湖北省武漢市部分重點中學2023-2024學年高二下學期期末聯(lián)考物理試題

武漢市部分重點中學2023—2024學年度下學期期末聯(lián)考高二物理試卷注意事項：1.答題前，先將自己的姓名、準考證號填寫在試卷和答題卡上，并將準考證號條形碼貼在答題卡上的指定位置。2.選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3.非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區(qū)域內。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4.考試結束后，請將本試卷和答題卡一并上交。一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，第8~10題有多項符合題目要求。每小題全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.物理學中，實驗與理論密不可分，實驗通過觀察和測量為理論提供依據(jù)和驗證，而理論則通過對實驗數(shù)據(jù)的分析與解釋，提煉出普適規(guī)律并對新的現(xiàn)象做出預測。在對原子物理的不斷探索中，下列說法中正確的是（）A.湯姆孫對陰極射線的研究，發(fā)現(xiàn)了電子并精確測出了電子的電荷量B.德布羅意最早提出了波粒二象性的概念，并把光的波粒二象性推廣到實物粒子C.康普頓在研究光的散射時，從動量的角度解釋了光的量子化D.盧瑟福利用α粒子轟擊氮原子核，獲得一種穿透性極強的中性粒子流，為原子核模型理論提供重要的證據(jù)【答案】C【解析】【詳解】A．湯姆遜通過研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子，但精確測定電子的電荷量的是密立根，故A錯誤；B．愛因斯坦最早提出了波粒二象性的概念，德布羅意把光的波粒二象性推廣到實物粒子，故B錯誤；C．康普頓在研究光的散射時，從動量的角度解釋了光的量子化，故C正確；D．盧瑟福利用α粒子轟擊氮原子核，使氮轉化為氧，并釋放出一個質子，故D錯誤。故選C。2.神舟十八號載人飛船于2024年4月25日20時58分57秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，然后神舟十八號飛船與離地面高約390km的天宮實驗室對接，航天員乘組將在空間站駐留約6個月。經(jīng)過一系列航天實驗后，中國載人航天工程辦公室計劃在2030年前實現(xiàn)載人登月。下列說法正確的是（）A.神舟十八號飛行高度很高，在研究其對接時可以視作質點B.“2024年4月25日20時58分57秒”是時間間隔C.神州十八號飛船飛行的路程約為390kmD.中國人登月后可以驗證物體下落快慢與物體質量無關【答案】D【解析】【詳解】A．對接時，神舟十八號的大小和形狀不能忽略，不能將其看成質點，A錯誤；B．“2024年4月25日20時58分57秒”是一個時間點，是時刻，不是時間間隔，B錯誤；C．神舟十八號飛船與離地面高約390km指的是離地面的豎直高度，Ｃ錯誤；D．中國人登月后可以驗證物體下落快慢與物體質量無關，因為月球上沒有空氣，自由下落的物體只受重力的作用，可以驗證自由落體運動的規(guī)律，D正確。故選D。3.1909年，英國物理學家盧瑟福和他的助手蓋革、馬斯登一起進行了著名的“α粒子散射實驗”。如圖所示，某同學描繪了幾個α粒子穿過金箔前后的可能軌跡，下列敘述正確的是（）A.盧瑟福早于貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了α射線B.通過盧瑟福的“α粒子散射實驗”可以估算出原子核半徑的數(shù)量級C.軌跡d的大角度偏轉不可能出現(xiàn)D.軌跡b、c的大角度偏轉可能出現(xiàn)【答案】B【解析】【詳解】A．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，人們意識到原子核可以再分，后來盧瑟福發(fā)現(xiàn)放射性物質，放射出的射線并不單一，發(fā)現(xiàn)了α射線，A錯誤；B．盧瑟福通過“α粒子散射實驗”發(fā)現(xiàn)，大部分α粒子可以穿過金箔，約有的粒子發(fā)生了大角度偏轉，原子核的截面積約為原子截面積，在知道了原子的大小的數(shù)量級的情況下，從而得出原子核很小，其半徑的數(shù)量級為，B正確；C．軌跡d的大角度偏轉恰好是α粒子與原子核相碰，是可能出現(xiàn)的，C錯誤；D．α粒子與原子核帶同種電荷，不可能出現(xiàn)軌跡b、c的偏轉情況，D錯誤。故選B。4.鈉的放射性同位素Na靜止在勻強磁場中，某時刻一個Na原子核發(fā)生核反應，僅產(chǎn)生的兩新粒子（分別標記為1、2)，沿垂直磁場方向運動，形成的軌跡如圖所示，兩粒子的速率為、，電荷量為q1、q2，軌跡半徑為r1、r2，兩軌跡半徑比為。下列關于該核反應說法正確的是（）A.該核反應為裂變反應B.該核反應為α衰變C.兩粒子的電荷量之比D.兩粒子的速率之比【答案】C【解析】【詳解】A．該反應為原子核的衰變，A錯誤；BC．根據(jù)可得根據(jù)動量守恒定律可知兩個粒子動量大小相等，方向相反，可得又因為Na原子的電荷量為11e，可知，所以粒子1為電子，該核反應為衰變，B錯誤，C正確；D．由于兩粒子動量大小相等，所以有由于電子質量相比原子質量很小很小，所以兩粒子的速率之比不為12:1，D錯誤。故選C。5.汽車工程學中將加速度隨時間的變化率稱為急動度k，急動度k是評判乘客是否感到舒適的重要指標。一輛汽車從靜止啟動過程中的急動度隨時間變化的關系如圖所示，當t=0時，a=0，關于該汽車的運動，下列說法不正確的是（）A.3s時汽車加速度大小為3m/s2 B.9s時汽車的加速度大小為0C.6s末汽車的速度大小為12m/s D.9s末汽車的速度大小為18m/s【答案】C【解析】【詳解】加速度隨時間變化率稱為急動度k，即則圖像與坐標軸圍成的面積代表加速度變化。A．由圖像圍成的面積表示加速度的變化，可得0~3s內當t=0時，

a=0，所以可得3s

時汽車的加速度大小為3m/s2，故A正確；B．由圖像圍成的面積表示加速度的變化，可得0~9s內當t=0時，

a=0，所以可得9s

時汽車的加速度大小為0，故B正確；CD．由題圖可知加速度的變化圖像如圖該圖像與坐標軸圍成的面積代表速度的變化，則6s末汽車的速度大小為9s末汽車的速度大小為

故C錯誤，D正確。由于本題選擇錯誤的，故選C。6.2023年，中國錦屏山地下2400米實驗室投入使用。厚實的大理石巖體能隔絕大部分宇宙輻射，同時使用多層材料屏蔽巖石自身散發(fā)的放射性氡氣。靜止的氡原子核自發(fā)衰變?yōu)獒曉雍送瑫r放出一個粒子X。核的平均結合能為E1，核的平均結合能為粒子X的平均結合能為E3。若核反應釋放的能量全部轉化為動能，粒子X的動能為Ek，光速為c。下列說法正確的是（）A.的衰變過程放出的粒子X為β粒子B.10個經(jīng)過一個半衰期后一定剩余5個C.粒子X的動能為D.該反應的質量虧損為【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)質量數(shù)守恒可知，X的質量數(shù)是222218=4根據(jù)電荷數(shù)守恒，X的電荷數(shù)是8684=2則X為粒子，故A錯誤；B．半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少量的原子核衰變不適用，故B錯誤；C．核反應釋放的能量根據(jù)動量守恒根據(jù)能量守恒又聯(lián)立得故C正確；D．該反應的質量虧損為故D錯誤。故選C。7.如圖所示，一個完全光滑、半徑為R的半球形碗水平固定放置，球心為O。一根光滑、質量分布不均勻的金屬棒靜止放在碗中，底端與碗底部A點接觸，另一端靠在碗邊緣B點。金屬棒在碗中部分AB的長度為1.6R，則金屬棒的重心到B點距離為（）A.0.6R B.0.7R C.0.8R D.0.9R【答案】D【解析】【詳解】金屬棒受力如下圖所示金屬棒受A點的彈力、B點的彈力以及重力，并在三個力的作用下處于平衡狀態(tài)，由題意可知，金屬棒受到的三個力的作用線交于一點，此外金屬棒的重心在金屬棒的M處，由于AB與PB垂直，則根據(jù)幾何關系可知且所以此外，可知在三角形AMP中，由正弦定理可得對而言，有故解得則金屬棒的重心到B點距離為故選D。8.在室內通過如圖所示方式用綠植進行裝飾，質量為的綠植通過光滑的掛鉤掛在輕繩上。長L=1m的光滑輕繩的一端懸掛在水平天花板上Q點，另一端懸掛于豎直墻上的P點，P、Q兩點到墻角O的距離分別為，輕繩能承受的最大拉力為20N（重力加速度），為確保輕繩不斷裂，下列操作可行的是（）A.P點向下移動0.3m B.Q點向右移動0.3mC.給綠植澆水0.7kg D.給綠植澆水0.9kg【答案】AC【解析】【詳解】A．同一根輕繩上彈力大小相等，根據(jù)對稱性可知，左右兩側繩與豎直方向夾角相等，令夾角為，繩長為L，根據(jù)幾何關系有對綠植進行分析有當將P點向下移動0.3m過程中，夾角不變，則彈力不變，解得可知，輕繩不會斷裂，故A正確；B．當Q點向右移動后，結合上述，OQ間距增大，則有解得可知，此時輕繩斷裂，故B錯誤；C．給綠植澆水0.7kg，此時綠植總重力為31N，結合上述解得可知，此時輕繩不會斷裂，故C正確；D．給綠植澆水0.9kg，此時綠植總重力為33N，結合上述解得可知，此時輕繩斷裂，故D錯誤。故選AC。9.利用一種光照射如圖甲所示的光電效應實驗裝置，得到如圖乙所示的電流與電壓之間的關系曲線，圖中坐標軸截距分別為I0和U0，則下列說法正確的是（）A.當圖甲中滑動變阻器滑動觸頭P在aO之間時，能測得飽和光電流B.當圖甲中滑動變阻器滑動觸頭P在aO之間時，能測得U0C.該光的頻率為D.該光子的能量大于eU0【答案】BD【解析】【詳解】AB．當圖甲中滑動變阻器滑動觸頭P在aO之間時，光電管加反向電壓，則能測得U0，不能測得飽和光電流，選項A錯誤，B正確；CD．根據(jù)該光的頻率為光子能量選項C錯誤，D正確。故選BD。10.1934年，約里奧·居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，產(chǎn)生了放射性同位素，首先發(fā)現(xiàn)了人工放射性物質，此后人工放射性物質得到廣泛應用，則被廣泛應用在醫(yī)療領域。已知的半衰期為8天，其衰變方程為病人口服藥劑中放射強度為每秒n次，藥劑被全部吸收后，迅速集中到甲狀腺，然后通過32天全部代謝到體外。假設代謝過程是均勻的，口服藥劑后第17天對病人甲狀腺進行檢測，下列說法正確的是（）A.采集到放射強度約為每秒次B.進入人體后，由于化學反應導致半衰期發(fā)生變化C.該β衰變放出的電子是原子核外電子發(fā)射產(chǎn)生D.核子間的強相互作用稱為核力，該檢測的衰變涉及弱相互作用【答案】AD【解析】【詳解】A．第17天的原子核數(shù)為原子核變?yōu)樵瓉淼模瑒t采集到放射強度約為每秒次，故A正確；B．放射性元素衰變的快慢是由原子核內部自身決定的，與外界的物理和化學狀態(tài)無關，故B錯誤；C．β衰變放出的電子是是由原子核中的中子變成一個質子和一個電子產(chǎn)生的，故C錯誤；D．核力是使核子組成原子核的作用力，屬于強相互作用力，檢測到的β衰變屬于弱相互作用，故D正確。故選AD。二、實驗題：本大題共2小題，共16分。11.實驗室使用電火花式打點計時器探究“小車速度隨時間變化的規(guī)律”時，提供了下列實驗器材：A.8V以下低壓交流電B.220V交流電源C.彈簧測力計D.天平E.刻度尺F.秒表（1）以上器材中，本實驗需要的器材是_____________。（2）如圖所示，是某同學用電火花式打點計時器得到的一條清晰紙帶（實驗中交流電的頻率為50Hz)，依次取計數(shù)點A、B、C，相鄰兩個計數(shù)點間還有1個點未畫出，其中，。（計算結果均保留2位有效數(shù)字)①打計數(shù)點D時紙帶的速度大小vD=_____________m/s；②紙帶的加速度大小為=_____________m/s2；③如果當時電網(wǎng)中交流電的頻率低于50Hz，而做實驗的同學并不知道，由此測量出來的速度比實際值_____________（選填“偏大”或“偏小”)【答案】（1）BE##EB（2）①.0.58②.3.9③.偏大【解析】【小問1詳解】電火花計時器使用的是220V交流電源，所以8V以下低壓交流電不需要，電火花計時器是計時的儀器，所以不需要秒表，不需要測量力和質量，所以不需要彈簧測力計和天平，需要測量兩點間的距離，所以需要刻度尺。故選BE?！拘?詳解】①相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔T=0.04s打計數(shù)點D時紙帶的速度大小vD=②根據(jù)逐差法，紙帶的加速度大小為③如果當時電網(wǎng)中交流電的頻率低于50Hz，實際打點周期將變大，而進行計算時，仍然用50Hz，由此測量出來的速度比實際值偏大。12.某校研究性學習小組想知道每根長50m、橫截面積為400cm2的新懸索能承受的最大拉力。由于懸索很長，抗斷拉力又很大，直接測量很困難，于是同學們取來了同種材料制成的樣品進行實驗探究。同學們猜想懸索所受拉力F與其長度L、橫截面積S及伸長量x均有關，經(jīng)過充分的討論，不斷完善實驗方案，最后測得實驗數(shù)據(jù)如下表：樣品長度L（m)橫截面積S（cm2)拉力F（N)200400600800伸長量x（cm)A1.00.250.040.080120.16B11.000.010.020.030.04C10.500020.040.060.08D20.500.080.160.240.32E30.500.180.360.540.72（1）以上實驗方案采用了實驗方法A.等效替代 B.放大法 C.微元法 D.控制變量（2）對比各樣品的實驗數(shù)據(jù)可知，懸索所受拉力F與其長度L、橫截面積S及伸長量x的函數(shù)關系為F=______________（用k表示比例系數(shù))，比例系數(shù)k=_____________（3）設計要求它受到拉力后的伸長不超過原長的，則懸索能承受的最大拉力為____N【答案】（1）D（2）①.②.（3）【解析】【小問1詳解】由題可知，懸索所受拉力F與其長度L、橫截面積S及伸長量x均有關，涉及的變量較多，因此采用控制變量法。故選D。【小問2詳解】[1]由表格知當樣品長度L、橫截面積S一定時，受到的拉力F與伸長量x成正比；當伸長量x、樣品長度L一定時，受到的拉力F與橫截面積S成正比；當伸長量x、橫截面積S一定時，受到的拉力F與樣品長度L的平方成反比；設比例系數(shù)為k,則懸索所受拉力F與其長度L、橫截面積S及伸長量x的函數(shù)關系為[2]代入數(shù)據(jù)，當，，，，可得【小問3詳解】設計要求它受到拉力后的伸長不超過原長的，則最大伸長量懸索能承受的最大拉力三、計算題：本大題共3小題，共44分。13.2024年5月3日，嫦娥六號探測器由長征五號遙八運載火箭圓滿成功發(fā)射，并計劃逐步實現(xiàn)登月。為實現(xiàn)軟著陸，在降落過程中通過火箭助推器使著陸器減速下落。假設某段時間內著陸器做勻減速直線運動，如圖所示，其連續(xù)經(jīng)過A、B、C三點，已知2BC=AB，AB段的平均速度是4m/s，BC段的平均速度是2m/s。求著陸器經(jīng)過A點時的速度大小?！敬鸢浮?m/s【解析】【詳解】設，則，物體在段物體在段解得14.如圖所示，頂端附有光滑定滑輪的斜面體靜止在粗糙水平地面上，其傾角質量三條細繩結于O點，一條繩OB跨過定滑輪平行于斜面連接物塊P，一條繩連接質量的小球Q，另一條繩OA受外力F處于水平，并使OB繩與豎直方向夾角（并且P、Q均保持靜止?，F(xiàn)將繩OA從水平方向開始逆時針緩慢旋轉，且保持結點O靜止，直到F減到最小，該過程斜面保持靜止，期間物塊P恰不與斜面發(fā)生相對滑動。已知重力加速度0.