四川省宜宾市第二中学校2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷(含解析)

文档属性

名称 四川省宜宾市第二中学校2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷(含解析)
格式 docx
文件大小 291.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-06-30 09:08:36

图片预览

文档简介

宜宾市第二中学校2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷
一、选择题
1.将质量为1kg的物体以3m/s的速度水平抛出,当物体的速度为5m/s时,其重力的瞬时功率为
A.20W B.30W C.40W D.50W
2.—物块在水不地面上,以一定的初速度沿水平面滑动,直至速度为零,物块与水平面的动摩擦因数恒定,则关于物块运动的位移()、速度()、加速度()、位移与时间比值()随时间变化的图像正确的是(设初速度的方向为正方向)
3.将一段通电直导线abc队中点b折成,分别放在甲、乙所示的匀强磁场中,甲图中导线所在平面与磁场的磁感线不行,乙图中导线所在不面与磁场的磁感线垂直,若两图中两导线所受的安培力大小相等,则甲、乙两图中磁场的磁感应强度大小之比为
A. B.
C. D.
4.如图所示,A、B是两个用等长细线悬挂起来的大小可忽略不计的小球。B球静止,拉起A球,使细线与竖直方向偏角为30°,由静止释放,在最低,点A与B发生弹性碰撞。不计空气阻力,则关于碰后两小球的运动,下列说法正确的是
A.A静止,B向右,且偏角小于30°
B.A向左,B向右,且偏角等于30°
C.A向左,B向右(偏角大于B偏角,且都小于30°
D.A向左,B向右,A偏角等于B偏角,且都小于30°
5.有人设想在地球赤道上架设一个天梯,在天梯上释放卫星后,卫星刚好能绕地球做匀速圆周运动,巳知地球自转的角速度为,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,则天梯的高度至少为
A. B. C. D.
6.如图甲所示的变压器电路中,电压表为理想电表,变压器原、副线线圈的匝数比为3:1,a,b端输入稳定的交流电压如图乙所示,L1、L2两个灯泡均正常发光,电压表的示数为55V,则L1、L2两个灯泡的额定功率P1、P2之比为
A.1:3 B. 2:3 C. 1:1 D. 4:3
二.多选题
7.下列说法正确的是
A.原子核是否稳定,与原子核的结合能大小无关
B.放射性元素衰变快慢,与温度高低、压强大小无关
C.铀核()裂变一旦发生就能自动延续下去,与铀块体积大小无关
D.原子核只要发生衰变,产生的新核核子数一定减少,与它发生何种衰变无关
8.如图甲所东,a、b两个金属圆环通过导线相连构成回路,在a环中加垂直于环面的匀强磁场,磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,磁感应强度垂直于环面向里为正,则下列说法正确的是
A. 0-1s内,a、b两环中的磁场方向相反
B. t时刻,b环中磁通量为零
C.1-3s内,b环中的电流始终沿顺时针方向
D. 2-4s内,b环中的磁通量先增大后减小
9.如图所示,光滑直杆倾斜固定在竖直面内,一个圆环套在杆上,环可以在杆上自由滑动,绕过定滑轮的细绳连接在环上,对绳施加拉力,使连接环部分的绳处于竖直状态,则下列说法正确的是
A.拉绳的力的大小一定等于环的重力
B.改变对绳的拉力,使环沿杆缓慢向上运动,在运动过程中杆对环的作用力一定垂直杆向下
C.改变对绳的拉力,使环沿杆缓慢向上运动,在运动过程中,绳的拉力一直增大
D.改变对绳的拉力,使环沿杆缓慢向上运动,环可以运动到绳与杆垂直的位置
10.如图所示,在坐标系的第一象限内,有一段以坐标原点为圆心的四分之一圆弧ab,a点的坐标为(0,3),点的坐标为(3,0),ac段弧长是bc段弧长的2倍。空间有平行于坐标轴平面的匀强电场,a、c两点的电势均为1V,点的电势为,则下列说法正确的是
A.匀强电场的电场强度方向与轴正向成60°角
B.匀强电场的电场强度大小为
C.一个带正电的电荷沿圆弧从a运动到b,电势能先增大后减小
D.坐标原点O的电势为
三、非选择题
11.某实验小组做“探究加速度和力、质量的关系”实验。
(1)用如图所示装置做实验,图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上,拉力传感器可直接显示所受拉力的大小。做实验时,下列操作必要且正确的是 。
A.将长木板右端适当垫高,小车未挂砂桶时,在木板上静止释放,轻推小车后,恰能匀速下滑
B.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数
C.为了减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
D.用天平测出砂和砂桶的质量
(2).实验时,该小组同学平衡了摩擦力后,在小车质量M保持不变的情况下,不断往砂桶里加砂,直到砂和砂桶的质量最终达到M。测出每次加砂后拉力传感器的示数F和小车的加速度 a,作a-F的图像。下列图线中能正确表示该小组的图像是 。
(3)该小组通过分析求出a- F图线线性部分的斜率k与小车质量M关系式为 。
12.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表A1 :量程0 0. 6A,内阻约为0.2
C.电流表A2:量程0 0.6A,内阻为0.1
D.电压表V1:量程0 3V,内阻未知
E.电压表V2 :量程0 15V,内阻未知
F.滑动变阻器R1:0 10,2A
G.滑动变阻器R2:0 100,1A
H.开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下,为消除上述系统误差,尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中请选择适当的器材:电流表 , 电压表 ,滑动变阻器选 。(填写器材前的序号字母)
(2)实验电路图应选择下图中的 (填“甲”或“乙”)
根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象。由此可知,干电池的电动势E = V,内电阻r = 。(结果保留一位小数)
四.计算题
13.如图所示,竖直面内半径为R的四分之一圆周轨道AB固定在水平面上,轨道两端A、B在同一水平面上,以A点为坐标原点,建立竖直面内的直角坐标系,y轴沿竖直方向,坐标平面和圆弧轨道在同一竖直面内,在坐标不面上第一象限内的P()点水平向左抛出一个小球,结果小球恰好能从A点无碰撞地进人圆弧轨道,不计空气阻力和小球大小,重力加速度为g。 求:
(1)小球抛出点P的坐标满足的条件;
(2)抛出点位置满足(1)问中的小球被抛出后,到达圆弧轨道的最低点时,对轨道的压力为其重力的5倍,求该小球抛出的初速度大小。
14.如图所示,长为1m的长木板静止在粗糙的水不面上,板的右端固定一个竖直的挡板,长木板与挡板的总质量为M =lkg,板的上表面光滑,一个质量为m= 0.5kg的物块以大小为 v0=4m/s的初速度从长木板的左端滑上长木板,与挡板碰撞后最终从板的左端滑离,挡板对物 块的冲量大小为2. 5N s,已知板与水平面间的动摩擦因数为= 0.5,重力加速度为g=10m/s2,不计物块与挡板碰撞的时间,不计物块的大小。求:
(1)物块与挡板碰撞后的一瞬间,长木板的速度大小;
(2)物块在长木板上滑行的时间。
15. 如图在直角坐标系平面的第二象限有平行于轴向下的匀强电场,在轴右侧区域内充满了匀强磁场,磁场方向垂直坐标平面,磁感应强度B随时间t变化的关系如图所示, t = 0时刻,有一比荷为1.0×104 C/kg带正电的粒子(不计重力),从坐标原点O沿轴正向以初速度=2×103 m/s进入磁场。开始时刻,磁场方向垂直纸面向内,粒子最后到达坐标为 (-2,0)的P点,求:
(1)粒子到达轴时离O点的距离s;
(2)匀强电场的电场强度E。
五.选考题
16.(1)下列说法正确的是 。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.实际气体的内能指气体分子势能、分子动能及气体分子重力势能的总和
B.如果没有漏气、没有摩擦,也没有机体热量的损失,理论上热机的效率可以达到100%
C.对于一定量的理想气体,当气体温度升高时,气体的内能一定增大
—定质量的理想气体等压膨胀,气体一定吸收热量
D.自然过程中熵总是增加的,是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多
(2)如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置,汽缸的深度 = 45cm,活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体。当气体的温度T0=300K、大气压强= 1.0×105Pa时,活塞与汽缸底部之间的距离,活塞的横截面积S = 1.0×10-3m2,不计活塞的质量和厚度。现对汽缸加热,使活塞缓慢上升,求:
(i)活塞刚到汽缸口处(没漏气)时封闭气体的温度T1;
(ii)达到(i)状态后,保持缸内气体温度不变,然后向活塞上缓慢地放细砂,则放多少砂才能使活塞回到初始位置?
17. 如图所示的实线和虚线为t = 0时刻A、B两列简谐横波沿轴传播的波形图,两列波叠加并发生了干涉现象,下列说法正确的是 。
A.若A波沿轴正向传播,则B波也可能沿^轴正向传播
B. t = 0时刻,若A波使 = 0.2m处质点沿y轴正向运动,则B波 = 0. 2m处质点沿y轴负向运动
C.相邻两个振动加强点不衡位置相距0.2m
D.= 0.5m处为振动减弱点
E.两列波遇到尺寸小于0.4m的障碍物会发生明显的衍射现象
(2)截面为扇形AOC的玻璃砖放在水不面上,B是圆弧的最低点,也是AC弧面的中点,圆弧半径为R,D是OA边上一点,OD=, 是OA边的中点。圆弧所对圆心角为120°,一束光线从D点在纸面内垂直OA边射入玻璃砖,结果光线在圆弧面上刚好发生全反射,求:
(1)玻璃砖对光的折射率;
(2)若让光从E点入射,入射方向不变,则光线在圆弧面上折射,偏向角为多少?
物理参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D B C D A AB AC ABC AD
2.D 解析:由于物块与水平面间的动摩擦因数恒定,因此加速度恒定,且加速度与运动方 向相反,C 项错误;物块运动的方向一直沿正方向,B 项错误;物块做匀减速运动,由运动
学公式 x v t 1 at 2 , x v 1 at ,可见 A 项错误,D 项正确。
0 2 t 0 2
3.B 解析:设导线的总长为 2L,图甲中导线受到的安培力大小为 B1IL+B1cos60°IL=3B1IL;
2
图乙中导线受到的安培力的大小为 2B2ILcos30°= 3B2IL,根据题意有 3B2IL=3B1IL,则有
2
B1=2 3,B 项正确。
B2 3
4.C 解析:mB=5mA=5m,A 球到达最低点的速度为 v,在最低点 A 与 B 发生弹性碰撞后,
A 球的速度为 vA,B 球的速度为 vB,由动量守恒可得:mAv=mAvA+mBvB,
由能量守恒可得:
1m v2=1m v2 +1 2 ,可得:v =mA-mBv=-2 ,v = 2mA v=1v,A 向左,B 向右,A
A A A
2 2
mBvB
2
A
mA+mB
v B
3 mA+mB 3
偏角大于 B 偏角,且都小于 30°,选项 C 正确。
5.D 解析:设天梯的高度至少为 h,则在天梯顶释放的卫星的角速度为ω,由于刚好能做
(

)匀速圆周运动,因此有 G Mm =m(R+h)ω2,GMm=mg,则有 h=3 gR2
R,D 项正
(R+h)2 R2 ω2
确。
6.A 解析:由于电压表的示数为 55V,即灯泡 L2 两端的电压为 55V,根据变压比可知, 原线圈的输入电压为 165V,因此灯泡 L1 两端的电压 U1=220V-165V=55V,两个灯泡的
电流之比为I1=n2=1,因此两个灯泡的额定功率之比P1=U1I1=1,A 项正确。
I2 n1 3 P2 U2I2 3
(
92
)AB 解析:原子核是否稳定,与比结合能有关,与结合能无关,A 项正确;放射性元素衰变快慢,由元素本身的性质决定,与物理状态无关,B 项正确;铀核(235U)裂变即使发生了,如果铀块体积小于临界体积,则核反应不能持续下去,C 项错误;发生β衰变,产生的新核的核子数不变,D 项错误。
AC 解析:0-1s 内,a 环中磁通量逐渐增大,根据楞次定律可知,a、b 环中的感应电流沿逆时针方向,根据安培定则可知,b 环中感应电流的磁场方向垂直于纸面向外,A 项正确;t=2s 时刻 a 环中磁通量的变化率最大,感应电流最大,因此 b 环中感应电流的磁通量不为零,B 项错误;1-3s 内,a 环中磁通量先向里减小,后向外增大,根据楞次定律可知, a 环中感应电流方向始终沿顺时针方向,因此 b 环中的感应电流方向始终沿顺时针方向,C 项正确;2-4s 内,a 环中磁通量的变化率先减小后增大,因此 a 环中感应电流先减小后增大,b 环中磁通量先减小后增大,D 项错误。
ABC 解析:由于杆是光滑的,且连接环部分的绳处于竖直状态,因此绳对环的作用力
竖直向上,由于环静止,因此合力为零,重力的方向竖直向下,如果杆对环有弹力,则环的合力不为零,与环处于静止的条件矛盾,因此环此时只受两个力的作用,由此可见拉绳的力的大小一定等于环的重力,A 项正确;改变对绳的拉力,使环沿杆缓慢向上运动,根据力的平衡可知,在运动过程中杆对环的作用力一定垂直于杆向下,B 项正确;设杆与水平方向的夹角为θ,绳与杆上段的夹角为α,则 Fcosα=mgsinθ,在环向上运动的过程中,α不断增大, F 不断增大,C 项正确;由 Fcosα=mgsinθ可知,由于拉力不可能达到无穷大,因此α不可能达到 90°,因此 D 项错误。
AD 解析:由于 ac 段弧长是 bc 段弧长的 2 倍,因此 OC 连线与 y 轴夹角为 60°,ac 所在的直线为等势线,ac 所在直线与 y 轴的夹角为 60°,由于电场线与等势线垂直,且从高电势指向低电势,因此匀强电场的电场强度方向与 x 轴正向成 60°角,A 项正确;ac 所在直线与 x 轴的交点坐标为 3 3,因此 b 点到 ac 所在直线的长为 d=
(3 3-1)cm,因此电场强度大小为 E=U= 3-1 V/m
2 d 3( 3-1)×0.01
2
=200V/m,B 项错误;一个带正电的电荷沿圆弧从 a 运动到 b,路径中的电势先降低后升高,
3
因此电势能先减小后增大,C 项错误;O 到 ac 所在直线的距离为 d′=3 3cm,因此φ0-φa
2
=Ed′=200×3 3×0.01V= 3V,因此φ0=(1+ 3)V,D 项正确。
3 2
11.(1)AB (2)A (3)k= 2
M
(每空 2 分)
解析:(1)将长木板右端适当垫高,小车未挂砂桶时,在木板上静止释放,轻推小车后, 恰能匀速下滑,选项 A 正确;小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数,选项 B 正确;由于有拉力传感器,实验中不需要砂和砂桶的质量远小于小车的质量,选项 C 错误;不需要用天平测出砂和砂桶的质量,选项 D 错误。
对小车,由牛顿第二定律可得:2F=Ma,可得:a= 2 F,a-F 的图象是过坐标原点
M
的直线,选项 A 错误。
该小组通过分析求出 a-F 图线线性部分的斜率 k= 2 。
M
12.(1)C(1 分) D(1 分) F(1 分) (2)乙(2 分)
(3)1.5(2 分) 0.9(2 分)
解析:在现有器材的条件下,为消除上述系统误差,尽可能准确地测量电池的电动势和 内阻,实验电路图应选择图中的乙。
应选内阻已知的电流表,电流表应选电流表 A2:量程 0~0.6A,内阻为 0.1Ω;电压表应选电压表 V1:量程 0~3V,内阻未知;滑动变阻器选滑动变阻器 R1:0~10Ω,2A,调节方便灵活。
实验电路图应选择图中的乙。
根据闭合电路欧姆定律可得:E=U+I(RA+r),结合图象可得:E=1.5V,RA+r=1.0Ω,
RA=0.1Ω,r=0.9Ω。
解析:(1)由于圆弧轨道为四分之一个圆弧,因此θ=45°
从 P 点向左水平抛出的小球恰好能从 A 点无碰撞地进入圆弧轨道,则小球在 A 点的速度与水平方向的夹角为 45°
则 x=v0t
y=1gt2(1 分) 2
vy=gt
tan45°=vy(1 分)
v0
(
(1
)y=1tan45°=1 分)
x 2 2
即 y=1x(1 分) 2
(2)设小球在圆弧轨道的最底点时速度大小为 v,由题意可知
(
(
)5mg-mg=mv2 1 分)
R
求得 v=2 gR(1 分)
设小球抛出的初速度大小为 v0,则小球在 A 点的速度大小为 2v0
从 A 点到轨道最低点,根据机械能守恒定律有
(
A
)mgR(1-cos45°)=1mv2-1mv2 (1 分)
2 2
求得 v0= (2+ 2)gR(1 分)
2
解析:(1)设物块与挡板碰撞后的一瞬间速度大小为 v1
根据动量定理有 I=mv0+mv1(1 分) 求得 v1=1m/s(1 分)
设碰撞后板的速度大小为 v2,碰撞过程动量守恒,则有 mv0=Mv2-mv1(1 分) 求得 v2=2.5m/s(1 分)
(2)碰撞前,物块在平板车上运动的时间 t1= L =1s
v0 4
碰撞后,长木板以 v2 做匀减速运动,加速度大小 a=μ(m+M)g=7.5m/s2(1 分)
M
设长木板停下时,物块还未滑离木板,木板停下所用时间 t2=v2=1s(1 分)
a 3
在 t2 时间内,物块运动的距离 x1=v1t2=1m(1 分)
3
木板运动的距离 x2=1v2t2= 5 m(1 分)
2 12
由于 x1+x2t3=L-x1-x2=1s(1 分)
v1 4
因此物块在板上滑行的总时间为 t=t1+t2+t3=5s(1 分)
6
解析:(1)粒子进入磁场后在磁场中作圆周运动,半径为 R,周期为 T,由洛仑兹力
(
v
)2
提供向心力得 qv0B=m 0(1 分)
R
R=mv0
qB
2×103×10-4

0.5
=0.4m(1 分)
2πR
T= =
v0
2πm=
qB
2π×10-4
0.5
=4π×10-4s(1 分)
4π×10-4 1
在磁场变化的第一段时间内,粒子运动的周期数为:N1= 3 =
4π×10-4
(1 分)
3
运动轨迹对应的圆心角为 120°
在第二个时间段内运动的周期数为
2π×10-4 1
N2= 3 =
(1 分)
4π×10-4 6
所对应的运动轨迹圆心角为 60°(1 分) 第三个时间段内运动的周期数为
4π×10-4 1
N3= 3 =
(1 分)
4π×10-4 3
对应的圆心角为 120°(1 分)
粒子运动轨迹如图,粒子恰好在第三段时间末通过 y 轴。由图知粒子到达 y 轴时离 O 点距离 s=4R=1.6m(1 分)
(2)粒子进入电场做类平抛运动
(
s
2

)1qE
t (1 分)
2 m x=v0t(1 分)
带入数据得 E=3.2×102V/m(1 分)
16.(1)CDE 解析:气体的内能等于所有分子热运动动能和分子之间势能的总和,A 项错误;如果没有漏气、没有摩擦,也没有机体热量的损失,热机的效率也不可以达到 100%, 故 B 错误;对于一定量的理想气体分子势能不计,故当气体温度升高时,气体的内能一定增大,C 项正确;气体发生等压膨胀时,压强不变,体积变大,根据理想气体状态方程可知, 气体的温度升高,内能增加,根据热力学第一定律可知,气体一定吸收热量,D 项正确;一切自发过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行,也就是向着熵增大的方向进行,因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多,E 项正确。
(2)解析:(ⅰ)设汽缸的横截面积为 S,由题意可知,此过程为等压膨胀
l0 S lS
由盖﹣吕萨克定律得: T0 T1 (2 分)
(
1
0
)T l T 45 300K=450K
(
l
)解得: 0 30
(2 分)
(ⅱ)由题意可知,此过程温度保持不变, 由波意耳定律有:P0lS=Pl0S(2 分)
对活塞由平衡得:P0S+mg=PS(2 分) 联立解得:m=5kg(2 分)
17.(1)CDE 解析:若 A 波沿 x 轴正向传播,B 波也沿 x 轴正向传播,则两列波传播
速度相同,叠加不会出现稳定的振动加强与振动减弱区域,因此两列波的传播方向一定相反, A 项错误;t=0 时刻,若 A 波使 x=0.2m 处质点沿 y 轴正向运动,则 A 波沿 x 轴正向传播, 则 B 波一定沿 x 轴负方向传播,根据波的振动与波动关系可以判断,x=0.2m 处质点也沿 y 轴正向运动,B 项错误;t=0 时刻,x=0、x=0.2m 为相邻的两个振动加强点,C 项正确;x
=0.5m 处为波峰与波谷相遇点,为振动减弱点,D 项正确;两列波遇到尺寸小于 0.4m 的障碍物会发生明显的衍射现象,E 项正确。
(2)解析:(ⅰ)当光线从 D 点在纸面内垂直 OA 边射入玻璃砖,设光束在圆弧面上的入射点为 F
由几何关系 cos∠DOF=OD= 2(1 分)
OF 2
得∠DOF=45° 根据几何关系,∠DFO=45°(1 分) 临界角 C=45°(1 分)
因此折射率 n= 1 = 2(2 分)
sinC
(ⅱ)若光线从 E 点入射,根据几何关系,由于光线垂直于 OA,OE=1R(1 分)
2
∠AOB=60°,由几何关系可知,光线刚好从 B 点出射
由几何关系,入射角θ=30°,由折射率公式 n=sinα(2 分)
sinθ
求得α=45°(1 分)
因此光线在圆弧面上折射,光的偏向角为α-θ=15°(1 分)
同课章节目录