精品解析：陕西省西安市第一中学2024-2025学年高二下学期期末教学质量检测物理试卷

高二期末教学质量检测 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：人教版必修第一、二、三册，选择性必修第一、二册，选择性必修第三册第一章。 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. 用中子轰击铀核发生裂变反应，会产生钡核和氪核并释放出中子，铀的裂变方程为（ ） A. B. C. D. 2. 用一束激光斜射入液面，入射光线、反射光线和折射光线如图所示，通过测量发现入射光线与液面的夹角为37°，反射光线与折射光线相互垂直，已知该束激光在真空中的传播速度为c，sin37°=0.6，则该束激光在该液体中的传播速度大小为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，若一分子固定于坐标原点，另一分子从轴上点沿轴向点运动，当运动到点时，两分子间分子力为零，规定两分子相距无穷远时它们的分子势能为零。下列说法正确的是（ ） A 运动到点时，分子势能大于零 B. 从点运动到点过程中，、间引力一直增大 C. 从点运动到点的过程中，两分子之间只存在引力作用 D. 从点运动到点的过程中，分子力先减小后增大再减小 4. 在铅球比赛中，某运动员投出的铅球在空中的某段运动轨迹如图所示，铅球在点时的速度大小，在点时的速度恰好与方向垂直，已知铅球从点运动到点的时间为，铅球可视为质点，忽略空气阻力，取重力加速度大小，则铅球经过点时的速度大小为（ ） A. B. C. D. 5. 某静电透镜的示意图如图所示，图中实线、是电极板，板电势为，带孔的板电势为，虚线为等势线，从板中心附近水平向右发射的带电粒子最终都汇聚到点，不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ） A. 粒子可能是电子 B. 粒子可能是质子 C. 粒子从A点运动到点的过程中，机械能守恒 D. 粒子在射出时的电势能和动能之和大于在点时的电势能和动能之和 6. 如图所示，时刻波源从平衡位置开始向上振动，产生一列简谐横波在均匀介质中向右传播，时刻质点开始运动，时刻质点第一次运动到最高点。已知点和点平衡位置之间距离，点和点平衡位置之间的距离，则波传播到点时，、之间的波形为（ ） A. B. C. D. 7. 回旋加速器利用高频交变电压使带电粒子在电场中不断加速。如图所示，回旋加速器两D形盒内存在垂直D形盒的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，所加速粒子的比荷为，D形盒的半径为，高频电源由振荡电路产生。已知振荡电路产生高频交流电的周期公式，振荡电路中电容器的电容为，电感线圈的自感系数未知，设为。下列说法正确的是（ ） A. 为使回旋加速器正常工作，振荡电路中电感线圈的自感系数为 B. 为使回旋加速器正常工作，振荡电路中电感线圈的自感系数为 C. 带电粒子获得的最大速度为 D. 带电粒子获得的最大速度为 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. 如图所示，在一水平天花板上用两根等长轻绳和悬挂一个质量为的小球，平衡时两轻绳恰好相互垂直，小球可视为质点，重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ） A. 轻绳对小球的拉力大小为 B. 轻绳对小球的拉力大小为 C. 剪断轻绳的瞬间，轻绳对小球的拉力大小为 D. 剪断轻绳的瞬间，轻绳对小球的拉力大小为 9. 如图所示，变压器的输入电压为，可输出电压为、、，匝数为的原线圈输入电压瞬时值的表达式为，单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为，将阻值为的电阻接在两端时，功率为，下列说法正确的是（ ） A. 原线圈的匝数匝 B. 间线圈的匝数为480匝 C. 间线圈的匝数为240匝 D. 间线圈的匝数为960匝 10. 如图所示，一块质量为、长为的长木板A静止放在光滑的水平面上，质量为的物体B（可视为质点）以初速度从左端滑上长木板的上表面并从右端滑下，该过程中，物体B的动能减少量为，长木板A的动能增加量为，A、B间因摩擦产生的热量为，下列数据可能正确的是（ ） A. ，， B. ，， C. ，， D. ，， 三、非选择题：共54分。 11. 某学习小组在英国数学家兼物理学家阿特伍德《关于物体的直线运动和转动》这篇文章中查到了理想的阿特伍德机原理，并在实验室中进行了实验：如图所示，将质量相等的两钩码A、B通过绕过定滑轮的轻质细线相连，再把另一钩码C挂在B的下端，A的下端连接纸带，已知打点计时器所用交流电源的频率为。 （1）系统由静止释放，实验中从纸带上测量A由静止上升高度时对应计时点的速度为，测得多组及其对应的速度大小，以为纵坐标，以为横坐标，作出图像，该图像的斜率为，已知钩码A、B的质量均为，钩码的质量为，则当地的重力加速度大小_____。 （2）小组同学还通过改变钩码质量，测得多组及其对应的加速度大小，以为纵坐标，以为横坐标，作出图线，该图线的纵截距为，则当地的重力加速度大小为_____。 12. 某兴趣小组为了研究一光敏电阻的阻值随光的照度（表示光的强弱，单位为“”）变化的规律，进行了下列实验。 （1）为了精确测量一定照度下此光敏电阻的阻值，按图甲连接好电路进行测量，请把下列实验步骤补充完整。 ①闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到_____（填“”或“”）端； ②用一定照度的光源照射光敏电阻，开关合向1，调节滑动变阻器，记录电流表的示数，断开开关； ③保持滑动变阻器的阻值不变，将开关由“1”拨到“2”，闭合开关，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为，记录电阻箱的阻值为，断开开关； ④由此测得在该照度条件下，光敏电阻的阻值_____。 （2）用上述方法，该小组继续测得多组不同照度下该光敏电阻的阻值，并描绘出其阻值随照度变化的曲线，如图乙所示。小组利用该光敏电阻、直流电源（电动势为，内阻不计）、定值电阻（，，，限选其中之一）、开关及导线若干，设计一自动控制照明电路（天暗后启动照明），如图丙所示，当1、2两端所加电压等于或大于时，控制开关将自动启动照明系统，电路中1、2两端应接在_____（填“”或“”）两端；若要求照度降低至时启动照明系统，定值电阻应选用_____（填“”“”或“”）。 13. 抛石机是一种攻守城垒的武器。为了方便研究，将其简化为图示的物理模型，轻杆左端装上质量为m的石头A，右端固定有重物B，轻杆可绕水平转轴O自由转动。初始时刻轻杆与水平地面的夹角为30°，A、B到O的距离分别为6L、L。系统无初速度释放，当轻杆运动到竖直时轻杆对A的支持力大小为，A，B均可视为质点，不计转轴摩擦及空气阻力，重力加速度大小为g。 （1）当轻杆运动到竖直时，求石头A的速度大小vA； （2）求重物B的质量M。 14. 如图所示，在光滑的水平面上，质量、长的木板右端紧靠竖直墙壁，与墙壁不粘连，滑块（可视为质点）的质量，若滑块以水平向右的速度滑上木板左端，则它滑到木板右端时速度恰好为零。现滑块以水平速度滑上木板左端，滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞，滑块以原速率弹回，取重力加速度大小，求： （1）滑块与木板间的动摩擦因数； （2）木板的最大速度。 15. 如图所示，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面与水平面成θ角，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现将质量均为m的金属棒a、b垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为R，先锁定棒b，将棒a由静止释放，经过时间t后棒a匀速运动，此时解除锁定，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计，重力加速度大小为g。求： （1）解除锁定瞬间棒b的加速度大小a0； （2）解除锁定前棒a运动的距离x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二期末教学质量检测 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：人教版必修第一、二、三册，选择性必修第一、二册，选择性必修第三册第一章。 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. 用中子轰击铀核发生裂变反应，会产生钡核和氪核并释放出中子，铀的裂变方程为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设裂变反应释放出的中子数为，根据反应过程满足质量数守恒可得 解得 则铀的裂变方程为 故选C。 2. 用一束激光斜射入液面，入射光线、反射光线和折射光线如图所示，通过测量发现入射光线与液面的夹角为37°，反射光线与折射光线相互垂直，已知该束激光在真空中的传播速度为c，sin37°=0.6，则该束激光在该液体中的传播速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知，入射角 折射角 所以该介质的折射率为 根据可得 故选B。 3. 如图所示，若一分子固定于坐标原点，另一分子从轴上点沿轴向点运动，当运动到点时，两分子间的分子力为零，规定两分子相距无穷远时它们的分子势能为零。下列说法正确的是（ ） A. 运动到点时，分子势能大于零 B. 从点运动到点的过程中，、间引力一直增大 C. 从点运动到点的过程中，两分子之间只存在引力作用 D. 从点运动到点的过程中，分子力先减小后增大再减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．当分子b运动到Q点时，两分子间的分子力为零，则当分子b向Q点运动的过程中，分子间作用力表现为引力，分子间作用力做正功，分子势能减小，由于规定两分子相距无穷远时它们的分子势能为零，故b运动到Q点时，分子势能小于零，故A错误； B．分子间的引力和斥力随分子间的距离减小都增大，则从点运动到点的过程中，、间引力一直增大，故B正确； C．分子b从点运动到点的过程中，两分子之间同时存在着引力和斥力，C错误； D．当分子b运动到Q点时，两分子间分子力为零，无穷远处两分子间的分子力也为零，则从点运动到点的过程中，分子力先增大后减小，故D错误。 故选B。 4. 在铅球比赛中，某运动员投出的铅球在空中的某段运动轨迹如图所示，铅球在点时的速度大小，在点时的速度恰好与方向垂直，已知铅球从点运动到点的时间为，铅球可视为质点，忽略空气阻力，取重力加速度大小，则铅球经过点时的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】建立的方向为轴，与垂直的方向为轴的直角坐标系，设与的夹角为，如图所示 铅球在方向做匀减速直线运动，到B点时速度减为零，有 可得 铅球在方向做匀加速直线运动，有 故选B 5. 某静电透镜的示意图如图所示，图中实线、是电极板，板电势为，带孔的板电势为，虚线为等势线，从板中心附近水平向右发射的带电粒子最终都汇聚到点，不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ） A. 粒子可能是电子 B. 粒子可能是质子 C. 粒子从A点运动到点的过程中，机械能守恒 D. 粒子在射出时的电势能和动能之和大于在点时的电势能和动能之和 【答案】A 【解析】 【详解】AB．粒子射出G板后，受电场力指向z轴负方向，由于沿电场线方向，电势逐渐降低，可知该粒子所受电场力与场强方向相反，则粒子带负电，即粒子可能的电子，故A正确，B错误； C．粒子从A点运动到点的过程中，电场力做负功，机械能减小，故C错误； D．粒子仅受电场力，故只有电场力做功，则粒子在射出时的电势能和动能之和等于在点时的电势能和动能之和，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，时刻波源从平衡位置开始向上振动，产生一列简谐横波在均匀介质中向右传播，时刻质点开始运动，时刻质点第一次运动到最高点。已知点和点平衡位置之间的距离，点和点平衡位置之间的距离，则波传播到点时，、之间的波形为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知 解得 又 解得 由于 所以波从a点传到b点所用时间 当波刚好传播到b点时，a点回到平衡位置并向下振动，b点在平衡位置并向上振动，根据同侧法D选项符合题意。 故选D。 7. 回旋加速器利用高频交变电压使带电粒子在电场中不断加速。如图所示，回旋加速器两D形盒内存在垂直D形盒的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，所加速粒子的比荷为，D形盒的半径为，高频电源由振荡电路产生。已知振荡电路产生高频交流电的周期公式，振荡电路中电容器的电容为，电感线圈的自感系数未知，设为。下列说法正确的是（ ） A. 为使回旋加速器正常工作，振荡电路中电感线圈的自感系数为 B. 为使回旋加速器正常工作，振荡电路中电感线圈的自感系数为 C. 带电粒子获得的最大速度为 D. 带电粒子获得的最大速度为 【答案】D 【解析】 【详解】CD．根据洛伦兹力提供向心力有 当时带电粒子获得的速度最大，则，故C错误，D正确； AB．被加速粒子在磁场中的运动周期为 为使回旋加速器正常工作，粒子在磁场中的运动周期等于LC振荡电路的周期，即 解得振荡电路中电感线圈自感系数为，故AB错误。 故选D。 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. 如图所示，在一水平天花板上用两根等长轻绳和悬挂一个质量为的小球，平衡时两轻绳恰好相互垂直，小球可视为质点，重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ） A. 轻绳对小球的拉力大小为 B. 轻绳对小球的拉力大小为 C. 剪断轻绳的瞬间，轻绳对小球的拉力大小为 D. 剪断轻绳的瞬间，轻绳对小球的拉力大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．小球静止时，对小球受力分析，如图所示，可得，故A错误，B正确； CD．剪断轻绳a，对小球受力分析，将mg沿绳b和垂直于绳b进行正交分解，如图所示，可得，故C错误，D正确。 故选BD 。 9. 如图所示，变压器的输入电压为，可输出电压为、、，匝数为的原线圈输入电压瞬时值的表达式为，单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为，将阻值为的电阻接在两端时，功率为，下列说法正确的是（ ） A. 原线圈的匝数匝 B. 间线圈的匝数为480匝 C. 间线圈的匝数为240匝 D. 间线圈的匝数为960匝 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据理想变压器的变压规律 解得，故A错误； B．由功率与电压的关系可知，AB两端的电压为 根据理想变压器的变压规律 代入数据解得间线圈的匝数为n2=480匝，故B正确； CD．根据变压器原副线圈电压比等于匝数比，原线圈输入电压220V，可输出的电压有、、，由题图可知匝数为 故AC两端的电压应为72V，BC两端的电压为24V，根据理想变压器的变压规律可知间线圈的匝数为240匝，间线圈的匝数为720匝，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，一块质量为、长为的长木板A静止放在光滑的水平面上，质量为的物体B（可视为质点）以初速度从左端滑上长木板的上表面并从右端滑下，该过程中，物体B的动能减少量为，长木板A的动能增加量为，A、B间因摩擦产生的热量为，下列数据可能正确的是（ ） A. ，， B. ，， C ，， D. ，， 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据能量守恒可知，，故AD错误； BC．做匀减速直线运动，做匀加速直线运动，且B能够从右端滑下，即的末速度大于的末速度，由图像可知 图像的面积代表的就是位移，则 根据功能关系，，， 所以 故BC正确。 故选BC。 三、非选择题：共54分。 11. 某学习小组在英国数学家兼物理学家阿特伍德《关于物体的直线运动和转动》这篇文章中查到了理想的阿特伍德机原理，并在实验室中进行了实验：如图所示，将质量相等的两钩码A、B通过绕过定滑轮的轻质细线相连，再把另一钩码C挂在B的下端，A的下端连接纸带，已知打点计时器所用交流电源的频率为。 （1）系统由静止释放，实验中从纸带上测量A由静止上升高度时对应计时点的速度为，测得多组及其对应的速度大小，以为纵坐标，以为横坐标，作出图像，该图像的斜率为，已知钩码A、B的质量均为，钩码的质量为，则当地的重力加速度大小_____。 （2）小组同学还通过改变钩码的质量，测得多组及其对应的加速度大小，以为纵坐标，以为横坐标，作出图线，该图线的纵截距为，则当地的重力加速度大小为_____。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对A、B、C整体分析，由动能定理可知 整理可得 则图像的斜率为 解得 【小问2详解】 对A、B、C整体分析，由牛顿第二定律得 整理得 则图像的纵轴截距为 解得 12. 某兴趣小组为了研究一光敏电阻的阻值随光的照度（表示光的强弱，单位为“”）变化的规律，进行了下列实验。 （1）为了精确测量一定照度下此光敏电阻的阻值，按图甲连接好电路进行测量，请把下列实验步骤补充完整。 ①闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到_____（填“”或“”）端； ②用一定照度的光源照射光敏电阻，开关合向1，调节滑动变阻器，记录电流表的示数，断开开关； ③保持滑动变阻器的阻值不变，将开关由“1”拨到“2”，闭合开关，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为，记录电阻箱的阻值为，断开开关； ④由此测得在该照度条件下，光敏电阻的阻值_____。 （2）用上述方法，该小组继续测得多组不同照度下该光敏电阻的阻值，并描绘出其阻值随照度变化的曲线，如图乙所示。小组利用该光敏电阻、直流电源（电动势为，内阻不计）、定值电阻（，，，限选其中之一）、开关及导线若干，设计一自动控制照明电路（天暗后启动照明），如图丙所示，当1、2两端所加电压等于或大于时，控制开关将自动启动照明系统，电路中1、2两端应接在_____（填“”或“”）两端；若要求照度降低至时启动照明系统，定值电阻应选用_____（填“”“”或“”）。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]闭合开关前，应将滑动变阻器R的滑片滑到b端，滑动变阻器的有效电阻最大，开始接通电路时的电流最小，从而起到安全保护电路的作用； [2] 开关合向1，设滑动变阻器接入电路的电阻为，电源内阻为，由闭合电路欧姆定律 保持滑动变阻器的阻值不变，将开关由“1”拨到“2”，闭合开关，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数仍为，由闭合电路欧姆定律 由此测得在该照度条件下，光敏电阻的阻值 【小问2详解】 [1]由图乙可知，光敏电阻的阻值随照度的降低而增大，光敏电阻和定值电阻是串联关系，光敏电阻阻值越大分得的电压越多，为使当1、2两端所加电压等于或大于时，控制开关将自动启动照明系统，电路中1、2两端应接在两端； [2] 由图乙可知，照度时，光敏电阻的阻值 若要求照度降低至时启动照明系统，由题意可知 解得 定值电阻应选用。 13. 抛石机是一种攻守城垒的武器。为了方便研究，将其简化为图示的物理模型，轻杆左端装上质量为m的石头A，右端固定有重物B，轻杆可绕水平转轴O自由转动。初始时刻轻杆与水平地面的夹角为30°，A、B到O的距离分别为6L、L。系统无初速度释放，当轻杆运动到竖直时轻杆对A的支持力大小为，A，B均可视为质点，不计转轴摩擦及空气阻力，重力加速度大小为g。 （1）当轻杆运动到竖直时，求石头A的速度大小vA； （2）求重物B的质量M。 【答案】（1） （2） 【解析】 小问1详解】 当轻杆运动到竖直时，对A根据牛顿第二定律可得， 解得 【小问2详解】 根据机械能守恒定律得 根据角速度公式有 解得 14. 如图所示，在光滑的水平面上，质量、长的木板右端紧靠竖直墙壁，与墙壁不粘连，滑块（可视为质点）的质量，若滑块以水平向右的速度滑上木板左端，则它滑到木板右端时速度恰好为零。现滑块以水平速度滑上木板左端，滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞，滑块以原速率弹回，取重力加速度大小，求： （1）滑块与木板间的动摩擦因数； （2）木板的最大速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据匀变速直线运动规律有 根据牛顿第二定律，有 联立解得 【小问2详解】 设滑块与竖直墙壁碰撞时的速度大小为，滑块以水平速度右滑时，由动能定理有 解得 滑块在与墙壁碰撞后向左运动，假设滑块没有离开木板，它们的共同速度大小为，两者相 对位移大小为，根据动量守恒，有 解得 根据能量守恒，有 解得 因为，故滑块最终离开木板左端 设滑块离开木板时的速度大小为，根据动量守恒，有 根据能量守恒，有 解得。 15. 如图所示，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为L，两导轨及其所构成的平面与水平面成θ角，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现将质量均为m的金属棒a、b垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为R，先锁定棒b，将棒a由静止释放，经过时间t后棒a匀速运动，此时解除锁定，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计，重力加速度大小为g。求： （1）解除锁定瞬间棒b的加速度大小a0； （2）解除锁定前棒a运动的距离x。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 棒a匀速运动时，产生的感应电动势 感应电流 根据平衡条件，有 解得 由楞次定律及左手定则可知，释放瞬间，棒b所受安培力方向沿导轨平面向下，由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 对棒a，从开始运动到匀速运动的过程中，设沿导轨平面向下为正方向，由动量定理有 又有，， 整理可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $