湖南省娄底市涟源市2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024年上学期高二期末调研考试物理试题一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。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. B.C. D.【答案】C【解析】A．属于衰变，故A错误；B．属于核裂变，故B错误；C．属于人工核转变，故C正确；D．属于核聚变，故D错误。故选C。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℃，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.2N B.20NC. D.【答案】C【解析】加热后罐内空气的温度压强降温后罐内空气的温度由查理定律，有代入数据，解得估计小罐开口部位的半径为开口部位的面积为则小罐内空气对皮肤的作用力为小罐内气体对皮肤的作用力最接近的是。故选C。3.如图为消防员从顶楼直降训练的某瞬间，O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A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（）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C.绳子拉力先减小后增大D.消防员所受合力不变【答案】D【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AB与竖直方向的夹角均保持不变，模型简化为如图所示A．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A错误；B．设竖直墙面对人的作用力为，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减小，绳子的拉力增大，设AB与水平方向的夹角为，则、与的矢量关系如图所示则因减小，不变，故静摩擦力减小，故BC错误；D．缓慢下降过程中，消防员所受合力不变，故D正确。故选D。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。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m，电荷量为e，则（）A.M、N间距离增大时电子到达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C.电子从M到N过程中y方向位移大小最大为D.M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零【答案】C【解析】AB．根据动能定理，从金属板M上逸出的光电子到到达N板时则到达N板时的动能为与两极板间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，选项AB错误；C．平行极板M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方向最大位移为解得选项C正确；D．M、N间加反向电压电流表示数恰好为零时，则解得选项D错误。故选C。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400km的轨道出舱活动。如图所示取地球质量，地球半径，引力常量。下列说法正确的是（）A.卫星的向心加速度大小约B.卫星运行的周期约12hC.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【答案】C【解析】A．根据万有引力定律可知卫星的向心加速度大小为故A错误；B．卫星运行的周期为故B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D错误。故选C。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，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F，图像如图所示，表示最大速度，ab平行于v轴，bc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，bc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b持续的时间为32sC.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【答案】C【解析】A．在c点，有则根据图像可得A错误；B．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由牛顿第二定律得由匀加速直线运动规律得可得汽车从a到b持续的时间为B错误；C．根据整理得bc反向延长过原点O，可知该过程保持额定功率恒定，b点有汽车能够获得的最大速度为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，根据动能定理得解得D错误；故选C。二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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。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l，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l，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，小球和光源的振动图像如图2所示，则（）A.时刻小球向下运动B.时刻小球与影子相位差为πC.时刻光源的加速度向上D.时刻影子的位移为5A【答案】AD【解析】A．时刻小球经过平衡位置向下运动，故A正确；B．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B错误；C．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．时刻影子的位移为，影子距离光源所处的水平面的距离为，如图所示由几何关系得解得时刻影子的位移故D正确。故选AD。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A点射入，光线与直线AO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B.单色光在水中的折射率为C.只要A点射入单色光与AO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A点射入的光线与AO直线的夹角【答案】BD【解析】B．设由几何关系得单色光在水中的折射率为故B正确；A．单色光在该材料中的传播距离单色光在该材料中的传播速度单色光在该材料中的传播时间故A错误；D．当光线与材料内球面恰好发生全发射时，如图所根据全反射规律有在中，由正弦定理有又由于解得解得故D正确；C．光束从A点入射，与AO直线夹角i大于60°时，折射角大于，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BD。9.如图，单刀双掷开关S原来跟2相接，从开始，开关改接1，时，把开关改接2，下列图像和图像大致形状正确的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】AB．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，电容器开始反向放电，且放电越来越缓慢，所以对应的I-t图像的斜率越来越小，放电完毕后电流为零，故AB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UAB-t图像的斜率也越来越小，故C错误，D正确。故选D。10.如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为m的小球从A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A点为坐标原点，沿竖直向下建立x轴，小球从A到C过程中的加速度—位移（）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A到C过程先匀加速运动，后匀减速运动B.从A到B位移为C.位移为时小球速度最大D.位移为弹簧的弹性势能最大【答案】CD【解析】A．从A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A错误；B．从A到B小球做匀加速直线运动，位移小于，故B错误；C．位移为时小球的加速度为零，小球速度最大，故C正确；D．位移为时，弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，故D正确。故选CD。三、非选择题：共56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（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。（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，通过第二个光电门的时间，滑块通过第一个光电门速度为________m/s。（3）继续测得两光电门间的距离为x，请写出滑块加速度的表达式________（用，，x，d表示）【答案】（1）2.335（2）0.11（3）【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（2）滑块通过第一个光电门速度（3）滑块通过第二个光电门速度由运动学公式得滑块加速度的表达式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：电容器C（额定电压，电容标识不清）；电源E（电动势，内阻不计）；滑动变阻器（最大阻值）；电阻箱（阻值）；电压表V（量程，内阻较大）；开关，电流传感器，计算机，导线若干。（1）按照图甲连接电路，闭合开关、断开开关，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器的滑片应向___________端滑动（选填“a”或“b”）。（2）当电压表的示数为时，调节的阻值，闭合开关，通过计算机得到电容器充电过程电流随时间变化的图像；保持的阻值不变，断开开关，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，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1234563456780.140.190.240.300.330.38请在图丙中画出图像_____，并利用图像求出电容器的电容为____F。（结果保留两位有效数字）（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，其原因是___________。【答案】（1）b（2）500（3）见解析（4）见解析【解析】（1）由电路可知，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器的滑片应向b端滑动。（2）由图乙可知，充电的最大电流值为I1，根据欧姆定律可得（3）[1]图像如图所示[2]根据结合图像可得图线的斜率倒数表示电容器电容，即（4）充电过程，R2会把一部分电能转化为内能，导致充电电流的最大值略大于放电电流的最大值。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？【答案】（1）；（2）【解析】（1）根据运动合成和分解篮球进框时的水平分速度竖直分速度设篮球由最高点运动到篮筐的时间为t，则水平方向则由可得（2）篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度是14.如图1（俯视图）所示，水平面内固定放置面积为，电阻为1Ω的单匝线圈，线圈内充满垂直水平面向下的匀强磁场，其磁感应强度随时间t变化关系如图2所示，线圈两端点M、N与相距1.5m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的匀强磁场中。一根总长为1.5m，质量为2kg，阻值为9Ω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100N/m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μ，金属杆静止时弹簧伸长量为6cm。在时刻闭合开关S，金属杆在0~6s内始终保持静止，g取，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。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）0~3s内感应电动势大小为根据闭合电路欧姆定律，感应电流大小为0-3s内通过金属杆的电荷为（2）金属杆受到的弹力大小