湖南省婁底市漣源市2023-2024學年高二下學期7月期末考試物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE12024年上學期高二期末調研考試物理試題一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.下面四個核反應方程是我們高中階段學習過的核反應類型典型代表，其中屬于人工核轉變的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】A．屬于衰變，故A錯誤；B．屬于核裂變，故B錯誤；C．屬于人工核轉變，故C正確；D．屬于核聚變，故D錯誤。故選C。2.“拔火罐”是我國傳統(tǒng)醫(yī)學的一種治療手段。操作時，醫(yī)生用點燃的酒精棉球加熱一個小罐內的空氣，隨后迅速把小罐倒扣在需要治療的部位，冷卻后小罐便緊貼在皮膚上（如圖所示）。設加熱后小罐內的空氣溫度為80℃，當時的室溫為20℃，大氣壓為標準大氣壓，不考慮因皮膚被吸入罐內導致空氣體積變化的影響。小罐開口部位的直徑請按照片中的情境估計，當罐內空氣變?yōu)槭覝貢r，小罐內氣體對皮膚的作用力最接近的是（）A.2N B.20NC. D.【答案】C【解析】加熱后罐內空氣的溫度壓強降溫后罐內空氣的溫度由查理定律，有代入數(shù)據(jù)，解得估計小罐開口部位的半徑為開口部位的面積為則小罐內空氣對皮膚的作用力為小罐內氣體對皮膚的作用力最接近的是。故選C。3.如圖為消防員從頂樓直降訓練的某瞬間，O點為輕繩懸掛點且保持固定，輕繩系在人的重心B點，消防員腳與墻壁接觸點為A點。緩慢下降過程中消防員的姿勢及與豎直方向的夾角均保持不變。在消防員下降過程中下列說法正確的是（）A.豎直墻面對人的作用力與墻面垂直B.豎直墻面對人的靜摩擦力保持不變C.繩子拉力先減小后增大D.消防員所受合力不變【答案】D【解析】A到B可簡化為輕桿，緩慢下降過程中，下降過程中AB的長度以及AB與豎直方向的夾角均保持不變，模型簡化為如圖所示A．豎直墻面對人的彈力垂直于墻面，豎直墻面對人的靜摩擦力豎直向上，豎直墻面對人的作用力為彈力和靜摩擦力的合力，與墻面不垂直，故A錯誤；B．設豎直墻面對人的作用力為，對消防員受力分析，如圖所示消防員下降一定高度后，再次保持靜止時，相對于初始位置墻壁對腳底的作用力減小，繩子的拉力增大，設AB與水平方向的夾角為，則、與的矢量關系如圖所示則因減小，不變，故靜摩擦力減小，故BC錯誤；D．緩慢下降過程中，消防員所受合力不變，故D正確。故選D。4.如圖所示，金屬極板M受到紫外線照射會逸出光電子，最大速率為。正對M放置一金屬網(wǎng)N，在M、N之間加恒定電壓U。已知M、N間距為d（遠小于板長），電子的質量為m，電荷量為e，則（）A.M、N間距離增大時電子到達N的動能也增大B.只有沿x方向逸出的電子到達N時才有最大動能C.電子從M到N過程中y方向位移大小最大為D.M、N間加反向電壓時電流表示數(shù)恰好為零【答案】C【解析】AB．根據(jù)動能定理，從金屬板M上逸出的光電子到到達N板時則到達N板時的動能為與兩極板間距無關，與電子從金屬板中逸出的方向無關，選項AB錯誤；C．平行極板M射出的電子到達N板時在y方向的位移最大，則電子從M到N過程中y方向最大位移為解得選項C正確；D．M、N間加反向電壓電流表示數(shù)恰好為零時，則解得選項D錯誤。故選C。5.2024年4月25日，搭載神舟十八號載人飛船的“長征二號F遙”運載火箭順利將發(fā)射取得成功。5月28日，神舟十八號航天員乘組圓滿完成第一次距離地面約400km的軌道出艙活動。如圖所示取地球質量，地球半徑，引力常量。下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星的向心加速度大小約B.衛(wèi)星運行的周期約12hC.發(fā)射升空時，火箭的推力是燃氣會給火箭施加反作用力D.發(fā)射升空初始階段，裝在火箭上部的衛(wèi)星處于失重狀態(tài)【答案】C【解析】A．根據(jù)萬有引力定律可知衛(wèi)星的向心加速度大小為故A錯誤；B．衛(wèi)星運行的周期為故B錯誤；C．運載火箭尾部向下噴氣，噴出的氣體對火箭產(chǎn)生反作用力，火箭獲得向上的推力，故C正確；D．發(fā)射升空初始階段，為向上的加速運動，加速度向上，裝在火箭上部的衛(wèi)星處于超重狀態(tài)，故D錯誤。故選C。6.發(fā)展新能源汽車是我國當前一項重大國家戰(zhàn)略。假設有一輛純電動汽車質量，汽車沿平直的公路從靜止開始啟動，汽車啟動后的速度記為v，牽引力大小記為F，圖像如圖所示，表示最大速度，ab平行于v軸，bc反向延長線過原點。已知汽車運動過程中受到的阻力大小恒定，bc段汽車運動的時間為8s。下列說法正確的是（）A.汽車所受阻力為5000NB.汽車從a到b持續(xù)的時間為32sC.汽車能夠獲得的最大速度為12.5m/sD.汽車從b到c過程中運動的位移為100m【答案】C【解析】A．在c點，有則根據(jù)圖像可得A錯誤；B．根據(jù)圖像可知汽車從a到b做勻加速直線運動，在b點，由圖可知牽引力與末速度分別為由牛頓第二定律得由勻加速直線運動規(guī)律得可得汽車從a到b持續(xù)的時間為B錯誤；C．根據(jù)整理得bc反向延長過原點O，可知該過程保持額定功率恒定，b點有汽車能夠獲得的最大速度為C正確；D．汽車從b到c過程中汽車做加速度減小的加速運動，根據(jù)動能定理得解得D錯誤；故選C。二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7.如圖1所示，質量相等的小球和點光源，分別用相同的彈簧豎直懸掛于同一水平桿上，間距為l，豎直懸掛的觀測屏與小球水平間距為2l，小球和光源做小振幅運動時，在觀測屏上可觀測小球影子的運動。以豎直向上為正方向，小球和光源的振動圖像如圖2所示，則（）A.時刻小球向下運動B.時刻小球與影子相位差為πC.時刻光源的加速度向上D.時刻影子的位移為5A【答案】AD【解析】A．時刻小球經(jīng)過平衡位置向下運動，故A正確；B．時刻小球在最低點，影子也在最低點，小球與影子相位差為零，故B錯誤；C．時刻光源在最高點，回復力向下，由牛頓第二定律得加速度向下，故C錯誤；D．時刻影子的位移為，影子距離光源所處的水平面的距離為，如圖所示由幾何關系得解得時刻影子的位移故D正確。故選AD。8.在“天宮課堂”航天員王亞平老師在水球中注入一個氣泡后，水球便成了透明空心水球，如圖所示，水球中形成了一個正立一個倒立兩個像。假設透明空心水球內徑是R，外徑是2R，其過球心的某截面（紙面內）如圖所示，一束單色光（紙面內）從外球面上A點射入，光線與直線AO所成夾角i=60°，經(jīng)折射后恰好與內球面相切，已知光速為c。下列說法正確的是（）A.單色光在該材料中的傳播時間為B.單色光在水中的折射率為C.只要A點射入單色光與AO直線的夾角i大于30°，就一定能夠在內球面發(fā)生全反射D.單色光在該材料內球面恰好發(fā)生全反射時，從A點射入的光線與AO直線的夾角【答案】BD【解析】B．設由幾何關系得單色光在水中的折射率為故B正確；A．單色光在該材料中的傳播距離單色光在該材料中的傳播速度單色光在該材料中的傳播時間故A錯誤；D．當光線與材料內球面恰好發(fā)生全發(fā)射時，如圖所根據(jù)全反射規(guī)律有在中，由正弦定理有又由于解得解得故D正確；C．光束從A點入射，與AO直線夾角i大于60°時，折射角大于，折射光線不再打在內球面上，不再在內球面發(fā)生全反射，故C錯誤。故選BD。9.如圖，單刀雙擲開關S原來跟2相接，從開始，開關改接1，時，把開關改接2，下列圖像和圖像大致形狀正確的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】AB．開關S接1時，電源給電容器充電，充電完畢后電流為零，再將開關S接2時，電容器開始反向放電，且放電越來越緩慢，所以對應的I-t圖像的斜率越來越小，放電完畢后電流為零，故AB錯誤；CD．開關S接1時，電容器充電，電壓增大越來越慢，充電結束后兩極板間的電壓等于電源電壓，所以對應UAB-t圖像的斜率越來越小。再將開關S接2時，開始放電，兩極板電壓逐漸減小，且電壓減小越來越慢，極板電性不變，則對應UAB-t圖像的斜率也越來越小，故C錯誤，D正確。故選D。10.如圖甲所示，輕彈簧豎直固定在水平面上，質量為m的小球從A點自由下落，至B點時開始壓縮彈簧，小球下落的最低位置為C點。以A點為坐標原點，沿豎直向下建立x軸，小球從A到C過程中的加速度—位移（）圖像如圖乙所示，重力加速度為g，忽略空氣阻力。下列說法正確的是（）A.從A到C過程先勻加速運動，后勻減速運動B.從A到B位移為C.位移為時小球速度最大D.位移為彈簧的彈性勢能最大【答案】CD【解析】A．從A到C過程先勻加速運動，再做加速度減小的加速運動，后做加速度增大的減速運動，故A錯誤；B．從A到B小球做勻加速直線運動，位移小于，故B錯誤；C．位移為時小球的加速度為零，小球速度最大，故C正確；D．位移為時，彈簧的壓縮量最大，彈性勢能最大，故D正確。故選CD。三、非選擇題：共56分。11.如圖1，測定氣墊導軌上滑塊的加速度，請完善下列實驗環(huán)節(jié)（1）如圖2，螺旋測微器測量滑塊上安裝的遮光條寬度為d＝________mm。（2）滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門，數(shù)字計時器記錄了遮光條通過第一光電門的時間，通過第二個光電門的時間，滑塊通過第一個光電門速度為________m/s。（3）繼續(xù)測得兩光電門間的距離為x，請寫出滑塊加速度的表達式________（用，，x，d表示）【答案】（1）2.335（2）0.11（3）【解析】（1）如圖2，螺旋測微器測量滑塊上安裝的遮光條寬度為（2）滑塊通過第一個光電門速度（3）滑塊通過第二個光電門速度由運動學公式得滑塊加速度的表達式12.電容儲能已經(jīng)在電動汽車、風力發(fā)電等方面得到廣泛應用。某同學設計了圖甲所示電路，探究不同電壓下電容器的充、放電過程和測定電容器的電容。器材如下：電容器C（額定電壓，電容標識不清）；電源E（電動勢，內阻不計）；滑動變阻器（最大阻值）；電阻箱（阻值）；電壓表V（量程，內阻較大）；開關，電流傳感器，計算機，導線若干。（1）按照圖甲連接電路，閉合開關、斷開開關，若要升高電容器充電電壓，滑動變阻器的滑片應向___________端滑動（選填“a”或“b”）。（2）當電壓表的示數(shù)為時，調節(jié)的阻值，閉合開關，通過計算機得到電容器充電過程電流隨時間變化的圖像；保持的阻值不變，斷開開關，得到電容器放電過程電流隨時間變化的圖像，圖像如圖乙所示。測得，則__________。（3）重復上述實驗，得到不同電壓下電容器的充、放電過程的電流和時間的圖像，利用面積法可以得到電容器電荷量的大小，測出不同電壓下電容器所帶的電荷量如下表：實驗次數(shù)1234563456780.140.190.240.300.330.38請在圖丙中畫出圖像_____，并利用圖像求出電容器的電容為____F。（結果保留兩位有效數(shù)字）（4）實驗發(fā)現(xiàn)，相同電壓下電容器充、放電過程的電流和時間的圖像中的總是略大于，其原因是___________。【答案】（1）b（2）500（3）見解析（4）見解析【解析】（1）由電路可知，若要升高電容器充電電壓，滑動變阻器的滑片應向b端滑動。（2）由圖乙可知，充電的最大電流值為I1，根據(jù)歐姆定律可得（3）[1]圖像如圖所示[2]根據(jù)結合圖像可得圖線的斜率倒數(shù)表示電容器電容，即（4）充電過程，R2會把一部分電能轉化為內能，導致充電電流的最大值略大于放電電流的最大值。13.在籃球比賽中，投籃的投出角度太大和太小，都會影響投籃的命中率。在某次投籃表演中，運動員在空中一個漂亮的投籃，籃球以與水平面成45°的傾角準確落入籃筐，這次跳起投籃時，投球點和籃筐正好在同一水平面上（圖），設投球點到籃筐距離為9.8m，不考慮空氣阻力。（1）籃球進筐的速度有多大？（2）籃球投出后的最高點相對籃筐的豎直高度是多少？【答案】（1）；（2）【解析】（1）根據(jù)運動合成和分解籃球進框時的水平分速度豎直分速度設籃球由最高點運動到籃筐的時間為t，則水平方向則由可得（2）籃球投出后的最高點相對籃筐的豎直高度是14.如圖1（俯視圖）所示，水平面內固定放置面積為，電阻為1Ω的單匝線圈，線圈內充滿垂直水平面向下的勻強磁場，其磁感應強度隨時間t變化關系如圖2所示，線圈兩端點M、N與相距1.5m的粗糙平行金屬導軌相連，導軌置于垂直水平面向上的磁感應強度大小的勻強磁場中。一根總長為1.5m，質量為2kg，阻值為9Ω的金屬桿PQ置于導軌上，且與導軌始終接觸良好。一根勁度系數(shù)為100N/m的輕彈簧右端連接在固定擋板上，左端與金屬桿相連，金屬桿與金屬導軌間動摩擦因數(shù)為μ，金屬桿靜止時彈簧伸長量為6cm。在時刻閉合開關S，金屬桿在0~6s內始終保持靜止，g取，忽略平行導軌電阻，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則（1）求0~3s內通過金屬桿電荷量（2）金屬桿與金屬導軌間動摩擦因數(shù)至少為多大？（3）求0~6s內整個回路產(chǎn)生焦耳熱。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）0~3s內感應電動勢大小為根據(jù)閉合電路歐姆定律，感應電流大小為0-3s內通過金屬桿的電荷為（2）金屬桿受到的彈力大小