贵州省安顺市2023-2024学年高二下学期期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1全市2023~2024学年度第二学期期末教学质量监测考试高二物理试题注意事项：1．本试卷共6页，15小题，满分100分，考试用时75分钟。2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。3．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动、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，写在本试卷上无效。一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.2024年6月3日，嫦娥六号顺利完成了在月球背面的“挖土”采样，期待样品分析带来新的发现。早期探测表明，月球浅层的核反应原料氦-3含量多达上百万吨，足够解决人类的能源之忧。氦-3与氘核的核反应方程为：下列说法正确的是（）A.X是电子 B.比的比结合能大C.该核反应是核裂变反应 D.该核反应质量数不守恒【答案】B【解析】A．根据反应前后质量数和电荷数守恒可得X是，是质子，故A错误；B．反应释放能量，有质量亏损，核子的比结合能变大，故比的比结合能大，故B正确；C．该反应是质量数较小的核聚变生成质量数较大的核，故该核反应是核聚变反应，故C错误；D．核反应前后质量数守恒，故D错误。故选B。2.据考古记载我国在春秋战国时期就开始利用杆秤来称量物体的质量。如图所示，秤盘及盘中物体的总重力为mg。悬挂秤盘的三根细绳等长且与竖直方向的夹角始终都为θ，当将秤提起，杆秤平衡时（）A.手提杆秤的力等于秤盘及盘中物体的总重力B.手提杆秤的力与杆秤对手的力是一对平衡力C.此时每根细绳的拉力等于D.此时每根细绳的拉力等于【答案】D【解析】A．以秤和秤盘及盘中物体整体为研究对象，根据平衡条件可知手提杆秤的力等于秤和秤盘及盘中物体的总重力，故A错误；B．根据牛顿第三定律可知手提杆秤的力与杆秤对手的力是一对相互作用力，故B错误；CD．设细绳与竖直方向的夹角为，秤盘及盘中物体总重力为，根据平衡条件可得解得每根细绳的拉力故C错误，D正确。3.如图所示，边长为L的正方形线框ABCD，ADC边的电阻与ABC边的电阻不相等，将线框放在与线框平面垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。电流I从A点流入，从C点流出，O是线框的正中心，下列说法正确的是（）A.线框中的电流形成的磁场在O点的磁感应强度方向一定垂直纸面向内B.线框中的电流形成的磁场在O点的磁感应强度方向一定垂直纸面向外C.整个线框在匀强磁场中受到的安培力大小为D.整个线框在匀强磁场中受到的安培力大小为【答案】C【解析】AB．根据ADC边的电阻与ABC边的电阻不相等，可知线框上、下边的电流不相等，由电流形成的磁场在O点的方向可能为垂直纸面向内或向外，选项AB均错误；CD．电流通过线框的等效长度为，故整个线框在匀强磁场中受到的安培力大小为选项C正确、D错误。故选C。4.如图为某品牌卡车的气囊减震装置，当路面不平时，车体会突然下沉挤压气囊，该过程中关于气囊内的气体，下列说法正确的是（）A.外界对气体做的功小于气体内能的增加B.气体温度升高，每个分子的动能都增大C.气体分子对气囊单位面积的平均撞击力增大D.气体压强增大的唯一原因是因为气体分子运动变得剧烈【答案】C【解析】A．车体会突然下沉挤压气囊，外界对气体做的功等于气体内能的增加，故A错误；B．气体温度升高，气体的平均动能增大，但是不一定每一个气体分子的动能都增大，故B错误；C．由于温度升高，分子平均速率增大，体积减小，分子密度增大，气体分子对气囊单位面积的平均撞击力增大，故C正确；D．气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定，故D错误。5.如图甲所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个体积很小的磁铁，在小磁铁正下方桌面上放置一个闭合铜制线圈。将小磁铁从初始静止的位置向下拉到某一位置后放开，小磁铁将做阻尼振动，位移x随时间t变化的示意图如图乙所示（初始静止位置为原点，向上为正方向，经t0时间，可认为振幅A衰减到0）。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.x＞0的那些时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力B.x=0的那些时刻线圈中没有感应电流C.更换电阻率更大的线圈，振幅A会更快地衰减到零D.增加线圈匝数，t0会减小，线圈产生的内能不变【答案】D【解析】A．根据“来拒去留”，则x＞0的那些时刻，当磁铁远离线圈向上运动时，磁铁对线圈有向上的作用力，此时线圈对桌面的压力小于线圈的重力；当磁铁靠近线圈向下运动时，磁铁对线圈有向下的作用力，此时线圈对桌面的压力大于线圈的重力，选项A错误；B．x=0的那些时刻磁铁的速度最大，则穿过线圈的磁通量变化率最大，则线圈中有感应电流，选项B错误；C．更换电阻率更大的线圈，线圈中产生的感应电流会变小，线圈中产生的感应电流的磁场变弱，对磁铁的“阻碍”作用变弱，则振幅A会更慢慢地衰减到零，选项C错误；D．增加线圈的匝数，线圈中产生的感应电动势变大，感应电流变大，机械能很快就转化为内能，则t0会减小，由于开始时线圈的机械能不变，则线圈产生的内能不变，选项D正确。6.如图1所示，一质量为2kg的物块受到水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动，其a—t图像如图2所示，t=0时其速度大小为2m/s。物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，g=10m/s²。下列说法正确的是（）A.在t=2s时刻，物块的速度为3m/sB.在t=1s时刻，物块的加速度为1.25m/s2C.在t=1s时刻，拉力F的大小为5ND.在0~2s时间内，物块的位移大于7m【答案】C【解析】A．根据可得图像与坐标轴围成面积表示对应时间内速度的增量，t=2s时刻，物体的速度为A错误；B．由图2可得可知在t=1s时刻，物块的加速度为1.5m/s2，B错误；C．在t=1s时刻，由牛顿第二定律可得解得C正确；D．在0～2s时间内，物体做加速度增大的加速运动，速度—时间图像如图中实线，虚线为匀变速直线运动的速度—时间图像图像围成的面积表示位移，可知0～2s时间内，物体的位移D错误；7.如图，一质谱仪由加速电场、静电分析器、磁分析器构成。静电分析器通道的（圆弧中心线半径为R，通道内有均匀辐向电场，方向指向圆心O，中心线处各点的电场强度大小相等。磁分析器中分布着方向垂直于纸面的有界匀强磁场，边界为矩形CNQD，NQ=2d，PN=3d。质量为m，电荷量为q的粒子（不计重力），由静止开始从A板经电压为U的电场加速后，沿中心线通过静电分析器，再由P点垂直磁场边界进入磁分析器，最终打在胶片ON上，则（）A.磁分析器中磁场方向垂直于纸面向外B.静电分析器中心线处的电场强度C.仅改变粒子的比荷，粒子仍能打在胶片上的同一点D.要使粒子能打在胶片ON上，磁场磁感应强度B的最小值为【答案】D【解析】A．由静电分析器电场力充当向心力可知，粒子带正电，根据左手定则可知，磁分析器中磁场方向垂直于纸面向里，故A错误；B．在加速电场中，根据动能定理在静电分析器电场力充当向心力联立可得故B错误；C．在磁分析器中，洛伦兹力提供向心力可得粒子进入磁分析器到打在胶片上的距离所以与比荷有关，仅改变粒子的比荷，粒子不能打在胶片上的同一点，故C错误；D．由上述公式可知，磁场磁感应强度B越小，半径越大，要使粒子能打在胶片ON上，当B最小值时，粒子到达N点，则半径此时有解得故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.亚运会10m跳台跳水决赛中，中国运动员全红婵完美一跳后裁判全给10分并获得冠军。从全红婵离开跳板开始计时，跳水过程中重心的图像如图所示。则全红婵的重心（）A.在时刻，开始向下运动B.在过程中速度方向发生改变C.在过程中加速度逐渐减小D.在时刻上浮至水面【答案】AC【解析】B．在过程中速度始终为正值，方向不变，故B错误；C．在过程中，图像斜率变小，斜率代表加速度，加速度逐渐减小，故C正确；AD．根据图像可知，过程竖直向上运动，过程中竖直向下运动，故在时刻，开始向下运动，且在时刻下降到最低点，故A正确，D错误。故选AC。9.地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。下列说法正确的是（）A.该光电管阴极材料的逸出功不小于1.89eVB.经同一障碍物时，a光比b光更容易发生明显衍射C.a光的频率高于b光的频率D.若部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，从而引发报警【答案】AB【解析】A．大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光的种类数目为这三种光的能量分别为由于辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，可知，该光电管阴极材料的逸出功不小于1.89eV，故A正确；BC．根据图丙可知，a光的遏止电压小于b光的遏止电压，根据可知，a光的频率小于b光的频率，则a光的波长大于b光的波长，则经同一障碍物时，a光比b光更容易发生明显衍射，故B正确，C错误；D．若部分光线被遮挡，则逸出的光电子数目减少，单位时间到达阳极的电子数目减少，则放大器的电流将减小，从而引发报警，故D错误。故选AB。10.如图，甲将排球从离地面高为1m的O位置由静止击出（击球时间极短）并沿轨迹①运动，当排球运动到离地面高为2.8m的P位置时，速度大小为10m/s，此时，被乙击回并以水平速度18m/s沿轨迹②运动，恰好经过O位置。已知排球的质量为0.3kg，g取10m/s2，忽略空气阻力，则（）A.排球由O到P过程中重力做功为5.4JB.排球沿轨迹②由P到O运动的时间为0.6sC.乙对排球做的功为48.6JD.甲对排球做的功为20.4J【答案】BD【解析】A．排球由O到P过程中重力做功为故A错误；B．排球沿轨迹②做平抛运动，则有解得故B正确；C．排球沿轨迹②做平抛运动，根据动能定理有故C错误；D．沿轨迹①运动，根据动能定理有解得故D正确。故选BD。三、非选择题：本题共5小题，共57分。11.某学习小组在探究变压器原、副线圈电压和匝数关系实验中，采用了可拆式变压器，铁芯B安装在铁芯A上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，如图所示。（1）除图中的器材外，下列器材中还需要的是______（填仪器前的字母）；A.干电池 B.磁铁 C.低压交流电源D.多用电表 E.直流电压表 F.直流电流表（2）下列说法正确的是______。A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数B.变压器中的铁芯都是由柱状硅钢块制成C.变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈（3）实验中发现原、副线圈匝数的比值与电压之比有微小差别，出现这种情况的原因是_____。【答案】（1）CD（2）D（3）见解析【解析】（1）变压器的工作原理是互感现象，需要使用低压交流电源，不需要磁铁与干电池。实验中，产生的是交流电，测量电压与电流需要用交流电表，即需要多用表，不需要直流电压表与直流电流表。（2）A．根据电压匝数关系有可知，为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，即变压器起到降压作用，故A错误；B．为了减小涡流影响，变压器中的铁芯是由彼此绝缘的块状硅钢片叠加制成，故B错误；C．变压器正常工作后，电路中的能量并非由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈，而是通过空间的电磁场，从导体的原线圈传递给副线圈，故C错误；D．根据电压匝数的关系可知，保持原线圈电压及匝数不变，可通过改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响，故D正确。（3）实验中发现原、副线圈匝数比值与电压之比有微小差别，出现这种情况的原因是变压器工作时有能量损失，导致原、副线圈匝数的比值与电压之比有微小差别。12.Phyphox是一款利用Android手机传感器来进行物理实验的手机应用软件，它能获取手机上的多种传感器原始数据。两位同学利用该软件来测量手机的体积，将一个可以测量气体压强的手机封闭在注射器中，缓慢推动注射器的活塞，记录活塞在不同位置时注射器的示数和封闭气体的压强。（1）关于该实验操作，下列说法定正确的是______A.为了稳定推动活塞，需要用手握住注射器B.缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变C.改变活塞位置后可立即进行读数（2）下表是一位同学测量的两组实验数据，由此可知手机的体积为______cm3；（结果保留一位小数）序号V（ml）p（kPa）15301030.025001100.0（3）另一位同学测出多组数据后画出图像如图所示，其截距为b，直线部分的斜率为k，则手机的体积为______，图线发生弯曲的原因可能是______。【答案】（1）B（2）58.6（3）b气体温度升高【解析】（1）A．为保证气体做等温变化，不能用手握住注射器，故A错误；B．缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变，故B正确；C．改变活塞位置，需等稳定后再进行读数，故C错误。（2）设手机的体积为，气体做等温变化，根据玻意耳定律代入数值解得手机的体积为（3）[1]根据理想气体状态方程可得即结合图像可得手机的体积为[2]根据以上分析可知—图像的斜率为CT，则—图像的斜率增大的原因可能是气体温度升高。13.现在很多小汽车配备了胎压检测传感器，可以测出实时轮胎气压，一汽车在时显示胎气压为210kPa。所在地突然经历了“一天入冬”的天气变化，气温从骤降到（1）该汽车胎压值低于190kPa会出现报警提示。请结合计算判断降温后胎压检测是否报警？（轮胎没有漏气，忽略轮胎体积变化）（2）降温前由于装载货物，轮胎内气体体积变为原来的（气体温度不变，没有漏气）求此时轮胎内气体的压强。【答案】（1）会报警；（2）【解析】（1）根据题意，降温前轮胎内气体压强为，温度为，降温后轮胎内气体压强为，温度为，根据查理定律其中解得=189kPa<190kPa故胎压检测会报警。（2）根据题意，设装货之前气体体积为，装货之后气体的压强为，气体体积为，由于温度不变，由玻意耳定律有解得14.如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为电场和磁场的理想边界，一束电子由静止状态从P点经过Ⅰ、Ⅱ间的电场加速后垂直到达边界Ⅱ的Q点，匀强磁场的磁感应强度为B，磁场边界宽度为d，电子从磁场边界Ⅲ穿出时的速度方向与电子原来的入射方