2023-2024学年贵州省毕节市高二（下）期末考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年贵州省毕节市高二（下）期末考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.一质点从时刻由某一位置出发沿直线运动，其速度随时间变化的图像如图所示，则该质点( )
A. 第内的速度方向与加速度方向相同
B. 前内通过的路程为
C. 内的平均速度为
D. 时返回到起点位置
2.年月，嫦娥六号探测器从月球背面实施采样后成功返回地面。该探测器在绕月飞行过程中，先进入周期为的椭圆轨道运动，如图所示，点为该轨道的近月点，点为远月点；当探测器某次到达点时，实施减速制动，随即进入离月球一定高度、周期为的圆形轨道绕月做匀速圆周运动。已知月球半径为，引力常量为，则下列说法正确的是( )
A. 月球的质量
B. 探测器在轨道Ⅱ上运动的速度不变
C. 探测器在轨道上点的加速度大于在轨道上点的加速度
D. 探测器在轨道上从点向点运动的过程中，速度不断减小，机械能保持不变
3.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为、套在光滑竖直固定杆上的圆环相连，当圆环处于处时，弹簧水平且处于原长。现将圆环从处由静止释放，圆环经过处时速度最大，到达处时速度为零，重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 由到的过程中，圆环与弹簧构成的系统势能逐渐减小
B. 由到的过程中，圆环的机械能守恒
C. 由到的过程中，弹簧对圆环先做正功后做负功
D. 在处时，圆环的加速度为零
4.图甲为一列沿轴传播的简谐横波在时的波形图，图乙为处的质点的振动图像，下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为
B. 该波向轴负方向传播
C. 在时间内，处的质点沿方向运动的位移为
D. 时，处的质点处于平衡位置
5.如图，一理想变压器原副线圈匝数之比为：，原线圈两端加上交流电压，其瞬时值表达式为，两个阻值均为的电阻串联后接在副线圈的两端。图中电流表、电压表均为理想交流电表，则( )
A. 电流表的示数为 B. 副线圈内交流电的频率为
C. 时，电压表的示数为 D. 变压器原线圈的功率为
6.真空中，存在一平行于轴方向的电场，轴上各点的电势随位置变化的关系如图所示，处电势为。一个带负电的粒子从处由静止释放，不计粒子重力，则下列说法正确的是( )
A. 处的电场强度大于处的电场强度
B. 在处左右两侧，电场方向相反
C. 粒子将在到区间内往复运动
D. 粒子沿轴正方向运动过程中，电势能先变大后变小
7.图为一半圆柱体透明介质的横截面，为半圆的圆心，是半圆最高点，、是圆弧上的两点，一束复色光沿方向射向界面并从点进入该透明介质，被分成、两束单色光，光从点射出，光从点射出，现已测得与界面夹角，，，则以下结论正确的是( )
A. 光的频率大于光的频率
B. 光的折射率为
C. 光和光在该透明介质内传播的速率相等
D. 当入射光线与界面的夹角减小到某一特定值时，将只剩下光从圆弧面上射出
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.建筑工地上人们利用塔吊来搬运重物，图为某一塔吊的示意图，技术员通过相关操作，可将重物搬运到指定位置。关于重物的运动，以下说法正确的是( )
A. 当重物减速向下运动时，处于失重状态
B. 若重物在某一水平面内做匀速圆周运动，其所受合力大小保持不变
C. 若重物同时参与水平方向和竖直方向的变速直线运动，其运动轨迹必为一条曲线
D. 若重物同时参与水平向右和竖直向上的匀速直线运动，其所受合力为零
9.如图所示，一条细线一端与地板上的物体相连，另一端绕过质量不计的滑轮与小球相连，滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的点，细线与竖直方向夹角为，物体始终保持静止，则( )
A. 悬挂滑轮的细线的弹力一定大于小球的重力
B. 若物体的质量越大，则对地面的摩擦力越大
C. 若将点缓慢右移少许，则对地面的压力将增大
D. 若小球的质量越小，则对地面的摩擦力越小
10.在具有水平边界的匀强磁场上方，一边长、质量的正方形导线框，从距离磁场上边界高度处自由下落，如图所示，边进入匀强磁场区域后，线框立即开始做匀速运动，直到边穿出匀强磁场为止。已知匀强磁场的磁感应强度，匀强磁场区域的高度也是，线框运动过程中始终在竖直面内且边保持水平，不计空气阻力，取，则( )
A. 边刚进入磁场时的电流方向为
B. 线框电阻为
C. 线框刚进入磁场时其重力的瞬时功率为
D. 线框穿越磁场的过程产生的焦耳热为
三、实验题：本大题共2小题，共10分。
11.图为一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，背景中每一小方格的边长均为，重力加速度为，则：
照片的闪光周期为_____；
小球做平抛运动的初速度大小为_____。
12.电流表的内阻未知且表盘无刻度值，某同学用以下实验器材测量该电流表的参数：
A.待测电流表；
B.电阻箱；
C.定值电阻；
D.滑动变阻器；
E.的直流电源，内阻不计；
F.双量程电压表；
G.开关、导线若干。
按如图甲所示的电路图连接好电路，将电阻箱的阻值调为，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电流表满偏，此时电压表的指针如图乙所示，其示数_____；
保持电压表的示数不变，反复调整电阻箱的阻值和滑动变阻器滑片的位置，使电流表的指针指到表盘正中央，此时电阻箱的阻值为；
由上可知电流表的内阻_____，满偏电流______。
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
13.如图所示，圆柱形汽缸内用厚度不计、质量为的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞横截面积为，到汽缸底部的距离为，活塞与汽缸壁间的摩擦不计，汽缸导热性能良好。现缓慢地在活塞上加入质量为的细砂，活塞下移一段距离后重新达到稳定，整个过程装置不漏气。已知环境温度保持不变，大气压强为，重力加速度为，求活塞下移的距离。
14.如图所示，水平传送带以的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的距离为，传送带右端的正上方有一悬点，用长为、不可伸长的轻绳悬挂一质量为的小球，小球与传送带上表面平齐但不接触。将质量为的小物块无初速轻放在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短。碰后瞬间小物块以的速度水平向右离开传送带，小球碰后绕点做圆周运动，上摆至最高点后返回。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度取，空气阻力不计，计算时小物块和小球大小可以忽略。求：
小物块从传送带左端运动至右端小球处所经历的时间；
小物块与小球碰后瞬间，小球获得的速度大小；
小球运动到最高点时，轻绳对小球的拉力大小。
15.某学习小组用如图所示的装置分析带电粒子在电磁场中的运动。直线边界的下方，以点为圆心、半径为的半圆形区域内无磁场，其余区域内分布有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为离子源放出的正离子经加速电场加速后在纸面内垂直于边界从点进入磁场，加速电场的加速电压大小可调节，已知、两点间的距离为，离子的比荷为，不计离子进入加速电场时的初速度，不计离子的重力和离子间的相互作用。
为保证离子能进入半圆区域，求加速电压的取值范围；
若离子的运动轨迹刚好过点，求相应的加速电压；
求能进入到半圆形区域内的离子在磁场中运动的最短时间。
答案解析
1.
【解析】A.由 图像可知，质点在第内做正向的匀减速直线运动，即第内的速度沿正向，加速度沿负向，两者的方向相反，故A错误；
B.由 图像的面积表示位移，可知前内的位移为
的位移为
则前内通过的路程为
故B错误；
C.由 图像可知质点在内的位移为零，则由 可知平均速度为，故C正确；
D.质点在时的位移为
则并没有返回到起点位置，故D错误。
故选C。
2.
【解析】A.圆形轨道绕月做匀速圆周运动，则
解得
故A错误；
B.探测器在轨道Ⅱ上做匀速圆周运动，速度的大小不变，方向发生变化，故B错误；
C.根据
解得
可知探测器在轨道上 点的加速度等于在轨道上 点的加速度，故C错误；
D.探测器在轨道上从 点向点运动的过程中，由近月点向远月点运动，速度减小，且运动过程中只有月球引力做功，故机械能不变，故D正确。
故选D。
3.
【解析】A.由于圆环和弹簧系统只有重力和弹簧的弹力做功，则系统的势能重力势能和弹性势能以及动能之和守恒，由到的过程中，圆环的动能逐渐增加，则圆环与弹簧构成的系统势能逐渐减小，选项A正确；
B.由到的过程中，弹簧的弹力对圆环做负功，则圆环的机械能减小，选项B错误；
C.由到的过程中，弹力方向与位移夹角大于，则弹簧对圆环一直做负功，选项C错误；
D.在点时速度最大，加速度为零，从到做减速运动，加速度向上，即在处时，圆环的加速度不为零，选项D错误。
故选A。
4.
【解析】A.由图甲可知波长为 ，由图乙可知周期为 ，该波的波速为
故A正确；
B.由图乙可知时，处的质点向下振动，根据同侧法，该波向轴正方向传播，故B错误；
C.处的质点在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，故C错误；
D.时，处的质点处于波谷，时，即 之前，处的质点处于波峰，故D错误。
故选A。
5.
【解析】A.原线圈两端的电压有效值为
根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
解得
副线圈中的电流为
根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系
解得电流表的示数为
故A错误；
B.原线圈内交流电的频率为
变压器不改变交流电的频率，副线圈内交流电的频率为 ，故B错误；
C.电压表的示数为电阻 两端电压的有效值，为
故C错误；
D.变压器原线圈的功率为
故D正确。
故选D。
6.
【解析】】 图像中，斜率表示电场强度，在 处左右两侧，电场方向不变，且
故
故AB错误；
C.根据动能定理，因为初末速度为，所以在原点两侧电场力做的功一正一负，大小相等，有
易知
所以负电荷相对于原点两侧的位移大小比为 ，即在 处释放后沿轴正向运动到的最远位置处的坐标为 ，故在该区间内往复运动，故C正确；
D.粒子沿正方向运动过程中，由图可知，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故D错误。
故选C。
7.
【解析】根据折射率的定义式有
，
即光的折射率为 ，光的频率小于光的频率，故A错误，B正确；
C.根据折射率与光速的关系有
，
解得
，
即光在该透明介质内传播的速率大于光在该透明介质内传播的速率，故C错误；
D.由于光是从空气进入介质，在界面上，不能够发生全反射，而在弧面上光始终沿法线入射，也不能够发生全反射，则当入射光线与 界面的夹角减小时，光与光始终从圆弧面上射出，故D错误。
故选B。
8.
【解析】A.当重物减速向下运动时，重物有向上的加速度，处于超重状态，故A错误；
B.若重物在某一水平面内做匀速圆周运动，重物所受的合外力提供向心力，向心加速度大小不变，根据牛顿第二定律，重物所受合力大小保持不变，故B正确；
C.重物同时参与水平方向和竖直方向的变速直线运动，若重物的合速度与合外力方向在同一直线上，重物运动轨迹为一条直线，故C错误；
D.若重物同时参与水平向右和竖直向上的匀速直线运动，根据运动的合成，可知重物做匀速直线运动，其所受合力为零，故D正确。
故选BD。
9.
【解析】A.对小球受力分析，由平衡条件可知
对滑轮受力分析，如图
由矢量三角形可知，悬挂滑轮的细线的弹力一定大于绳子的拉力，即大于小球的重力，故A正确；
根据几何关系可知
对物体受力分析，由平衡条件水平方向有
根据牛顿第三定律，若物体的质量越大，则对地面的摩擦力不变，若小球的质量越小，则对地面的摩擦力越小，故B错误，D正确；
C.若将 点缓慢右移少许， 与竖直方向的夹角减小，对物体受力分析，由平衡条件竖直方向有
因为 减小，故 增大，则 ，由牛顿第三定律可知，对地面的压力将减小，故C错误。
故选AD。
10.
【解析】A.边刚进入磁场时，根据右手定则可知，电流方向为，故A正确；
B.线框做自由落体运动过程，有
解得边刚进入磁场时的速度大小为
线框在磁场中做匀速运动，根据受力平衡可得
又
，
联立解得线框电阻为
故B错误；
C.线框刚进入磁场时其重力的瞬时功率为
故C正确；
D.由于线框穿越磁场的过程一直做匀速直线运动，根据能量守恒可得产生的焦耳热为
故D错误。
故选AC。
11.


【解析】小球水平方向做匀速直线运动，由于相邻点迹水平方向的分位移均为，表明相邻点迹之间的时间间隔相等，小球竖直方向做自由落体运动，则有
解得
结合上述可知，小球做平抛运动的初速度大小
结合上述解得
12.
【解析】电源电压为，则电压表的量程选择的是，精度为，估读到，则电压表的示数为；
根据伏安法可知
代入数据可得
解得
，
13.以活塞为研究对象可知，初始时刻气缸内的压强为，即
解得缸内气体压强为
当加入细砂后，以活塞和细砂整体作为研究对象，此时缸内气体压强为
解得缸内气体压强为
以气体为研究对象，发生等温变化，即
其中
，
联立可得
活塞下移的距离为

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.对物块，根据牛顿第二定律
解得
设物体经过 时刻加速达到传送带速度，即
解得
物块的位移
匀速行驶的位移
匀速行驶时间
解得
小物块从传送带左端运动至右端小球处所经历的时间为
物块与小球相碰后小球获得的速度为 ，物块碰前速度为，由动量守恒得
解得
小球向上摆动过程机械能守恒，设上升的最大高度为，则有
解得
与竖直方向的夹角余弦值
在最高点将重力分解在沿绳方向和垂直绳方向，由于速度为零，向心力为零，所以轻绳的拉力就等于重力沿绳方向的分力，即

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.由动能定理得
由
解得
离子能进入半圆形区域有
，
解得
离子能够经过圆心，则有几何关系
解得
由
可得离子进入磁场的初速度
又根据
得到
离子运动时间最短时，其对应的轨迹圆的圆心角最小。如图
由几何关系，当与半圆弧相切时最大，最大满足
解得
可得对应圆心角
又由
解得
由
能进入到半圆形区域内的离子在磁场中运动的最短时间为

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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