安徽省智学大联考皖中联盟2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷

2023-2024学年安徽省智学大联考皖中联盟高二（下）期末考试物理试卷一、单选题：本大题共8小题，共32分。1.碳-14广泛应用于农业、化学、医学、生物学等领域，2024年4月20日，我国首次实现了利用核电商用堆批量生产碳-14同位素，标志着碳-14供应的全面国产化，破解了国内碳-14同位素长期依赖进口的难题。碳-14能自发地发生衰变，其衰变方程为A.X是α粒子 B.衰变后的总质量大于碳-14的质量

C.碳-14发生衰变的半衰期与温度无关 2.如图所示为一种悬挂式花盆架，三根长度相等的轻绳对称地固定在挂钩和花盆架上，轻绳与竖直方向的夹角为37∘，每根轻绳能承受的最大拉力为10N，不计花盆架的质量。已知重力加速度g=10m/s2，cosA.1.8kg B.2.4kg C.3kg 3.在研究直线运动时，教科书采用了由v-t图像中图线与横轴所围成的面积来求位移，如图所示。下列是对这一方法的类比应用，其中说法错误的是(

)

A.a-t(加速度-时间)图像面积表示速度 B.I-t(电流-时间)图像面积表示电荷量

C.F-t(力-时间)4.研究表明，地球自转逐渐变慢，大约每100年，地球的自转周期增加1.8ms。按照这种趋势持续下去，假设地球其他条件不变，下列关于未来地球同步卫星的说法正确的是(

)A.未来同步卫星的角速度比现在大 B.未来同步卫星的线速度比现在大

C.未来同步卫星的向心加速度比现在大 D.未来同步卫星距地面的高度比现在大5.如图，两个等量异种点电荷P、Q分别位于x轴上的两点，其位置关于点O对称。a、b、c、d四点位于以O点为圆心的圆周上，a、b连线平行于x轴，c，d是圆与y轴的交点。下列说法正确的是(

)

A.a、b两点的电势相同 B.a、b两点的场强相同

C.c、d两点电势相同 D.c、d两点场强方向相反6.如图所示，光滑绝缘水平桌面上某区域存在一竖直向上的匀强磁场，两虚线为磁场边界。桌面上一正方形金属框以某一初速度垂直磁场边界进入磁场，金属框恰好能完全穿过磁场。已知线框边长小于磁场宽度，则下列说法正确的是(

)

A.进入和离开磁场的过程金属框中的感应电流均为顺时针

B.金属框进入磁场过程的时间大于离开磁场过程的时间

C.进入和离开磁场的过程中通过金属框的电荷量大小相等

D.进入和离开磁场的过程中金属框产生的焦耳热相等7.如图甲所示，用黄光从一侧照射薄膜，可以观察到明暗相间的干涉条纹。图乙为双缝干涉实验装置的示意图，单色光源S到两缝S1、S2的距离相等，虚线OS垂直于两缝连线。下列说法正确的是(

)

A.图甲中的干涉条纹上下分布均匀

B.若图甲中换用紫光照射，则条纹间距将变小

C.图乙中的O点处为暗条纹

D.减小图乙中双缝间距离，条纹间距将变小8.如图所示，在水平地面上有一圆弧形凹槽ABC，AC连线与地面相平，凹槽AC是位于竖直平面内以O为圆心、半径为R的一段粗糙程度相同的圆弧，B为圆孤最低点。现将一质量为m的小球(可视为质点)从水平地面上P处以初速度v0斜向右上方抛出，v0与水平地面夹角为θ。该小球恰好能从A点沿圆弧的切线方向进入轨道，沿圆弧ABC继续运动后从C点以速率v02飞出。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是(

)A.小球由P点运动到A点的过程中，所用时间为v0sinθg

B.小球由P点运动到A点的过程中，水平位移为v02sin2θ2g

C.二、多选题：本大题共2小题，共8分。9.风能是一种可再生能源，风力发电具有清洁环保、运营成本低、节省空间、能源独立和减少用水量等优点。如图所示为某风力发电厂向用户供电的线路图，T1、T2分别为升压变压器和降压变压器。已知发电厂的输出电压保持240V不变，用户端电压为220V、功率为11kW，输电线总电阻R=40Ω，降变压器原、副线圈匝数比n3:A.输电线上损耗的功率为100W

B.升压变压器的匝数比n1:n2=1:10

C.发电厂的输出功率为10.如图甲所示，粗糙水平地面上有一块长木板P，小滑块Q放置于长木板上的最右端。现将一个水平向右的力F作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动，一段时间后撤去力F的作用。滑块和长木板在0∼4s内的速度-时间图像如图乙所示，已知小滑块与长木板的质量均为m=1kg，重力加速度g=10m/A.力F的大小为6N

B.小滑块Q与长木板P之间的动摩擦因数为0.1

C.长木板P与地面之间的动摩擦因数为0.3

D.t=163三、实验题：本大题共2小题，共18分。11.在“探究加速度与力的关系”实验中，某同学设计了甲、乙两种实验方案(如图)，试回答下列问题。

(1)关于本实验的要求，下列说法正确的是__________(多选)。A.只有甲方案需要补偿阻力B.甲、乙方案都需要补偿阻力C.只有甲方案必须满足小车的质量远大于重物的质量D.甲、乙方案都必须满足小车的质量远大于重物的质量(2)若该同学根据乙方案，作出加速度a与力传感器的示数F(连接力传感器与小车的细绳上的拉力)的a-F关系图线如图丙，直线部分斜率为k，则小车质量(3)根据甲方案进行实验，得到的一条纸带如图丁所示，A、B、C、D、E为5个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。相邻的计数点之间的距离分别为：xAB=1.22cm、xBC=2.00cm、xCD=2.78cm、xDE=3.5612.小李同学打算测量某一电源的电动势和内阻。(1)小李同学先用多用电表粗测该电源的电动势。他先把选择开关旋转到直流电压5V挡正确操作测量时表盘指针如图所示，其读数为__________V。

(2)为了更准确地测量电动势和内阻，小李同学在实验室中找到了电阻箱、电压表、定值电阻等相关器材，组成如图甲所示的电路，并进行实验。已知该电源允许通过的最大电流为40mA，图中电阻箱R的阻值范围为0∼99.9Ω。

①请用笔画线代替导线将实物图乙连接完整。②电路中R0为保护电阻，实验室中备有以下几种规格的定值电阻，本实验中应选用__________A.10Ω，125B.20Ω，40C.100Ω，80D.500Ω，5③实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R及相应的电压表示数U，根据测得的多组数据，作出的1U-1R+R0图线如图丙所示，图线的斜率为k、纵轴截距为b④若考虑到电压表内阻对实验的影响，则电源电动势的测量值比真实值__________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。四、计算题：本大题共3小题，共30分。13.如图所示，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略;活塞和气缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处，整个过程中电热丝向气体传热Q。重力加速度为g。求：(1)活塞刚好脱离卡口a时气缸内气体的温度T(2)整个过程中气缸内气体的内能增加量ΔU。14.如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在水平向左的匀强电场，在y轴左侧区域存在宽度为a=0.8m的垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B(大小可调节)。现有比荷为qm=13×1010C/kg的带正电粒子，从x轴上的A点以一定初速度v0(1)粒子在A点进入电场的初速度v(2)要使粒子不从CD边界射出，则磁感应强度B的取值范围。15.如图甲所示，质量m1=1kg的小物块A静置于平台左端，A与平台间动摩擦因数μ=0.1。紧靠平台右侧有一质量m0=2kg的足够长小车，平台和小车上表面在同一水平高度。质量m2=2kg的小滑块B静置于小车左端，B与小车上表面间的动摩擦因数也为μ=0.1，竖直墙面距离小车足够远。t=0时，给物块A施加一水平向右的力F，F随时间变化的规律如图乙所示，t1=2s时物块A恰好运动到平台右侧时撤掉力(1)A与B发生弹性碰撞前瞬间，物块A的速度大小(2)小车与墙壁第1次碰撞前滑块B的速度;(3)小车与墙壁第2次碰撞前滑块B到小车左端的距离。

答案和解析1.【答案】C

【解析】【分析】详细解答和解析过程见【答案】【解答】

A.根据衰变过程质量数守恒、电荷数守恒可知，衰变方程为614C→714N+-10e，故X为电子，故A错误；

B.衰变过程释放能量，质量亏损，故B错误；2.【答案】B

【解析】【分析】详细解答和解析过程见【答案】【解答】

根据题意，对花盆架和花盆受力分析，由平衡条件有3Fcos37∘=mg，解得3.【答案】A

【解析】A.根据Δv=at可知，a-t(加速度-时间)图像面积表示速度变化量，故A错误；

B.根据q=It可知，I-t(电流-时间)图像面积表示电荷量，故B正确；

C.根据I=Ft可知，F-t(力-时间)图像面积表示力的冲量，故C正确；

D.4.【答案】D

【解析】【分析】详细解答和解析过程见【答案】【解答】A.地球自转变慢，自转周期变大，同步卫星做圆周运动的周期变大，根据ω=2πT可知，未来同步卫星的角速度比现在小，故A错误；

D.根据万有引力提供向心力，GMmr2=m4π2T2r，解得r=3GMT24π25.【答案】C

【解析】AB.由等量异种点电荷的等势线分布特点及对称性可知：a点电势高于b点电势，由电场的叠加原理可知a、b两点的场强方向不同，故AB错误；

CD.由等量异种点电荷的等势线分布可知，y轴为等势线，c、d两点电势相同，场强方向均沿x轴正方向，故C正确，6.【答案】C

【解析】【分析】详细解答和解析过程见【答案】【解答】

A.由楞次定律可知，进入磁场的过程线框中的感应电流为顺时针，离开磁场的过程线框中的感应电流为逆时针，故A错误；

B.金属框进入和离开磁场的过程均做减速运动，故进入磁场过程的时间小于离开磁场过程的时间，故B错误；

C.根据电荷量q=nΔΦR总可知，进入和离开磁场的过程通过金属框的电荷量均为q=BL2R，故C正确；

D.由动量定理可知，进入和离开磁场的过程均满足-iLBΔt=Δp，其中iΔt7.【答案】B

【解析】【分析】详细解答和解析过程见【答案】【解答】

A.根据光的干涉规律可知，相邻亮条纹处薄膜的厚度差为光波长的一半，由于薄膜厚度不是均匀增加的，从上到下薄膜厚度增加得越来越快，所以条纹分布为上疏下密，故A错误；

B.相邻亮条纹处薄膜的厚度差为光波长的一半，若换用紫光照射，波长变小，则条纹间距将变小，故B正确；

C.光源S通过两缝到O点的距离相等，光程差为0，故O点处为亮条纹，故C错误；

D.双缝干涉的条纹间距Δx=Ldλ，则减小双缝间距8.【答案】C

【解析】解析：小球由P点飞出后做斜抛运动，竖直方向的分运动为竖直上抛运动，由P到A的时间t=2v0sinθg，A错误;

小球水平方向上的分运动为匀速直线运动，则由P到A的小球的水平位移x=v0cosθ⋅t=v02sin2θg，B错误;

9.【答案】BCD

【解析】A.根据题意，由P4=U4I4可得降压变压器副线圈的电流为I4=P4U4=50A，输电线上的电流为I3=n4n3I4=5A，则输电线上损耗的功率为P损=I32R=1000W，故10.【答案】BD

【解析】根据v-t图像可知，滑块Q加速阶段的加速度大小为aQ=44m/s2=1m/s2，根据牛顿第二定律可得μ1mg=maQ，解得μ1=0.1，B正确;

根据v-t图像可知，撤去力F到P、Q共速前过程，木板P做减速运动的加速度大小为aP=9-44-3m/s2=5m/s2，根据牛顿第二定律可得μ1mg+μ2⋅2mg=maP，解得μ2=0.211.【答案】(1)BC；(2)1k【解析】(1)甲、乙方案都需要补偿阻力，选项A错误，B正确;

乙方案有力传感器测量拉力，不需要必须满足小车的质量远大于重物的质量，只有甲方案必须满足小车的质量远大于重物的质量，选项C正确，D错误。

故选BC。

(2)若该同学根据乙方案，则根据F=Ma，根据a-F关系图线可得k=1M，则小车质量12.【答案】(1)4.42V(4.41V∽4.44V均可)；

(2)①；②C；③1b；k【解析】(1)由图可知，量程为5V，分度值为0.1V，所以读数为4.42V。

(2)①实物图连接如下：

②该电源允许通过的最大电流为40mA，所以排除BD选项，根据欧姆定律得R总=EImax=4.4240×10-3Ω=110.5Ω，故选C。

③由闭合电路欧姆定律得，E=U+UR+R0r，化简可得13.【答案】解析：(1)设活塞刚好脱离卡口a时气缸中气体的温度为T1，压强为p1，

根据力的平衡条件有p1S=p0S+mg，

根据查理定律有p0T0=p1T1，

联立可得T1=(1+mgp0S)【解析】详细解答和解析过程见【答案】14.【答案】解：(1)粒子在电场中只受水平向左的电场力作用，粒子做类平抛运动，其在竖直方向上做匀速运动，

则有v0=vcos53∘，

解得v0=3.6×107m/s。

(2)粒子在磁场中只受洛伦兹力作用，做匀速圆周运动，作出轨迹如图所示

根据几何关系，要使粒子不