云南省曲靖市2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项正确。第9~12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．（2024高二下·曲靖期末）关于电磁波下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并证实了电磁波的存在
B．医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
C．一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关
D．电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速
2．（2024高二下·曲靖期末）经过m次α衰变和n次β衰变后变成，则（ ）
A．， B．， C．， D．，
3．（2024高二下·曲靖期末）一个物体从某一高度做自由落体运动，已知它第一秒内的位移恰好为最后一秒内位移的一半，g取，则它下落的平均速度大小为（ ）
A．5m/s B．7.5m/s C．10m/s D．15m/s
4．（2024高二下·曲靖期末）如图为某质点沿x轴做简谐运动的图象，下列说法中正确的是( )
A．在t=4s时质点速度最大，加速度为0
B．在t=1s时，质点速度和加速度都达到最大值
C．在0到1s时间内，质点速度和加速度方向相同
D．在t=2s时，质点的位移沿x轴负方向，加速度也沿x轴负方向
5．（2024高二下·曲靖期末）如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向外、大小为I1的恒定电流，两导线连线（水平）的中点处，一可自由转动的小磁针静止时N极所指的方向平行于纸面向下。忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流I2，下列判断正确的是（ ）
A．I2I1，方向垂直纸面向外
C．I2I1，方向垂直纸面向里
6．（2024高二下·曲靖期末）北斗导航系统由静止地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。中圆地球轨道卫星绕行周期为12h，运行轨道平面与赤道共面，绕行方向与地球自转方向相同。则（ ）
A．中圆地球轨道卫星每12h扫描地球赤道一圈
B．中圆地球轨道卫星每24h扫描地球赤道一圈
C．中圆地球轨道卫星与静止地球同步轨道卫星的轨道半径之比为
D．中圆地球轨道卫星与静止地球同步轨道卫星的线速度之比为
7．（2024高二下·曲靖期末）如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形团合回路，虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面，回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直，从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论不正确的是（ ）
A．感应电流方向不变 B．CD段直线始终不受安培力
C．感应电动势最大值E=Bav D．感应电动势平均值
8．（2024高二下·曲靖期末）如图所示，水平光滑的地面有一个匀速运动的小车，轻质弹簧的一端固定在小车左挡板上，另一端固定在物块上。物块和小车相对静止，小车上表面粗糙，弹簧处于伸长状态。下列说法正确的是（ ）
A．小车所受合外力向右
B．小车一定受向右的摩擦力
C．物块一定受小车向右的摩擦力
D．物块和小车整个系统所受合外力的冲量向右
9．（2024高二下·曲靖期末）按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的遏止电压和入射光的频率的几组数据。由表中数据作出的图像（未画出，h为普朗克常量，元电荷用e表示），则：（ ）
0.541 0.637 0.714 0.809 0.878
5.644 5.888 6.098 6.303 6.501
A．图像斜率大小为h B．图像斜率大小为
C．不能求出这种金属的极限频率 D．能求得这种金属的逸出功
10．（2024高二下·曲靖期末）在图示的双缝干涉实验中，入射激光的波长为λ，屏上P点出现亮条纹，则P点到双缝S1，S2的路程差可能是（ ）
A．λ B．4λ C． D．
11．（2024高二下·曲靖期末）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为的灯泡和，输入交变电压的有效值时，两灯泡均恰好正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈匝数之比为 B．原、副线圈匝数之比为
C．和的电功率之比为 D．和的电功率之比为
12．（2024高二下·曲靖期末）如图所示，一绝缘丝线拴接一可视为质点的球在竖直面内做圆周运动，在空间施加水平向右的匀强电场。已知球的质量为m，电荷量为＋q，A、B两点与圆心O在同一水平线上，C、D两点分别为圆周运动中的最低点和最高点，球经过A点时丝线的拉力与球的速度的关系为FT＝v2－a。则下列说法正确的是（ ）
A．丝线的长度为
B．球在D点的动能最小
C．电场强度的大小为
D．当v＝ 时，球在B点时对丝线的拉力大小为6a
二、实验题：本题共2小题，共15分。
13．（2024高二下·曲靖期末）某实验小组成员用如图甲所示的实验装置做探究加速度与质量关系的实验。实验中通过改变小车中砝码的质量来改变小车和车中砝码的总质量M，打点计时器所用交流电的频率为50Hz。
（1）对于实验操作的目的，下列说法正确的是 。
A．重物的质量m必须远小于M的目的是使小车受到的合外力等于细线的拉力
B．调节定滑轮高度，使细线与长木板表面平行的目的是使小车受到的合外力等于细线的拉力
C．小车开始释放的位置靠近打点计时器的目的是在纸带上打更多的点
（2）若实验所用的交流电频率为50Hz，则根据图乙所打纸带的打点记录，打点计时器打B点时的速度为 m/s，小车的加速度 m/s2。（结果保留三位有效数字）
14．（2024高二下·曲靖期末）某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E和内阻r。其中电压表是理想电压表（量程大于电源电动势），定值电阻。实验时先将电阻箱阻值调到最大，再闭合开关S，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和电压表的示数U，由测得数据画出的图像是一条倾斜的直线（如图丁所示）。
（1）用笔画线代替导线，将图甲电路图在图乙中连接成实物图 。
（2）若某次电阻箱读数如图丙，则其示数为 。
（3）利用图像求得的电动势 ，内阻 。
三、计算题：本题共3小题，共37分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15．（2024高二下·曲靖期末）如图所示，一汽缸固定在水平桌面上，通过轻质活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积，与缸壁的摩擦可忽略不计。活塞中点与物块A通过细绳、固定的轻质定滑轮水平连接，可视为质点的物块A与B之间通过长度为的细绳连接（图中未画出）并叠放在桌面上；开始时，滑轮两侧的绳处于竖直状态且恰好无拉力，活塞距缸底，气体温度，外界大气压强，现通过特殊装置，使缸内气体的温度缓慢下降，取重，力加速度，求：
（1）当质量为的物块A恰好开始上升时，汽缸内气体的温度为多少K；
（2）若物块B恰好开始上升时汽缸内气体的温度为125K，物块B的质量为多少kg？
16．（2024高二下·曲靖期末）如图所示，半径为的四分之一圆弧体放在水平面上，圆弧最高点A处的切线竖直，质量为的物块放在圆弧的最高点A点，当圆弧体从静止开始以加速度向右做匀加速直线运动时，物块刚好不下滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆弧体运动一段时间突然停下，物块刚好落到B点，重力加速度为，求：
（1）物块与圆弧体的动摩擦因数；
（2）圆弧体运动的时间。
17．（2024高二下·曲靖期末）一质量为，电荷量为的带电粒子，沿着半径方向射入圆形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度的大小为（），圆形磁场的半径为粒子的轨迹圆半径的，粒子射出圆形磁场后，进入左边有界、右边无界的匀强磁场中，圆形磁场与磁场的左边界相切，且粒子最初射入圆形磁场时的速度方向垂直于磁场的边界，如图所示．粒子最终从圆形磁场的射入点射出磁场，不计粒子的重力，求：
（1）粒子在圆形磁场中偏转的角度；
（2）两磁场的磁感应强度大小之比；
（3）粒子在两个磁场中运动的总时间（用含的式子表示）。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在且测得了波速，A不符合题意；
B．X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体；对人体有一辐射，故不能用来消毒，B不符合题意；
C．一切物体都在不停地向外辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关，物体的温度越高，辐射的红外线就越强，C符合题意；
D．电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空中的传播速度等于光速， D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在，X射线都有很高的穿透本领，电磁波的传播不需要介质，在真空中的传播速度等于光速。
2．【答案】A
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】根据核反应过程质量数和电荷数守恒可以得出反应方程为
根据核反应的规律可以得出：
故选A。
【分析】利用核反应过程的质量数和电荷数守恒可以求出衰变的次数。
3．【答案】B
【知识点】平均速度；自由落体运动
【解析】【解答】物体做自由落体运动第一秒内的位移为
设物体下落最后一秒过程的初速度为 ，则最后一秒内的位移为
解得
物体下落过程的末速度为
则物体下落的平均速度大小为
故答案为：B。
【分析】物体做自由落体运动，结合自由落体运动的规律以及匀变速直线运动的平均速度进行分析判断。
4．【答案】C
【知识点】简谐运动的表达式与图象；简谐运动
【解析】【解答】A.在t=4s时质点位于最大位移处，速度为0，根据
则位移最大时加速度最大，故A错误；
B.在t=1s时，质点通过平衡位置，速度最大，根据
则位移最小时加速度为0，故B错误；
C.在0到1s时间内，质点的速度沿负方向，位移为正方向，由
知，加速度沿负方向，则质点的速度方向与加速度方向相同，C正确；
D.在t=2s时，质点的位移沿x轴负方向，根据
知，加速度沿x轴正方向，故D错误．
故选C。
【分析】根据质点的位置可以判别加速度的大小及方向；利用质点的位置变化可以判别速度的方向和大小。
5．【答案】B
【知识点】磁感应强度；安培定则
【解析】【解答】根据安培定则可以得出通电导线周围的磁感线方向为同心圆，由此可判断左边导线I1在连线中点处的磁感应强度B1方向竖直向上，根据小磁针的N极方向可以得出合磁感应强度竖直向下，根据磁感应强度的叠加可以得出右边导线I2在该处形成的.磁感应强度B2一定竖直向下，且
B2 > B1
由于右边导线在中点处产生的磁感应强度比较大，根据电流强度和磁感应强度成正比，则
I2 > I1
由于右边导线I2在该处形成的.磁感应强度B2一定竖直向下根据安培定则可知，右边导线中电流方向垂直纸面向外。
故选B。
【分析】利用安培定则可以判别左侧导线在中点产生的磁感应强度的方向，结合小磁针对应的合磁感应强度的方向可以判别右侧导线在中点产生的磁感应强度的大小及方向，结合安培定则可以判别右侧导线的电流方向；利用两侧磁感应强度的大小可以比较电流的大小。
6．【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】AB．地球自转的周期为 ，设中圆地球轨道卫星扫描地球赤道一圈的时间为 ，则有
解得
A不符合题意，B符合题意；
C．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得
可得
则中圆地球轨道卫星与静止地球同步轨道卫星的轨道半径之比为
C不符合题意；
D．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得
可得
则中圆地球轨道卫星与静止地球同步轨道卫星的线速度之比为
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据万有引力提供向心力得出卫星做匀速圆周运动的半径和线速度的表达式，从而得出各物理量的大小关系。
7．【答案】B
【知识点】左手定则—磁场对通电导线的作用；楞次定律；法拉第电磁感应定律；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】A．闭合回路在进入磁场过程中，由于线圈中磁通量不断增大，根据楞次定律可以得出感应电流的方向为逆时针方向，方向不变。故A正确，与题意不符；
B．感应电流的方向为逆时针方向，根据左手定则，CD段直线所受安培力方向竖直向下。故B错误，与题意相符；
C．切割的有效长度为a时，感应电动势有最大值，根据动生电动势的表达式可以得出：
故C正确，与题意不符；
D．线圈进入磁场的过程中，根据法拉第电磁感应定律可得平均感应电动势为：
故D正确，与题意不符。
故选B。
【分析】利用楞次定律可以判别感应电流的方向，结合左手定则可以判别安培力的方向；利用动生电动势的表达式可以求出电动势的最大值；利用法拉第电磁感应定律可以求出平均电动势的大小。
8．【答案】C
【知识点】共点力的平衡；冲量
【解析】【解答】A．由于小车做匀速直线运动，根据平衡条件可以得出：小车所受合外力为零，故A错误；
BC．由于小车处于平衡状态，则物块C也做匀速直线运动，由于弹簧处于伸长状态，可知弹簧对物块的弹力水平向左，根据受力平衡可知，小车对物块的摩擦力水平向右，根据牛顿第三定律可以得出物块给小车的摩擦力水平向左，故B错误，C正确；
D．物块和小车一起做匀速直线运动，整体受到的合外力为零，根据冲量的表达式为
则物块和小车整个系统所受合外力的冲量为零，故D错误。
故选C。
【分析】利用小车的匀速直线运动可以判别小车受到的合力为0；利用物块的平衡方程结合弹力的方向可以判别物块受到的摩擦力方向；由于地面光滑所以小车不受地面摩擦力的作用；利用牛顿第三定律可以得出物块对小车的摩擦力方向；利用系统合力为0可以判别合力的冲量也等于0.
9．【答案】B,D
【知识点】电场力做功；动能；光电效应
【解析】【解答】AB．根据光电效应方程
以及遏止电压与最大初动能的关系
整理可得
由 图像的解析式可得，斜率为 ，A不符合题意，B符合题意；
CD．根据表中数据可计算出纵轴截距，假设为 ，根据上述解析式中 ，则
故能求得这种金属的逸出功。且当极限频率（即截止频率）取得时
又因为斜率
则整理可得
C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据动能定理以及电场力做功得出遏止电压和频率的表达式，结合图像得出图像的斜率，结合金属的逸出功得出金属的极限频率。
10．【答案】A,B
【知识点】光的双缝干涉
【解析】【解答】根据光的干涉原理可以得出：两个相干光源，屏上P点出现亮条纹，则两个光源到P点的路程差为的偶数倍，根据规律可以得出出现亮条纹的路程差如下：
……
AB正确，CD错误。
故选AB。
【分析】利用干涉条纹产生的条件可以求出两个光源到P点的路程差的大小。
11．【答案】B,C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】AB．灯泡正常发光，则其电压均为额定电压，则说明原线圈输入电压为
输出电压为
则由
可知，原副线圈匝数之比为，A错误；B正确；
CD．由于输电电流与匝数成反比，则可得
所以
由于小灯泡两端的电压相等，所以根据电功率的表达式有：
通过表达式可以得出：两者的电功率之比为；C正确，D错误。
故选BC。
【分析】已知输电电压，结合分压关系可以求出原线圈的输入电压，结合灯泡正常发光可以求出输出电压的大小，进而求出匝数之比；利用匝数之比可以求出电流的比值，结合电功率的表达式可以求出电功率的比值。
12．【答案】A,D
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】AC．小球经过A点时，小球受到的拉力和电场力提供向心力，根据小球的牛顿第二定律可以得出
即
根据题意可得：
两式联立可以得出丝线的长度和电场强度的大小为
，
故A正确，C错误；
B．将小球受到的重力和电场力进行合成，则合力斜向右下方，等效为重力场中的重力，则可以得出球做圆周运动的等效最低点在B、C之间，等效最高点在A、D之间，球在AD之间的速度最小，动能最小，选项B错误；
D．当时，球在A点不受丝线的拉力，球受到的电场力提供向心力，根据球在A点的牛顿第二定律有：
对球从A到B过程，根据小球运动的动能定理得
球在B点时，对球进行受力分析，拉力和电场力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
联立解得小球在B点受到的拉力大小为：
由牛顿第三定律可知，此时球对丝线的拉力大小也为6a，D正确。
故选AD。
【分析】利用小球在A点的牛顿第二定律联立表达式可以求出丝线的长度和电场强度的大小；对小球受到的重力和电场力进行合成，可以求出小球动能最小的位置；利用动能定理可以求出小球经过B点速度的大小，结合牛顿第二定理可以求出球在B点对丝线产生的拉力大小。
13．【答案】C；0.400；1.46
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（1）A．根据小车的牛顿第二定律有
根据重物的牛顿第二定律有
联立可以得出解得绳子的拉力为
根据表达式可以得出小车受到的合外力即细线的拉力约等于重物的重力时必须重物的质量m必须远小于小车的质量M，故A错误；
B．调节定滑轮高度，使细线保持与长木板平行的目的是细线的拉力等于小车受到的合力，避免产生分力，故B错误；
C．小车开始释放的位置靠近打点计时器的目的是为了充分利用纸带，打出更多的点，故C正确。
故选C。
（2）根据匀变速直线运动的规律，则AC段的平均速度为B点的瞬时速度，则打B点时小车的速度为
因为，每5个点作为一个计数点，根据周期和频率的关系可以得出相邻计数点间的时间间隔为
设AB间距为x1，BC间距离为x2，根据逐差法
小车的加速度大小为
【分析】（1）利用重物和小车的牛顿第二定律可以求出绳子拉力和重物重力的大小关系；细线与木板平行是为了避免拉力产生分力；小车开始释放的位置靠近打点计时器的目的是为了充分利用纸带，打出更多的点；
（2）利用平均速度公式可以求出B点瞬时速度的大小；利用逐差法可以求出小车加速度的大小。
14．【答案】见解析；；2V；
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）根据图甲电路图可以知道电源与电阻箱、定值电阻、开关进行串联，电压表测量电阻箱两端电源，根据电路图进行实物连线，如图所示
（2）根据电阻箱的示数可以得出电阻的大小为
（3）当开关闭合时，根据闭合电路欧姆定律可得
整理表达式可以得出电压和电阻的关系式为：
可知图像的纵轴截距和斜率为
；
解得电动势和内阻为
【分析】（1）利用电路图可以进行实物图连线；（2）利用电阻箱示数可以求出电阻的大小；
（2）利用闭合电路的欧姆定律结合图像斜率和截距可以求出电动势和内阻的大小。
15．【答案】解：（1）汽缸内气体的初状态为
物块A开始上升时汽缸内气体压强
物块A开始上升前汽缸内气体做等容变化，由查理定律可得
代入数据解得
（2）当物块B开始上升时，汽缸内气体的状态
由理想气体状态方程可知
代入数据解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】（1）当从开始降温到物块A恰好上升的过程中，气缸内的气体发生等容变化，利用理想气体的状态方程结合A物块的平衡方程可以求出气体的温度；
（2）当B物块开始上升时，利用平衡方程可以求出气体的压强大小，结合理想气体的状态方程可以求出物块B的质量大小。
16．【答案】解：（1）物块刚好不下滑，竖直方向根据受力平衡可得
水平方向根据牛顿第二定律可得
又
联立解得物块与圆弧体的动摩擦因数为
（2）圆弧体运动时间，此时物块的速度为
圆弧体突然停下，物块以速度做平抛运动，刚好落到B点，则有
，
联立解得
【知识点】牛顿第二定律；平抛运动
【解析】【分析】（1）物块刚好不下滑时，利用平衡方程可以求出摩擦力的大小，结合水平方向的牛顿第二定律可以求出圆弧体对物块的支持力大小，结合滑动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因数的大小；
（2）当圆弧体突然停下时，利用速度公式可以求出物块的速度大小，结合平抛运动的位移公式可以求出圆弧体运动的时间。
17．【答案】解：（1）根据题意作出粒子的运动轨迹，如图所示
粒子在圆形磁场中的偏转角为，由图中几何关系可得
解得
（2）粒子离开圆形磁场后，做匀速直线运动，进入半无界磁场时，粒子的速度与边界之间的夹角为
则粒子在半无界磁场中运动时，转过的圆心角为
要使粒子最终沿射入点返回，根据对称性可知，粒子在半无界磁场中运动的半径与圆形磁场半径之间满足几何关系为
解得
粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
则两磁场的磁感应强度大小之比为
（3）由题意可得
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
粒子在圆形磁场中运动的总时间为
粒子在半无界磁场中运动的时间为
粒子在两个磁场中运动的总时间
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在圆形磁场做匀速圆周运动，利用几何关系可以求出粒子在磁场中偏转的角度；
（2）粒子进入半无界磁场时，利用几何关系可以求出粒子在磁场中运动的半径，利用牛顿第二定律结合粒子轨迹半径的大小可以求出粒子在两个磁场中磁感应强度的大小比值；
（3）根据分析可以得出磁感应强度的大小关系，结合粒子在磁场中运动的周期及运动的圆心角大小可以求出粒子在两个磁场运动的总时间。
1 / 1云南省曲靖市2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项正确。第9~12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．（2024高二下·曲靖期末）关于电磁波下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并证实了电磁波的存在
B．医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
C．一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关
D．电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速
【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在且测得了波速，A不符合题意；
B．X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体；对人体有一辐射，故不能用来消毒，B不符合题意；
C．一切物体都在不停地向外辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关，物体的温度越高，辐射的红外线就越强，C符合题意；
D．电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空中的传播速度等于光速， D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在，X射线都有很高的穿透本领，电磁波的传播不需要介质，在真空中的传播速度等于光速。
2．（2024高二下·曲靖期末）经过m次α衰变和n次β衰变后变成，则（ ）
A．， B．， C．， D．，
【答案】A
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】根据核反应过程质量数和电荷数守恒可以得出反应方程为
根据核反应的规律可以得出：
故选A。
【分析】利用核反应过程的质量数和电荷数守恒可以求出衰变的次数。
3．（2024高二下·曲靖期末）一个物体从某一高度做自由落体运动，已知它第一秒内的位移恰好为最后一秒内位移的一半，g取，则它下落的平均速度大小为（ ）
A．5m/s B．7.5m/s C．10m/s D．15m/s
【答案】B
【知识点】平均速度；自由落体运动
【解析】【解答】物体做自由落体运动第一秒内的位移为
设物体下落最后一秒过程的初速度为 ，则最后一秒内的位移为
解得
物体下落过程的末速度为
则物体下落的平均速度大小为
故答案为：B。
【分析】物体做自由落体运动，结合自由落体运动的规律以及匀变速直线运动的平均速度进行分析判断。
4．（2024高二下·曲靖期末）如图为某质点沿x轴做简谐运动的图象，下列说法中正确的是( )
A．在t=4s时质点速度最大，加速度为0
B．在t=1s时，质点速度和加速度都达到最大值
C．在0到1s时间内，质点速度和加速度方向相同
D．在t=2s时，质点的位移沿x轴负方向，加速度也沿x轴负方向
【答案】C
【知识点】简谐运动的表达式与图象；简谐运动
【解析】【解答】A.在t=4s时质点位于最大位移处，速度为0，根据
则位移最大时加速度最大，故A错误；
B.在t=1s时，质点通过平衡位置，速度最大，根据
则位移最小时加速度为0，故B错误；
C.在0到1s时间内，质点的速度沿负方向，位移为正方向，由
知，加速度沿负方向，则质点的速度方向与加速度方向相同，C正确；
D.在t=2s时，质点的位移沿x轴负方向，根据
知，加速度沿x轴正方向，故D错误．
故选C。
【分析】根据质点的位置可以判别加速度的大小及方向；利用质点的位置变化可以判别速度的方向和大小。
5．（2024高二下·曲靖期末）如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向外、大小为I1的恒定电流，两导线连线（水平）的中点处，一可自由转动的小磁针静止时N极所指的方向平行于纸面向下。忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流I2，下列判断正确的是（ ）
A．I2I1，方向垂直纸面向外
C．I2I1，方向垂直纸面向里
【答案】B
【知识点】磁感应强度；安培定则
【解析】【解答】根据安培定则可以得出通电导线周围的磁感线方向为同心圆，由此可判断左边导线I1在连线中点处的磁感应强度B1方向竖直向上，根据小磁针的N极方向可以得出合磁感应强度竖直向下，根据磁感应强度的叠加可以得出右边导线I2在该处形成的.磁感应强度B2一定竖直向下，且
B2 > B1
由于右边导线在中点处产生的磁感应强度比较大，根据电流强度和磁感应强度成正比，则
I2 > I1
由于右边导线I2在该处形成的.磁感应强度B2一定竖直向下根据安培定则可知，右边导线中电流方向垂直纸面向外。
故选B。
【分析】利用安培定则可以判别左侧导线在中点产生的磁感应强度的方向，结合小磁针对应的合磁感应强度的方向可以判别右侧导线在中点产生的磁感应强度的大小及方向，结合安培定则可以判别右侧导线的电流方向；利用两侧磁感应强度的大小可以比较电流的大小。
6．（2024高二下·曲靖期末）北斗导航系统由静止地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。中圆地球轨道卫星绕行周期为12h，运行轨道平面与赤道共面，绕行方向与地球自转方向相同。则（ ）
A．中圆地球轨道卫星每12h扫描地球赤道一圈
B．中圆地球轨道卫星每24h扫描地球赤道一圈
C．中圆地球轨道卫星与静止地球同步轨道卫星的轨道半径之比为
D．中圆地球轨道卫星与静止地球同步轨道卫星的线速度之比为
【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】AB．地球自转的周期为 ，设中圆地球轨道卫星扫描地球赤道一圈的时间为 ，则有
解得
A不符合题意，B符合题意；
C．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得
可得
则中圆地球轨道卫星与静止地球同步轨道卫星的轨道半径之比为
C不符合题意；
D．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得
可得
则中圆地球轨道卫星与静止地球同步轨道卫星的线速度之比为
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据万有引力提供向心力得出卫星做匀速圆周运动的半径和线速度的表达式，从而得出各物理量的大小关系。
7．（2024高二下·曲靖期末）如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形团合回路，虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面，回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直，从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论不正确的是（ ）
A．感应电流方向不变 B．CD段直线始终不受安培力
C．感应电动势最大值E=Bav D．感应电动势平均值
【答案】B
【知识点】左手定则—磁场对通电导线的作用；楞次定律；法拉第电磁感应定律；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】A．闭合回路在进入磁场过程中，由于线圈中磁通量不断增大，根据楞次定律可以得出感应电流的方向为逆时针方向，方向不变。故A正确，与题意不符；
B．感应电流的方向为逆时针方向，根据左手定则，CD段直线所受安培力方向竖直向下。故B错误，与题意相符；
C．切割的有效长度为a时，感应电动势有最大值，根据动生电动势的表达式可以得出：
故C正确，与题意不符；
D．线圈进入磁场的过程中，根据法拉第电磁感应定律可得平均感应电动势为：
故D正确，与题意不符。
故选B。
【分析】利用楞次定律可以判别感应电流的方向，结合左手定则可以判别安培力的方向；利用动生电动势的表达式可以求出电动势的最大值；利用法拉第电磁感应定律可以求出平均电动势的大小。
8．（2024高二下·曲靖期末）如图所示，水平光滑的地面有一个匀速运动的小车，轻质弹簧的一端固定在小车左挡板上，另一端固定在物块上。物块和小车相对静止，小车上表面粗糙，弹簧处于伸长状态。下列说法正确的是（ ）
A．小车所受合外力向右
B．小车一定受向右的摩擦力
C．物块一定受小车向右的摩擦力
D．物块和小车整个系统所受合外力的冲量向右
【答案】C
【知识点】共点力的平衡；冲量
【解析】【解答】A．由于小车做匀速直线运动，根据平衡条件可以得出：小车所受合外力为零，故A错误；
BC．由于小车处于平衡状态，则物块C也做匀速直线运动，由于弹簧处于伸长状态，可知弹簧对物块的弹力水平向左，根据受力平衡可知，小车对物块的摩擦力水平向右，根据牛顿第三定律可以得出物块给小车的摩擦力水平向左，故B错误，C正确；
D．物块和小车一起做匀速直线运动，整体受到的合外力为零，根据冲量的表达式为
则物块和小车整个系统所受合外力的冲量为零，故D错误。
故选C。
【分析】利用小车的匀速直线运动可以判别小车受到的合力为0；利用物块的平衡方程结合弹力的方向可以判别物块受到的摩擦力方向；由于地面光滑所以小车不受地面摩擦力的作用；利用牛顿第三定律可以得出物块对小车的摩擦力方向；利用系统合力为0可以判别合力的冲量也等于0.
9．（2024高二下·曲靖期末）按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的遏止电压和入射光的频率的几组数据。由表中数据作出的图像（未画出，h为普朗克常量，元电荷用e表示），则：（ ）
0.541 0.637 0.714 0.809 0.878
5.644 5.888 6.098 6.303 6.501
A．图像斜率大小为h B．图像斜率大小为
C．不能求出这种金属的极限频率 D．能求得这种金属的逸出功
【答案】B,D
【知识点】电场力做功；动能；光电效应
【解析】【解答】AB．根据光电效应方程
以及遏止电压与最大初动能的关系
整理可得
由 图像的解析式可得，斜率为 ，A不符合题意，B符合题意；
CD．根据表中数据可计算出纵轴截距，假设为 ，根据上述解析式中 ，则
故能求得这种金属的逸出功。且当极限频率（即截止频率）取得时
又因为斜率
则整理可得
C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】根据动能定理以及电场力做功得出遏止电压和频率的表达式，结合图像得出图像的斜率，结合金属的逸出功得出金属的极限频率。
10．（2024高二下·曲靖期末）在图示的双缝干涉实验中，入射激光的波长为λ，屏上P点出现亮条纹，则P点到双缝S1，S2的路程差可能是（ ）
A．λ B．4λ C． D．
【答案】A,B
【知识点】光的双缝干涉
【解析】【解答】根据光的干涉原理可以得出：两个相干光源，屏上P点出现亮条纹，则两个光源到P点的路程差为的偶数倍，根据规律可以得出出现亮条纹的路程差如下：
……
AB正确，CD错误。
故选AB。
【分析】利用干涉条纹产生的条件可以求出两个光源到P点的路程差的大小。
11．（2024高二下·曲靖期末）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为的灯泡和，输入交变电压的有效值时，两灯泡均恰好正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈匝数之比为 B．原、副线圈匝数之比为
C．和的电功率之比为 D．和的电功率之比为
【答案】B,C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】AB．灯泡正常发光，则其电压均为额定电压，则说明原线圈输入电压为
输出电压为
则由
可知，原副线圈匝数之比为，A错误；B正确；
CD．由于输电电流与匝数成反比，则可得
所以
由于小灯泡两端的电压相等，所以根据电功率的表达式有：
通过表达式可以得出：两者的电功率之比为；C正确，D错误。
故选BC。
【分析】已知输电电压，结合分压关系可以求出原线圈的输入电压，结合灯泡正常发光可以求出输出电压的大小，进而求出匝数之比；利用匝数之比可以求出电流的比值，结合电功率的表达式可以求出电功率的比值。
12．（2024高二下·曲靖期末）如图所示，一绝缘丝线拴接一可视为质点的球在竖直面内做圆周运动，在空间施加水平向右的匀强电场。已知球的质量为m，电荷量为＋q，A、B两点与圆心O在同一水平线上，C、D两点分别为圆周运动中的最低点和最高点，球经过A点时丝线的拉力与球的速度的关系为FT＝v2－a。则下列说法正确的是（ ）
A．丝线的长度为
B．球在D点的动能最小
C．电场强度的大小为
D．当v＝ 时，球在B点时对丝线的拉力大小为6a
【答案】A,D
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】AC．小球经过A点时，小球受到的拉力和电场力提供向心力，根据小球的牛顿第二定律可以得出
即
根据题意可得：
两式联立可以得出丝线的长度和电场强度的大小为
，
故A正确，C错误；
B．将小球受到的重力和电场力进行合成，则合力斜向右下方，等效为重力场中的重力，则可以得出球做圆周运动的等效最低点在B、C之间，等效最高点在A、D之间，球在AD之间的速度最小，动能最小，选项B错误；
D．当时，球在A点不受丝线的拉力，球受到的电场力提供向心力，根据球在A点的牛顿第二定律有：
对球从A到B过程，根据小球运动的动能定理得
球在B点时，对球进行受力分析，拉力和电场力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
联立解得小球在B点受到的拉力大小为：
由牛顿第三定律可知，此时球对丝线的拉力大小也为6a，D正确。
故选AD。
【分析】利用小球在A点的牛顿第二定律联立表达式可以求出丝线的长度和电场强度的大小；对小球受到的重力和电场力进行合成，可以求出小球动能最小的位置；利用动能定理可以求出小球经过B点速度的大小，结合牛顿第二定理可以求出球在B点对丝线产生的拉力大小。
二、实验题：本题共2小题，共15分。
13．（2024高二下·曲靖期末）某实验小组成员用如图甲所示的实验装置做探究加速度与质量关系的实验。实验中通过改变小车中砝码的质量来改变小车和车中砝码的总质量M，打点计时器所用交流电的频率为50Hz。
（1）对于实验操作的目的，下列说法正确的是 。
A．重物的质量m必须远小于M的目的是使小车受到的合外力等于细线的拉力
B．调节定滑轮高度，使细线与长木板表面平行的目的是使小车受到的合外力等于细线的拉力
C．小车开始释放的位置靠近打点计时器的目的是在纸带上打更多的点
（2）若实验所用的交流电频率为50Hz，则根据图乙所打纸带的打点记录，打点计时器打B点时的速度为 m/s，小车的加速度 m/s2。（结果保留三位有效数字）
【答案】C；0.400；1.46
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（1）A．根据小车的牛顿第二定律有
根据重物的牛顿第二定律有
联立可以得出解得绳子的拉力为
根据表达式可以得出小车受到的合外力即细线的拉力约等于重物的重力时必须重物的质量m必须远小于小车的质量M，故A错误；
B．调节定滑轮高度，使细线保持与长木板平行的目的是细线的拉力等于小车受到的合力，避免产生分力，故B错误；
C．小车开始释放的位置靠近打点计时器的目的是为了充分利用纸带，打出更多的点，故C正确。
故选C。
（2）根据匀变速直线运动的规律，则AC段的平均速度为B点的瞬时速度，则打B点时小车的速度为
因为，每5个点作为一个计数点，根据周期和频率的关系可以得出相邻计数点间的时间间隔为
设AB间距为x1，BC间距离为x2，根据逐差法
小车的加速度大小为
【分析】（1）利用重物和小车的牛顿第二定律可以求出绳子拉力和重物重力的大小关系；细线与木板平行是为了避免拉力产生分力；小车开始释放的位置靠近打点计时器的目的是为了充分利用纸带，打出更多的点；
（2）利用平均速度公式可以求出B点瞬时速度的大小；利用逐差法可以求出小车加速度的大小。
14．（2024高二下·曲靖期末）某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E和内阻r。其中电压表是理想电压表（量程大于电源电动势），定值电阻。实验时先将电阻箱阻值调到最大，再闭合开关S，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和电压表的示数U，由测得数据画出的图像是一条倾斜的直线（如图丁所示）。
（1）用笔画线代替导线，将图甲电路图在图乙中连接成实物图 。
（2）若某次电阻箱读数如图丙，则其示数为 。
（3）利用图像求得的电动势 ，内阻 。
【答案】见解析；；2V；
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）根据图甲电路图可以知道电源与电阻箱、定值电阻、开关进行串联，电压表测量电阻箱两端电源，根据电路图进行实物连线，如图所示
（2）根据电阻箱的示数可以得出电阻的大小为
（3）当开关闭合时，根据闭合电路欧姆定律可得
整理表达式可以得出电压和电阻的关系式为：
可知图像的纵轴截距和斜率为
；
解得电动势和内阻为
【分析】（1）利用电路图可以进行实物图连线；（2）利用电阻箱示数可以求出电阻的大小；
（2）利用闭合电路的欧姆定律结合图像斜率和截距可以求出电动势和内阻的大小。
三、计算题：本题共3小题，共37分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15．（2024高二下·曲靖期末）如图所示，一汽缸固定在水平桌面上，通过轻质活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积，与缸壁的摩擦可忽略不计。活塞中点与物块A通过细绳、固定的轻质定滑轮水平连接，可视为质点的物块A与B之间通过长度为的细绳连接（图中未画出）并叠放在桌面上；开始时，滑轮两侧的绳处于竖直状态且恰好无拉力，活塞距缸底，气体温度，外界大气压强，现通过特殊装置，使缸内气体的温度缓慢下降，取重，力加速度，求：
（1）当质量为的物块A恰好开始上升时，汽缸内气体的温度为多少K；
（2）若物块B恰好开始上升时汽缸内气体的温度为125K，物块B的质量为多少kg？
【答案】解：（1）汽缸内气体的初状态为
物块A开始上升时汽缸内气体压强
物块A开始上升前汽缸内气体做等容变化，由查理定律可得
代入数据解得
（2）当物块B开始上升时，汽缸内气体的状态
由理想气体状态方程可知
代入数据解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】（1）当从开始降温到物块A恰好上升的过程中，气缸内的气体发生等容变化，利用理想气体的状态方程结合A物块的平衡方程可以求出气体的温度；
（2）当B物块开始上升时，利用平衡方程可以求出气体的压强大小，结合理想气体的状态方程可以求出物块B的质量大小。
16．（2024高二下·曲靖期末）如图所示，半径为的四分之一圆弧体放在水平面上，圆弧最高点A处的切线竖直，质量为的物块放在圆弧的最高点A点，当圆弧体从静止开始以加速度向右做匀加速直线运动时，物块刚好不下滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆弧体运动一段时间突然停下，物块刚好落到B点，重力加速度为，求：
（1）物块与圆弧体的动摩擦因数；
（2）圆弧体运动的时间。
【答案】解：（1）物块刚好不下滑，竖直方向根据受力平衡可得
水平方向根据牛顿第二定律可得
又
联立解得物块与圆弧体的动摩擦因数为
（2）圆弧体运动时间，此时物块的速度为
圆弧体突然停下，物块以速度做平抛运动，刚好落到B点，则有
，
联立解得
【知识点】牛顿第二定律；平抛运动
【解析】【分析】（1）物块刚好不下滑时，利用平衡方程可以求出摩擦力的大小，结合水平方向的牛顿第二定律可以求出圆弧体对物块的支持力大小，结合滑动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因数的大小；
（2）当圆弧体突然停下时，利用速度公式可以求出物块的速度大小，结合平抛运动的位移公式可以求出圆弧体运动的时间。
17．（2024高二下·曲靖期末）一质量为，电荷量为的带电粒子，沿着半径方向射入圆形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度的大小为（），圆形磁场的半径为粒子的轨迹圆半径的，粒子射出圆形磁场后，进入左边有界、右边无界的匀强磁场中，圆形磁场与磁场的左边界相切，且粒子最初射入圆形磁场时的速度方向垂直于磁场的边界，如图所示．粒子最终从圆形磁场的射入点射出磁场，不计粒子的重力，求：
（1）粒子在圆形磁场中偏转的角度；
（2）两磁场的磁感应强度大小之比；
（3）粒子在两个磁场中运动的总时间（用含的式子表示）。
【答案】解：（1）根据题意作出粒子的运动轨迹，如图所示
粒子在圆形磁场中的偏转角为，由图中几何关系可得
解得
（2）粒子离开圆形磁场后，做匀速直线运动，进入半无界磁场时，粒子的速度与边界之间的夹角为
则粒子在半无界磁场中运动时，转过的圆心角为
要使粒子最终沿射入点返回，根据对称性可知，粒子在半无界磁场中运动的半径与圆形磁场半径之间满足几何关系为
解得
粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
则两磁场的磁感应强度大小之比为
（3）由题意可得
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
粒子在圆形磁场中运动的总时间为
粒子在半无界磁场中运动的时间为
粒子在两个磁场中运动的总时间
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在圆形磁场做匀速圆周运动，利用几何关系可以求出粒子在磁场中偏转的角度；
（2）粒子进入半无界磁场时，利用几何关系可以求出粒子在磁场中运动的半径，利用牛顿第二定律结合粒子轨迹半径的大小可以求出粒子在两个磁场中磁感应强度的大小比值；
（3）根据分析可以得出磁感应强度的大小关系，结合粒子在磁场中运动的周期及运动的圆心角大小可以求出粒子在两个磁场运动的总时间。
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