精品解析：甘肃省靖远县第一中学2023-2024学年高二下学期6月期末物理试题

2023—2024年度高二年级下学期期末考试模拟卷 物理试题 考试范围：必修第一册、必修第二册、必修第三册占20%，选择性必修第一册、选择性必修第二册、选择性必修第三册占80% 第Ⅰ卷（选择题 共43分） 一、选择题：本题共10小题，共43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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 对于核反应，下列说法正确的是（ ） A. 氘核的结合能为 B. 氘核的比结合能为 C. 核反应过程中质量守恒，电荷数守恒 D. 氘核质量大于组成它的核子的质量之和 2. 一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹。现在将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到（　　） A. 与原来相同的明暗相间的条纹，只是明条纹比原来暗些 B. 与原来不相同的明暗相间的条纹，而且中央明条纹比两侧的宽些 C. 只有一条与缝宽对应的明条纹 D. 无条纹，只存一片红光 3. 如图，在截面为圆的绝缘长管内表面两相互垂直的直径两端分别固定有四根轻质平行长直导线a、b、c、d，导线中通有大小相等的电流I，电流方向如图所示。每根长直导线单独存在时，在圆心O处产生磁场的磁感应强度大小均为（k为常量，r为圆心到导线的距离），则此时O处的磁感应强度大小为（ ） A. B. C. D. 0 4. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲为时的波形图，P、Q是介质中的两个质点。图乙为质点P的振动图像，则（ ） A. 该简谐横波沿x轴正方向传播 B. 该列波的波速为 C. 从图甲波形开始，Q比P先到达波峰位置 D. 质点Q的平衡位置坐标为 5. 某带电体周围分布的电场线或等势面的剖面图如图所示，其中a、c是同一条实线上的两点，b是另一条实线上的一点，则（ ） A. 图中实线是电场线 B. b点的电势一定高于c点的电势 C. a、c两点电场强度方向可能相同 D. 将同一试探电荷依次放在a、b、c三点上，则在a点时试探电荷受到的电场力最大 6. 2021年10月16日，王亚平第二次进入太空，她在2013年6月第一次进入太空时在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了几个完全失重状态下的物理现象与物理实验。若飞船内静止的水珠质量为m，飞船运动的轨道距地面高度为h，地球质量为M、半径为R，引力常量为G，则水珠受地球的引力及水珠的加速度大小分别为（ ） A B. C. D. 7. 如图，电阻忽略不计的正方形金属框abcd水平固定放置，对角线长度为l，整个金属框内部区域分布着垂直水平面向上的匀强磁场。长度大于l的均匀导体棒MN自a向c在金属框上匀速滑过，滑动过程中MN始终关于ac对称并与金属框接触良好。若导体棒MN单位长度电阻恒定，与a点的距离记为x，则下列关于MN棒所受安培力F与x（）的关系图像中，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 8. 质量均为m的A，B两球之间系着一个不计质量的轻弹簧并放在光滑水平台面上，A球紧靠墙壁，如图所示，今用水平力F推B球使其向左压弹簧，平衡后，突然将力F撤去的瞬间（ ） A. A的加速度大小为 B. A的加速度大小为零 C. B的加速度大小为 D. B的加速度大小为 9. 发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕垂直磁场的轴转动，阻值为R的电阻两端的电压随时间的变化规律如图乙所示，其他电阻不计。则在金属框转动一周的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 金属框内电流的方向不变 B. 通过电阻的电流为直流电 C. 流过电阻截面的电荷量 D. 电阻产生的焦耳热 10. 如图，M、N为两块相互平行的正对金属板，两板正中间正对位置均开一小孔，两板间电压为。图甲中N板右侧有另一对与M、N垂直的平行金属板，板间有匀强电场；图乙中N板右侧有垂直于纸面向外的匀强磁场。现在金属板M小孔处先后由静止释放质子、氘核和氦核，质子在图甲、图乙中的运动轨迹如图中实线所示。则下列说法中正确的是（ ） A. 图甲中氘核与质子的轨迹重合 B. 图甲中氦核与质子的轨迹重合 C. 图乙中氘核与质子轨迹重合 D. 图乙中氦核与质子的轨迹重合 第Ⅱ卷（非选择题 共57分） 二、实验探究题：本题共2小题，共15分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11. 某小组利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动。 （1）实验器材有一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、电火花打点计时器、导线和复写纸。除上述器材外，还需要使用的有_________（填选项前字母）。 A．交流电源 B．交流电源 C．秒表 D．刻度尺 （2）小组通过实验得到了如图乙所示的一条纸带（每两个相邻计数点间还有4个点没有画出来），相邻两个计数点间的距离已在图中标出。 ①根据连续相等的时间间隔内的_______________基本相等，可认为小车做匀变速直线运动。 ②已知交流电源的频率为，则在打下C点时小车的速度大小为______（保留三位有效数字），小车运动的加速度大小为______（保留两位有效数字）。 12。 12. 某同学用图甲所示的电路测量某电池组的电动势E（约为）和内阻r（小于）。图中A1为理想电流表，A2的量程为，内阻为，滑动变阻器的阻值范围为，电阻箱R的阻值范围为，S为开关。 （1）根据图甲，用笔画线替代导线，将图乙的实物图连接成完整电路。（ ） （2）实验前需先将电流表A2改装成电压表。调节电阻箱示数至如图丙所示的R时，恰能将电流表A2改装成量程为的电压表，则_______，电流表A2内阻_________。 （3）改装好电表后，闭合开关，多次移动滑动变阻器滑片，记录多组的值，利用测量数据，作出图线，如图丁所示。 （4）根据原理图甲和图丁的图线，可得______，内阻_______。（计算结果均保留两位有效数字） 三、计算题：本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，两水平放置的导热汽缸底部由管道连通，轻质活塞a、b用刚性轻杆相连，可在汽缸内无摩擦地移动，两活塞横截面积分别为和，且。缸内密封有一定质量的气体，系统处于平衡状态时，左右汽缸内气体的体积均为。已知大气压强为，环境温度为，忽略管道中的气体体积，两活塞始终未脱离汽缸。 （1）若活塞在外力作用下，使右侧汽缸内的体积减小，求稳定后缸内气体的压强。 （2）若大气压强不变，缓慢升高环境温度，使左侧汽缸内的气体体积恰好为零，求此时的环境温度。 14. 如图所示，光滑水平面上，两个相隔一定距离的小球a、b分别以和的速率反向匀速运动，它们中间另有两个小球（小球1和小球2）通过细线将一弹簧压缩，小球1和小球2的质量分别为m和，弹簧的弹性势能为E。现将细线烧断，小球1和小球2由静止开始运动。 （1）求弹簧恢复原长时，小球1和小球2的速度大小。 （2）若小球1能追上小球a，而小球2不能追上小球b，求m的取值范围（用字母E和表示）。 15. 如图，水平正对放置的两极板间存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场，两极板间电势差为U、间距为L，两极板右侧有一“梯形”匀强磁场区域ACDH，其中AH∥CD，AH＝4L，∠CAH＝∠DHA＝45°。一束电荷量均为q、质量不等的带电粒子（不计重力）从狭缝射入两极板间，粒子恰能沿水平直线运动并从狭缝射出，接着粒子从AH的中点M垂直于AH射入“梯形”区域，最后全部从边界AC射出。两个区域的磁场方向相同、磁感应强度大小均为B，“梯形”区域的宽度MN＝L，忽略电场、磁场的边缘效应及粒子间的相互作用。 （1）判定这束粒子所带电荷的种类，并求出粒子速度的大小。 （2）求出这束粒子质量的最小值和最大值。 （3）求出（2）中偏转角度最大的粒子在“梯形”区域中运动的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023—2024年度高二年级下学期期末考试模拟卷 物理试题 考试范围：必修第一册、必修第二册、必修第三册占20%，选择性必修第一册、选择性必修第二册、选择性必修第三册占80% 第Ⅰ卷（选择题 共43分） 一、选择题：本题共10小题，共43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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 对于核反应，下列说法正确的是（ ） A. 氘核的结合能为 B. 氘核的比结合能为 C. 核反应过程中质量守恒，电荷数守恒 D. 氘核质量大于组成它的核子的质量之和 【答案】A 【解析】 【详解】A．氘核是由1个质子和1个中子凭借核力结合在一起的，要把它们分开，需要吸收能量，这个能量就是氘核的结合能，由核反应方程知氘核的结合能为，A正确； B．氘核比结合能为 B错误； C．核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒，C错误； D．核反应过程中，放出了能量，发生了质量亏损，则氘核质量小于组成它的核子的质量之和，D错误。 故选A。 2. 一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹。现在将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到（　　） A. 与原来相同的明暗相间的条纹，只是明条纹比原来暗些 B. 与原来不相同的明暗相间的条纹，而且中央明条纹比两侧的宽些 C. 只有一条与缝宽对应的明条纹 D. 无条纹，只存在一片红光 【答案】B 【解析】 【详解】这束红光通过双缝产生了干涉现象，说明每条缝都很窄，这就满足了这束红光发生明显衍射现象的条件，这束红光形成的干涉图样特点是，中央出现明条纹，两侧对称地出现等间隔的明暗相间条纹；这束红光通过单缝时形成的衍射图样特点是，中央出现较宽的明条纹，两侧对称地出现不等间隔的明暗相间条纹，且距中央明条纹远的明条纹亮度迅速减弱，所以衍射图样看上去明暗相间的条纹数量较少，故B正确，ACD错误。 故选B。 3. 如图，在截面为圆的绝缘长管内表面两相互垂直的直径两端分别固定有四根轻质平行长直导线a、b、c、d，导线中通有大小相等的电流I，电流方向如图所示。每根长直导线单独存在时，在圆心O处产生磁场的磁感应强度大小均为（k为常量，r为圆心到导线的距离），则此时O处的磁感应强度大小为（ ） A. B. C. D. 0 【答案】B 【解析】 【分析】本题以通电直导线产生的磁场为背景，考查磁感应强度的叠加。 【详解】由题意可知，a、b导线在O点产生的磁感应强度等大反向，合磁感应强度是零，c、d导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相同，合磁感应强度是2B0，因此四根固定平行直导线在圆心O处产生磁场的磁感应强度大小为，ACD错误，B项正确。 故选B。 4. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲为时的波形图，P、Q是介质中的两个质点。图乙为质点P的振动图像，则（ ） A. 该简谐横波沿x轴正方向传播 B. 该列波的波速为 C. 从图甲波形开始，Q比P先到达波峰位置 D. 质点Q的平衡位置坐标为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据振动图像可知，时P向下振动，所以该简谐横波沿x轴负方向传播，A错误； B．根据图像可知该波的波长为，周期为，故该波的波速 B错误； C．由于时，P向下振动，Q各上振动，故Q比P先到达波峰位置，C正确； D．根据正弦曲线特点可知，质点Q的平衡位置坐标为 D错误。 故选C。 5. 某带电体周围分布的电场线或等势面的剖面图如图所示，其中a、c是同一条实线上的两点，b是另一条实线上的一点，则（ ） A. 图中实线是电场线 B. b点的电势一定高于c点的电势 C. a、c两点电场强度的方向可能相同 D. 将同一试探电荷依次放在a、b、c三点上，则在a点时试探电荷受到的电场力最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场线一定从带电体表面出发或终止，图中实线应是等势线，A错误； B．带电体所带电荷电性未知，电场线方向未知，故无法判断b、c两点的电势高低，B错误； C．如果带电体带正电，c点场强向左而a点场强向右，同理如果带负电c场强向右而a点向左，因此a、c两点电场强度方向不同，C错误； D．a、b、c三点中，a点处等势线密度最大，故a点处电场强度最大，D正确。 故选D。 6. 2021年10月16日，王亚平第二次进入太空，她在2013年6月第一次进入太空时在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了几个完全失重状态下的物理现象与物理实验。若飞船内静止的水珠质量为m，飞船运动的轨道距地面高度为h，地球质量为M、半径为R，引力常量为G，则水珠受地球的引力及水珠的加速度大小分别为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】飞船及其中的人和物品所受到的万有引力提供向心力，即 可得向心加速度大小为 ABC错误，D正确。 故选D。 7. 如图，电阻忽略不计的正方形金属框abcd水平固定放置，对角线长度为l，整个金属框内部区域分布着垂直水平面向上的匀强磁场。长度大于l的均匀导体棒MN自a向c在金属框上匀速滑过，滑动过程中MN始终关于ac对称并与金属框接触良好。若导体棒MN单位长度电阻恒定，与a点的距离记为x，则下列关于MN棒所受安培力F与x（）的关系图像中，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设导体棒单位长度电阻为r，导体棒匀速滑过磁场的速率为v，其运动过程中切割磁感线的有效长度为L，当时，由几何知识可知 又 根据欧姆定律可得 所以安培力为 即F与x成正比。同理，当时，解得 即F随x线性减小，由楞次定律可知，导体棒自a向c通过磁场，其所受安培力方向始终水平向左，阻碍其运动，BCD错误，A正确。 故选A。 8. 质量均为m的A，B两球之间系着一个不计质量的轻弹簧并放在光滑水平台面上，A球紧靠墙壁，如图所示，今用水平力F推B球使其向左压弹簧，平衡后，突然将力F撤去的瞬间（ ） A. A的加速度大小为 B. A的加速度大小为零 C. B的加速度大小为 D. B的加速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．在将力F撤去的瞬间A球受力情况不变，仍静止，A的加速度为零，A错误，B正确； CD．而B球在撤去力F的瞬间，弹簧的弹力还没来得及发生变化，故B的加速度大小为，C错误，D正确。 故选BD 9. 发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕垂直磁场的轴转动，阻值为R的电阻两端的电压随时间的变化规律如图乙所示，其他电阻不计。则在金属框转动一周的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 金属框内电流的方向不变 B. 通过电阻的电流为直流电 C. 流过电阻截面的电荷量 D. 电阻产生的焦耳热 【答案】BC 【解析】 【分析】本题以发电机为背景，结合电压变化图像，考查发电机原理及电流的热效应。 【详解】A．当金属框转动时，框内电流方向每经过中性面一次都要变化一次，A项错误； B．由图乙可知，流经电阻的电流方向没有改变，即为直流电，B项正确； C．金属框从中性面位置开始转过半周，流过电阻截面的电荷量 则金属框转过一周，流过电阻截面的电荷量 C项正确； D．感应电动势最大值 有效值 根据焦耳定律，可知金属框转过一周，电阻产生的焦耳热 D项错误。 故选BC。 10. 如图，M、N为两块相互平行的正对金属板，两板正中间正对位置均开一小孔，两板间电压为。图甲中N板右侧有另一对与M、N垂直的平行金属板，板间有匀强电场；图乙中N板右侧有垂直于纸面向外的匀强磁场。现在金属板M小孔处先后由静止释放质子、氘核和氦核，质子在图甲、图乙中的运动轨迹如图中实线所示。则下列说法中正确的是（ ） A. 图甲中氘核与质子的轨迹重合 B. 图甲中氦核与质子的轨迹重合 C. 图乙中氘核与质子轨迹重合 D. 图乙中氦核与质子的轨迹重合 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．设粒子的电荷量为q，质量为m，图甲中偏转极板间距离为d、电压为U，图乙中匀强磁场的磁感应强度大小为B，则带电粒子在加速电场中有 图甲中粒子在偏转电场中的偏移量为 故粒子偏移量与电荷量及质量无关，AB正确； CD．图乙中的粒子进入磁场后，有 得粒子做圆周运动半径 故只有粒子的比荷相同，运动轨迹才相同，CD错误。 故选AB。 第Ⅱ卷（非选择题 共57分） 二、实验探究题：本题共2小题，共15分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11. 某小组利用如图甲所示装置研究小车的匀变速直线运动。 （1）实验器材有一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、电火花打点计时器、导线和复写纸。除上述器材外，还需要使用的有_________（填选项前字母）。 A．交流电源 B．交流电源 C．秒表 D．刻度尺 （2）小组通过实验得到了如图乙所示的一条纸带（每两个相邻计数点间还有4个点没有画出来），相邻两个计数点间的距离已在图中标出。 ①根据连续相等的时间间隔内的_______________基本相等，可认为小车做匀变速直线运动。 ②已知交流电源的频率为，则在打下C点时小车的速度大小为______（保留三位有效数字），小车运动的加速度大小为______（保留两位有效数字）。 【答案】 ①. BD ②. 位移差 ③. 0.844 ④. 1.7 【解析】 【命题意图】本题以小车的匀变速运动为载体，考查学生的实验能力。 【详解】解：（1）[1] AB．电火花打点计时器所接电源应为交流电源，A错误，B正确； C．由打点计时器计算时间，所以需要秒表，C错误； D．为测量点迹之间的距离，必须使用刻度尺，D项正确。 故选BD。 （2）①[2]设AB、BC、CD、DE、EF之间的距离分别为和，可有 因此可知，在相邻相等的时间间隔内的位移差基本相等，可判断小车做匀变速直线运动。 ②[3]由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得 [4]由公式可得 12。 12. 某同学用图甲所示的电路测量某电池组的电动势E（约为）和内阻r（小于）。图中A1为理想电流表，A2的量程为，内阻为，滑动变阻器的阻值范围为，电阻箱R的阻值范围为，S为开关。 （1）根据图甲，用笔画线替代导线，将图乙的实物图连接成完整电路。（ ） （2）实验前需先将电流表A2改装成电压表。调节电阻箱的示数至如图丙所示的R时，恰能将电流表A2改装成量程为的电压表，则_______，电流表A2内阻_________。 （3）改装好电表后，闭合开关，多次移动滑动变阻器滑片，记录多组的值，利用测量数据，作出图线，如图丁所示。 （4）根据原理图甲和图丁的图线，可得______，内阻_______。（计算结果均保留两位有效数字） 【答案】 ①. ②. 2000 ③. 1000 ④. 4.5 ⑤. 1.5 【解析】 【分析】本题以测量电池组电动势和内阻为背景，考查实物图的连接、电表的改装及闭合电路欧姆定律和图像应用等，意在考查学生的实验能力。 【详解】解：（1）[1]由图甲，将图乙的实物图连接成完整电路，如图所示。 （2）[2]将量程为的电流表改装成的电压表，由题图丙可知电阻箱阻值。 [3]根据 可得电流表的内阻 （4）[4]由图线可知，结合题图甲，根据闭合电路欧姆定律有 解得 在图线中，截距 代入数据，解得 [5]斜率大小 解得内阻 三、计算题：本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，两水平放置的导热汽缸底部由管道连通，轻质活塞a、b用刚性轻杆相连，可在汽缸内无摩擦地移动，两活塞横截面积分别为和，且。缸内密封有一定质量的气体，系统处于平衡状态时，左右汽缸内气体的体积均为。已知大气压强为，环境温度为，忽略管道中的气体体积，两活塞始终未脱离汽缸。 （1）若活塞在外力作用下，使右侧汽缸内的体积减小，求稳定后缸内气体的压强。 （2）若大气压强不变，缓慢升高环境温度，使左侧汽缸内的气体体积恰好为零，求此时的环境温度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】本题考查气体实验定律及力的平衡。 【详解】（1）设缸中气体的压强为，以活塞a、b和刚性轻杆为研究对象，根据力的平衡有 解得 以左右汽缸内全部气体为研究对象，初状态气体体积，压强，末状态气体体积 压强设为，根据等温变化规律有 解得 （2）以左右汽缸内全部气体为研究对象，初状态气体体积，压强，温度为，末状态气体体积 压强，温度设为T，根据等压变化规律有 解得 14. 如图所示，光滑水平面上，两个相隔一定距离的小球a、b分别以和的速率反向匀速运动，它们中间另有两个小球（小球1和小球2）通过细线将一弹簧压缩，小球1和小球2的质量分别为m和，弹簧的弹性势能为E。现将细线烧断，小球1和小球2由静止开始运动。 （1）求弹簧恢复原长时，小球1和小球2的速度大小。 （2）若小球1能追上小球a，而小球2不能追上小球b，求m的取值范围（用字母E和表示）。 【答案】（1），；（2） 【解析】 【详解】（1）设弹簧恢复原长时，小球1和小球2的速度大小分别为和，根据系统动量守恒有 根据系统能量守恒有 联立解得 （2）小球1能追上小球a，则，解得 小球2不能追上小球b，则 解得 所以m的取值范围为 15. 如图，水平正对放置的两极板间存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场，两极板间电势差为U、间距为L，两极板右侧有一“梯形”匀强磁场区域ACDH，其中AH∥CD，AH＝4L，∠CAH＝∠DHA＝45°。一束电荷量均为q、质量不等的带电粒子（不计重力）从狭缝射入两极板间，粒子恰能沿水平直线运动并从狭缝射出，接着粒子从AH的中点M垂直于AH射入“梯形”区域，最后全部从边界AC射出。两个区域的磁场方向相同、磁感应强度大小均为B，“梯形”区域的宽度MN＝L，忽略电场、磁场的边缘效应及粒子间的相互作用。 （1）判定这束粒子所带电荷的种类，并求出粒子速度的大小。 （2）求出这束粒子质量的最小值和最大值。 （3）求出（2）中偏转角度最大的粒子在“梯形”区域中运动的时间。 【答案】（1）正电荷，；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）由于粒子在“梯形”磁场中从边界AC射出，根据左手定则可知粒子带正电；由于粒子在左侧正交电场、磁场中沿直线通过，则有 qvB＝Eq 其中 两式联立，解得粒子速度的大小为 （2）在“梯形”区域内，粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律，有 当粒子质量有最小值时，粒子运动的轨迹半径最小，粒子运动轨迹恰与AC相切（如图甲）；当粒子质量有最大值时，粒子运动的轨迹半径最大，粒子运动轨迹恰过C点（如图乙），设两种情况下粒子运动的轨迹半径分别为、 根据几何关系，有 得 因MN＝L，所以△AMC是等腰直角三角形所以 解得粒子质量的最小值 最大值 （3）粒子在磁场中做圆周运动的周期 粒子沿图甲中轨迹运动时所对应的圆心角最大，有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$