】ACD
【解析】A．因为n=3到n=2的能级差小于n=2到n=1的能级差，所以氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光子能量比氢原子从n=2跃迁到n=1的能级辐射的光子能量小，频率小，由可知，氢原子从n=2跃迁到n=1能级时辐射的光子波长小于氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时辐射的光子波长，即氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射光的波长小于 656nm，选项A正确；
B．氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光子能量为
辐射光的波长为656nm，当用波长为856nm的光照射，则其能量小于1.89eV，不可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级，选项B错误；
C．根据知，一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，选项C正确；
D．由题意可知，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射的光恰能使某金属A发生光电效应，说明金属A的逸出功为1.89eV；当氢原子从n=2跃迁到n=1后，辐射出光的能量为∆E=-3.4eV-（-13.6）eV=10.2eV
辐射光照射金属A能产生最大初动能为
的光电子，选项D正确。
9. 如图，一条形磁铁竖直固定在水平地面上，在其上方有一水平固定光滑绝缘桌面，桌面上一导体圆形线圈以某一初速度从左向右沿直线通过条形磁铁上方，在位置2时，条形磁铁中心轴线过线圈圆心。线圈从位置1经位置2运动到位置3的过程中（ ）
A. 线圈产生的感应电流方向一直不变
B. 从上往下看，线圈产生的感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向
C. 线圈做减速直线运动
D. 线圈对桌面的压力先大于线圈重力后小于线圈重力
【答案】BC
【解析】AB．线圈从位置1向位置2运动和从位置2向位置3运动的这两个过程中，穿过线圈的磁通量先向上增加后向上减小，根据楞次定律可知，从上往下看，线圈从位置1向位置2运动和从位置2向位置3运动的这两个过程中，产生的感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向，故A错误，B正确；
C．线圈所受安培力的方向与运动方向相反，线圈做减速直线运动，故C正确；
D．线圈从位置1向位置2运动的过程中，为了阻碍穿过线圈的磁通量增大，线圈有离开磁铁的趋势，线圈对桌面的压力小于线圈重力，在位置2时，线圈对桌面的压力等于线圈重力，从位置2向位置3运动的过程中，为了阻碍穿过线圈的磁通量减小，线圈有靠近磁铁的趋势，线圈对桌面的压力大于线圈重力，故D错误。
10. 如图所示为圆形区域的匀强磁场，区域半径为，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，P点处有一放射源，沿纸面向各方向射出速率均为的某种带正电粒子，已知该带电粒子的质量为m、电荷量为q，不考虑带电粒子的重力，则以下说法正确的是（ ）
A. 带电粒子做圆周运动的轨道半径均为
B. 所有粒子离开磁场时，动能均相等
C. 粒子在磁场中的运动时间可能为
D. 粒子在磁场中运动时间可能为
【答案】ABC
【解析】A．由洛伦兹力提供向心力有
得带电粒子做圆周运动的轨道半径为
沿纸面向各方向射出速率均相同，故各粒子轨道半径均，A正确；
B．由于洛伦兹力只改变带电粒子的速度方向，不改变速度大小，故各粒子射出磁场时速度大小相同，动能均相等，B正确；
CD．由于各方向射出速率均相同，则由于带电粒子在磁场中轨道半径均为，圆形磁场半径为，则所有带电粒子在磁场中偏转的圆心角均为锐角，当轨道对应的弦长越长，则粒子在磁场中的运动时间也越长，本题中当粒子由点射出对应的偏转时间最长，如图
由几何关系有偏转圆心角，则有最长偏转时间
粒子在磁场中的运动时间可能为，故C正确，D错误。
第二卷 非选择题（57分）
三、实验探究题（14分）
11. 在用气垫导轨研究“滑块碰撞时的动量守恒”的实验时，主要步骤如下，完成下列填空。
（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当遮光片经过两个光电门的遮光时间_________（选填“相同”或“不同”）时，可认为气垫导轨处于水平状态；
（2）用游标卡尺测得两相同遮光片的宽度均为d，用天平测得滑块M、N（含遮光片）的质量分别为、；
（3）令滑块M、N分别向右和向左运动，测得M经过A的遮光时间为、N经过B的遮光时间为；
（4）两滑块在AB间的某处发生碰撞后，滑块M、N的速度方向改变，再次测得两滑块上遮光片通过光电门的遮光时间分别为、；
（5）实验中，需要验证碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量。已知，则___________（用题中给出的物理量的符号表示）；
（6）某次测量得到的一组数据为：，，，，，，则___________；
【答案】（1）相同 （5） （6）
【解析】（1）[1]气垫导轨水平时，滑块在导轨上做匀速运动，滑块上的遮光片经过两光电门的时间相同。
（5）[2]由碰撞前的总动量表达式可知，碰前滑块M的运动方向为正方向，碰后两滑块的速度方向发生改变，即滑块N的运动方向为正方向，M运动的方向为负方向。所以碰后两滑块的动量分别为
（6）[3]由之前的分析可知
带入数据解得
12. 某同学想在家做“单摆测定重力加速度”的实验，但没有合适的摆球，他找来一块体积约为、外形不规则的金属块代替摆球，用细线将金属块系好并悬挂于点，金属块与细线结点为，如图1所示。
（1）拉开金属块，由静止释放，当它摆到最低点开始计时，若金属块完成次全振动，所用的时间为，则摆动周期____。
（2）该同学用的长度作为摆长，多次改变摆长记录多组、值。若用公式法计算出各组的重力加速度，再取平均，那么得到的重力加速度与真实值相比____（填“偏大”或“偏小”）。
（3）为此他想改用图像法，以周期的平方为纵坐标，的长度为横坐标，做出图像。如果其他操作都无误，则他作出的图像可能是如图2中的____（选填“a”，“b”或“c”）；然后根据图像的斜率，就可测出该地的重力加速度____。
【答案】（1） （2）偏小 （3）
【解析】（1）由题知，金属块完成次全振动，所用的时间为，单摆的周期为
（2）根据单摆的周期公式知
得出值表达式为
根据摆长偏小可判断值偏小；
（3）[1]单摆的摆长等于金属块的重心到悬点的距离，即为摆线长与金属块的重心到与绳子连接处距离之和，根据单摆的周期公式知
变形得
由数学知识可知，对应的图像应为b；
[2]由[1]知，其斜率为
解得
四、解答题（43分）
13. 平静的湖面上漂浮着如图所示的浮子，现有距离不超过3m的A、B两个浮子。一条大鱼在两浮子连线的延长线上某位置翻起频率稳定的波浪。当水波传播到A浮子时波形图和从该时刻开始的A、B浮子振动图像如下，求：
（1）该水波的波长、振动周期T及图示时刻Р点的运动方向；
（2）该水波传播的速度大小；
（3）A、B两浮子间的可能距离。
【答案】（1），，P点正在向下（或向-y方向）运动；（2）；（3）0.25m，1.25m，2.25m
【解析】（1）从图中读出波长
周期
由于A的起振方向向上，故波沿着x轴负方向运动，P点正在向下（或-y方向）运动；
（2）水波传播速度
（3）由于A浮子振动时B浮子已经在波峰，故B浮子先振动，从B传到A经历的时间为
时
AB距离为
时
AB距离为
时
AB距离为
故A、B两浮子间的可能距离为0.25m，1.25m，2.25m。
14. 如图所示，半径为R的半圆柱形玻璃砖放置在水平面上，与水平面的接触点为顶点P，一单色细光束从圆心O点射入玻璃砖，延长线与水平面的交点为N，折射光线与水平面的交点为M，已知折射光线与水平面之间的夹角，O、N两点间的距离与O、M两点间的距离之差为，光在真空中的速度为c，求：
（1）的大小以及玻璃砖对此光的折射率；
（2）此光在玻璃砖中的传播时间。（不考虑光在玻璃中的反射）
【答案】（1），；（2）
【解析】（1）设光线在O点的入射角、折射角分别为i、r，则有
又
综合解得
玻璃砖对此光的折射率
（2）光在玻璃砖中的传播速度为
传播时间为
综合可得
15. 相对传统的护林员巡查，无人机巡查具有效率高、地形适应能力强等优势。如图，某次巡查中，质量为m的无人机从地面由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，2t₀时刻开始向上做匀减速直线运动，3t0时刻到达距离地面高h处，速度恰好为零。这一过程中无人机受到向上的升力大小可以通过程序控制，无人机受到的空气阻力与速率成正比，即f=kv，其中k为已知常数，已知重力加速度为g。
（1）求0~2t₀时间内无人机的加速度大小及这段时间内升力的最大值Fm；
（2）若 时间内升力对无人机做的功为W，求这段时间内空气阻力对无人机做的功 Wf；
（3）求整个运动过程中升力的冲量大小I。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】（1）设无人机运动的最大速度为vm，匀加速运动过程vm=
全过程有
联立解得
匀加速过程由牛顿第二定律可得
当v=时，升力最大，可得
（2）由（1）可得
，
~时间内对无人机由动能定理可得
解得
（3）设全过程升力的冲量大小为，空气阻力冲量的大小为，由动量定理可得
，
解得