2023-2024学年湖南省张家界市高二（下）期末考试物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年湖南省张家界市高二（下）期末考试物理试卷一、单选题：本大题共6小题，共24分。1.如图所示，做简谐振动的小球，平衡位置为O点，关于小球，下列说法正确的是(

)A.从O点向左边运动，速度逐渐增大 B.从O点向右边运动，加速度越来越大

C.从O点向右边运动，位移越来越小 D.从左边向O点运动，位移越来越大2.A.B两质点从同一地点沿同一方向做直线运动，运动速度，随时间t的变化规律如图所示。已知t=3s时刻两质点相遇，则相遇时质点A的速度大小为(

)A.

3.0m/s B.3.1m/s C.4.7m/s D.4.8m/s3.目前，我国的北斗卫星超过50颗，能够达到全球覆盖的成效，让世界再次认识到中国实力的强大。假设北斗卫星中的a、b、c轨道如图所示，其中a是近地卫星，c是同步卫星。下列判断正确的是(

)A.卫星c的运行速度等于第一宇宙速度

B.三颗卫星中，a的向心加速度最大

C.三颗卫星中，a的机械能最大

D.若b受到稀薄空气的作用，轨道将会降低，动能逐渐减小4.完全相同的两个光滑圆柱体的截面如图所示，对b施加沿着水平直径向左的推力F，使a紧靠竖直墙壁，且a的圆心与b的最高点在同一水平线上，a、b均保持静止状态。已知a、b的质量均为m，重力加速度为g，则推力F的大小为(

)

A.3mg B.2mg C.5.一半圆形玻璃砖的横截面如图所示，AB为直径，O为圆心，一束单色光垂直入射到AB面上的C点，在玻璃砖内恰好发生全反射，经三次全反射后从AB面上的D点(图中未画出)出射，出射光线与入射光线平行，则玻璃砖对该单色光的折射率为(

)A.2 B.C.62 6.如图所示，空间某区域存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向竖直向上。在P点同时将两带电小球a、b以等大的速率分别向左、右两侧水平抛出后，二者均做匀速圆周运动，不考虑两球之间的相互作用。下列判断正确的是(

)

A.两球一定都带负电 B.两球比荷不相等

C.两球的轨道半径相等 D.两球一定同时到达P点正上方二、多选题：本大题共4小题，共20分。7.一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形图如图1所示，平衡位置位于坐标原点的质点振动图像如图2所示。图1所示的波动图像对应的时刻可能是(

)

A.t=4s B.t=6s C.t=8s D.t=10s8.如图所示，一个边长为L、匝数为N的正方形线框垂直放在磁感应强度为B、范围足够大的匀强磁场中，当线框以角速度ω在磁场中匀速转动时，下列说法正确的是(

)A.当线框以OO′为轴转动时，感应电动势的最大值是NBL2ω

B.当线框以PQ为轴转动时，感应电动势的有效值是12NBL2ω

C.从图示位置开始计时，当线框以PN为轴转动时，感应电动势的瞬时值表达式是NB9.如图所示，固定斜面ABC的倾角为45∘，与地面在C点平滑连接。可视为质点的小物块从斜面顶端A点由静止释放，最终停在地面上的D点。已知小物块与斜面、水平面间的动摩擦因数相同，BC=CD，小物块沿着斜面AC下滑的加速度大小为a，下滑时间为t，到达C点时的速度大小为v；若斜面高度不变，倾角变为37°(图中斜面AE)，与地面在E点平滑连接，小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数不变。将小物块从斜面顶端A点由静止释放，沿着斜面AE下滑，sin37∘=0.6，下列判断正确的是A.小物块仍然停在地面上的D点

B.小物块沿着斜面AE下滑的加速度大小为0.4a

C.小物块沿着斜面AE下滑的时间仍为t

D.小物块到达E点时的速度大小为10.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上，导轨间距为L，导轨左端接有阻值为R的电阻，整个空间处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。质量为m、长度为L、电阻为R的导体棒ab静止在导轨上。现对导体棒ab施加一水平向右的恒力F，使导体棒由静止开始向右运动，运动距离小于x0时已经匀速运动，运动距离为x0时撤去恒力F，一段时间后导体棒ab静止。导体棒ab始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。下列判断正确的是(

)

A.导体棒ab匀速运动时的速度大小为2RFB2L2

B.撤去拉力F前的过程中，导体棒ab上产生的焦耳热为Fx0−2mR2F2B4L4三、实验题：本大题共2小题，共16分。11.某同学利用平抛运动的知识测量弹簧枪射出弹丸的速度，选用的器材有贴有白纸的屏、刻度尺、复写纸、支架等。实验时将器材按如图1所示安装：用支架将弹簧枪固定好，接着弹簧枪向离枪一定距离的竖直屏发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸在白纸上留下落点位置。将竖直屏向远离弹簧枪方向移动，每次移动的距离均为0.3m。通过几次重复实验，挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸(图2中A点为弹丸在竖直屏上打下的第一个点，每次发射时弹簧的压缩量相同)，部分测量数据如图2所示。重力加速度g取10m/s2(1)下列实验步骤必要的是______(填正确答案标号)。A.在安装时，必须确保弹簧枪口水平放置B.为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸C.屏放置时不竖直不影响实验结果D.第一次实验时，需要测量弹簧枪枪口到屏的距离(2)根据测量的数据，可知弹丸离开弹簧枪的速度大小为______m/s，C、D点间的距离为_____cm。12.物理学习小组通过实验测量一节干电池的电动势和内阻。(1)同学们按照如图1所示的电路进行实验，发现无论如何调节滑动变阻器的阻值，电压表的示数变化很小(不为零)，于是在电路中接入一个定值电阻R0(阻值为1Ω)，之后电压表示数变化正常，R0的作用是______(A.增大电流表的量程

B.增大电压表的量程C.增大滑动变阻器的阻值范围

D.增大电源的等效内阻(2)小明同学通过查阅说明书，得知电流表的内阻rA=0.8Ω，于是又对接入R0后的电路进行了改进，请在图2方框中画出改进后的电路图((3)根据改进后的实验方案，测得多组电压U、电流I，作出U−I图像如图3所示，由图线可得电池的电动势E=_____V，r=_____Ω。(4)根据改进后的实验方案完成实验，电池内阻的测量值_____真实值(填“大于”“等于”或“小于”)。四、计算题：本大题共3小题，共40分。13.第二十五届哈尔滨冰雪大世界“人气王”超级冰滑梯，在规模、长度和占地面积上均创历届之最。该冰滑梯可看成长为200米的斜面，一名游客以2m/s的初速度开始匀加速下滑，到达冰滑梯底端的速度为8m/s，重力加速度g取10m/s2(1)游客在冰滑梯上运动时加速度的大小以及运动的时间；(2)游客从冰滑梯滑下后在水平冰面上沿直线向前滑行(游客由冰滑梯底端滑至水平面时速度大小不变、方向变为水平)，若游客与水平冰面间的动摩擦因数为0.02，游客在水平冰面上滑行多远后停下。14.如图所示，水平面MN上方有水平向右的匀强电场。一质量为2m、带电量为+q的金属小球a自M点以大小为v0的速度竖直上抛，在最高点以速度v0与静止在绝缘支柱P上的质量为m、不带电的金属小球b发生弹性正碰。两小球所用材料、形状和大小均相同，碰后带电量均分，重力加速度为g(1)电场强度大小E；(2)碰撞后瞬间两金属球的速度大小va和v(3)碰撞后两金属球运动的加速度大小aa和a15.图1为某儿童游乐园的“彩虹滑梯”，图2为其结构示意图。假设滑梯由三段光滑圆弧轨道AB、BC、CD和一段粗䊁水平轨道DE组成。三段圆弧轨道的半径均为R，对应的圆心角分别为θ、β、β(其中θ=37∘)，O1、B、O2在同一竖直线上，B点处切线水平。某游客乘坐橡皮轮胎从轨道最高点A由静止下滑，已知游客和橡皮轮胎的总质量为m，轮胎与水平轨道(1)游客沿轨道AB滑到B点时对轨道的压力大小；(2)为使游客不脱离轨道，β的最大值为多少；(3)在β为(2)中最大值的情况下，为使游客能在水平轨道上停下，DE的最小长度为多少。

答案解析1.B

【解析】A.从O点向左边运动，小球远离平衡位置，速度逐渐减小，故A错误；BC.从O点向右边运动，小球远离平衡位置，速度逐渐减小、加速度和位移增大，故B正确，C错误；D.左边向O点运动，逐渐靠近平衡位置，位移越来越小，故D错误。故选B。2.D

【解析】相遇时两质点位移相等，则v即v解得v故选D。3.B

【解析】A.第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，根据万有引力提供向心力G解得v=卫星c的轨道半径大于卫星a的轨道半径，所以卫星c的运行速度小于第一宇宙速度，故A错误；B.根据牛顿第二定律有G可知三颗卫星中，a的轨道半径最小，所以a的向心加速度最大，故B正确；C.卫星由低轨道进入高轨道需要再次点火增加卫星的动能，克服地球引力做功损失一部分动能，另一部分增加引力势能，因此总机械能增加，三颗卫星中，卫星c的轨道半径最大，所以c的机械能最大，故C错误；D.由于稀薄空气阻力做负功，卫星的机械能减小，轨道将会降低，根据v=可知卫星的运行速度会增大，动能会逐渐增大，故D错误。故选B。4.A

【解析】设a、b连线与水平方向的夹角为

θ

，根据几何关系有sin解得θ=3对a受力分析，受到重力，b对a的弹力，墙对a的弹力，根据平衡条件可得tan解得F以a、b为整体，根据平衡条件可得推力F的大小为F=故选A。5.D

【解析】由题意，光线垂直射入玻璃砖内恰好发生全反射，经三次全反射后从AB面上出射，且出射光线与入射光线平行，可作出光路图如图所示由几何知识求得临界角C=6则玻璃砖对该单色光的折射率为n=故选D。6.C

【解析】A.设电场强度为E，磁感应强度为B，由于二者均做匀速圆周运动，故重力与电场力平衡，所以两球均带正电，A错误；B.由重力与电场力平衡，得qq联立解得q知两球比荷相等，故B错误；C.小球a、b做圆周运动qvB=m解得r=得r已知

v1=v2

，r故C正确；D.小球a、b做圆周运动的周期分别为T由于两球比荷相等，解得T由于二者圆周运动的周期相等，速度大小相等，二者运动一周会在出发点P点碰撞，故D错误。故选C。7.BD

【解析】根据图2可知T=2×可知，图2图像0时刻到相邻最大正方向位移对应时刻之间的时间间隔为Δt=根据波形可知，图1所示波形中平衡位置位于坐标原点的质点此时刻的位移为负值，根据振动的周期性可知，当波沿x轴负方向传播时，平衡位置位于坐标原点的质点此时刻正沿y轴正方向运动，结合图2可知，图1所示的波动图像对应的时刻可能是t1=Δt+当n=0时，解得t上述表达式中的其它可能时刻均大于24s，即不可能为4s与8s。根据振动的周期性可知，当波沿x轴正方向传播时，平衡位置位于坐标原点的质点此时刻正沿y轴负方向运动，结合图2可知，图1所示的波动图像对应的时刻可能是t2=Δt+当m=0时，解得t上述表达式中的其它可能时刻均大于18s，即不可能为4s与8s。综合上述可知，图1所示的波动图像对应的时刻可能是6s与10s。故选BD。8.AD

【解析】A.当线框以

OO′

为轴转动时，感应电动势的最大值是E选项A正确；B.当线框以

PQ

为轴转动时，感应电动势的最大值仍为E有效值是E=选项B错误；C.从图示位置开始计时，当线框以

PN

为轴转动时，感应电动势的最大值仍为E感应电动势的瞬时值表达式是e=选项C错误；D.从图示位置开始，当线框以

PN

为轴转动

90∘

E选项D正确。故选AD。9.AD

【解析】A.设AB=ℎ，小物块由A点到D点由动能定理mgℎ=μmg即mgℎ=μmg(可知小物块最终停止的位移与斜面倾角无关，则小物块沿着斜面AE下滑仍然停在地面上的D点，由mgℎ=μmg⋅2可得μ=0.5选项A正确；

B.沿AC下滑时mg小物块沿着斜面AE下滑时mg解得a选项B错误；C.根据ℎa=mg可得t=由表达式可知

θ

角越小，t越大，则小物块沿着斜面AE下滑的时间大于

t

，选项C错误；D.由上述表达式可知，小物块到达斜面底端的速度v=at=则沿AC下滑时v=沿AE下滑时v其中

μ=0.5

，可得E点时的速度大小为v选项D正确。故选AD。10.AC

【解析】A.导体棒

ab

匀速运动时，有F=IBL导体棒

ab

切割磁感线产生的感应电动势为E=BLv感应电流为I=解得导体棒

ab

匀速运动时的速度大小为v=故A正确；B.根据能量守恒，撤去拉力

F

前的过程中，产生的焦耳热为Q=导体棒

ab

上产生的焦耳热为Q故B错误；C.撤去拉力

F

后的过程中，根据动量定理−通过导体棒

ab

的电荷量为q=解得q=故C正确；D.通过导体棒

ab

的电荷量为q=解得撤去拉力

F

后，导体棒

ab

运动的距离为x=故D错误。故选AC。11..(1)AB(2)

3

35

【解析】(1)A.要保证每次弹丸都做平抛运动，则必须确保弹簧枪口水平放置，故A正确；B.为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸，故B正确；C.屏放置时不竖直，只要水平方向位移没有变，竖直方向下落高度没有变，不会影响到不影响实验结果，但根据题意屏水平方向位移是变化的，要通过水平方向位移差和竖直方向位移差测量弹簧枪射出弹丸的速度是影响很大的，故C错误；D.第一次实验时，已知屏每次水平移动的距离均为0.3m，再根据纸带知道下落的高度之差，不需要测量弹簧枪枪口到屏的距离，故D错误。故选AB。(2)[1]由竖直方向上是自由落体运动，得y解得点迹间的时间间隔为t=0.1s弹丸离开弹簧枪的速度大小为v故填

3

；[2]由y解得y故填35。12.(1)D(2)(3) 1.5 0.2(4)等于

【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可得E=U+Ir可得U=−Ir+E可知电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是电源的内阻较小引起的。在电路中接入一个