精品解析：浙江省温州市十校2024-2025学年高二下学期6月期末物理试题

2024学年第二学期温州十校联合体期末联考 高二年级物理学科试题 考生须知： 1．本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4．考试结束后，只需上交答题纸。 一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 为推动电动汽车行业的发展，如何改善电池性能是十分重要的一个研究方向。其中锂离子电池具有高能量密度、使用寿命长、环境影响小等特点。电池的能量密度，通常指电池单位质量所能够释放的能量。电池的能量密度用国际单位制的基本单位符号表述正确的是（　　） A. J/kg B. W/kg C. m²/s² D. m³/s 【答案】C 【解析】 【详解】能量密度的定义是能量（E）除以质量（m），其国际单位制单位为焦耳每千克（J/kg），但题目要求用基本单位符号表示。焦耳（J）的导出单位为，因此能量密度的单位可表示为，故只有C正确。 故选C。 2. 在物理学科的学习过程中，对于物理思维方法的学习也是十分重要的。下列有关物理思维方法正确的是（　　） A. 在研究机械运动时通常采用质点为研究对象是因为其真实存在且便于研究 B. 库仑在库仑扭秤实验中利用放大法成功得到了库仑定律 C. 通过比值定义法定义的电场强度，表示电场强度大小与试探电荷的电荷量成反比 D. 通过海绵的凹陷程度反映压力的大小是利用了控制变量法 【答案】B 【解析】 【详解】A．质点是一个理想化模型，实际并不存在，采用质点是为了简化问题便于研究，故A错误； B．库仑扭秤实验通过微小扭转角的放大效应测量电荷间作用力，属于放大法的应用，故B正确； C．电场强度是比值定义法，E由电场本身决定，与试探电荷q无关，故C错误； D．海绵凹陷程度反映压力效果，属于转换法（或类比法），而非控制变量法，故D错误。 故选B。 3. 2025年4月30日13时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽身体状态良好，神舟十九号载人飞行任务取得圆满成功。下列有关说法正确的是（　　） A. 研究人员可将航天器看作质点来研究航天器降落时的姿态 B. 宇宙空间中的航天器通常利用加速来降低其轨道高度 C. 在航天器减速下降的过程中，其内部的航天员处于失重状态 D. 穿越大气层的过程中，航天器与地球所组成的系统的机械能不守恒 【答案】D 【解析】 【详解】A．研究航天器降落时的姿态需要考虑其形状和结构，不能视为质点，故A错误； B．航天器降低轨道需通过减速使引力大于所需向心力做近心运动，故B错误； C．减速下降时加速度方向向上，航天员处于超重状态，故C错误； D．穿越大气层时空气阻力做功，系统机械能有损耗，故机械能不守恒，故D正确。 故选D。 4. “天问二号”在2025年5月发射，发射后沿霍曼转移轨道运动，可认为地球和火星在同一平面沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动。已知火星公转半径是地球公转半径的1.5倍，则下列说法正确的是（　　） A. 地球绕太阳运动的加速度小于火星绕太阳运动的加速度 B. “天问二号”若要进入火星轨道，则需C点减速 C. “天问二号”的发射速度大小v应满足v>16.7km/s D. “天问二号”从A点运动到C点的时间为个月 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律可得 解得 因为地球绕太阳的公转半径小于火星绕太阳的公转半径，故地球绕太阳运动的加速度大于火星绕太阳运动的加速度，故A错误； B．卫星从低轨道变轨到高轨道需要在变轨处点火加速，所以“天问二号”若要进入火星轨道，则需在C点加速，故B错误； C．“天问二号”的发射速度应大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，则v应满足，故C错误； D．火星绕太阳公转的半径为1.5R，地球公转半径为R，则探测器在转移轨道的半长轴为1.25R，根据开普勒第三定律得 解得探测器沿霍曼转移轨道运动的周期为 故“天问二号”从A点运动到C点的时间为 故D正确。 故选D。 5. 在电荷量为Q的点电荷产生的电场中，将无限远处的电势规定为零时，距离该点电荷r处的电势为，其中为静电力常量，多个点电荷产生的电场中某点的电势，等于每个点电荷单独存在时该点电势的代数和。电荷量大小分别为和两个点电荷产生的电场等势线如图所示（图中数字的单位是伏特），则（　　） A. 为正电荷，且 B. 为负电荷，且 C. 为正电荷，且 D. 为负电荷，且 【答案】A 【解析】 【详解】根据两点电荷周围的电势分布可知带正电，带负电（正电荷周围电势大于零，负电荷周围电势小于零） 由图中电势为0的等势线可知 由图中距离关系可知 联立解得 故选A。 6. 如图为一种自耦调压器的结构示意图，线圈均匀绕在铁芯上，通过滑片P可调节副线圈匝数。A、B间输入电压为，副线圈上接有1个电动机M，为线圈C、D的中点。电动机M的内阻，额定电压，额定功率。则（　　） A. 当滑片P向上移动时，原线圈的电流将变小 B. 当滑片P向上移动时，电动机的损耗功率将减小 C. 当滑片P置于E处时，电动机两端的电压为 D. 当滑片P置于C处时，电动机的输出功率为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当滑片P向上移动时，副线圈匝数增加，则根据可知，副线圈电压变大，副线圈的电流将变大，电动机的损耗功率将变大，原线圈的电流将变大，选项AB错误； C．变压器初级电压有效值U1=220V，则当滑片P置于E处时，电动机两端的电压为，选项C错误； D．当滑片P置于C处时，电动机两端电压为 此时电动机的功率为110W，通过电动机的电流为 电动机的输出功率为，选项D正确。 故选D。 7. 如图甲所示是中国古代文人很喜欢玩投壶的游戏，现两人站在同一位置，以不同高度沿水平方向分别抛出、两支箭矢，且从壶口同一位置落入壶中，入壶瞬间箭头方向如图乙所示。空气阻力可忽略不计。、两箭矢相比较，下列说法正确的是（　　） A. 箭矢初速度较大 B. 箭矢被抛出时离地面高度小 C. 箭矢在空中运动的时间短 D. 箭矢在空中运动过程中速度变化量较大 【答案】A 【解析】 【详解】AC．设速度方向与水平方向夹角（锐角），水平位移s，初速度，有 由乙图可知 则 由于 二者水平位移相等，则 故A正确，C错误； B．根据 可得 则箭矢b被抛出时离地高度大，故B错误； D．根据速度变化量 由于 则箭矢b在空中运动过程中速度变化量较大，故D错误。 故选A。 8. 如图所示，水平面上放置一个绝缘轻支杆，支杆上的带电小球位于光滑小定滑轮的正下方，绝缘细线绕过定滑轮与带电小球相连，在拉力的作用下，小球静止，此时两球处于同一水平线。假设两球的电荷量均不变，现缓慢拉动细线，使球缓慢移动一小段距离，支杆始终静止，下列说法正确的是（　　） A. 带电小球B受到的库仑力不变 B. 地面给绝缘轻支杆的支持力一直小于带电小球A的重力 C. 两带电小球所组成系统的电势能大小不变 D. 带电小球B的运动轨迹为直线 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球B受到重力G、库仑力、绳子拉力F而平衡，设OB长度为l，AB距离为r，OA距离为h，如图 根据相似三角 由于不变，可知该式比值不变，现缓慢拉动细线，可知l变小，但r不变，故库仑力大小不变，但方向在变，故A错误； B．对小球A和绝缘轻支杆整体受力分析，受重力、库仑力、地面的支持力和摩擦力而平衡，对整体，竖直方向分析可知地面给绝缘轻支杆的支持力等于小球A的重力与库仑力在竖直方向向下的分力的合力，即地面给绝缘轻支杆的支持力一直大于带电小球A的重力，故B错误； CD．移动过程中，由于r不变，可知小球B的轨迹为圆周轨迹，则库仑力不做功，则两带电小球所组成系统的电势能大小不变，故C正确，D错误。 故选C。 9. 我国某汽车集团采用减小厚度、增加长度的结构创新方案推出了“刀片电池”，可以在同样的空间内装入更多电池。一款车型装配了10块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是120A·h，输出电压为48V，该车型采用充电电压为300V的快充充电桩时，充电效率为80%，充满电需要的时间为8h。已知该车型电动机额定电压为48V，额定功率为1.2kW，则下列说法不正确的是（　　） A. 电动机在额定电压下工作时，额定电流为25A B. 刀片电池充满电时能储存57600J的能 C. 电池充满电后最多能供电动机正常工作48h D. 快充充电桩的平均充电电流为30A 【答案】B 【解析】 【详解】A．额定电流为，故A正确； B．每块刀片电池充满电时储能为 总储能，故B错误； C．电池充满电后最多能供电动机正常工作时间为，故C正确； D．由题意，电池总储能，则平均充电电流为，故D正确。 由于本题选择错误选项，故选B。 10. 某广场喷泉，在喷泉底部水平安装有五颜六色的圆形彩灯。如图所示，若所有彩灯均为圆盘状，直径均为d，灯面到水面的距离均为h。已知红光在水中的折射率为，水池面积足够大。则下列说法正确的是（　　） A. 每个灯盘在水面上的发光形状为环形 B. 灯盘发出的红光能射出水面的最短时间为 C. 红光灯盘在水面上的发光面积为 D. 红光灯盘在水面上的发光面积比绿光灯盘的小 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为彩灯为圆盘状，所以每个灯盘在水面上的发光形状为圆形，故A错误； C．设红光在水面发生全反射时临界角为C，由有 解得C=45° 结合题意，可得下图： 由几何关系可得，红光灯盘在水面上的发光面积直径为2r=d+2htanC 红光灯盘在水面上的发光面积为，选项C正确； B．灯盘发出的红光垂直射到水面时的时间最短，则能射出水面的最短时间为，选项B错误； D．结合前面分析可知，无论是何种光，灯盘在水面上的发光面积直径都为D=d+2htanC 又因为红光的频率小于绿光，所以红光的折射率小于绿光，即n红＜n绿，且 则红光临界角C较大，可知红光在水面上发光的直径较大，即红光灯盘在水面上的发光面积比绿光灯盘的大，故D错误。 故选C。 二、选择题II（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 甲状腺病痛患者手术切除甲状腺后，可以通过口服含有碘131的药物进一步进行放射性治疗，碘131发生衰变的过程可以用方程来表示，、和Z的质量分别为和mZ，不考虑患者对放射性药物代谢的影响，下列说法正确的是（　　） A. 碘131的衰变为衰变 B. 比更稳定 C. 一个衰变为释放的核能为 D. 碘131的半衰期约为8天，患者服药后经过16天碘131全部衰变 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．据质量数和电荷数守恒可知反应方程为，可知其为衰变，且天然发生，产物比更稳定，故A正确，B错误； C．释放的核能为，故C正确； D．患者服药后经过两个半衰期，碘131应还剩原来的，故D错误。 故选AC。 12. 如图甲是氢原子的能级结构，图乙是研究光电效应的实验装置，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，照射K极，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光波长范围约为400nm到760nm之间。则（　　） A. 氢原子从n=4能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光 B. 若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为负极 C. b光光子能量小于a光的光子能量 D. 氢原子从n=4能级向低能级跃迁时释放出落在可见光区域的射线，通过相同装置做双缝干涉实验，其中相邻亮条纹间距最宽的是n=3向n=2跃迁时释放出的射线。 【答案】BD 【解析】 【详解】A．从n=4能级向低能级跃迁时能辐射出3+2+1=6种频率的光，可见光波长范围约为400nm到760nm之间，则由可知可见光的光子能量范围约为到之间，则只有2种可见光，分别为从能级向能级跃迁和从能级向能级跃迁，故A错误； B．光电子从K极射向A极，若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则A极接负极，即图乙中电源右侧为负极，故B正确； C．由图丙可知，遏止电压b光子的大于a光子的，由公式可知，逸出功一定，则b光的光子能量大于a光的光子能量，故C错误； D．只有2种可见光射线，分别为从能级向能级跃迁和从能级向能级跃迁。由公式可知波长较长的光对应的条纹间距较宽。 而由公式可知n=3向n=2跃迁时释放出的射线的光子能量较低、波长较长，则其对应的相邻亮条纹间距最宽，故D正确。 故选BD。 13. 下图为超声波悬浮仪，上方圆柱体中高频电信号通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，下方圆柱体将接收到的超声波反射回去。两列超声波叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，小水珠能在节点附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为右图，右图为某时刻两列超声波的波动图像，某时刻两波源产生的波分别传到了点P（0.2m，0）和点Q（0.8m，0），已知超声波的传播速度为340m/s，则下列说法正确的是（　　） A. 该超声波悬浮仪发出的超声波频率为85000Hz B. 经过T，质点P沿x轴正方向移动0.1cm C. 两列波叠加稳定后，P、Q之间（不包括P、Q）共有2个节点 D. 两列波叠加稳定后，M点的振幅为0 【答案】AC 【解析】 【详解】A．该超声波悬浮仪发出的超声波波长为λ=0.4cm，则频率为，选项A正确； B．质点只能在自己平衡位置附近振动，但不随波迁移，选项B错误； C．设距离P点x处为减弱点，则（n=0，1，2，3，4……） 因x<0.6cm，则将n=0代入可知x1=0.2cm、x2=0.4cm，即两列波叠加稳定后，P、Q之间（不包括P、Q）共有2个节点，选项C正确； D．两列波叠加稳定后，M点振动加强，则振幅不为0，选项D错误。 故选AC。 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。 （1）若图中打点计时器是电火花计时器，则电源应选________。 A. 8~10V，50Hz交流电 B. 220V，50Hz交流电 C. 8~10V，直流电 （2）下列操作过程中，正确的是（　　） A. 实验开始时，让小车靠近打点计时器处，先释放小车再接通电源 B. 实验中每次改变托盘和砝码的质量时，需重新调节木板的倾斜度 C. 为减小误差，实验中需保证托盘和砝码总质量远小于小车的质量 （3）打点计时器使用的交流电频率为50Hz，图乙纸带A、B、C……为选取的连续5个计数点，相邻计数点之间还有4个打点没有画出。依据图乙纸带计算，小车做匀加速运动的加速度大小为_______（保留二位有效数字）。 （4）乙同学在探究小车加速度a与所受拉力F的关系时，根据实验数据作出的图像如图丙所示，图线不过原点，原因可能是____。 A. 木板一端垫得过高 B. 木板一端垫得过低 C. 盘和砝码的总质量太大 D. 盘和砝码的总质量太小 【答案】（1）B （2）C （3）0.20 （4）A 【解析】 【小问1详解】 电火花计时器，电源应选220V，50Hz交流电。 故选B。 【小问2详解】 A．实验开始时，让小车靠近打点计时器处，应先接通电源，打点稳定后，再释放小车，故A错误； B．改变托盘和砝码的质量时，不需要重新调节木板的倾斜度，故B错误； C．只有当托盘和砝码总质量远小于小车的质量，才能近似认为托盘和砝码总重力等于小车所受拉力，故C正确。 故选C。 【小问3详解】 由题意相邻计数点之间的时间间隔为 由逐差法可得小车做匀加速运动的加速度大小为 小问4详解】 图线不过原点，如图丙所示，则拉力为0时，小车就有向下的加速度，则应是平衡摩擦阻力过度，即木板一端垫得过高。 故选A。 15. 某同学要测量某电池的电动势和内阻，提供下列仪器： A.待测“电池”（电动势约为4V，内阻约为180Ω） B.毫安表（量程5mA，内阻为） C.电压表（量程4V，内阻约5kΩ） D.电压表（量程40V，内阻约500Ω） E.电阻箱 F.滑动变阻器 G.滑动变阻器 H.开关、导线若干。 （1）为尽量减小实验误差，实验中电压表选择_____，滑动变阻器选择_____。（填写元件的字母代号） （2）由于毫安表的量程太小，该同学用电阻箱与毫安表并联，可使其量程扩大，取，则改装后的电流表量程为毫安表量程的_________倍； （3）用改装后的电流表完成实验，应该选择的实验电路是图中的_________（填“甲”或“乙”）； （4）根据实验数据画出图线（是电压表读数，是改装后电流表的读数），如图丙所示。由图线可得，“电池”的电动势_________V，内电阻_________。（结果均保留三位有效数字） 【答案】（1） ①. C ②. G （2）5 （3）乙 （4） ①. 3.80 ②. 171 【解析】 【小问1详解】 [1]电压表应选量程为4V的，即。 故选C。 [2]由题图可知，滑动变阻器应选择大于电池内阻的，即。 故选G。 【小问2详解】 改装后，通过的总电流为，即量程扩大为原来的5倍。 小问3详解】 由于改装后的电流表内阻已知，因此电流表相对电源应采用内接法，应该选择的实验电路是图中的乙。 【小问4详解】 [1][2]改装后电流表的内阻为 由闭合电路欧姆定律可得 则 可知图像的纵轴截距等于电动势，则有 斜率绝对值为 则。 16. 以下实验中，说法正确的是（　　） A. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器安装在光具座上，其中三个光学元件依次为滤光片、单缝片、双缝片 B. “探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，弹簧测力计不可以和木板接触 C. 在“用单摆测量重力加速度”实验中，为方便测量摆的周期，开始时拉开摆球，使摆角较大 D. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，油膜的厚度等于1滴油酸溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比 【答案】AD 【解析】 【详解】A．光需通过滤光片过滤成单色光，然后通过单缝片形成线光源，再经过双缝片形成两束相干光，故A正确； B．弹簧测力计可以和木板接触，不影响读数，故B错误； C．摆球的摆角应很小才行，在以内，故C错误； D．油酸充分展开后获得单分子油膜，厚度即为油酸分子直径，等于1滴油酸溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比，故D正确。 故选AD。 17. 如图所示，竖直放置的汽缸高H=18cm，距缸底h=11cm的光滑内壁上安装有小支架，质量m=1kg、横截面积S=1×10−3m2的活塞静置于支架上。缸内封闭了一定质量的理想气体，气体的温度T0=300K，压强等于大气压强p0=1.0×105Pa。活塞与内壁接触紧密。现对密闭气体缓慢加热，使气体温度最终升高至T=450K，此过程气体内能增加了13.6J，重力加速度取10m/s2。求： （1）在缓慢加热过程中，活塞刚要离开小支架时的气体温度T1； （2）气体温度最终升高至T=450K时，汽缸内气体体积； （3）整个过程气体吸收的热量Q。 【答案】（1）330K （2）1.5×10−4m3 （3）18J 【解析】 【小问1详解】 当活塞刚要离开小支架时，对活塞进行分析，根据平衡条件有 解得 活塞离开支架前气体等容变化，根据查理定律有 解得 【小问2详解】 活塞离开支架后气体等压变化，根据盖−吕萨克定律有 其中 解得 【小问3详解】 气体对外界做功，则有 根据热力学第一定律有 解得 18. 某工厂的传送装置可简化为如图所示模型，半径m的四分之一圆弧轨道最低点与长度m的传送带平滑连接，传送带以m/s的速率顺时针转动，传送带右侧与轨道平滑连接，轨道右侧地面放置一质量kg的木板，木板紧靠轨道，传送带、轨道与木板上表面平齐，距木板右端m处有一挡板。现将质量kg的物块轻放在圆弧轨道最高点，使其由静止开始运动。已知物块与传送带之间、物块与木板上表面之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余部分摩擦忽略不计，木板与右侧挡板的碰撞为弹性碰撞，且碰撞时间极短，物块可看做质点且始终未滑离木板，取重力加速度m/s²。求： （1）计算物块在点时对轨道的压力的大小； （2）求物体在木板上第一次与木板共速时，木板的速度大小； （3）整个过程中木板运动的路程。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块下滑运动到N点，由动能定理 解得 在N点，根据牛顿第二定律有 结合牛顿第三定律，可得 【小问2详解】 物块在传送带上滑行的加速度 共速时滑行距离 故物块在传送带上先减速后匀速运动，物块滑上木板时的速度为 假设木板第一次与挡板碰撞前，物块已经与木板共速，根据动量守恒定律，有 解得 该过程中对木板，由动能定理可得 解得，假设正确，故物体在木板上第一次与木板共速时，木板的速度大小 【小问3详解】 木板与挡板第一次碰撞，木板位移为 木板与挡板第一次碰撞后减速到零过程，根据动能定理，有 解得，则木板从第一次到第二次与档板碰撞时发生的位移为 木板与挡板第一次碰撞后到物块与木板第二次共速，根据动量守恒有 解得 木板与挡板第二次碰撞后减速到零过程，根据动能定理，有 解得，则木板从第二次到第三次与档板碰撞时发生的位移为 木板与挡板第二次碰撞后到物块与木板第三次共速，根据动量守恒有 解得 同理可得，木板位移为 故整个过程中木板运动的路程 19. 如图两根足够长的平直轨道AB和CD固定在水平面上，轨道宽度为L，其中PQ左侧为光滑金属轨道，轨道电阻忽略不计，AC间接有定值电阻R，PQ右侧为粗糙绝缘轨道。沿CD轨道建立x轴，坐标原点与Q点重合。PQ左侧分布有垂直于轨道平面向下的匀强磁场，PQ右侧为沿x轴渐变的磁场，垂直于x轴方向磁场均匀分布。现将一质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒ab垂直放置在轨道上，与PQ距离为s。PQ的右方还有质量为3m、各边长均为L的U形框cdef，其电阻为3R。ab棒在恒力F作用下向右运动，到达PQ前已匀速。当ab棒运动到PQ处时撤去恒力F，随后与U形框发生碰撞，碰后连接成“口”字形闭合线框，并一起运动，后续运动中受到与运动方向相反的阻力f，阻力大小与速度满足。已知，，，，，，，求： （1）棒ab刚开始运动时，a和b哪点电势高； （2）棒ab与U形框碰撞前速度的大小； （3）棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量； （4）“口”字形线框停止运动时，ed边的坐标； 【答案】（1）a点电势高 （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 由右手定则可知，电流由b向a，则a点相当于电源正极，则a点电势高。 【小问2详解】 由闭合电路欧姆定律得 此时安培力和恒力F等大反向，则 联立，解得 【小问3详解】 棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量为 其中 联立，可得 【小问4详解】 设碰后瞬间金属框的速度为，根据动量守恒 解得 此后任意时刻闭合线框的速度为，边处磁场为，边处磁场为，则回路中的电动势为 回路总电阻为，根据闭合电路欧姆定律 其中 此时回路受到的安培力大小为 根据动量定理 其中 联立，解得 20. 如图所示，为研究带电粒子在电场和磁场中的运动情况，在纸面内建立坐标系。在第二象限存在沿轴负方向、场强大小为的匀强电场。在该电场区域内存在一连续分布的曲线状离子源（如图虚线所示），它们可沿轴正方向持续发射质量均为、电荷量均为、速度大小均为的离子，且离子源纵坐标的区间为。在轴的下方存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，在该磁场区域内有一足够长的探测板平行轴放置，它与轴的距离可调。已知所有离子均能经过坐标原点并射入磁场区域，速度大小为的离子在磁场中做圆周运动的半径为，不计离子重力及离子间相互作用力。 （1）求经过点的最大速度的大小； （2）若，求离子打在探测板上的区域长度； （3）若离子源发射的离子按坐标均匀分布，求探测板的收集率与的函数关系（关系式中字母仅含、）。 【答案】（1） （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 由于离子在电场中，从处发射的离子通过点速度最大，则有 解得 则经过点的最大速度 【小问2详解】 由洛伦兹力提供向心力有 所以 离子进入磁场时的圆周运动圆心低于点 可见所有离子在磁场中做圆周运动圆心均在探测板上； 速度最大的粒子满足 由几何关系易知打中的区域长度 【小问3详解】 根据题意，结合上述分析，画出粒子运动轨迹，如图所示 ①当时： ②当时： ③当时： 设从纵坐标为的离子源发射的离子在磁场中的运动轨迹恰好与探测板相切，由运动学公式有 即 离子轨迹与探测板相切时 联立上述两式得 探测板的收集率 联立上述式子得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024学年第二学期温州十校联合体期末联考 高二年级物理学科试题 考生须知： 1．本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4．考试结束后，只需上交答题纸。 一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 为推动电动汽车行业的发展，如何改善电池性能是十分重要的一个研究方向。其中锂离子电池具有高能量密度、使用寿命长、环境影响小等特点。电池的能量密度，通常指电池单位质量所能够释放的能量。电池的能量密度用国际单位制的基本单位符号表述正确的是（　　） A. J/kg B. W/kg C. m²/s² D. m³/s 2. 在物理学科的学习过程中，对于物理思维方法的学习也是十分重要的。下列有关物理思维方法正确的是（　　） A. 在研究机械运动时通常采用质点为研究对象是因为其真实存在且便于研究 B. 库仑在库仑扭秤实验中利用放大法成功得到了库仑定律 C. 通过比值定义法定义的电场强度，表示电场强度大小与试探电荷的电荷量成反比 D. 通过海绵的凹陷程度反映压力的大小是利用了控制变量法 3. 2025年4月30日13时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽身体状态良好，神舟十九号载人飞行任务取得圆满成功。下列有关说法正确的是（　　） A. 研究人员可将航天器看作质点来研究航天器降落时的姿态 B. 宇宙空间中的航天器通常利用加速来降低其轨道高度 C. 在航天器减速下降的过程中，其内部的航天员处于失重状态 D. 穿越大气层的过程中，航天器与地球所组成的系统的机械能不守恒 4. “天问二号”在2025年5月发射，发射后沿霍曼转移轨道运动，可认为地球和火星在同一平面沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动。已知火星公转半径是地球公转半径的1.5倍，则下列说法正确的是（　　） A. 地球绕太阳运动的加速度小于火星绕太阳运动的加速度 B. “天问二号”若要进入火星轨道，则需在C点减速 C. “天问二号”的发射速度大小v应满足v>16.7km/s D. “天问二号”从A点运动到C点的时间为个月 5. 在电荷量为Q点电荷产生的电场中，将无限远处的电势规定为零时，距离该点电荷r处的电势为，其中为静电力常量，多个点电荷产生的电场中某点的电势，等于每个点电荷单独存在时该点电势的代数和。电荷量大小分别为和两个点电荷产生的电场等势线如图所示（图中数字的单位是伏特），则（　　） A. 为正电荷，且 B. 为负电荷，且 C. 为正电荷，且 D. 为负电荷，且 6. 如图为一种自耦调压器的结构示意图，线圈均匀绕在铁芯上，通过滑片P可调节副线圈匝数。A、B间输入电压为，副线圈上接有1个电动机M，为线圈C、D的中点。电动机M的内阻，额定电压，额定功率。则（　　） A. 当滑片P向上移动时，原线圈的电流将变小 B. 当滑片P向上移动时，电动机的损耗功率将减小 C. 当滑片P置于E处时，电动机两端的电压为 D. 当滑片P置于C处时，电动机的输出功率为 7. 如图甲所示是中国古代文人很喜欢玩投壶的游戏，现两人站在同一位置，以不同高度沿水平方向分别抛出、两支箭矢，且从壶口同一位置落入壶中，入壶瞬间箭头方向如图乙所示。空气阻力可忽略不计。、两箭矢相比较，下列说法正确的是（　　） A. 箭矢初速度较大 B. 箭矢被抛出时离地面高度小 C. 箭矢在空中运动时间短 D. 箭矢在空中运动过程中速度变化量较大 8. 如图所示，水平面上放置一个绝缘轻支杆，支杆上的带电小球位于光滑小定滑轮的正下方，绝缘细线绕过定滑轮与带电小球相连，在拉力的作用下，小球静止，此时两球处于同一水平线。假设两球的电荷量均不变，现缓慢拉动细线，使球缓慢移动一小段距离，支杆始终静止，下列说法正确的是（　　） A. 带电小球B受到的库仑力不变 B. 地面给绝缘轻支杆的支持力一直小于带电小球A的重力 C. 两带电小球所组成系统的电势能大小不变 D. 带电小球B的运动轨迹为直线 9. 我国某汽车集团采用减小厚度、增加长度的结构创新方案推出了“刀片电池”，可以在同样的空间内装入更多电池。一款车型装配了10块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是120A·h，输出电压为48V，该车型采用充电电压为300V的快充充电桩时，充电效率为80%，充满电需要的时间为8h。已知该车型电动机额定电压为48V，额定功率为1.2kW，则下列说法不正确的是（　　） A. 电动机在额定电压下工作时，额定电流为25A B. 刀片电池充满电时能储存57600J的能 C. 电池充满电后最多能供电动机正常工作48h D. 快充充电桩的平均充电电流为30A 10. 某广场喷泉，在喷泉底部水平安装有五颜六色的圆形彩灯。如图所示，若所有彩灯均为圆盘状，直径均为d，灯面到水面的距离均为h。已知红光在水中的折射率为，水池面积足够大。则下列说法正确的是（　　） A. 每个灯盘在水面上的发光形状为环形 B. 灯盘发出的红光能射出水面的最短时间为 C. 红光灯盘在水面上的发光面积为 D. 红光灯盘在水面上的发光面积比绿光灯盘的小 二、选择题II（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 甲状腺病痛患者手术切除甲状腺后，可以通过口服含有碘131的药物进一步进行放射性治疗，碘131发生衰变的过程可以用方程来表示，、和Z的质量分别为和mZ，不考虑患者对放射性药物代谢的影响，下列说法正确的是（　　） A. 碘131衰变为衰变 B. 比更稳定 C. 一个衰变为释放的核能为 D. 碘131的半衰期约为8天，患者服药后经过16天碘131全部衰变 12. 如图甲是氢原子的能级结构，图乙是研究光电效应的实验装置，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，照射K极，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光波长范围约为400nm到760nm之间。则（　　） A. 氢原子从n=4能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光 B. 若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为负极 C. b光的光子能量小于a光的光子能量 D. 氢原子从n=4能级向低能级跃迁时释放出落在可见光区域的射线，通过相同装置做双缝干涉实验，其中相邻亮条纹间距最宽的是n=3向n=2跃迁时释放出的射线。 13. 下图为超声波悬浮仪，上方圆柱体中高频电信号通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，下方圆柱体将接收到的超声波反射回去。两列超声波叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，小水珠能在节点附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为右图，右图为某时刻两列超声波的波动图像，某时刻两波源产生的波分别传到了点P（0.2m，0）和点Q（0.8m，0），已知超声波的传播速度为340m/s，则下列说法正确的是（　　） A. 该超声波悬浮仪发出的超声波频率为85000Hz B 经过T，质点P沿x轴正方向移动0.1cm C. 两列波叠加稳定后，P、Q之间（不包括P、Q）共有2个节点 D. 两列波叠加稳定后，M点的振幅为0 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。 （1）若图中打点计时器是电火花计时器，则电源应选________。 A. 8~10V，50Hz交流电 B. 220V，50Hz交流电 C. 8~10V，直流电 （2）下列操作过程中，正确的是（　　） A. 实验开始时，让小车靠近打点计时器处，先释放小车再接通电源 B. 实验中每次改变托盘和砝码的质量时，需重新调节木板的倾斜度 C. 为减小误差，实验中需保证托盘和砝码总质量远小于小车的质量 （3）打点计时器使用的交流电频率为50Hz，图乙纸带A、B、C……为选取的连续5个计数点，相邻计数点之间还有4个打点没有画出。依据图乙纸带计算，小车做匀加速运动的加速度大小为_______（保留二位有效数字）。 （4）乙同学在探究小车加速度a与所受拉力F的关系时，根据实验数据作出的图像如图丙所示，图线不过原点，原因可能是____。 A. 木板一端垫得过高 B. 木板一端垫得过低 C. 盘和砝码的总质量太大 D. 盘和砝码的总质量太小 15. 某同学要测量某电池的电动势和内阻，提供下列仪器： A.待测“电池”（电动势约为4V，内阻约为180Ω） B.毫安表（量程5mA，内阻为） C.电压表（量程4V，内阻约5kΩ） D.电压表（量程40V，内阻约500Ω） E.电阻箱 F.滑动变阻器 G.滑动变阻器 H.开关、导线若干。 （1）为尽量减小实验误差，实验中电压表选择_____，滑动变阻器选择_____。（填写元件的字母代号） （2）由于毫安表的量程太小，该同学用电阻箱与毫安表并联，可使其量程扩大，取，则改装后的电流表量程为毫安表量程的_________倍； （3）用改装后的电流表完成实验，应该选择的实验电路是图中的_________（填“甲”或“乙”）； （4）根据实验数据画出图线（是电压表读数，是改装后电流表的读数），如图丙所示。由图线可得，“电池”的电动势_________V，内电阻_________。（结果均保留三位有效数字） 16. 以下实验中，说法正确的是（　　） A. 在“用双缝干涉测量光波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器安装在光具座上，其中三个光学元件依次为滤光片、单缝片、双缝片 B. “探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，弹簧测力计不可以和木板接触 C. 在“用单摆测量重力加速度”实验中，为方便测量摆的周期，开始时拉开摆球，使摆角较大 D. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，油膜的厚度等于1滴油酸溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比 17. 如图所示，竖直放置的汽缸高H=18cm，距缸底h=11cm的光滑内壁上安装有小支架，质量m=1kg、横截面积S=1×10−3m2的活塞静置于支架上。缸内封闭了一定质量的理想气体，气体的温度T0=300K，压强等于大气压强p0=1.0×105Pa。活塞与内壁接触紧密。现对密闭气体缓慢加热，使气体温度最终升高至T=450K，此过程气体内能增加了13.6J，重力加速度取10m/s2。求： （1）在缓慢加热过程中，活塞刚要离开小支架时的气体温度T1； （2）气体温度最终升高至T=450K时，汽缸内气体的体积； （3）整个过程气体吸收的热量Q。 18. 某工厂的传送装置可简化为如图所示模型，半径m的四分之一圆弧轨道最低点与长度m的传送带平滑连接，传送带以m/s的速率顺时针转动，传送带右侧与轨道平滑连接，轨道右侧地面放置一质量kg的木板，木板紧靠轨道，传送带、轨道与木板上表面平齐，距木板右端m处有一挡板。现将质量kg的物块轻放在圆弧轨道最高点，使其由静止开始运动。已知物块与传送带之间、物块与木板上表面之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余部分摩擦忽略不计，木板与右侧挡板的碰撞为弹性碰撞，且碰撞时间极短，物块可看做质点且始终未滑离木板，取重力加速度m/s²。求： （1）计算物块在点时对轨道的压力的大小； （2）求物体在木板上第一次与木板共速时，木板的速度大小； （3）整个过程中木板运动的路程。 19. 如图两根足够长的平直轨道AB和CD固定在水平面上，轨道宽度为L，其中PQ左侧为光滑金属轨道，轨道电阻忽略不计，AC间接有定值电阻R，PQ右侧为粗糙绝缘轨道。沿CD轨道建立x轴，坐标原点与Q点重合。PQ左侧分布有垂直于轨道平面向下的匀强磁场，PQ右侧为沿x轴渐变的磁场，垂直于x轴方向磁场均匀分布。现将一质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒ab垂直放置在轨道上，与PQ距离为s。PQ的右方还有质量为3m、各边长均为L的U形框cdef，其电阻为3R。ab棒在恒力F作用下向右运动，到达PQ前已匀速。当ab棒运动到PQ处时撤去恒力F，随后与U形框发生碰撞，碰后连接成“口”字形闭合线框，并一起运动，后续运动中受到与运动方向相反的阻力f，阻力大小与速度满足。已知，，，，，，，求： （1）棒ab刚开始运动时，a和b哪点电势高； （2）棒ab与U形框碰撞前速度的大小； （3）棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量； （4）“口”字形线框停止运动时，ed边的坐标； 20. 如图所示，为研究带电粒子在电场和磁场中的运动情况，在纸面内建立坐标系。在第二象限存在沿轴负方向、场强大小为的匀强电场。在该电场区域内存在一连续分布的曲线状离子源（如图虚线所示），它们可沿轴正方向持续发射质量均为、电荷量均为、速度大小均为的离子，且离子源纵坐标的区间为。在轴的下方存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，在该磁场区域内有一足够长的探测板平行轴放置，它与轴的距离可调。已知所有离子均能经过坐标原点并射入磁场区域，速度大小为的离子在磁场中做圆周运动的半径为，不计离子重力及离子间相互作用力。 （1）求经过点的最大速度的大小； （2）若，求离子打在探测板上的区域长度； （3）若离子源发射的离子按坐标均匀分布，求探测板的收集率与的函数关系（关系式中字母仅含、）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$