2023-2024学年山西省大同市高二（下）期末考试物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年山西省大同市高二（下）期末考试物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.2024年4月3日7时58分(北京时间)，中国台湾海域发生7.5级地震。自然资源部海啸预警中心根据初步地震参数判断，地震可能会在震源周围引发局地海啸。海啸波是波长很长的浅水波，其传播速度v=gℎ，其中g为重力加速度，ℎ为海洋的深度。一般在深而广阔的海洋，其传播速度约500km/ℎ至1000km/ℎ，且传播过程中能量损失很少。同一海啸波在深海区和浅海区传播时，下列说法正确的是A.波速和波长均不同 B.频率和波速均不同 C.波长和周期均不同 D.周期和频率均不同2.一弹性小球从离地板不太高的地方自由释放，与地板碰撞时没有机械能损失。设小球所受的空气阻力的大小与速率成正比，则小球从释放到第一次上升到最高点的过程中，小球运动的速度−时间图像可能正确的是(

)A.B.C.D.3.每年“五一”前后，大同在古城墙附近会开启音乐喷泉，其中喷泉池水下的彩灯射出的彩光装点了古城周边夜景。如图甲所示，水下有一点光源S，可以发出两种不同颜色的a光和b光，其中任一光均可在水面上形成一个有光射出的圆形区域，俯视图如乙图所示，已知低水位时S发出的a光在水面形成的圆形区域与某一高水位时b光形成的区域面积等大，则下列说法正确的是(

)

A.a光的频率比b光的大

B.用同一装置做双缝干涉实验，a光的相邻干涉条纹间距比b光的小

C.a光发生全反射的临界角比b光的小

D.a光在水中的传播速度比b光的大4.如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。则(

)A.仅棒中的电流变小，θ变大 B.仅两悬线等长变长，θ变大

C.仅金属棒质量变大，θ变小 D.仅磁感应强度变大，θ变小5.2024年5月3日，我国发射了“嫦娥六号”探测器，开启了人类首次对月球背面采样返回任务。本次登陆月球，“嫦娥六号”需经历如图所示的3次变轨过程(其中Ⅰ为圆轨道，Ⅱ、Ⅲ为椭圆轨道)，之后择机进入着陆过程，然后进入月球表面。已知P点为四条轨道的共切点，Q点为轨道Ⅱ上的远月点，引力常量为G，则下列说法正确的是(

)

A.“嫦娥六号”在轨道上运动时，运行的周期TⅢ<TⅡ<TⅠ

B.若轨道Ⅰ近似贴近月球表面，已知“嫦娥六号”在轨道Ⅰ上运动的周期，可以推知月球的密度

C.“嫦娥六号”在轨道Ⅱ上经过P点与轨道Ⅰ上经过该点，由于轨道不同，加速度也不同

D.6.如图所示，有一直角三角形ABC，∠A=30∘,∠C为直角，在AC边上某点固定一点电荷为场源电荷，且满足φA=A.该点电荷带负电

B.沿着CB边，从C点到B点，电场强度大小逐渐减小

C.将另一正电荷沿着AB边，从A点移到B点，其电势能先减小后增大

D.A、C两点处电场强度大小之比为4∶17.在每年的YadnyaKasada节日里，国外印尼民众都会聚集在当地的火山口，向其中投掷物品祈求来年好运和丰收。如图，若有一个截面近似呈抛物线形状的小型火山谷MON，M、N为火山口处的两点，且M高于N，O为谷底(抛物线的顶点)，O点切线水平。现有两人从M、N两点分别以初速度v₁、v₂水平抛出两不同物品，同时击中O点(不考虑碰撞)，不计空气阻力，则两物品(

)

A.初速度v1与v2大小一定相等

B.在抛出过程中，相同时间内的速度变化量一定不同

C.必须同时抛出

D.击中二、多选题：本大题共3小题，共12分。8.如图甲，现有一固定在地面上的四分之一圆弧轨道PQ，O点为圆心，OP水平，OQ竖直，其半径R=1m。某学习小组将一质量为m=1kg的小物块(可看成质点)从圆弧轨道上的P点由静止释放，下滑过程中设物块和圆心连线与OP的夹角为θ，然后利用影像追踪软件绘制了物块速率v与θ的关系图像，如图乙，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是(

)

A.从θ=π6起，物块合力为零，开始做匀速圆周运动

B.当θ=π6时，物块重力的瞬时功率为530W

C.在π9.作为大同装备制造业的龙头，“大同机车”已成为了我国电力机车走向世界的一张名片！如图为某电力机车的供电流程的简化图，利用可视为理想变压器(原、副线圈匝数比为n1:n2)的牵引变电所，将电网中高压U1220kV降至UA.牵引变电所中变压器原、副线圈匝数之比为n1:n2=4:1

B.若该机车运行功率增大，由于匝数比不变，故机车的工作电压仍为25kV

C.若该机车运行功率增大，牵引变电所至机车间的热损耗功率也会随之增大

D.若在额定电压下，该机车的输入功率为10.如图所示，光滑绝缘的水平面上边界PQ的右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，现给正方形刚性导线框abcd一水平向右的初速度，线框恰能完全进入磁场区域。已知线框边长为L，质量为m，每个边长的电阻均为R，则(

)A.线框的初速度大小为B2L3mR

B.在进入磁场的全过程中，通过线框横截面的电荷量为BL24R

C.在进入磁场的全过程中，线框产生的总焦耳热Q总为B4三、实验题：本大题共2小题，共18分。11.在“探究平抛运动的特点”实验中，某学习小组用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。(1)下列实验条件必须满足的有__________。A.斜槽轨道光滑B.斜槽轨道末段水平C.每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球D.图中档条MN每次必须等间距下移(2)在某次实验中，甲同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图中1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、A.x2−x1C.x2−x(3)乙同学利用图所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图中标出。则小球运动到图中位置A时，其速度的水平分量大小为______m/s；根据图中数据可得，当地重力加速度的大小为______m/s2。(

12.实验室有一只电流表，满偏电流Ig为200μA，内电阻rg约200Ω。某同学欲用半偏法测量该电流表的内电阻rg，然后把这只电流表改装成量程为实验室还能提供实验器材规格如下：A.滑动变阻器(0∼50kΩ)B.滑动变阻器(0∼10Ω)C.电阻箱(0∼9999Ω)D.电源(电动势为6V，内阻不计)E.开关两个、导线若干(1)滑动变阻器应选用_____(填选项序号)。(2)将测电流表内电阻的实物连线图补充完整。(3)实验时进行的主要步骤有：①把滑动变阻器阻值调到最大，在开关S2断开的前提下，闭合开关S②调节滑动变阻器的触头，使电流表指针偏转到满刻度；③闭合开关S2④记下电流表指针指向表盘中央刻度时电阻箱的读数R0根据以上实验得到的数据，电流表内阻的测量值rg=_____Ω，rg的测量值与真实值相比_____((4)把这只电流表改装成量程为6V的电压表需要_____(填“串联”或“并联”)一只阻值为_____Ω的定值电阻。四、计算题：本大题共3小题，共42分。13.如图所示，一种巨型娱乐器械可以让游客体验超重和失重状态。该器械可乘坐多人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上48m的高处，然后座舱从静止开始以a1=8m/s2的加速度匀加速下落ℎ(1)座舱的最大速度大小及匀减速下落过程的加速度的大小？(2)若座舱中某乘客为50kg，在匀减速下落过程中，座椅对该位游客的支持力是多少？

14.如图所示，在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在y<0的区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为e的电子从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动。当电子第一次穿越x轴时，恰好到达D点；当电子第二次穿越x轴时，恰好到达D点关于坐标原点的对称点C点。D、C两点均未在图中标出。已知A、D两点到坐标原点的距离分别为ℎ、2ℎ，不计电子的重力，求：(1)电场强度E的大小；(2)磁感应强度B的大小；(3)电子从A运动到经过D、C两点再回到A经历的时间t。

15.如图所示，一根劲度系数为k的轻质弹簧左端固定，右端与静置在光滑水平面上K点的小球B相连，小球B的右侧静置着一滑块C，其上表面是半径为R的14光滑圆弧轨道。现将一质量为m的小球A从圆弧最高点M由静止释放，小球A沿轨道滑下后，在水平面上与小球B发生弹性碰撞，碰撞时间忽略不计。已知小球B、滑块C的质量均为2m，小球A、B均可视为质点，重力加速度为g，求：(1)小球A下滑到圆弧轨道最低点N时，滑块C的速度大小；(2)判断小球A与小球B作用后能否追上滑块C？(3)弹簧弹性势能的最大值；

答案解析1..A

【解析】由于海啸波传播速度v=同一海啸波在深海区和浅海区传播时，由于深度不同，可知波速不同，波的频率由波源决定，则频率相同，即周期相同，根据v=结合上述波速不同，则波长也不同。综合上述可知，同一海啸波在深海区和浅海区传播时，周期与频率相同，波速与波长不同。故选A。2..B

【解析】小球所受的空气阻力的大小与速率成正比，即f=kv根据牛顿第二定律，下降过程mg−kv=m可知，加速的下降过程中，加速度从g开始逐渐减小。小球碰后上升过程中mg+kv=m可知，小球减速上升过程中加速度从大于g的值逐渐减小到g。速度−时间图像的斜率表示加速度，则加速下降阶段，斜率逐渐减小，减速上升阶段，斜率逐渐减小，到自高点时的图像斜率等于刚释放时的斜率。故选B。3..D

【解析】AC.做出光路图，如图可知，a光的临界角大，根据

n=1sinC

可知，a光的折射率小，即a光的频率比bB.因为a光的频率比b光的小，由

c=λf

可知，a光的波长比b光的大，用同一装置做双缝干涉实验，根据

Δx=ldλ

，a光的相邻干涉条纹间距比bD.根据

v=cn

可知，a光的折射率小，所以a光在水中的传播速度比b光的大，故故选D。4..C

【解析】A.设金属棒的长度为L，电流为I，磁感应强度大小为B，金属棒受到的安培力大小为F。根据左手定则可知，通电金属棒在磁场中受到的安培力方向水平向右，对金属棒受力分析如图所示根据平衡条件可知tan仅棒中的电流变小，由

F=BIL

，可知

F

变小，则

θ

变小，故A错误；B.由

tanθ=Fmg

知

θ

与两悬线的长度无关，所以仅两悬线等长变长，

θ

C.仅金属棒质量变大，由

tanθ=Fmg

知

θ

D.仅磁感应强度变大，由

tanθ=Fmg

知

θ

故选C。5..B

【解析】A.根据开普勒第三定律可知，“嫦娥六号”在轨道上运动时，运行的周期TⅢ>TB.根据万有引力提供向心力，贴近月球表面运动时GMm根据密度和质量的关系ρ=联立解得ρ=故B正确；C.根据GMm可知，嫦娥六号在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行至P点时加速度大小相等，故C错误；D.“嫦娥六号”在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中，只有引力做功，其机械能不变，故D错误。6..B

【解析】A.由于

φA=φBB.根据题意可知，场源电荷应位于下图的D点，且AD=BD根据场源电荷的电场强度公式E=可知，从C点到B点，电场强度大小逐渐减小，B正确；C.根据正电荷周围的电势分布可知，从A点移动到B过程中，电势先升高，后降低，正电荷在电势高的地方电势能大，在电势低的地方电势能小，故将正电荷从A点移到B点，其电势能先增大后减小，C错误；D.由几何关系可知DC=故有EEED错误。故选B。7..A

【解析】AC.设抛物线MON的轨迹方程为y=a则两平抛运动在竖直方向为自由落体运动，有yy联立解得t所以在M点的物品要先抛出才能使两物品同时击中O点。又由平抛在水平方向为匀速直线运动，有xx联立可得v整理得v故A正确，C错误；B.在抛出过程中，相同时间内的速度变化量为Δv=gΔt在抛出过程中，加速度均为重力加速度，所以相同时间内的速度变化量一定相同，故B错误；D.因

v1=v故两分速度合成后可知击中O点的速度不同，故D错误。故选A。8..BD

【解析】A.由乙图可知，从

θ=π6

起，物块速率保持不变，合力提供向心力，开始做匀速圆周运动。故B.当

θ=π6

时，重力方向与速度方向夹角为P=mgv故B正确；C.由A选项分析可知，在

π6∼f=mg可知摩擦力大小随

θ

的增大而减小。故C错误；D.依题意，在

π6∼ΔE=mgR故D正确。故选BD。9..CD

【解析】A.牵引变电所中变压器为理想变压器，则n解得n故A错误；B.若高铁机车运行功率增大，根据P=UI知电流将会增大，则牵引变电所至机车间损失的电压

ΔU=Ir

增大，所以机车的工作电压U低于25kV，故B错误；C.若高铁机车运行功率增大，根据P=UI知电流将会增大，牵引变电所至机车间的热损耗功率

ΔP=I2r

D.若在额定电压下，该机车的输入功率为10000kW，则该机车的输入电流为I由ΔU=所以r=故D正确。故选CD。10..BC

【解析】AB.设导线框的初速度为

v0

−B又q=得v故A错误，B正确；C.根据能量守恒，线框进入磁场过程中，线框产生的总焦耳热等于动能的减小量，即Q故C正确；D.则cd边切割磁感线产生的感应电动势为E=BL由右手定则，cd边感应电流方向从c流向d，cd边相当于电源，故U故D错误。故选BC。11..(1)BC(2)A(3) 1.0 9.7【详解】(1)AC.为了获得相同的初速度，需要每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，斜槽轨道不需要光滑，故A错误，C正确；B.为保证小球飞出时速度水平，所以斜槽轨道末段需要水平，故B正确；D.挡板只要能记录下小球在不同高度时的不同位置，不需要等间距变化，故D错误。故选BC。(2)因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，所以x

故选A。(3)[1][2]由题意，根据图中数据可得，小球运动到图中位置A时，水平方向上有x=l=可得其速度的水平分量大小为v根据图中数据在竖直方向上，根据逐差法可得g=

【解析】详细解答和解析过程见答案12..(1)A(2)(3) 180；

偏小(4)串联；

29820

【解析】(1)在滑动变阻器阻值远大于电阻箱阻值的前提下，闭合

S2

，此时电阻箱阻值对电路中总电阻的影响很小，可认为干路中的电流没有发生变化，且滑动变阻器B故选B。(2)根据实验步骤，开关

S2

断开，闭合开关

S1

；电流表工作，则可知电流表串联在电路中，闭合开关

S2

，在滑动变阻器阻值保持不变的前提下，调节电阻箱使得电流表半偏；说明电阻箱和开关

(3)若接入电阻箱后干路中电流近似不变，调节电阻箱使得电流表半偏，则流经电阻箱的电流和流经电流表的电流相等，且电阻箱和电流表并联，因此

R0=在并入电阻箱后，电路总电阻减