2023-2024学年湖南省娄底市涟源市高二（下）期末考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年湖南省娄底市涟源市高二（下）期末考试物理试卷

一、单选题：本大题共6小题，共24分。

1.下面四个核反应方程是我们高中阶段学习过的核反应类型典型代表，其中属于人工核转变的是（）

A."Na-第Mg+2_遇B,+加-*X+相Sr+2jn

C.l9F+黜e7希Ne+D.+iH^He+Jn

2.“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，

随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上（如图所示）。设加热后小罐内的空气

温度为80久，当时的室温为20。&大气压为标准大气压，不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影

响。小罐开口部位的直径请按照片中的情境估计，当罐内空气变为室温时，小罐内气体对皮肤的作用力最

接近的是（）

A.2NB.20NC.2X102ND.2X103/V

3.如图为消防员从顶楼直降训练的某瞬间，。点为轻绳悬挂点且保持固定，轻绳系在人的重心B点，消防员

脚与墙壁接触点为4点。缓慢下降过程中消防员的姿势及与竖直方向的夹角均保持不变。在消防员下降过

程中下列说法正确的是（）雪

A,竖直墙面对人的作用力与墙面垂直

B.竖直墙面对人的静摩擦力保持不变、，♦玄箱1

C,绳子拉力先减小后增大

D.消防员所受合力不变.

4.如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。皿正对M放置一金属网N,在M、N

之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为机，电荷量为e,贝ij（）

A.M、N间距禺增大时电子到达N的动能也增大

B.只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能如方+eU

C.电子从M到N过程中y方向位移大小最大为巧„日舄

2

D.M、N间加反向电压吟时电流表示数恰好为零

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5.2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的“长征二号F遥”运载火箭顺利将发射取得成功。5月28

日，神舟十八号航天员乘组圆满完成第一次距离地面约400fon的轨道出舱活动。如图所示取地球质量

6.0x1024^,地球半径6.4x1。3左小，弓［力常量&67x10-HN•租2/的2。下列说法正确的是（）

A.卫星的向心加速度大小约9.8m/s2

B,卫星运行的周期约12%

C.发射升空时，火箭的推力是燃气会给火箭施加反作用力

D.发射升空初始阶段，装在火箭上部的卫星处于失重状态

6.发展新能源汽车是我国当前一项重大国家战略。假设有一辆纯电动汽车质量爪=1.6X103kg,汽车沿

平直的公路从静止开始启动，汽车启动后的速度记为V,牵引力大小记为尸，:图像如图所示，表示最

大速度，防平行于"轴，6c反向延长线过原点。已知汽车运动过程中受到的阻力大小恒定，北段汽车运动

的时间为8s。下列说法正确的是（）

A.汽车所受阻力为5000NB.汽车从a到6持续的时间为32s

C.汽车能够获得的最大速度为12.5m/sD.汽车从b到c过程中运动的位移为100m

二、多选题：本大题共4小题，共20分。

7.如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为/,竖直悬

挂的观测屏与小球水平间距为21,小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动。以竖

直向上为正方向,

-21—>|

'////////,

6-6

光小

源球

图1

A.ti时刻小球向下运动B.t2时刻小球与影子相位差为兀

C.以时刻光源的加速度向上D.a时刻影子的位移为54

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8.在“天宫课堂”航天员王亚平老师在水球中注入一个气泡后，水球便成了透明

空心水球，如图所示，水球中形成了一个正立一个倒立的两个像。假设透明空心

水球内径是R,外径是2R,其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸

面内）从外球面上4点射入，光线与直线40所成夹角i=60。，经折射后恰好与内球

面相切，已知光速为c。下列说法正确的是（）

A.单色光在该材料中的传播时间为春

B.单色光在水中的折射率为避

C.只要4点射入的单色光与2。直线的夹角i大于30。，就一定能够在内球面发生全反射

D.单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从4点射入的光线与2。直线的夹角i'=30。

9.如图，单刀双掷开关S原来跟2相接，从t=0开始，开关改接1,t=2s时，把开关改接2,下歹U/T图像

和UM-t图像大致形状正确的是（）

—gP

_A

ETR-B

10.如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为小的小球从4点自由下落，至B点时开始压缩弹簧,

小球下落的最低位置为C点。以4点为坐标原点，沿竖直向下建立x轴，小球从4到C过程中的加速度一位移

（a-x）图像如图乙所示，重力加速度为g,忽略空气阻力。下列说法正确的是（）

A.从/到C过程先匀加速运动，后匀减速运动04

B.从/到B位移为％1

B

C.位移为小时小球速度最大

C

D.位移为冷弹簧的弹性势能最大

/////

x

三、实验题：本大题共2小题，共16分。

11.如图1,测定气垫导轨上滑块的加速度，请完善下列实验环节

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数字计时器

光电门2L_光电门1

气垫导轨滑块遮光条

l-T1

I+如至只上一~一连气源

■

槽码

图1

（1）如图2,螺旋测微器测量滑块上安装的遮光条宽度为d=mm。

三40

II二35

0三30

三25

图2

（2）滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间/ti

=0.021s,通过第二个光电门的时间/以=0.013s,滑块通过第一个光电门速度为也=m/so

继续测得两光电门间的距离为请写出滑块加速度的表达式

（3）x,（用Zti，At2,x,d表示）

12.电容储能已经在电动汽车、风力发电等方面得到广泛应用。某同学设计了图甲所示电路，探究不同电

压下电容器的充、放电过程和测定电容器的电容。器材如下:

‘C%

接计算机电流传感器

图甲

电容器C（额定电压10U,电容标识不清）;

电源E（电动势12V,内阻不计）；滑动变阻器比（最大阻值200）；

电阻箱氏2（阻值0~9999.90）；电压表厂（量程15匕内阻较大）;

开关Si、S2，电流传感器，计算机，导线若干。

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(1)按照图甲连接电路，闭合开关S1、断开开关S2,若要升高电容器充电电压，滑动变阻器R1的滑片应向

端滑动(选填"a”或"b”)。

(2)当电压表的示数为比=3歹时，调节心的阻值，闭合开关52,通过计算机得到电容器充电过程电流随时

间变化的图像；保持R2的阻值不变，断开开关Si，得到电容器放电过程电流随时间变化的图像，图像如图

乙所示。测得=6mA,则&=。。

(3)重复上述实验，得到不同电压下电容器的充、放电过程的电流和时间的图像，利用面积法可以得到电

容器电荷量的大小，测出不同电压下电容器所带的电荷量如下表:

实验次数123456

U/V345678

Q/xIO-0.140.190.240.300.330.38

请在图丙中画出U-Q图像,并利用图像求出电容器的电容为—凡(结果保留两位有效数字)

00.10.20.30.4

图丙

(4)实验发现，相同电压下电容器充、放电过程的电流和时间的图像中的。总是略大于上，其原因是

四、计算题：本大题共3小题，共40分。

13.在篮球比赛中，投篮的投出角度太大和太小，都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中，运动员在

空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成45。的倾角准确落入篮筐，这次跳起投篮时，投球点和篮筐正好

在同一水平面上(图)，设投球点到篮筐距离为9.8m,不考虑空气阻力。

(1)篮球进筐的速度有多大？

(2)篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度是多少？

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14.如图1(俯视图)所示，水平面内固定放置面积为10爪2,电阻为1。的单匝线圈，线圈内充满垂直水平面

向下的匀强磁场，其磁感应强度为随时间t变化关系如图2所示，线圈两端点M、N与相距1.5爪的粗糙平行

金属导轨相连，导轨置于垂直水平面向上的磁感应强度大小&=27的匀强磁场中。一根总长为1.5小，质

量为2kg,阻值为9。的金属杆PQ置于导轨上，且与导轨始终接触良好。一根劲度系数为lOON/机的轻弹簧

右端连接在固定挡板上，左端与金属杆相连，金属杆与金属导轨间动摩擦因数为〃，金属杆静止时弹簧伸

长量为6cm。在t=0时刻闭合开关S,金属杆在0〜6s内始终保持静止，g取10ni/s2,忽略平行导轨电

阻，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则

(1)求0〜3s内通过金属杆电荷量

(2)金属杆与金属导轨间动摩擦因数至少为多大？

(3)求0〜6s内整个回路产生焦耳热

xxxs.

g

x'xxfv.2B2

图1

15.一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量是200的。这个士兵用自动步枪在2s内沿水平方

向连续射出10发子弹，每发子弹的质量是10g,子弹离开枪口时相对步枪的速度是800m/s。射击前皮划艇

是静止的，不考虑水的阻力。

(1)士兵射击第一颗子弹后皮划艇的速度是多少？

(2)士兵连续射击10颗子弹后皮划艇的速度是多大?

(3)连续射击时枪所受到的平均反冲作用力是多大？

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答案解析

1.C

【解析】4针Nar签Mg+，e属于0衰变，故/错误；

B.925y+劈X+年Sr+24n属于核裂变，故B错误；

。.肥尸+狙e-给Ne+汨属于人工核转变，故C正确；

D.IH++Jn属于核聚变，故D错误。

故选Co

2.C

【解析】加热后罐内空气的温度

7\=(273+80)K=353K

压强

Pi=Po=1.0x105Pa

降温后罐内空气的温度

T2=(273+20)K=293K

由查理定律，有

Pl_P2

五=五

代入数据，解得

5

p2=0.83X10Pa

估计小罐开口部位的半径为

r=3cm=3X10-2m

开口部位的面积为

S=nr2=2.826X10-3m2

则小罐内空气对皮肤的作用力为

52

F=p2S=0.83x10X2.826X10-3%=2.35X10N

小罐内气体对皮肤的作用力最接近的是2xio2yv。

故选a

3.0

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【解析】A到B可简化为轻杆，缓慢下降过程中，下降过程中AB的长度以及与竖直方向的夹角均保持不

变，模型简化为如图所示

A

4竖直墙面对人的弹力垂直于墙面，竖直墙面对人的静摩擦力竖直向上，竖直墙面对人的作用力为弹力和

静摩擦力的合力，与墙面不垂直，故/错误；

8.设竖直墙面对人的作用力为尸，对消防员受力分析，如图所示

消防员下降一定高度后，再次保持静止时，相对于初始位置墙壁对脚底的作用力F减小，绳子的拉力外

增大，设2B与水平方向的夹角为6,则件、FN与尸的矢量关系如图所示

Ff=Fsin。

因F减小，8不变，故静摩擦力减小，故2c错误；

D缓慢下降过程中，消防员所受合力不变，故。正确。

故选Do

4.C

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【解析】根据动能定理，从金属板M上逸出的光电子到达N板时eU=Ekm-^mvl

则到达N板时的动能为%„=eU+加琮

与两极板间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，选项错误；

C平行极板”射出的电子到达N板时在y方向的位移最大，则电子从M到N过程中y方向最大位移为

y=vmt

,1Ue2

―2dm1

解得y=»md庭

选项c正确；

DM、N间加反向电压电流表示数恰好为零时，贝1］叫=加%

2

解得4=耍

2e

选项。错误。

故选C。

本题考查光电效应结合电子在电场运动问题，需要根据光电效应得到逸出光电子的能量，进而使用动能定

理求解动能，进而完成解题。

5.C

【解析】4根据万有引力定律可知卫星的向心加速度大小为

GM7

G=(«W'8-7m/s

故N错误；

8.卫星运行的周期为

故2错误；

C运载火箭尾部向下喷气，喷出的气体对火箭产生反作用力，火箭获得向上的推力，故C正确；

D发射升空初始阶段，为向上的加速运动，加速度向上，装在火箭上部的卫星处于超重状态，故。错误。

故选C。

6.C

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【解析】4在c点，有

P==fvm

则根据图像可得

f=Fmin=4X103N

/错误；

R根据图像可知汽车从a到b做匀加速直线运动，在b点，由图可知牵引力与末速度分别为

Fo=5xio3yv

v0=10m/s

由牛顿第二定律得

F0—f=ma

由匀加速直线运动规律得

v0=at

可得汽车从a到b持续的时间为

t=16s

B错误；

C根据

P=Fv

整理得

u=P"6c反向延长过原点。，可知该过程保持额定功率恒定，在b点有

r

4

P=Fovo=5X10W

汽车能够获得的最大速度为

P5x104「，

mzs

%=了=4x1Q3/=12・5m/s

C正确；

D汽车从b到c过程中汽车做加速度减小的加速运动，根据动能定理得

11

Pt-fl=-mv^-rnv1

解得

I=88.75m

。错误；

故选Co

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7.AD

【解析】A.ti时刻小球经过平衡位置向下运动，故/正确；

3七时刻小球在最低点，影子也在最低点，小球与影子相位差为零，故8错误；

Ct2时刻光源在最高点，回复力向下，由牛顿第二定律得加速度向下，故C错误;

D.t3时刻影子的位移为x,影子距离光源所处的水平面的距离为L,如图所示

由几何关系得

I_2A

l+2l=~L

解得

L=6At3时刻影子的位移

x=62-2=5A

故。正确。

故选ADo

8.BD

【解析】A设

Z.BAO=r

由几何关系得

BOR1

Smr=~AO=2R=2

单色光在水中的折射率为

73

sini~Tn

sinr1

2

故8正确；

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4单色光在该材料中的传播距离

s=2AB=2，(2R)2——=2^/37?

单色光在该材料中的传播速度

cpc

v=—=〜

n3

单色光在该材料中的传播时间

根据全反射规律有

1平

sinC=—=

n3

在404B'中，由正弦定理有

R2R

sina—sin(180°—C)

又由于

sinf

n=----

sina

解得

.1

sini=-

解得

i'=30°

故。正确；

C光束从力点入射，与4。直线的夹角i大于60。时，折射角大于30。，折射光线不再打在内球面上，不再在

内球面发生全反射，故C错误。

故选AD。

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9.AD

【解析】A8开关S接1时，电源给电容器充电，充电完毕后电流为零，再将开关S接2时，电容器开始放

电，且放电越来越缓慢，所以对应的/-t图像的斜率越来越小，放电完毕后电流为零，故/正确，8错

误；

CD.开关S接1时，电容器充电，电压增大越来越慢，充电结束后两极板间的电压等于电源电压，所以对应

UAB-t图像的斜率越来越小。再将开关S接2时，开始放电，两极板电压逐渐减小，且电压减小越来越慢，

极板电性不变，则对应tMB-1图像的斜率也越来越小，故C错误，。正确。

故选40。

10.CD

【解析】4从4到C过程先匀加速运动，再做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故/错

误；

2.从4到B小球做匀加速直线运动，位移小于打，故3错误；

C位移为亚时小球的加速度为零，小球速度最大，故C正确；

D位移为久2时，弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，故。正确。

故选CD。

11..(1)2.335

(2)0.11

(3)鼎『一(制

【解析】(1)如图2,螺旋测微器测量滑块上安装的遮光条宽度为

d=2mm+33.5x0.01mm=2.335mm

(2)滑块通过第一个光电门速度

d2.335x10-3m

=0.11m/s

0.021s

(3)滑块通过第二个光电门速度

由运动学公式

诏一资=2ax

得滑块加速度的表达式

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资一优(悬)一(悬)

2%—2%

12.(1)/)

(2)500

8

7

⑶：

3

103c

5.0x10-5

(4)充电时电路的电阻小于放电时的电阻

【解析】【分析】

(1)闭合开关Si，若要升高电容器充电电压，根据滑动变阻器分压器的分压原理进行分析;

(2)根据欧姆定律计算R2阻值；

(3)画出U-Q图像，根据电容的定义式求解电容；

(4)充电时电路的电阻小于放电时的电阻。

【解答】

(1)闭合开关Si，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向b端滑动；

(2)充电瞬间，由欧姆定律7?2=治=500。；

(3)画出U—Q图像：

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8

7

6

5

4

3

2

1

展

5尸；

10-

5.0x

F=

xl°-

/=03

C=

器电容

,电容

=g

根据U

6

k

C

小。

流略

时电

放电

，故

电阻

阻器

动变

分滑

含部

还包

电阻

放电时

?2,

阻为7

电时电

，充

可知

路图

据电

（4）根

=%

可知u

由题意

火和，

分别为

度大小

筐的速

手和进

篮球出

（1）设

.解：

13

动，

抛运

直上

为竖

力，

受重

球只

向篮

直方

在竖

间为3

用的时

篮筐所

到落入

从出手

设篮球

t

5°—g

（）sin4

=u

45°

（）sin

有一u

45。

（）tcos

=u

，有％