山西省晋城市部分高中学校联考2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题

2023一2024学年下学期高二年级期末考试 和州 物理 ￥话5 .危 全卷满分100分，考试时间75分钟。前，的散 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。 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 的 上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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同一矩形金属线框在同一匀强磁场中绕垂直于磁场的轴分别以相同的角速度匀速转动，下列四 个选项中有一个与其余三个产生的交变电流的有效值不同，则不同的是 0 X Xx ×/× B A 2.中国嫦娥探月工程将玉兔月球车发射到月球背面，它携带的核动力电池在月夜期间为设备提供 源源不断的能量，核电池又叫放射性同位素电池，使用怀一238制作，钚一238发生衰变释放能 量，其衰变方程为Pu→到U+He,关于该反应，下列说法正确的是 ) A.此反应属于B衰变 B.Pu比站U结合能大 C.Pu的质量小于影U与He质量之和 D.He粒子的穿透力很强 3.如图，空间内存在一水平向右的匀强电场，一质量为m、电荷量为十q(9>0)的 带电粒子，从A点垂直电场方向射人电场，初速度大小为v,经过电场偏转到达 B点时速度大小为2w,已知A、B两点之间沿电场方向的距离为d,不计带电 粒子的重力，该匀强电场的电场强度大小为 的t A.3 B. 3mv 3mu* 31U 9d C. 2gdu得半t怕：D. 2gd0T4d目 物理试题第1页（共8页） 4,如图，一热气球静止在地面上，气球内首先被鼓风机充人冷空气。现通过热气球的燃烧器点火， 加热气球内部的空气，已知热气球的体积在加热前后保持不变，热气球下端开口处与大气相通， 气球内、外气压在加热前后始终为1个大气压，空气可视为理想气体。下列说法正确的是 A.热气球点火后，气球内的空气质量增大 0F公修 B热气球点火后，热气球所受浮力增大 C.热气球点火后，气球内的空气密度减小 D.热气球点火后，气球内壁单位时间，单位面积所受空气分子的撞击次数将增大 5.如图，两种不同的带电粒子α、b经相同的加速电场加速后进入速度选择器（粒子在进人加速电 场时的速度可忽略)，a、b两种粒子在速度选择器中均沿直线运动，最终经小孔S射入匀强磁场 B2。其中α粒子在磁场B2中做半径为R的圆周运动。下列说法正确的是 ( 1 加速电场 U 速度选择器 x M ×3× ×X + + B ×××,×× A.a、b两种粒子可能带异种电荷 B.a,b两种粒子穿过速度选择器的时间不同 C.a、b两种粒子的比荷相同 D.b粒子在磁场B,中的运动半径可能比R大 物理试题第2页（共8页） 6.如图，水下H深处水平放置半径为R的圆形线光源（水面足够大，R>H),水对该线光源发出的 单色光的折射率为n=√2，水面上有光线射出的面积为 水面 A.2RH B.4RH C.π(R+H)3 D.π(R-H) 7.根据玻尔能级理论，氢原子核外电子可在不同的轨道围绕原子核做匀速圆周运动。取无穷远处 为零电势能点，氢原子核外电子在半径为r的轨道上电势能E,=一c 。e为电子电荷量，k为静 电力常量。已知氢原子在第”能级时的轨道半径满足r=nr1r1为第一能级的轨道半径。氢 原子在第n能级的总能量E=Em十E,E为核外电子动能。下列说法正确的是 (0) 行家斗拼，中时材 A.氢原子的能级越高，核外电子的动能越大 B.氢原子的能量满足(E.一E.-1)>(E,+1一E.) .014,350的 h年1.》样指 C氢原子在第n能级时，核外电子的动能为g 形n27,1风得的的1学.塑数 D.氢原子在第n能级时，氢原子的总能量为一 ke2 “小t我，是的 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8.有两个不同的电容器C,和C2,电容器所带电荷量Q与其两端所加电压U的关系如图所示，图 中U,=2U1,电容器储存的电势能E,-2CU,关于两电容器，下列说法正确的是 A.电容器C1的电容是C2的2倍 Q B电容器C的电容是G,的号 C,当两电容器所带电荷量相同时，电容器C1储存的电势能大于电容器 C2储存的电势能 D.图中阴影部分代表电容器C,在U1时所储存的电势能 物理试题第3页（共8页） 9.如图为一列沿x轴传播的机械波在t=0时的波形图，在t=4.4s时，位于x=3m处的P点位 于x轴的上方且向上振动，在0~4.4s时间内，P点两次到达波蜂，两次到达波谷，下列说法正 确的是 AYcm x/m 1元 A.该机械波沿x轴正方向传播 1门1 B.在0~4.4s时间内，P点运动的路程s满足80cm<s<90cm 。装 C.机械波的波速v可能为2m/s 子的，作上按1证 D.位于x=1m处的质点，在t=4.4s时位于x轴的下方 10.如图甲，左侧水平放置的圆形导线所围区域内有一变化的磁场，圆形区域内的磁通量中随时间 :的变化如图乙所示，磁通量中取正值时代表磁场方向垂直纸面向外，圆形导线和右侧水平放 置的平行导轨相连，已知右侧存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场，粗糙的导体棒MN垂直导 轨放置，导体棒的电阻为R,左侧圆形导线的电阻为，其余部分电阻不计，整个过程导体棒都 处于静止状态。下列说法正确的是 101.4·（；) 会先，个中额公的.》小无大您本的，二 保梦国 调. 甲 A.在0一t1时间内，导体棒MN所受摩擦力逐渐变小 B.在t,~t3时间内，导体棒MN所受摩擦力方向先向右，后向左 》的”因 C,在t,一tz时间内，MN两端的电压Uw= PoR d年.‘ (12-t1)(R+r) D.在一1，时间内，流过电阻R的电荷量为R干， 中R 物理试题第4页（共8页） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11.(6分)如图、小明利用斜面和水平面轨道做验证动量守恒的实验.小明找来两个相同材料制成 的小物块P,Q,P,Q与水平面间的动摩擦因数相同，首先让小物块P从斜面上的A点由静止 释放，最终小物块P停在B点，在水平轨道B的左侧取一点O,量出OB之间的距离为1。将 小物块Q置于O点，再次让小物块P从斜面上的A点由静止释放，P,Q两物块在O点相碰 后，始终在水平而轨道上运动，最终Q停在O点右侧的C点，P停在O点左侧的D点（图中未 标出)。量出OC之间的距离为l2,OD之间的距离为3。 0 rmtr (1)验证动量守恒定律，还需测量的物理量有 (写出所需要测量的物理量，并 写出其符号)。 (2)写出验证动量守恒定律所需要的表达式： (用题目中以及第(1) 问中表示物理量的符号表示)。 (3)下列措施中，可以提高实验精度的是 A.OB间距离适当取大一些 B.尽可能选弹性好的小物块P、Q,保证P、Q相碰尽量近似弹性碰撞 C.尽可能保证P、Q两物块碰撞为正碰 D.斜面越光滑越好 12.(8分)如图，某同学设计了一个加速度计，将其固定在待测量物体上，能通过电路中电压表的示 数反映物体的加速度，其原理如图所示。滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用相同 的轻弹簧3连接，弹簧另一端分别固定在框架内两侧，每根弹簧的劲度系数均为k=200N/m: R为滑动变阻器，4是滑片，O点为滑动变阻器的中点，按图连接电路，滑块2与滑片连接且同 步运动。初始时滑块2位于框架中央位置时，滑片4与O点对齐，电压表指针的零点位于表盘 中央，此时加速度为零；当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转，此时示数为正：当指 针向左侧偏转时示数为负。 (1)当滑块2具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将 (填“向左”或“向右”)偏 转。当滑片4与O点对齐时，弹资 (填“一定”或“不一定”)处于原长状态。 (2)已知电路中电池的电动势E=9V,内阻不计，滑动变阻器R的总阻值为10Q,总长度为 物理试题第5页（共8页） 0.2m,滑块2质量为2kg,当滑片4滑到最右侧时，电压表的示数为。V,此示数代表 的加速度大小为 m/s2。将表盘上的电压刻度改为对应的加速度值，即为加速度计。 (3)当电路中的电池用久之后，电动势下降，内阻仍可忽略，则所测出的加速度大小与实际值相 比 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。 13.(10分)如图，在光滑水平面上放置质量均为m的A、B小球，两小球间用细线连接，且两小球 间夹一处于压缩状态的轻弹簧，弹簧与A球拴接在一起，与B球不拴接。初始时A、B两球均 处于静止状态，弹资储存的弹性势能为E。,现剪断连接A、B两球的细线，B球脱离弹簧后，与 静止在右侧的C球发生弹性正碰，已知碰后B球的速度反向，大小为此时A球速度的，求： (1)B球刚脱离弹簧时的速度大小； (2)C球的质量。 的方超体，南》 APWIRIIR B) © 777777777777777777777777777777 11中川 失5头，州W. 51, 了空的的4 ’). 时师者到的物9气的01：2出分好 所，1.： ” 的冰用中中战小迎，1：智行个安其部.喷11，.父 ,说法花.斗平中学福济年8福不到清 8代到的家，给处。：双公的 国1过包是形，议拉得放中净然点0点，·折风为 给*好清华的或，书华1答门：。 进学：从弹1的，城，点袋清.微00堂行，…4 少62健用 喻高“的“弹 9的头牛中，出1门分打0沙 英9、：器君 收真可系：g青对月移鸡长温行搭。手“与过红e 物理试题第6页（共8页） 14.(14分)如图甲，足够长的向距为L的光滑平行导轨水平放置，导轨中间分布有如图所示的磁 场，磁场只分布在图中相连的一个个正方形区域内，每一个正方形区域内的左半侧有垂直于纸 而向外的匀强磁场，右半侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。图中正方 形abcd中的对角线ac与导轨垂直，导轨右端连接一阻值为R的电阻。一质量为m、长度也为 L的细金属棒MN垂直于导轨放置，给金属棒一平行于导轨向右的初速度，当金属棒刚过αc 瞬间，其速度大小为o。已知金属棒MN的电阻为r,其余电阻不计。 (1)求金属棒MN刚过ac瞬间，回路中的电流Io; (2)求金属棒从ac位置运动至d点时，流过回路的电荷量q: (3)如图乙，撤去导轨右侧的电阻R,加上一个和MN相同的金属棒PQ,将两金属棒用绝缘杆 相连，形成组合体，两棒间距为气，保证金属棒MN,PQ与平行导轨垂直，给组合体一水平向右 的初速度，当金属棒MN位于ac时组合体速度大小为vo,经过一段时间组合体停止运动，求此 时金属棒MN距ac的距离s。 M 甲 M 、 Q N 乙 物理试题第7页（共8页） 15.(16分)如图，以0为圆心、半径为R的圆形内部为I区域，此区域内存在垂直纸面向外的磁感 作 应强度为B。的匀强磁场（图中未画出）：圆形外部为Ⅱ区域，此区域存在垂直纸面向外的匀强 磁场（图中未画出），图中a,b,c为圆上的三个点，ab连线为圆的直径，图中a=60°。有一个质 量为m、带电荷量为十g(g>0)的粒子从a点以某一初速度射人I区域，初速度方向与b连线 的夹角0=30°，该粒子第一次穿过圆形边界进入Ⅱ区域的位置为b点，经过Ⅱ区域后再次进入 I区域的位置为c点。该粒子多次穿过圆形边界，第一次回到出发位置a点，整个过程用时记 为t(未知)。 (1)求带电粒子的初速度v。和Ⅱ区域内的磁场的磁感应强度B'； (2)求全过程所用时间； (3)若将初速度的方向与αb连线的夹角0改为60°，同时改变粒子的初速度大小和Ⅱ区域的磁 感应强度的大小，其余条件不变，以保证粒子第一次穿过圆形边界进人Ⅱ区域的位置仍为b点， 经过Ⅱ区域后再次进入I区域的位置仍然为c点，求粒子从a点出发，再次回到a点的时间：'。 物理试题第8页（共8页）2023-2024学年下学期高二年级期末考试 物理参考答案 1.A 解析:A选项中,部分线框在磁场中,与 r(R-H)*一4xRH,B正确。故选B 其他选项不同,A正确。故选A。 7.B 解析:氢原子在第n能级时,满足人 2.B 解析:此反应属于a衰变,A错误;组成 原子核的核子越多,结合能越大,则Pu # #e{ ,核外电子的动能为 77 2n{r. 一,氢原子的能 比U结合能大,B正确;Pu的质量大 于U与He质量之和,C错误;He粒子 级越高,核外电子的动能越小,A、C错误 的穿透力很弱,D错误。故选B. be2} E.-E+E 2n^{r 一,可知 3.D (E一E.)(E。 一E.),B正确,D错 2m^{②},可得E3 2,D正确。故选D。 误。故选B。 0 8.AD解析:根据C一.电容器C)的电容 (用类平抛运动求解也可) 4.C 解析:热气球点火后,气球内的空气质量 是C。的2倍,A正确,B错误;当两电容器 减小,A错误;热气球点火后,体积不变,热 所带电荷量相同时,电容器C.两端电压小. 气球所受浮力不变,B错误;热气球点火后, 电容器C 储存的电势能小,根据微元法可 气球内的空气质量减小,体积不变,密度减 知,图中阴影部分代表电容器C.在U.时所 小,C正确;热气球点火后,温度升高,压强 储存的电势能,C错误,D正确。故选AD。 不变,气球内壁单位时间、单位面积所受空 9.BCD 解析:根据题意可知P点在一0时, 气分子的撞击次数将减小,D错误。故选C。 振动方向向上,所以机械波沿x轴负方向传 5.C 解析:a、两种粒子能被相同的加速电 播,A错误;P点振动的时间4.4s大于2T 场加速,所以他们一定带同种电荷,A错误; a、两种粒子穿过速度选择器的速度相同, 所以时间也相同,B错误;qU-2m②,可得 1. 路程;满足8A<s<9A,即80cm<s 90cm,B正确;波的周期T可以取到2s,所 /2q ,a、5两种粒子的速度相同,则比 以波速v可能为2m/s.C正确;位于x 1m处的质点,在.一4.4s时位于x轴的下 荷相同,C正确;粒子在磁场B。中的运动半 方,D正确。故选BCD. 径,m 10.AC 解析:在0~七.时间内,磁通量的变化 6粒子在磁场B。中的运动半径也为R,D错 率越来越小,所以感应电动势越来越小,电 误。故选C。 流越来越小,导体棒MN所受摩擦力逐激 变小,A正确;在~。时间内,电流方向 2,所以C-450,水面 不变,导体棒MN所受摩擦力方向一直向 上有光线射出的面积为S一x(R十H)}一 右,B错误;在1~z。时间内,MN两端的电 ·物理答案(第1页,共3页)· D.R R 解析:(1)根据动量守恒,有nv.=mvs 压为U-- (t一)(R十)' (1分) C正确;在/~t.时间内,流过电阻R的电 1 荷量为R (1分) 11.答案:(1)小物块P的质量n、小物块Q 的质量m。(2分) (2分) (2)mL-m。-ml (2分) (2)设C球质量为M,根据动量守恒,有 (3)AC(2分) mv-mvj+Muc (2分) (规定物理量符号与公式中保持一致即可) 根据机械能守恒,有 解析:(1)(2)根据动量守恒定律有7npv= #MoO mov-mpv,根据运动学公式有2ugl (2分) ,2gl=v,2gl=v{,联立可得$$ m-m。L一m,故还需测量的 2 (1分) 物理量有小物块P的质量n、小物块Q 联立可得M一3n (1分) 的质量mo。 BLua 14.答案:(1) (3)OB间距离适当取大一些,可以减小测 R十r 量距离时的误差,A正确;验证动量守恒定 (2)(R十) BL.2} 律时,不用保证两物块的碰撞为弹性碰撞, B错误;尽可能保证P、Q两物块碰撞为正 4mvor (3) 碰,满足动量守恒的条件,可以提高实验精 BL{ 度,C正确;只要保证小物块P到达O点的 解析:(1)金属棒MN刚过ac瞬间,产生的 感应电动势E-BL 速度相同即可,不需要斜面光滑,D错误 (1分) E 12.答案:(1)向左(1分)不一定(1分 I。o一R十r (1分) (2)4.5(2分)20(2分) 可得I。-R十r BLo (3)偏小(2分) (1分) 解析:(1)框架向右加速时,滑片向左滑动; (2)流过回路的电荷量q-I△ (1分) 此时Q点电势高于P点电势,指针向左偏 I-R十r E 转,滑片在中间时,滑块所受合力为零即 (1分) 可,弹策不一定处于原长状态。 E二 (2)当滑片滑到最右侧时,右半边电阻分压 □r (1分) 为4.5V,电压表的示数为4.5V.由 可得q-R十r4(R十7) BL* 2b△x-ma,代入数据可得a=20m/s} (2分) (3)电动势降低后,同样的位置电阻分压减 (3)当组合体速度为v时,金属棒MN和 小,电压表示数减小,所测加速度大小 PQ切割磁场产生的电动势之和为e一BL。 偏小。 (1分) 两棒所受安培力之和F一BIL (1分) 13.答案:(1) BLu 2r (1分) (2)3n ·物理答案(第2页,共3页)· 根据动量定理,有 (2)粒子在I区域内运动的总时间 3800 (2分) B。B ,1= 2r (1分) 4mu。r (1分) 粒子在I区域内运动的总时间 解得s-v△- B{L{ 3×180*.2元3元m (1分) 12 360{。} 2RqB。 B4qB。 15.答案:(1) 4B. 全过程所用时间(-t十t2-4qB。 7πm (1分) 7nn (2) 4qB。 (3)如图,作出粒子的部分轨迹图如图之所 3_ (③) 示,粒子在I区域内运动的总时间 3x120{2rm2zn 360* B一 (1分) 解析:(1)作出粒子的轨迹图如图甲所示: qB. 根据几何关系可知,粒子在I区域内做圆 II 周运动的半径一2R,粒子在II区域内做 圆周运动的半径r。-2 R (2分) {) 根据q。B-m (1分) 乙 2RqB 得。一 (1分) 根据几何关系可知 n 8-120。 (1分) (1分) # 根据q。B'-n (1分) 得B'-4B (1分) _7' (1分) 。 联立可得B”-2B (1分) 粒子在II区域内运动的总时间 (1分) 360{ 7 qB。 t'-&十七- 3nm ,班 (1分) qB. ·物理答案(第3页,共3页)·