精品解析：湖南省湘西州2023-2024学年高二下学期期末自检物理试卷

湖南省高二年级期末考试 物理 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（ ） A 0.2V B. 1V C. 5V D. 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0.4s B. 该波的频率为2Hz C. 该波的波长为5m D. 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1.8mg D. 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 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. 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。 （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： 1.0 2.0 4.0 6.2 9.0 0.88 2.00 3.50 550 7.90 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. 一灵敏电流计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. 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的压强p。 14. 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. 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磁感应强度大小。随时间t的变化规律。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 湖南省高二年级期末考试 物理 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 【答案】D 【解析】 【详解】根据质量数与电荷数守恒可知，该核反应方程为 可知，X是中子，中子由查德威克发现。 故选D。 2. 某型号手机充电器中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（ ） A. 0.2V B. 1V C. 5V D. 8V 【答案】D 【解析】 【详解】由已知条件知，原线圈两端电压的有效值为 设副线圈两端电压的有效值为，根据 解得 故选D。 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. 【答案】A 【解析】 【详解】设斜面倾角为，对于甲运动员有 对于乙运动员有 整理得 解得 故选A。 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. 【答案】C 【解析】 【详解】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 则重叠部分在O点的电场强度大小为 故选C。 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. 【答案】D 【解析】 【详解】设滑块A到达弧形轨道底端时的速度大小为，根据动能定理可得 两滑块碰撞后的速度大小为v，根据动量守恒可得 两滑块碰撞后一起向前做匀减速直线运动，根据动能定理可得 联立解得 故选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 【答案】B 【解析】 【详解】A．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，则有 ， 解得 由于偏转角为，则轨迹对应的圆心角也为，则有 解得 故A错误； C．作出粒子的运动轨迹如图所示 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，则有 ，， 解得 故C错误； B．根据 结合上述解得 故B正确； D．微粒到圆心O的最小距离 结合上述解得 故D错误。 故选B。 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 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．彩虹的成因是光的折射引起的，故A错误，B正确； CD．倒影的形成是因为光在水面上发生了反射，故C错误，D正确。 故选BD。 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0.4s B. 该波的频率为2Hz C. 该波的波长为5m D. 该波的传播速度为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据题中振动图像可知机械波的周期，频率 故A正确；B错误； CD．时，质点A在波谷，质点B开始沿y轴正方向振动，有 解得 根据 解得 故C错误；D正确。 故选AD 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1.8mg D. 轻质弹簧的原长为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图可知，轻质弹簧长度 故A错误； BC．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 故B正确，C错误； D．由胡克定律及几何关系有 解得 故D正确。 故选BD。 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 【答案】ABD 【解析】 【详解】C．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，则有 解得航天器的环绕周期为 故C错误； B．航天器的角速度大小为 故B正确； A．航天器的速度大小为 故A正确； D．航天器的加速度大小为 故D正确。 故选ABD。 三、非选择题：共56分。 11. 某同学探究做圆周运动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。 （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： 1.0 2.0 4.0 6.2 9.0 0.88 2.00 3.50 5.50 7.90 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） 【答案】（1）A （2）5.0##4.9##5.1 【解析】 【小问1详解】 本实验需要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，所以采用控制变量法。 故选A。 【小问2详解】 由得 由题中图像可得斜率 所以 12. 一灵敏电流计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______。 【答案】（1） ①. 4 ②. 0.25 （2） ①. 电压 ②. 0～12.6V 【解析】 【小问1详解】 [1]由题意知电流表G的满偏电压 开关、都断开时为电压表，原理示意图如图所示 当达到满偏时有 所以分压电阻 [2]开关、都闭合时为电流表，原理示意图如下图所示 当达到满偏时有 所以 【小问2详解】 [1][2]开关闭合、断开时为电压表，原理示意图如下图所示 当达到满偏时有 13. 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的压强p。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）活塞刚到达汽缸顶部时，气体发生等压变化，则有 解得 （2）当封闭空气的热力学温度达到后，气体发生等容变化，则有 解得 14. 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。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据牛顿第二定律有 解得 （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 联立代入数据得 （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 联立代入数据解得 15. 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。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（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 感应电流 根据平衡条件有 解得 （2）根据动能定理有 根据功能关系可知，电阻上产生的热量Q等于导体棒克服安培力做的功，即有 解得 （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 ，， 解得 （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 对导体棒进行分析，根据动量定理有 对上式两边求和得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$