永昌县第一高级中学2023—2024—2期末试卷
高二物理
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：必修第一、二、三册，选择性必修第一册，选择性必修第二册第一、二、三章。
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．航天科工集团举办的“高速飞车”主题科普展在北京开展．高速飞车是将磁悬浮技术与低真空技术相结合，实现超高速运行的运输系统．高速飞车未来将会应用于超大城市群之间的交通运输，运行时速将会达到1000公里，若从南京到北京的路程约为1055公里，经历了62分钟达到．根据以上信息判断，下列说法正确的是（ ）
A．若研究飞行列车经过某一路标所用的时间，可将列车看作质点
B．从南京到北京的路程约为1055公里，这个“路程”是个矢量
C．“62分钟”是时间间隔
D．高速飞车从南京到北京的平均速率约为1040km/h
2．某区域的电场线分布如图中实线所示，M、N、P是电场中的三个点，三点电场强度大小分别为，，，电势分别为、、，则下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．将一电子从M点沿直线移动到N点，其电势能增大
D．将一电子从M点移到P点电势能变化量的绝对值大于从P点移到N点电势能变化量的绝对值
3．我国月球探测器携带“玉兔号”月球车在月球表面成功着陆．着陆前，探测器在月面某高度处绕月球做匀速圆周运动，之后在某处减速，沿椭圆轨道进行着陆，着陆前再次减速实现软着陆．下列说法正确的是（ ）
A．探测器做匀速圆周运动时的高度越大，运动周期越短
B．探测器做匀速圆周运动时的高度越大，机械能越小
C．探测器沿椭圆轨道着陆过程中速度增大
D．探测器由圆轨道变为椭圆轨道后，周期增大
4．对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（ ）
A．图甲表明a光在玻璃球中的传播速度比b光在玻璃球中的传播速度小
B．图乙中，若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹中心间距离将增大
C．图丙中，若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面不平整
D．图丁中，若只旋转M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化
5．如图所示，xOy是平面直角坐标系，Ox水平、Oy竖直，一质点从O点开始做平抛运动，P点是轨迹上的一点．质点在P点的速度大小为v，方向沿该点所在轨迹的切线．M点为P点在Ox轴上的投影，P点速度方向的反向延长线与Ox轴相交于Q点．已知平抛的初速度为20m/s，，重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A．QM的长度为10m
B．质点从O到P的运动时间为1s
C．质点在P点的速度v大小为40m/s
D．质点在P点的速度与水平方向的夹角为45°
6．如图所示，倾角为的斜面体C放在水平面上，质量为m的物块B放在斜面上，连接物块B的细线绕过定滑轮吊着物块A，结果物块B在斜面上没有滑动趋势，斜面体保持静止状态，连接物块B的细线与斜面平行，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．物块A的质量为
B．细线对滑轮的作用力大小为
C．水平面对斜面体的摩擦力为零
D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等
7．一个电阻为R的单匝矩形金属线圈放在磁场中，磁场与矩形线圈所在的平面垂直，线圈的面积为S，穿过矩形线圈的磁场随时间变化的图像如图所示，图中的最大值和变化的周期T均已知，则该交变电流的电流有效值为（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示四幅图为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，物体在这段时间内的位移大于
B．图乙中，物体的加速度为
C．图丙中，阴影面积表示时间内物体的加速度变化量
D．图丁中，时物体的速度为25m/s
9．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图甲中为NTC型热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），为定值电阻，下列说法正确的是（ ）
A．图乙交变电压u的表达式
B．处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大
C．原、副线圈中交变电流的变化频率之比为4：1
D．处温度升高时，变压器原线圈的输入功率变大
10．如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距，导轨平面与水平面间夹角，N、Q间连接一个电阻，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度大小．将一根质量，阻值的金属棒放在导轨的ab位置，导轨的电阻不计．现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，当金属棒滑至cd处时，其速度大小达到稳定，位置cd与ab之间的距离约（可用于计算）．已知重力加速度大小，，．则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒的最大速度为0.8m/s
B．从释放到速度最大过程中，通过电阻R的电荷量为0.6C
C．从释放到速度最大经过的时间为5s
D．从ab到cd过程中，金属棒上产生的焦耳热为0.184J
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11．（6分）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示．小车后面固定一条纸带，穿过电火花计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直平面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小．
（1）在安装器材时，要调整定滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行．这样做的目的是__________（填字母代号）．
A．防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰
B．为达到在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
C．防止小车在木板上运动过程中发生抖动
D．为保证小车最终能够实现匀速直线运动
（2）实验中__________（选填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码质量远小于小车质量．
（3）某小组在实验中打出的纸带一部分如图乙所示，图中相邻两计数点间有4个点未画出，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．由图中数据可求得：打点计时器在打C点时小车的瞬时速度大小为__________m/s；小车做匀加速运动的加速度大小为__________．（保留两位有效数字）
12．（8分）某研究性学习小组利用图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r．由于该电池的内阻r较小，因此在电路中接入了一阻值为的定值电阻．
（1）按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接成实验电路．
（2）闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读出电压表相应的示数，并计算出通过电阻箱的电流数值如下表所示，在图丙所示的坐标纸中作出U-I图线．
U/V 1.90 1.66 1.55 1.42
I/A 0.048 0.148 0.196 0.249
（3）根据图线得到__________V，__________（均保留两位有效数字）．
（4）该实验所测的电动势的测量值__________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值．
三、计算题（本题共3小题．共计40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题．答案中必须明确写出数值和单位）
13．（10分）图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点．图乙为质点Q的振动图像．求：
（1）该波的传播方向和波速；
（2）时，质点P的位置及内质点Q通过的路程s．
14．（12分）如图所示，用不可伸长的轻绳将小球A悬挂于O点，轻绳的长度为L．现将轻绳拉至水平并刚好伸直，将小球A由静止释放，当小球A运动至最低点时，与静止在水平面上的物块B发生弹性正碰，碰撞后物块B无能量损失地滑上不固定斜面体C，到达的最高点未超出斜面．已知小球A的质量为m，物块B的质量为2m，斜面体C的质量也为2m，A、B均可视为质点，重力加速度为g，水平面与斜面均光滑，斜面底端与水平面之间由小圆弧平滑衔接，不计空气阻力．求：
（1）碰撞后瞬间，绳子对小球A的拉力大小；
（2）物块B在斜面体C上面上升的最大高度．
15．（18分）如图所示，高为d（足够高且足够宽）的虚线区域内部有竖直向下的匀强电场（大小未知），虚线区域上方足够大的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．从离电场下边缘处由静止释放一个带电量为，质量为m的微粒M，微粒经电场加速后从上边缘O点进入磁场．某时刻从电场上边缘与O相距为s的某点P，以竖直向上、大小为v的初速度发射一个质量也为m的带电微粒N．M、N在磁场中第一次运动后恰好在离开磁场时相遇，且此时速度相同，相遇后M、N结合为一个大微粒X继续运动（结合前后速度相同）．不计重力、空气阻力和微粒间电场力作用，求：
（1）若微粒N带电量为，释放微粒M与发射微粒N的时间差为多少？
（2）若微粒N带正电，其带电量大小为多少？
（3）若微粒N带正电，且电荷量绝对值为，从微粒M、N结合后开始计时，求后续每次到达上虚线时的时刻．
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参考答案、提示及评分细则
1．C研究列车经过某一路标所用的时间时，列车的长度不可忽略，列车不能看成质点，A错误；路程只有大小没有方向，是标量，B错误；“62分钟”是时间间隔，C正确；平均速率，D错误．
2．C电场线越密集，电场强度越大，故，A错误；沿电场线方向电势降低，故，B错误；将电子从点沿直线移动到点，电场力做负功，电势能增大，C正确；由图可知，故从到电势能变化量绝对值小于从到电势能变化量绝对值，D错误．
3．C由开普勒第三定律得，探测器做匀速圆周运动时的高度越大，运动周期越长，故A错误；探测器做从高轨道向低轨道运动需要点火减速，机械能减小，故B错误；由开普勒第二定律得，探测器沿椭圆轨道着陆过程中速度越来越大，C正确，探测器由圆轨道变为椭圆轨道后，周期减小，D错误．
4．C根据图像可知，b光偏折角度大，故b光的折射率大，b光在玻璃球中传播速度小，A错误；由于条纹间距，可知只减小屏到挡板的距离L，相邻亮条纹中心间距离将减小，B错误；被检测件的上表面和样板件的下表面间的空气膜，形成一个空气劈，从空气劈上下表面反射的光线发生薄膜干涉，若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整，否则工件不平整，C正确；自然光通过M后变成偏振光，若N的偏振方向与M的偏振方向相同，光屏上光斑最亮，若N的偏振方向与M的偏振方向垂直，光屏上几乎没有亮斑，因此当M和N发生相对转动时，光屏上的光斑亮度会发生变化，D错误．
5．D根据平抛在竖直方向做自由落体运动有，可得，B项错误；质点在水平方向的位移为，是OM的中点，，A项错误；质点在P点的速度，C项错误；因为，所以质点在P点的速度与水平方向的夹角为45°，D项正确．
6．A由于物块B没有滑动趋势，因此，因此，A项正确；细线对滑轮的作用力为，B项错误；由于物块B对斜面体有压力，使斜面体有向右滑动的趋势，因此水平面对斜面体有向左的摩擦力，C项错误；对斜面体C和B整体研究，水平面对C的支持力与绳对B拉力的竖直分力之和等于B、C的总重力，D项错误．
7．D时间内，感应电动势为，感应电流为，，时间内，感应电动势、感应电流大小与内的相同，及时间内感应电动势、感应电流为0，则一个周期内产生的热量为，由有效值的定义有，可得交变电流的有效值为，选项D正确．
8．AD图甲中，若图像为直线，则匀加速运动时平均速度为，图像中所围面积表示位移，由图中曲线可知物体在这段时间内平均速度大于，物体在这段时间内的位移大于，A正确；图乙中，根据，可知，即物体的加速度为，B错误；图丙中，根据可知，阴影面积表示时间内物体的速度变化量，C错误；图丁中，由可得，由图像可知，，则时物体的速度为，D正确．
9．ABD由题图乙可知交变电压的最大值，周期，角速度，则可得交变电压的表达式，A正确；处温度升高时，其阻值减小，副线圈中电流变大，电流表的示数变大，原线圈中电流变大，电压表的示数不变，故变压器输人功率变大，B、D正确；原、副线圈电流的频率相同，C错误．
10．AD速度达到最大时加速度为零，，，，联立解得，选项A正确；，选项B错误；由动量定理，解得，C错误；全过程由能量守恒得，解得，，选项D正确．
11．（1）B（2分）（2）不需要（1分）（3）0.76（1分）2.0（2分）
解析：（1）实验中调节定滑轮高度，使细绳与木板平行，可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力，如果不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改变了摩擦力就不能使细绳拉力等于小车所受的合力，B正确．
（2）因为本实验中的力传感器可以读出绳的拉力，所以不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量．
（3）打点计时器在打点时小车的瞬时速度大小；小车做匀加速运动的加速度大小为．
12．（1）实物图见解析（1分） （2）U-I图线见解析（1分）
（3）2.0（2分） 0.83（2分）（0.82~0.84均得分） （4）小于（2分）
解析：（1）根据电路图连接实物电路图如图乙所示．
（2）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图像如图丙所示．
（3）由图示电源U-I图像可知，图像与电压轴的交点坐标值为2.0V，则电源电动势；图像斜率的绝对值等于电源内阻与保护电阻阻值之和，则，电源的内阻.
（4）由于电压表的分流导致电动势的测量值偏小．
13．解：（1）由图像可知波长（1分）
周期（1分）
波速（2分）
传播方向沿x轴正方向（1分）
（2）时，质点P的位移是（1分）
故时，质点P的位移在处（2分）
0~0.50s为2.5个周期，故质点Q的路程为（2分）
14．解：（1）根据机械能守恒（2分）
得（1分）
A与B碰撞过程动量守恒和能量守恒，则（2分）
（2分）
得，（1分）
碰后对A球得（1分）
（2）当B沿斜面到达最大高度时，BC共速，则（1分）
（1分）
得（1分）
15．解：（1）微粒M、N在磁场中的运动轨迹如图所示
由于相遇时速度相同，M在电场中做匀加速运动的末速度大小也为v，
由匀变速直线运动规律得，M在电场中运动时间
由（1分）
可知，微粒M和N在磁场中第一次运动时间相同
故（2分）
（2）若N带正电，由图中几何关系知
（1分）
由洛伦兹力提供向心力
（2分）
知M、N在磁场中做匀速圆周运动的半径
（1分）
（1分）
可得微粒N的带电量大小
（1分）
（3）M、N结合后电荷量为，质量为2m（1分）
（1分）
在电场中往返一次的时间（1分）
由，在磁场中运动半圆的时间（1分）
故结合后的粒子运动总周期为（2分）
则结合后的粒子向上进入磁场的时刻为，…（1分）
向下进入电场的时刻为，…（1分）
