物理-湖南省部分地市州(湘西州等)金太阳2023-2024学年高二下学期7月期末考试题和答案

湖南省高二年级期末考试用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试1.科学家用a粒子等轰击原子核，实现原子核的转变并研究原子核的结构，还可以发现和制造新元素。关于核反应方程Be+He→2C+X，下列说法正确的A.X是电子B.X是质子C.X是正电子D.X粒子由查德威克发现2.某型号手机充电器中的变压器可认为是理想变压器，原、副线圈匝数比为55:2。若原线圈上加有最大电压值为2202V的正弦交流电，则副线圈上可获得电压的有效值为()A.0.2VB.1VC.5VD.8V3.如图所示，在滑雪比赛中，甲、乙两运动员先后从雪坡滑下，水平飞出后均落到斜坡上。已知甲运动员水平飞出时的速度大小为v0，甲运动员在空中运动的时间为乙运动员在空中运动时间的两倍，运动员均可视为质点，不计空气阻力。乙运动员水平飞出时的速度大小为()A.B. C.s2v0D.2v04.把均匀带电的绝缘棒AB弯成如图所示的半圆状，测得圆心O处的电场强度大小为E。C是半圆AB上的二等分点，将BC沿CO对折，使AC与BC重叠，则重叠部分在O点产生的电场强度大小为()A.B.C.2ED.E5.一固定光滑弧形轨道底端与水平轨道平滑连接，将滑块A从弧形轨道上离水平轨道高度为h处由静止释放，滑块A在弧形轨道底端与滑块B相撞后合为一体，一起向前做匀减速直线运动，停止时距光滑弧形轨道底端的距离为s。已知滑块A，滑块B的质量均为m，重力加速度大小为g，则滑块与水平轨道之间的动摩擦因数为()A.hshB.hhC.hhD.h6.如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（未画出），一质量为m、带电荷量为+q的微粒从圆上的N点以一定的速度沿图中虚线方向射入磁场，从圆上的M点离开磁场时的速度方向与虚线垂直。已知圆心O到虚线的距离为，不计微粒所受的重力，下列说法正确的A.微粒在磁场区城内运动的时间为B.微粒射入磁场时的速度大小为C.微粒在磁场中运动的轨迹半径为D.微粒到圆心O的最小距离为7.如图所示，彩虹在水中的倒影十分清晰。关于彩虹的成因及倒影，下列说法正确的是()A.彩虹的成因是光的反射B.彩虹的成因是光的折射C.彩虹的倒影是由光的折射引起的D.彩虹的倒影是由光的反射引起的8.一列沿着x轴正方向传播的简谐横波，波长λ>2m，平衡位置在x轴上的两质点A、B的坐标分别为xA=3m、xB=6m，波传到B点开始计时，A、B的振动图像如图所示。下列说法正确的是()A.该波的周期为0.4sB.该波的频率为2HzC.该波的波长为5mD.该波的传播速度为10m/s9.如图所示，一个质量为m的小球套在竖直放置的半径为R的光滑圆环上，劲度系数为k的轻质弹簧一端与小球相连，另一端固定在圆环的最高点A处，小球处于平衡状态时，弹簧与竖直方向的夹角j=37°,已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小为g，下列说法正确的是() A.轻质弹簧的长度为√3RB.圆环对小球的弹力大小为mgC.轻质弹簧对小球的弹力大小为1.8mgD.轻质弹簧的原长为10.近期，多个国家和组织相继发布了一系列探月规划，其中不乏新颖的亮点，比如建设月球通信导航星座，利用低轨探测器、跳跃探测器等手段寻找水冰资源。人造航天器在月球表面绕月球做匀速圆周运动时，航天器与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为s0，已知月球的半径为R，则航天器的()A.速度大小为B.角速度大小为C.环绕周期为D.加速度大小为11.（7分）某同学探究做圆周运动的物体所需的向心力大小与物体的质量、轨道半径及角速度的关系的实验装置如图甲所示，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量圆柱体的向心力Fn，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体的质量和运动的角速度不变，来探究其向心力Fn（1）该同学采用的实验方法为。A.控制变量法B.等效替代法C.理想化模型法（2）改变半径r，多次测量，测出了五组Fn、r的数据，如表所示：2.04.0F/Nn0.882.003.505.507.90该同学对数据分析后，在坐标纸上描出了五个点，作出Fn-r图线如图乙所示，已知圆柱体的质量m=3.6kg，由图线可知圆柱体运动的角速度w=rad/s。（结果保留两位有效数字）12.（9分）一灵敏电流计的内阻Rg=1Ω,满偏电流Ig=600mA，现把它改装成如图所示的多量程电表。开关S1、S2都闭合时为电流表，量程为0～3A；开关S1、S2都断开时为电压表，量程为0～3V。试回答下列问题：13.（10分）水平地面上放有一内壁光滑的圆柱形汽缸（顶部有卡扣内部的轻质活塞封闭一定质量的空气，当封闭空气的热力学温度T0=300K时，活塞封闭空气的高度为3L，活塞上侧到汽缸顶部的距离为L，如图所示。现对封闭空气缓慢加热，活塞在上升过程中始终保持水平，外界大气压恒为p0=1×105Pa，封闭空气可视为理想气体，求：（1）活塞刚到达汽缸顶部时封闭空气的热力学温度T1；（2）封闭空气的热力学温度T=480K时的压强p。14.（14分）一种能垂直起降的小型遥控无人机如图所示，螺旋桨工作时能产生恒定的升力。在一次试飞中，无人机在地面上由静止开始以a=4m/s2的加速度匀加速竖直向上起飞，上升h=32m时无人机突然出现故障而失去升力，一段时间后无人机恢复升力开始向下做匀减速直线运动，到达地面时速度恰好为0，此时关闭无人机电源。已知无人机的质量m=1kg，运动过程中所受空气阻力大小恒为f=6N，取重力加速度（1）螺旋桨工作时产生的升力大小F；（2）无人机上升的最大高度H；（3）无人机在空中运动的时间t。15.（16分）如图所示，两间距为L、足够长的光滑平行直导轨固定在绝缘水平地面上，左端固定一阻值为R的定值电阻。空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m的导体棒紧靠电阻垂直放在导轨上，t=0时刻作用于导体棒的水平恒力F使导体棒由静止开始做加速运动，当导体棒达到最大速度时对应的加速距离为d，此时撤去外力F，同时匀强磁场随时间按照某种规律变化，使得导体棒始终做匀速直线运动，已知导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，电路中其他电阻均不计。求：（1）导体棒的最大速度v；（2）电阻上产生的热量Q；（3）通过回路中某截面的电荷量q；（4）导体棒匀速运动时匀强磁场的磁感应强度大小B(t)。随时间t的变化规律。湖南省高二年级期末考试物理参考答案1.D【解析】该核反应方程为Be+He→2C+n，X是中子，中子由查德威克发现，选项D正确。2.D【解析】由已知条件知，原线圈两端电压的有效值为220V，设副线圈两端电压的有效值为U，则有3.A【解析】设斜坡的倾角为θ,运动员在斜坡上的位移为L，由平抛运动的知识可得Lcosθ=v0t，运动员乙水平飞出时的速度大小为，选项A正确。4.C【解析】设圆弧AC在O点产生的电场强度大小为E1，根据对称性可知，E1的方向与弦AC垂直，同理5.D【解析】设滑块A到达弧形轨道底端时的速度大小为v0，两滑块碰撞后的速度大小为v，6.B【解析】设微粒的速度大小为v，微粒在匀强磁场中运动的轨道半径为r，有qBv=m解得，选项A错误；如图所示，A点为微粒运动轨迹的圆心，设圆心O到MA的距离为x，到MC的 7.BD【解析】彩虹的成因是光的折射，选项A错误、B正确；倒影的形成是因为光在水面上发生了反射，选项C错误、D正确。8.AD【解析】根据题中振动图像可知机械波的周期T=0.4s，频率f=2.5Hz，选项A正确、B错误；t=0时，质点A在波谷，质点B开始沿y轴正方向振动，有xB-xA=λ,v=，解得λ=4m，9.BD【解析】轻质弹簧的长度L=2Rcosj=，选项A错误；以小球为研究对象，分析受力情况，如图所示。由图可知，力的三角形BCD和几何三角形AOB相似，根据三角形相似有解得N=mg，F=1.6mg，选项B正确、C错误；由胡克定律及几何关系有F=k(L-L0)，解得10.ABD【解析】航天器与月球中心选线在单位时间内扫过的面积解得，选项A正确；航天器绕月球做匀速圆周运动的角速度，项B正确；航天器运行轨道围成面积为πR2，所以航天器的环绕周期为，选项C错误；航天器的加速度大小为，选项D正确。11.（1）A（3分）（2）5.0（4.9～5.1均给分4分）【解析】（1）保持圆柱体的质量和角速度不变，来探究其向心力Fn与半径r的关系，所以是控制变量法，选项A正确。12.（1）4（2分）0.25（2分2）电压（2分）0～12.6V（3分）【解析】（1）由题意知电流表的满偏电压Ug=IgRg=0.6V，开关S1、S2都断开时为电压表，原理示g合时为电流表，原理示意图如图乙所示，当达到满偏时有I2=I-Ig=2.4A，所以R2==0.25Ω。（2）开关S1闭合、S2断开时为电压表，原理示意图如图丙所示，当达到满偏时有13.解1）此过程为等压变化，有（3分）（2）当封闭空气的热力学温度达到T1，此过程为等容变化，有（3分）14.解1）根据牛顿第二定律有（2）设无人机失去升力时的速度大小为v1，向上做匀减速直线运动的位移大小为x2，加速度大小为a2，2x2（1分）（1分）（3）设无人机向上加速的时间为t1，向上减速的时间为t2，向下加速时的加速度大小为a3，对应的加速时间为t3，恢复升力后向下减速时的加速度大小为a4，对应的减速时间为t4，则有1分）t2（1分）t4（1分）（1分）1分）15.解1）导体棒达到最大速度时，安培力大小等于F，设导体棒达到最大速度时产生的电动势为E，则有（1分）解得（2）电阻上产生的热量Q等于导体棒克服安培力做