云南省昭通一中教研联盟2024-2025学年高二（下）期中质量检测物理试卷（A卷）（含解析）

云南省昭通一中教研联盟2024-2025学年高二（下）期中质量检测物理试卷（A卷）
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.目前治疗癌症最先进的手段是利用核反应，反应释放出的高杀伤力的粒子作用在癌细胞上，进而将病人体内的癌细胞杀死。已知粒子的质量为，中子的质量为，粒子的质量为，下列说法正确的是( )
A. 核的中子数为个 B. 射线比射线电离本领弱
C. 核的质量 D. 该反应类型属于衰变
2.如图甲，电鲶遇到危险时，可产生数百伏的电压。如图乙所示，若将电鲶放电时形成的电场等效为等量异种点电荷的电场，其中正电荷集中在头部，负电荷集中在尾部，为电鲶身体的中点，，为鱼身长的一半，下列说法正确的是( )
A. 点电势高于点电势
B. 点场强和点场强大小相等、方向相反
C. 将电子由点移动到点，电场力做正功
D. 若电鲶头尾部间产生的电压时，间的电压小于
3.有“海上充电宝”之称的南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。如图，图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流，则下列说法正确的是( )
A. 线圈转动到如图所示位置时端电势高于端电势
B. 线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化
C. 线圈转动到如图所示位置时磁通量的变化率最大
D. 线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关
4.如图所示，由折射率为的透明材料制成半径为的半圆柱形透明砖平放在桌面上，、为透明砖的截面直径的上、下端点，计时开始，激光束垂直对应的侧面照射到点，此后激光束沿方向以速度匀速向点平移，忽略光在透明砖中的传播时间。不考虑光的多次反射，激光束从点平移到点过程中，圆弧面上有光射出的时间为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，直线上有一固定点电荷，带电量为，另一质量为、带电量为的点电荷由直线上某点静止释放，仅考虑两电荷间的库仑力，当电荷运动至距离电荷为时，其速度大小恰等于绕做半径为的匀速圆周运动时的速度大小。取无穷远电势为零，两点电荷、相距为时的电势能表达式为，其中为静电力常量。则点电荷由静止释放时与点电荷的距离为( )
A. B. C. D.
6.中国经过多年奋斗，航天事业取得举世瞩目的成就，中国空间站于年完成在轨建造。设空间站绕地球做周期为、速度大小为的匀速圆周运动，地球可看作半径为的均匀球体，不考虑其他天体的影响。已知万有引力常量为，则地球的平均密度为( )
A. B. C. D.
7.小昭在一次跳伞过程中，竖直下降时穿越一段高度为的横风区，受到的水平恒定风力作用，穿过横风区前后速度大小之比为，已知小昭和装备总质量，下降过程中小昭竖直速度恒定，则小昭下降时竖直速度大小为( )
A. B. C. D.
8.圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，带电粒子、从圆周上的点沿直径方向以相同的速度射入磁场，粒子、的运动轨迹如图所示。已知粒子离开磁场时速度方向偏转了，粒子离开磁场时速度方向偏转了，不计粒子的重力，下列说法正确的是( )
A. 粒子、都带负电
B. 粒子、的比荷之比为
C. 粒子、在磁场中运动轨迹的半径之比为
D. 粒子、在磁场中运动的时间之比为
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.一列简谐横波沿轴传播，时刻的波形图如图中的实线所示，时刻的波形图如图中的虚线所示，∽时间内，平衡位置位于处的质点加速度方向未发生改变，下列说法正确的是( )
A. 波源振动的周期为
B. 该简谐横波沿轴负方向传播
C. 该简谐横波传播的速度大小为
D. 平衡位置位于处的质点在时的速度方向为轴正方向
10.如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
A. 光电管阴极金属材料的逸出功为
B. 这些氢原子跃迁时最多发出种频率的光
C. 若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为负极
D. 氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子能量减小，核外电子动能减小
11.如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为，、、是规格均为“”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表。闭合开关后，该变压器输入端交变电压的图像如图乙。以下说法正确的是( )
A. 输入端电压的有效值为
B. 输入端输入功率
C. 电流表的示数为，且三只灯泡均正常发光
D. 若断开开关，电压表的示数将变大
12.间距为的平行光滑金属导轨、水平段处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为，导轨的弯曲段处在磁场之外，如图甲所示。导体棒与接入电路的有效电阻分别为、。导体棒的质量为，棒放置在水平导轨上足够远处，棒在弯曲段导轨上距水平段高度为处由静止释放，以导体棒刚进入磁场时为计时起点，导体棒的速度随时间变化的图像如图乙所示未知。运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，不计导轨电阻，重力加速度大小为，以下说法中正确的是( )
A. 导体棒刚进入磁场时受到的安培力大小为
B. 导体棒的质量为
C. ∽这段时间内通过、棒的电荷量之比为
D. ∽这段时间内导体棒产生的内能
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
13.某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，主要实验步骤如下：
如图甲，轻质光滑小圆环可视为质点挂在橡皮条的一端，橡皮条另一端固定，橡皮条刚好伸直无弹力，长度为
如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力、的共同作用，处于点，记录下点的位置，读出两个弹簧测力计的示数并记录其方向
撤去、，改用一个力单独拉住小圆环， ，读出弹簧测力计的示数并记录其方向
作出三力的图示，猜想它们的关系，再用作图工具进行检验，并改变拉力、的大小和方向，重做上述实验，验证猜想。
其中步骤中，横线上应填入的内容是 。
本实验采用的科学方法是 。
A.理想实验法
B.控制变量法
C.等效替代法
实验用的弹簧测力计标记的单位为，某次实验如图丙所示，的方向与垂直，其中测力计示数 ，欲使大小和小圆环位置不变，稍减小，下列方法可行的是 。
A.绕点顺时针稍转动、绕点顺时针稍转动
B.绕点逆时针稍转动、绕点顺时针稍转动
C.绕点顺时针稍转动、绕点逆时针稍转动
D.绕点逆时针稍转动、绕点逆时针稍转动
14.按图甲所示的电路图测量合金丝的电阻。实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：
A.待测合金丝接入电路部分的阻值约
B.电源电动势，内阻不计
C.电流表∽，内阻约
D.电流表，内阻约
E.灵敏电流计满偏电流为，内阻为
F.滑动变阻器，允许通过的最大电流
G.滑动变阻器，允许通过的最大电流
H.电阻箱∽
为了测量准确、调节方便，实验中电流表应选 ，滑动变阻器应选 。均填写仪器前的字母
按图甲所示的电路图测量合金丝的电阻，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片置于 填“”或“”端。
甲同学按照图甲电路图正确连接好电路，将电阻箱接入电路的阻值调为，改变滑动变阻器接入电路的电阻值，进行多次实验，根据实验数据，画出了灵敏电流计的示数和电流表的示数的关系图线如图乙所示。由此可知，合金丝接入电路的电阻测量值 保留位有效数字。
乙同学选择同样的器材，按图所示电路测量合金丝的阻值，保持电阻箱接入电路的阻值不变，在不损坏电表的前提下，他将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端，随滑片移动距离的增加，灵敏电流计的示数和电流表的示数也随之增加，下列反映和关系的示意图中可能正确的是 。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
15.如图所示，光滑的四分之一圆弧轨道固定在竖直面内，其端刚好与水平面相切，水平面部分光滑，点右侧部分粗糙且足够长，质量为的物块放在水平面上的点，质量为的物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，物块沿圆弧面下滑到水平面上与物块发生正碰。不计两个物块大小，已知重力加速度为，物块与水平面粗糙部分的动摩擦因数均为，试回答下列问题：
物块下滑到圆弧轨道末端点时对轨道的压力
若与发生弹性碰撞，求物块、最终静止在粗糙水平面上时的间距。
16.导热良好的圆筒形容器水平放置，用横截面积为．的光滑活塞密封了一定质量的理想气体，如图甲所示，活塞到底面的距离。现在将容器缓慢转到竖直，如图乙所示，此时活塞到底面的距离变为。大气压，热力学温度与摄氏温度的关系为，重力加速度。
求活塞的质量
若原先的环境温度为，现在要通过改变环境温度使活塞回到原先的位置，则：
应使环境温度变为多少
理想气体的内能与温度的关系为，此理想气体，在所述过程中气体是吸热还是放热传递的热量是多少
17.如图所示，质量的木板静止于足够长的水平地面上，质量为的滑块置于木板的最右端。某时刻质量为的滑块从木板的最左端以速度水平向右滑上木板，同时对木板施加一方向水平向右、大小为的作用力，此后与发生相对运动，当与的速度相等的瞬间，撤去。已知与地面间的动摩擦因数为，与间的动摩擦因数，与间的动摩擦因数。已知、在运动过程中未发生碰撞，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：
力的作用时间
当、、均静止时，发生的位移大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】根据衰变过程中电荷数和质量数守恒可知，，中子数等于质量数与电荷数的差，可知核中子数为个，故A正确。
射线比射线电离本领强，故B错误。
发生核反应时会有质量亏损，则，故C错误。
该核反应不属于衰变，是原子核的人工转变，故 D错误。
2.【答案】
【解析】头部集中正电荷，尾部集中负电荷，电场线方向由指向，沿电场线方向电势降低，故 B点电势高于点，故A错误。
根据等量异种点电荷的电场分布的对称性可知，点和点场强相同，故B错误。
由于电场线方向由指向，所以电子的受力方向为由指向，电子由移动到时，电场力做负功，故 C错误。根据等量异种点电荷的电场分布规律可知、间的电场线比点到鱼尾或点到鱼头的电场线稀疏，则平均场强也较小，故A、之间电压小于，故 D正确。
3.【答案】
【解析】根据右手定则，图示位置的感应电流从端流出，可知端为等效电源的正极，即线圈转动到如图所示位置时端电势高于端电势，故 A错误。
如图所示位置，穿过线圈的磁通量为，该位置与中性面垂直，电流只有在经过中性面位置时，电流方向才发生变化，即线圈转动到如图所示位置时电流方向不发生变化，故 B错误。
结合上述，图示位置，穿过线圈的磁通量为，磁通量的变化率最大，故 C正确。
根据正弦式交流电产生的原理可知，从图示位置计时的感应电动势为，线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率有关，故 D错误。
4.【答案】
【解析】恰好有光从圆弧面射出，光路图如图所示，临界角为，根据临界角公式，设此时光线与面交点为点，即过程有光线从圆弧面射出，根据数学知识，看到射出光的时间，故选B。
5.【答案】
【解析】当绕做圆周运动时，库仑力提供向心力，当靠近时，由动能定理，同时，解得，故选B。
6.【答案】
【解析】设空间站绕地球做圆周运动的半径为，则，空间站受到的万有引力提供向心力，地球的平均密度为，解得，故选A。
7.【答案】
【解析】设竖直速度为，下降过程中小昭竖直速度恒定，则竖直方向有，受到的水平恒定风力作用，
则有，
水平速度为，
穿过横风区后的速度为，
穿过横风区前后速度大小之比为，
即有，
联立各数据解得，故选C。
8.【答案】
【解析】粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，则由左手定则可得，粒子都带正电，故 A错误。
两个粒子进入磁场时速度指向圆心且水平，则出磁场时速度反向延长线过圆心，轨迹圆半径与速度方向垂直，则可作图得到圆心分别为、，如图，设磁场圆半径为，则由几何关系可得，两轨迹圆半径分别为，，则粒子、在磁场中运动轨迹的半径之比为，故C错误。
粒子在磁场中做圆周运动有，化简得，由于速度相同，相同磁场，则可知比荷之比等于轨迹半径的反比，即，故B错误。
两粒子在磁场中运动时间分别为，，
综合可得，故D正确。
9.【答案】
【解析】平衡位置位于处的质点在此过程中加速度方向未发生改变，则此过程中该质点沿轴正方向运动，根据同侧法知，该简谐横波沿轴正方向传播，这段时间为，故周期为，故A、B错误。
该简谐横波传播的速度大小为，故C正确。
平衡位置位于处的质点在时，根据同侧法知，速度方向为轴正方向，故D正确。
10.【答案】
【解析】大量处于激发态的氢原子跃迁时，频率最高的光子是激发态的氢原子跃迁至激发态时辐射出的，则，根据光电效应方程，且，解得光电管阴极金属材料的逸出功为，故A正确。
大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出的光子频率种类有种，故B错误。
若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，光电管应接反向电压，则可判断图乙中电源右侧为负极，故 C正确。
氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子能量减小，轨道半径减小，库仑力做正功，核外电子动能增加，故 D错误。
11.【答案】
【解析】输入端交变电压最大值为，有效值是，副线圈电压为：，所以副线圈两只灯泡均能正常发光。灯泡的额定电流电流表的读数为，原线圈电流为，所以原线圈的灯泡也能正常发光，输入端电压为，故A错误，C正确。
灯泡正常发光，所以输入端输入功率，故B错误。
若将断开，则副线圈上的输出电流将减小，所以原线圈的输入电流也减小，则流过灯泡的电流减小，上的电压减小，所以原线圈上的电压将增大，即电压表读数将变大，故D正确。
12.【答案】
【解析】由题图乙可知，棒刚进入磁场时的速度为，从开始下落到进入磁场，根据机械能守恒定律有，棒切割磁感线产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律，棒受到的安培力，联立以上各式解得，故A正确。
设棒的质量为，两棒最终稳定速度为，以的方向为正方向，由图线可知，棒进入磁场后，棒和棒组成的系统动量守恒：，解得，故B错误。
这段时间内通过、棒的电流相等，则由，可知，通过两金属棒的电荷量之比为，故C正确。
设棒产生的内能为，棒产生的内能为，根据能量守恒定律，两棒串联，产生的内能与电阻成正比，解得，故D正确。
13.【答案】仍使小圆环处于点
均可

【解析】步骤是只用一个弹簧测力计，将小圆环拉到同一位置点，使的作用效果与、同时作用时相同。
实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法。故选 C。
测力计的精度为，所以。保持小圆环位置不变，、的合力不变，由平行四边形定则作图可知，保持大小不变，方向绕点逆时针稍转动、绕点逆时针稍转动可使的值减小。故选D。
14.【答案】
均可

【解析】电路最大电流约为，电流表应选择滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作应选择小电阻，故选 F。
由图所示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路闭合开关前滑片应置于端，使测量部分被短路，保护电表。
根据图所示电路，由欧姆定律可知，合金丝阻值
。
根据图所示电路图，由欧姆定律可知，电表示数．
，与不是线性关系，与也不是线性关系，随增大与增大变快，图B正确。
15.【答案】设下滑的点时，的速度大小为，根据机械能守恒有
设在点所受支持力为，
解得
根据牛顿第三定律可知，物块对轨道的压力大小为，方向竖直向下
设碰撞后一瞬间、的速度大小分别为、，根据动量守恒有
根据能量守恒，有
解得，
碰后被反向弹回，最终滑上凹面上后返回再次进入水平面，由于、滑上粗糙水平面时的初速度大小相同，两物块在水平面上滑行的距离相同，物块、静止在粗糙水平面上时相距的距离为
16.【答案】解：从水平到竖直，气体做等温变化：
竖直时，对活塞有
代入数据可得
活塞回复过程中气体压强不变，由
其中
代入数据可得
活塞回复过程中气体对外做功
气体的内能变化
由热力学第一定律得
代入数据得
气体是吸热
17.【答案】解：对有
对有
设经时间，速度相等，且为
由
解得，
∽时间内，的位移
对有
与共速后，与不再发生相对运动，此时的速度
对整体
设再经过时间，速度相等，且为，由
解得，
∽时间内，的位移
与速度相等后，由于，和各自匀减速到停止。
对整体
这段时间内，整体的位移
所以，当都静止时，发生的位移
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