精品解析：福建省福州第八中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题

福州第八中学2023-2024学年第二学期期末考试高二物理 第I卷（选择题） 一、单选题 1. 一个单摆在竖直平面内做小幅振动，周期为2s，如果从单摆向右运动通过平衡位置时开始计时，则在t=1.6s至t=1.8s的过程中，摆球的（　　） A. 速度向左在减小，加速度向右在增大 B. 速度向左在增大，加速度向左在增大 C. 速度向右增大，加速度向右在减小 D. 速度向右在减小，加速度向左在减小 2. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是5kg·m/s，B球的动量是7 kg·m/s．当A球追上B球时发生碰撞，则碰后A、B两球的动量可能值分别是（　　） A. 6 kg·m/s，6 kg·m/s B. 3 kg·m/s，9 kg·m/s C 2 kg·m/s，14 kg·m/s D. -5 kg·m/s，15 kg·m/s 3. 关于原子核、原子核的衰变、核能，下列说法正确的是(　　) A. 原子核的结合能越大，原子核越稳定 B. 任何两个原子核都可以发生核聚变 C. 衰变成 要经过8次β衰变和6次α衰变 D. 发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2 4. 手摇式发电机是我们教学中常用的演示工具，如图甲所示，可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴以角速度ω匀速转动，产生的交流电通过M、N与外电路连接，如图所示，外电路电灯电阻为R，电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（　　） A. 电压表V的示数为 B. 通过灯泡的电荷量为 C. 电灯中产生的焦耳热为 D. 当线圈由平行于磁场方向位置转过90°时，流过线圈的电流为 5. 如图所示，在水平地面上用彼此平行、相邻间距为l的水平小细杆构成一排固定的栅栏。栅栏上方有一个质量为m、半径为的匀质圆板，圆板不会与地面接触。一根细长的轻绳穿过板的中央小孔C，一半在图的背面，一半在图的正面，绳的两头合在一起记为P端。在P端用力沿水平方向朝右拉动圆板，使板沿栅栏无跳动、无相对滑动地朝右滚动。圆板水平方向朝右的平均速度可近似处理为圆板中心C在最高位置时的速度大小v，设v是不变量。略去绳与板间所有接触部位的摩擦，施加于P端的平均拉力T为（　　） A. B. C. D. 二、多选题 6. 如图甲，介质中两个质点A和B的平衡位置距波源O的距离分别为1m和5m．图乙是波源做简谐运动的振动图像．波源振动形成的机械横波可沿图甲中x轴传播．已知t＝5s时刻，A质点第一次运动到y轴负方向最大位移处．下列判断正确的是____ A. A质点的起振方向向上 B. 该列机械波的波速为0.2m/s C. 该列机械波的波长为2m D. t＝11.5s时刻，B质点的速度方向沿y轴正方向 E. 若将波源移至x＝3m处，则A、B两质点同时开始振动，且振动情况完全相同 7. 如图所示为两列简谐横波在同一绳上传播在t=0时刻的波形图，已知甲波向左传，乙波向右传，两列波分别刚传到x=±0.5cm处．请根据图中信息判断以下说法正确的是_______． A. 两列波的波长一样大 B. 两列波将同时传到坐标原点 C. x=0处为振动减弱点 D. x=0.2cm处质点开始振动时的方向向-y方向 E. 由于两波振幅不等，故两列波相遇时不会发生干涉现象 8. 如图所示，空间中有正交的匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，匀强电场方向竖直向下，电场强度为E，将一质量为m，带电荷量为的小球水平向左射入场区中，速度大小为v。已知，g为重力加速度，电磁场空间范围足够大。则在小球之后运动的过程中，以下说法正确的是（　　） A. 电场力对小球做正功，故小球机械能一直增大 B. 小球运动过程中最大速度为 C. 小球运动过程连续两次速度最大时的位置间的距离为 D. 小球偏离入射方向的最大距离为 第II卷（非选择题） 三、实验题 9. 某实验小组想了解一气压传感器的电阻随所处环境气压变化的规律，他们在室温下利用实验室提供的以下器材进行探究。 A．气压传感器（阻值变化范围从几十欧到几百欧）； B．直流电源（电动势6V，内阻不计）； C．电压表（量程0～3V，内阻为4kΩ）； D．电压表（量程0～15V，内阻为20kΩ）； E．电流表A（量程0～150mA，内阻不计）； F．定值电阻（阻值为4kΩ）； G．定值电阻（阻值为20kΩ）； H．滑动变阻器R（最大阻值为50Ω）； I．开关S、导线若干。 （1）该小组设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中电压表应选择______，定值电阻应选择______。（填器材前的字母代号） （2）请按图甲所示的电路图，将图乙中的实物连线补充完整______。 （3）改变环境压强p，测得不同的值，绘出如图丙所示的图像，可得随压强p变化的关系式为=______。 （4）某次测量时，电压表、电流表的示数分别为和，则气压传感器的阻值=______Ω，此时气压传感器所处环境的压强p=______Pa。 10. 某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律，在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。 （1）实验前需要调节气垫导轨水平：取走滑块B，将滑块A置于光电门1的左侧，向右轻推一下滑块A，其通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，则应将气垫导轨______（选填“左”或“右”）端适当垫高，直至滑块A通过两光电门的时间相等。 （2）测得滑块A的总质量，滑块B的总质量，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为，A与B碰撞后A再次通过光电门1的时间为，滑块B通过光电门2的时间为。若滑块A和B组成的系统在碰撞的过程中动量守恒，在误差允许的范围内，则应该满足______（用测量量表示）。 （3）根据多次实验数据，测量遮光条长度d后，计算出的动能减少量，的动能增加量，绘制了图像，若图像斜率k≈______，则证明此次碰撞为完全弹性碰撞。 四、解答题 11. 蹦床运动有“空中芭蕾”之称，某质量m=50kg的运动员从空中h1=1.25m落下，接着又能弹起h2=1.8m高度，此次人与蹦床的接触时间t=0.50s，取g=10m/s2，求： （1）运动员与蹦床接触时间内，所受重力的冲量大小I； （2）运动员与蹦床接触时间内，受到蹦床平均弹力的大小F。 12. 如图所示，一个小型交流发电机输出端连接理想变压器，原、副线圈匝数分别为，副线圈连接电阻．交流发电机的线圈匝数为，电动势瞬时值的表达式为，发电机线圈电阻不计．求： （1）通过发电机线圈磁通量最大值； （2）变压器原线圈中电流的有效值． 13. 如图所示，一轻质弹簧的一端固定在球B上，另一端与球C接触但未拴接，球B和球C静止在光滑水平地面上。球A从光滑斜面上距水平地面高为H=3.2m处由静止滑下（不计小球A在斜面与水平面衔接处的能量损失），与球B发生正碰后粘在一起，碰撞时间极短，稍后球C脱离弹簧，在水平地面上匀速运动后，进入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内。已知球A和球B的质量均为1kg，球C的质量为4kg，且三个小球均可被视为质点。圆弧的半径，g取10m/s2。求： （1）小球A和小球B碰后瞬间粘在一起时的共同速度大小vAB； （2）球C脱离弹簧后在圆弧上达到的最大高度h； （3）调整球A释放初位置的高度H，球C与弹簧分离后恰好能运动至圆弧轨道的圆心等高处。求球C在圆弧轨道内运动过程中克服重力做功的最大瞬时功率P。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 福州第八中学2023-2024学年第二学期期末考试高二物理 第I卷（选择题） 一、单选题 1. 一个单摆在竖直平面内做小幅振动，周期为2s，如果从单摆向右运动通过平衡位置时开始计时，则在t=1.6s至t=1.8s过程中，摆球的（　　） A. 速度向左在减小，加速度向右在增大 B. 速度向左在增大，加速度向左在增大 C. 速度向右在增大，加速度向右在减小 D. 速度向右在减小，加速度向左在减小 【答案】C 【解析】 【详解】由题，单摆的周期是2s，一个周期分成四个四分之一周期，从单摆向右运动通过平衡位置时开始计时，则在t=1.6秒至t=1.8秒的过程中，单摆是由向最大位移处向右向平衡位置运动，所以速度向右在增大，加速度方向向右且在减小。 故选C。 2. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是5kg·m/s，B球的动量是7 kg·m/s．当A球追上B球时发生碰撞，则碰后A、B两球的动量可能值分别是（　　） A. 6 kg·m/s，6 kg·m/s B. 3 kg·m/s，9 kg·m/s C. 2 kg·m/s，14 kg·m/s D. -5 kg·m/s，15 kg·m/s 【答案】B 【解析】 【详解】由题，碰撞前的总动量为12kg•m/s A、虽然满足动量守恒，但是碰后A球的动量不可能沿原方向增加，故A错误； B、两球组成的系统动量守恒，A球减少的动量等于B球增加的动量，故B正确； C、两球组成的系统的总动量是16kg•m/s，两球组成的系统不满足动量守恒。故D错误； D、两球组成的系统的总动量是10kg•m/s，不满足动量守恒，故D错误； 故选B. 3. 关于原子核、原子核的衰变、核能，下列说法正确的是(　　) A. 原子核结合能越大，原子核越稳定 B. 任何两个原子核都可以发生核聚变 C. 衰变成 要经过8次β衰变和6次α衰变 D. 发生α衰变时，新核与原来原子核相比，中子数减少了2 【答案】D 【解析】 【分析】A．比结合能越大原子核越稳定，原子核的结合能越大，原子核不一定越稳定，故A错误； B．只有较小的原子核才会发生聚变，故B错误； C．铀核衰变为铅核的过程中，衰变一次质量数减少个，次数；衰变的次数为，要经过次衰变和次衰变，故C错误； D．粒子为氦核，由两个质子和两种中子组成，所以发生衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了，故D正确． 故选：D 【详解】 4. 手摇式发电机是我们教学中常用的演示工具，如图甲所示，可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴以角速度ω匀速转动，产生的交流电通过M、N与外电路连接，如图所示，外电路电灯电阻为R，电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（　　） A. 电压表V的示数为 B. 通过灯泡的电荷量为 C. 电灯中产生的焦耳热为 D. 当线圈由平行于磁场方向位置转过90°时，流过线圈的电流为 【答案】C 【解析】 【详解】A．电动势 当线圈平行于磁场方向时电动势最大，其峰值 所以，有效电流 电压表示数 故A错位； B．通过灯泡的电荷量为 故B错误； C．电动势的有效值 电流的有效值 电灯中产生的焦耳热 故C正确； D．流过线圈的电流为 故D错误。 故选C。 5. 如图所示，在水平地面上用彼此平行、相邻间距为l的水平小细杆构成一排固定的栅栏。栅栏上方有一个质量为m、半径为的匀质圆板，圆板不会与地面接触。一根细长的轻绳穿过板的中央小孔C，一半在图的背面，一半在图的正面，绳的两头合在一起记为P端。在P端用力沿水平方向朝右拉动圆板，使板沿栅栏无跳动、无相对滑动地朝右滚动。圆板水平方向朝右的平均速度可近似处理为圆板中心C在最高位置时的速度大小v，设v是不变量。略去绳与板间所有接触部位的摩擦，施加于P端的平均拉力T为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】取栅栏中相邻两根小细杆A，B，板心C从位于杆A的正上方到位于杆B的正上方。圆板绕杆定轴转动惯量为 C位于A正上方时圆板动能为 C到达A、B杆连线中点正上方前瞬间，速度为，动能为 将圆板与杆完全非弹性碰撞后瞬间，绕杆的转动角速度记为，据角动量守恒，有 可得 则有 此时圆盘动能为 C转动B杆正上方时，速度又增为，由机械能定理得 联立以上各式，消去，可得 取近似 又有 代入上式，并忽略高阶小量，得 故A正确，BCD错误。 二、多选题 6. 如图甲，介质中两个质点A和B的平衡位置距波源O的距离分别为1m和5m．图乙是波源做简谐运动的振动图像．波源振动形成的机械横波可沿图甲中x轴传播．已知t＝5s时刻，A质点第一次运动到y轴负方向最大位移处．下列判断正确的是____ A. A质点的起振方向向上 B. 该列机械波的波速为0.2m/s C. 该列机械波的波长为2m D. t＝11.5s时刻，B质点的速度方向沿y轴正方向 E. 若将波源移至x＝3m处，则A、B两质点同时开始振动，且振动情况完全相同 【答案】ACE 【解析】 【详解】由波源的振动图像可知，波源起振的方向为向上，则A质点的起振方向向上，故A正确；因T=4s，已知t＝5s时刻，A质点第一次运动到y轴负方向最大位移处时，可知机械波从O点传到A点用时间为2s，则该列机械波的波速为，故B错误；该列机械波的波长为，故C正确；振动传到B点的时间为，则t＝11.5s时刻，B质点已经振动，此时的速度方向沿y轴负方向，故D错误；若将波源移至x＝3m处，则A、B两质点距离振源的距离相等，则两质点同时开始振动，且振动情况完全相同，故E正确； 故选ACE. 7. 如图所示为两列简谐横波在同一绳上传播在t=0时刻的波形图，已知甲波向左传，乙波向右传，两列波分别刚传到x=±0.5cm处．请根据图中信息判断以下说法正确的是_______． A. 两列波的波长一样大 B. 两列波将同时传到坐标原点 C. x=0处为振动减弱点 D. x=0.2cm处的质点开始振动时的方向向-y方向 E. 由于两波振幅不等，故两列波相遇时不会发生干涉现象 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】A.根据相邻波峰或波谷间的距离等于波长，由图知，两列波的波长相等，都为，A正确； B．波速是由介质决定的，可知两列波的波速相等，两列波的波前传到坐标原点的路程相等，故两列波同时传到坐标原点，B正确； C．甲波传到处时引起处的质点向上振动，同时，乙波传到处时引起处的质点向下振动，所以处为振动减弱点，C正确； D．甲波先传播到处，结合波形微平移法得到处的质点开始振动时的方向向+y方向，D错误； E．由波速公式分析得知，两列波的频率相等，满足干涉的条件，故两列波相遇时会发生干涉现象，E错误； 故选：ABC。 8. 如图所示，空间中有正交的匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，匀强电场方向竖直向下，电场强度为E，将一质量为m，带电荷量为的小球水平向左射入场区中，速度大小为v。已知，g为重力加速度，电磁场空间范围足够大。则在小球之后运动的过程中，以下说法正确的是（　　） A. 电场力对小球做正功，故小球机械能一直增大 B. 小球运动过程中的最大速度为 C. 小球运动过程连续两次速度最大时的位置间的距离为 D. 小球偏离入射方向的最大距离为 【答案】BD 【解析】 【详解】BCD．将初速度v分解为与初速度方向相同即向左的 和方向相反即向右的 分运动对应的洛伦兹力大小 故粒子以向右做匀速直线运动，另一分速度在洛伦兹力的作用下逆时做匀速圆周运动，有 解得 周期为 当转至与同向时速度有最大值 其运动过程中偏离入射方向的最大距离即为圆周运动的直径，即 连续两次速度达到最大值的时间间隔为T，故其间距为 故BD正确，C错误； A．由BCD分析可知，在一个周期内，电场力一半时间做正功，一半时间做负功，因此小球机械能并不是一直增大，故A错误。 故选BD。 第II卷（非选择题） 三、实验题 9. 某实验小组想了解一气压传感器的电阻随所处环境气压变化的规律，他们在室温下利用实验室提供的以下器材进行探究。 A．气压传感器（阻值变化范围从几十欧到几百欧）； B．直流电源（电动势6V，内阻不计）； C．电压表（量程0～3V，内阻为4kΩ）； D．电压表（量程0～15V，内阻为20kΩ）； E．电流表A（量程0～150mA，内阻不计）； F．定值电阻（阻值为4kΩ）； G．定值电阻（阻值为20kΩ）； H．滑动变阻器R（最大阻值为50Ω）； I．开关S、导线若干。 （1）该小组设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中电压表应选择______，定值电阻应选择______。（填器材前的字母代号） （2）请按图甲所示的电路图，将图乙中的实物连线补充完整______。 （3）改变环境压强p，测得不同的值，绘出如图丙所示的图像，可得随压强p变化的关系式为=______。 （4）某次测量时，电压表、电流表的示数分别为和，则气压传感器的阻值=______Ω，此时气压传感器所处环境的压强p=______Pa。 【答案】（1） ①. C ②. F （2） （3） （4） ①. 200 ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]根据题意可知，电源电动势为，电压表读数时要在表盘中间三分之一更准确，而且串联定值电阻可以扩大量程，故电压表选C。 [2]串联定值电阻，相当于扩大电压表量程，扩大到即可，电压表的量程为，内阻为，根据串联分压原理，故需串联一个阻值为定值电阻，故定值电阻应选。 故选F。 小问2详解】 按照图甲所示的电路图，连接实物图如图所示 小问3详解】 根据图像，假设 代入数据可得 【小问4详解】 [1]根据题意，由欧姆定律有 [2]将代入表达式 可以解得，此时气压传感器所处环境的压强为 10. 某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律，在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。 （1）实验前需要调节气垫导轨水平：取走滑块B，将滑块A置于光电门1的左侧，向右轻推一下滑块A，其通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，则应将气垫导轨______（选填“左”或“右”）端适当垫高，直至滑块A通过两光电门的时间相等。 （2）测得滑块A的总质量，滑块B的总质量，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为，A与B碰撞后A再次通过光电门1的时间为，滑块B通过光电门2的时间为。若滑块A和B组成的系统在碰撞的过程中动量守恒，在误差允许的范围内，则应该满足______（用测量量表示）。 （3）根据多次实验数据，测量遮光条长度d后，计算出的动能减少量，的动能增加量，绘制了图像，若图像斜率k≈______，则证明此次碰撞为完全弹性碰撞。 【答案】（1）左 （2） （3）1 【解析】 【小问1详解】 滑块A通过光电门2的时间变长，说明速度减小，右端过高，因此应将左端适当垫高，故填左。 【小问2详解】 取向右方向为正，根据动量守恒定律 整理得 【小问3详解】 完全弹性碰撞没有能量损失，则 绘制图像，若图像斜率 则证明此次碰撞为完全弹性碰撞。 四、解答题 11. 蹦床运动有“空中芭蕾”之称，某质量m=50kg的运动员从空中h1=1.25m落下，接着又能弹起h2=1.8m高度，此次人与蹦床的接触时间t=0.50s，取g=10m/s2，求： （1）运动员与蹦床接触时间内，所受重力的冲量大小I； （2）运动员与蹦床接触时间内，受到蹦床平均弹力的大小F。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）重力的冲量大小为 （2）设运动员下落h1高度时的速度大小为，再次弹起时的速度大小为，则有 以竖直向上为正方向，对运动员由动量定理有 代入数据得 12. 如图所示，一个小型交流发电机输出端连接理想变压器，原、副线圈匝数分别为，副线圈连接电阻．交流发电机的线圈匝数为，电动势瞬时值的表达式为，发电机线圈电阻不计．求： （1）通过发电机线圈磁通量的最大值； （2）变压器原线圈中电流的有效值． 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设匀强磁场的磁感应强度大小为，线圈面积为，则 且 解得 （2）设变压器原、副线圈上电压的有效值为则 且 解得 13. 如图所示，一轻质弹簧的一端固定在球B上，另一端与球C接触但未拴接，球B和球C静止在光滑水平地面上。球A从光滑斜面上距水平地面高为H=3.2m处由静止滑下（不计小球A在斜面与水平面衔接处的能量损失），与球B发生正碰后粘在一起，碰撞时间极短，稍后球C脱离弹簧，在水平地面上匀速运动后，进入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内。已知球A和球B的质量均为1kg，球C的质量为4kg，且三个小球均可被视为质点。圆弧的半径，g取10m/s2。求： （1）小球A和小球B碰后瞬间粘在一起时的共同速度大小vAB； （2）球C脱离弹簧后在圆弧上达到的最大高度h； （3）调整球A释放初位置的高度H，球C与弹簧分离后恰好能运动至圆弧轨道的圆心等高处。求球C在圆弧轨道内运动过程中克服重力做功的最大瞬时功率P。 【答案】（1）4m/s；（2）m；（3） 【解析】 【详解】（1）设小球A与B碰前瞬间的速度为vA，A由斜面最高点下滑到最低点的过程中，由机械能守恒定律可得 A与B发生正碰时在水平方向动量守恒，有 mAvA=vAB 联立代入数据解得 vAB=4m/s （2）设球C脱离弹簧后的速度为vC，A、B整体的速度为vAB′，从A与B结合为一个整体后到球C离开弹簧的过程中，由动量守恒定律有 由机械能守恒定律有 从球C脱离弹簧到运动至圆弧最大高度处的过程中，由机械能守恒定律得 联立并代入数据解得 h=m （3）球C在圆弧轨道内运动过程中，当竖直方向的加速度为零时，竖直方向速度最大，此时克服重力做功的瞬时功率最大。如图所示，设此时球C与圆弧轨道圆心连线与水平方向的夹角为θ，所受轨道支持力大小为FN，则 mCg=FNsinθ 在该位置处，设球C的速度为v，在沿轨道半径方向根据牛顿第二定律得 球C从该位置处运动到与圆弧轨道圆心等高处过程中，由机械能守恒定律得 联立并代入数据解得 sinθ= v=m/s 所以球C克服重力做功的最大瞬时功率为 P=mCgvcosθ= 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$