甘肅省臨夏州2023-2024學年高二下學期期末統考物理試卷（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1臨夏州高中2023—2024學年度第二學期期末質量監(jiān)測試卷高二物理滿分100分，考試用時75分鐘。注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、班級、考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時．將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3．考試結束后．將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題：本題共10小題，共43分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項符合題目要求，每小題5分，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.某同學探究彈性勢能的表達式，他進行了如下推理：彈簧的彈性勢能與彈簧的彈力做功W有關。根據功的決定因素與彈力大小的決定因素，他推測彈簧的勁度系數k及彈簧的形變量x越大，則越大。于是他認為彈性勢能的表達式可寫成（式中a、b、c為待定系數，它們均無單位）。則根據、k、x的國際單位，可以確定（）A.a、b、c的值 B.a、b的值C.a、c的值 D.b、c的值【答案】B【解析】在國際單位制中，彈性勢能的單位為，勁度系數k的單位為，形變量x的單位為，則有可得解得，故可以確定a、b的值，無法確定c的值。2.圖甲為戶外高壓輸電線路，在三條高壓輸電線的上方還有兩條導線，這兩條導線與大地相連；圖乙是穿戴若含金屬絲制成的工作服的工程技術人員對高壓輸電線路進行帶電檢修作業(yè)。以下說法中正確的是（）A.圖甲中三條高壓輸電線上方的兩條導線主要起穩(wěn)定輸電線路的作用B.圖甲中三條高壓輸電線與上方兩條導線間的電場強度為零C.圖乙中金屬絲制成的工作服內電場強度為零D.圖乙金屬絲制成的工作服與圖甲中高壓輸電線上方的兩條導線作用不同【答案】C【解析】AB．圖甲中三條高壓輸電線上方的兩條導線與大地連接，形成一個稀疏的金屬網，可以把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊之類的損傷，三條高壓輸電線與上方兩條導線間的電場強度并不為零，方向由高壓線指向上方兩條導線，故AB錯誤；C．由于屏蔽作用，圖乙中金屬絲制成的工作服內電場強度為零，故C正確；D．金屬絲制成的工作服與圖甲中高壓輸電線上方的兩條導線都是起到屏蔽作用，作用相同，故D錯誤。故選C。3.如圖甲所示為一種動圈式話筒的結構原理圖，在膜片后面接有一個輕小的金屬線圈，線圈處于永久磁體的磁場中。當聲波使膜片前后振動時，就能將聲音信號轉變?yōu)榈皖l電信號。圖乙為一種紙盆式揚聲器結構原理圖，當線圈中通有低頻信號電流時，能引起振動膜（紙盆）振動發(fā)聲。下列說法正確的是（）A.動圈式話筒與紙盆式揚聲器的線圈均處在勻強磁場中B.動圈式話筒與紙盆式揚聲器工作原理相同C.增加線圈的匝數，話筒產生的電信號頻率變大D.紙盆式揚聲器可以當話筒使用【答案】D【解析】A．永久磁體周圍的磁場不是勻強磁場，故動圈式話筒與紙盆式揚聲器的線圈處在非勻強磁場中，故A錯誤；BD．對著動圈式話筒說話，聲音使膜片振動，使線圈在磁場中做切割磁感線運動，產生感應電流，即將聲信號轉化為電信號，這是電磁感應現象，對于紙盆式揚聲器，變化的電流經放大器放大后，通過揚聲器的線圈，由于通電導線在磁場中受力的作用，故能使線圈在磁場中受力來回振動，帶動紙盆也來回振動，揚聲器就能夠發(fā)聲了，即將電信號轉化為聲信號，是利用磁場對電流有力的作用的原理，故動圈式話筒與紙盆式揚聲器工作原理不同，紙盆式揚聲器可以當話筒使用，故B錯誤，D正確；C．增加線圈匝數，根據法拉第電磁感應定律可知，線圈產生的感應電動勢增大，感應電流增大，話筒產生的電信號頻率不變，故C錯誤。故選D4.圖甲為發(fā)光二極管，其發(fā)光帽是一個透明體。為簡化問題，設它由一個半徑為R的半球體與一個半徑為R的圓拄體組成，過半球球心的縱截面如圖乙所示，若二極管的發(fā)光部分視為點光源且位于圓柱體內軸軸線上與半球球心相距R的O點，光線恰好能從半球體的全部表面射出，不考慮光線在透明體內反射。則透明體的折射率為（）A. B. C.2 D.【答案】A【解析】當O點發(fā)出的光線射到半球體最右端（或最左端）恰好發(fā)生全反射時，整個半球體上均有光線射出，如圖所示由幾何關系可得光線發(fā)生全反射時有聯立解得透明體的折射率為故選A。5.學?？萍蓟顒迂S富了同學們的課余生活。如圖所示為小華同學制作的一臺手搖式交流發(fā)電機，當緩慢搖動大皮帶輪的手柄時，連接在發(fā)電機上的小燈泡就會一閃一閃地發(fā)光。已知小皮帶輪的半徑為r，大皮帶輪的半徑為，搖動手柄時的角速度為，小燈泡兩端電壓達到一定值就發(fā)光。且搖動過程中皮帶不打滑。則下列說法正確的是（）A.小燈泡閃爍的頻率為B.發(fā)電機產生的交變電流頻率為C.增大搖動手柄的角速度，小燈泡閃爍頻率增大，但亮度不變D.增大搖動手柄的角速度，小燈泡閃爍頻率不變，但亮度增大【答案】B【解析】B．根據題意有皮帶傳動時，兩皮帶輪邊緣線速度大小相等，根據解得可知，發(fā)電機轉子的角速度為手柄角速度的4倍，發(fā)電機產生的交變電流頻率為故B正確；A．小燈泡閃爍的頻率是交流電頻率的兩倍即有故A錯誤；CD．感應電動勢的峰值為結合上述可知，增大搖動手柄的角速度，小燈泡的閃爍頻率增大，電動勢的峰值增大，即電動勢的有效值增大，即小燈泡的亮度也增大，故CD錯誤。故選B。6.2024年4月26日3時32分，我國神舟十八號載人飛船采用自主快速交會對接模式，成功對接于中國空間站天和核心艙徑向端口（如圖所示），隨后3名航天員從神舟十八號載人飛船進入中國空間站開展為期六個月的太空工作與生活，本次任務中航天員從地面上攜帶了四條斑馬魚進行太空養(yǎng)殖。已知飛船與空間站對接時間較短，空間站在地球赤道平面內繞地球運行的軌道半徑為r，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g。則以下判斷中正確的是（）A.對接過程中神舟十八號與空間站的總動量大小不守恒B.對接后空間站的速度大小為C.對接過程中神舟十八號的加速度變小D.質量為m的一條斑馬魚在空間站的重力大小為【答案】D【解析】A．對接過程中神舟十八號與空間站相對靜止，速度大小和方向相同，故對接過程中神舟十八號與空間站的總動量大小不變，故A錯誤；B．根據萬有引力與重力的關系根據萬有引力提供向心力解得對接后空間站的速度大小為故B錯誤；C．對接過程中神舟十八號與空間站相對靜止，一起做勻速圓周運動，對接過程中神舟十八號的加速度大小不變，故C錯誤；D．設空間站處的重力加速度為，則根據萬有引力與重力的關系質量為m的一條斑馬魚在空間站的重力大小為解得故D正確。故選D。7.如圖甲所示，時一質量的小球沿長直斜面向上運動，小球運動的圖像如圖乙所示。則下列判斷正確的是（）A.在時小球的加速度為零B.小球上滑與下滑過程中的加速度大小之比為C.小球沿斜面上滑的最大距離為3mD.在內小球受到合力的沖量大小為【答案】C【解析】A．由圖可知，時，小球的速度為0，之后速度反向增加，小球開始加速下滑，則在時小球的加速度不為零，故A錯誤；B．根據圖像中斜率表示加速度，由圖可知，小球上滑時的加速度大小為下滑時的加速度大小為則小球上滑與下滑過程中的加速度大小之比為，故B錯誤；C．根據圖像中面積表位移，由圖可知，小球沿斜面上滑的最大距離為故C正確；D．根據題意，取沿斜面向下為正方向，由動量定理有故D錯誤。故選C。8.如圖所示，長直導線與心形金屬線框放在光滑絕緣的水平面上，且長直導線與心形線框的對稱軸MN垂直。當長直導線中通以圖示方向的電流I，且電流增大時，下列關于心形線框的說法正確的是（）A.線框有面積縮小的趨勢B.線框中產生順時針方向的感應電流C.線框在水平面內沿逆時針方向旋轉D.線框沿垂直于直導線方向向右平動【答案】AD【解析】AB．直導線中的電流增大，導線框中向里的磁通量增大，由楞次定律知，線框有面積縮小的趨勢，線框中產生逆時針方向的感應電流。故A正確；B錯誤；CD．由對稱性知，線框對稱軸MN上、下兩部分受到平行于直導線方向上安培力的合力為零，導線框受到安培力沿對稱軸向右，線框沿垂直于直導線方向向右平動。故C錯誤；D正確。故選AD。9.2024年5月3日，我國“嫦娥六號”探測器成功發(fā)射前往月球。由于月球總是一面對著地球，探測器在鵲橋二號中繼星幫助下著陸在月球背而預選區(qū)域，完成在月球背面的取樣任務。如圖所示，已知鵲橋二號中繼星在隨月球繞地球同步公轉的同時，沿Halo軌道（與地月連線垂直）繞點轉動．中繼星受到地球與月球引力的合力大小為F。不計中繼星與其他星球間的引力。則關于鵲橋二號中繼星，下列說法正確的是（）A.繞地球運動的向心力大小為FB.繞點轉動的向心力大小為FC.繞地球運動的周期和月球的自轉周期相等D.繞地球運動的向心加速度大于月球繞地球運動的向心加速度【答案】CD【解析】AB．根據題意可知，鵲橋二號中繼星繞地球運動的向心力由地球與月球引力的合力沿地月連線方向的分力提供，繞點轉動的向心力由地球和月球引力的合力在過點與地月連線垂直的平面內的分量提供，都小于F，故AB錯誤；C．由于月球總是一面對著地球，其自轉周期和繞地球的公轉周期相同，又有鵲橋二號中繼星在隨月球繞地球同步公轉，則鵲橋二號中繼星繞地球運動的周期和月球的自轉周期相等，故C正確；D．根據公式可知，由于繞地球運動周期等于月球繞地球運動的周期，則繞地球運動的角速度等于月球繞地球運動的角速度，繞地球運動的半徑大于月球繞地球運動的半徑，則繞地球運動的向心加速度大于月球繞地球運動的向心加速度，故D正確。故選CD。10.如圖所示，在水平線OP的正上方存在垂直于紙面向里、磁感應強度大小為B的勻強磁場。從磁場邊界上O點同時向紙面內不同方向發(fā)射速率均為v、質量均為m、電荷量均為的兩個帶電粒子，兩粒子均從邊界上P點離開磁場，且OP的長度為，不計粒子的重力及相互作用力。以下說法正確的是（）A.兩粒子在磁場中運動的加速度大小不同B.兩粒子射入磁場時速度方向與邊界所成銳角均為60°C.兩粒子在磁場運動過程中動量改變量大小均為D.兩粒子在磁場中運動的時間相差【答案】BC【解析】A．兩粒子在磁場中運動只受洛倫茲力的作用，根據牛頓第二定律故兩粒子在磁場中運動的加速度大小相等，故A錯誤；B．根據洛倫茲力提供向心力解得則兩粒子在磁場中運動半徑相等，兩個粒子先后經過P點，作出兩個粒子的運動軌跡如圖甲所示，短弧和長弧均以OP為弦，已知OP的長度為，根據幾何關系可得解得兩個粒子射入磁場時與邊界的夾角均為故B正確；C．根據粒子的運動對稱性和幾何知識作出兩粒子動量變化如圖乙所示，可以得出兩個粒子的動量變化量大小、方向均相同，為故C正確；D．兩粒子在磁場中運動的周期為兩粒子在磁場中運動的時間相差故D錯誤。二、非選擇題：本題共5小題，共57分。11.某物理興趣小組的同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。在滑塊上安裝一寬度為d的遮光條，測出滑塊（含遮光條）的質量M，將滑塊放在軌道上并調節(jié)軌道傾斜角度，使滑塊能在軌道上做勻速運動；再將細繩跨過固定在軌道右端的定滑輪，繩一端連接質量為m的鉤碼，另一端與滑塊相連；光電門固定安裝在軌道上，已知重力加速度為g。（1）某同學用游標卡尺測得遮光條的寬度如圖乙所示，則______cm；某次實驗中，測出遮光條通過光電門的擋光時間，則滑塊經過光電門時的瞬時速度大小為______m/s（結果保留三位有效數字）。（2）本實驗中______（選填“需要”或“不需要”）滿足鉤碼的質量m遠小于滑塊的質量M。（3）改變滑塊在軌道上靜止釋放時的位置，重復多次實驗，測出每次滑塊靜止釋放時遮光條距光電門的距離s與遮光條通過光電門的擋光時間t，得出多組s與t的實驗數據。以s為縱軸作線性圖像分析處理實驗數據，若所作出的線性圖像直線斜率______（用g、M、m、d表示）．可認為驗證了機械能守恒定律?！敬鸢浮浚?）2.0101.34（2）不需要（3）【解析】（1）[1]游標卡尺的精確度為0.05mm，游標第2條刻度線與主尺某一刻度線對齊，所以遮光條的寬度為[2]滑塊通過光電門時的速度大小為（2）本實驗中不需要滿足鉤碼的質量m遠小于滑塊的質量M。（3）物體通過光電門的速度根據得則則圖線得斜率為12.某同學測一段粗細均勻的直金屬絲ab的電阻率，選用的器材有：電源（電動勢，內阻很?。╇妷罕恚砍?~3V，內阻很大）兩個定值電阻（，）開關S、導線、金屬夾、多用電表、螺旋測微器（1）用螺旋測微器測出金屬絲的直徑為d；用多用電表“×10”擋測金屬絲ab兩端的電阻，指針如圖甲中虛線所示。則應改用______（選填“×1”或“×100”）擋，重新歐姆凋零后測量金屬絲ab兩端的電阻，指針如圖甲中實線所示。則測得金屬絲的電阻______Ω。（2）定值電阻選用______（選填“”或“”），按圖乙接入電路。閉合開關S后，將金屬夾從金屬絲的左端a逐漸向右滑動，依次記下滑動的距離x與電壓表的示數U。用測出的多組數據作出圖像，測得圖像直線的斜率為k，不考慮溫度的變化，則金屬絲的電阻率______（用k、d、E、、或及相關常數表示）。（3）若考慮電壓表內阻的影響，則以上方法測得的金屬絲電阻率的測量值比實際值______（選填“偏大”“偏小”或“不變”）?！敬鸢浮浚?）×110（2）（3）偏小【解析】（1）[1][2]用多用表“×10”擋測量金屬絲的電阻，指針如圖甲中虛線所示，可知待測電阻阻值較小，則應改用“×1”擋，重新歐姆調零后，測量金屬絲ab兩端的電阻，指針如圖乙中實線所示，則金屬絲的電阻（2）[1]金屬絲的電阻約為，為使電壓表示數變化明顯，金屬絲的電阻應略大于定值電阻的阻值。故定值電阻選用。[2]金屬絲長度x對應的電阻為根據歐姆定律可得電壓表的示數整理得可知圖像直線的斜率為可得金屬絲的電阻率為（3）若考慮電壓表內阻，則在相同x時實際總電流偏大，電壓表兩端實際電壓大于電壓表的測量值U，圖像中直線的斜率k偏小，金屬絲電阻率的測量值比實際值偏小。13.小明同學將一枚小石子投入平靜的水池中，水面上激起一系列圓形波紋（可看作簡諧波）向外傳播。沿某一方向傳播的水面波波形圖如圖所示，M、N是波傳播方向上的兩點，時刻波恰好傳到處，此時M點的縱坐標為，已知N點平衡位置坐標為，波傳播的速度。求：（1）從圖示位置開始，M點運動到波谷的最短時間；（2）N點的振動方程?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】（1）由波動圖像知波長由圖知波沿x軸正方向傳播，從圖示位置起，離M點最近的波谷的振動傳到M點所需時間為解得（2）由圖知波的振幅從時刻開始，波傳到N點，經過時間為周期且N點的起振方向沿y軸正方向，故質點N的振動方程為14.如圖所示，真空中xOy平面內存在半徑為R的圓形區(qū)域，該圓形區(qū)域與y軸相切，x軸與其一條直徑重合，P點為圓形區(qū)域邊界上的一點，P點與圓心的連線與x軸正方向成角。已知圓形區(qū)域內只存在垂直于xOy平面的勻強磁場或只存在平行于y軸向上的勻強電場，一質量為m、電荷量為+q的帶電粒子從坐標原點O以初速度沿x軸正方向射入該圓形區(qū)域，粒子恰好從P點射出，不計粒子的重力。（1）若圓形區(qū)域內只存在垂直于xOy平面勻強磁場，求勻強磁場磁感應強度B的大小與方向；（2）若圓形區(qū)域內只存在平行于-軸向上的勻強電場，求粒子在圓形區(qū)域內運動過程中受到電場力的沖量I的大小?！敬鸢浮浚?），方向重直于xOy平面向里（2）【解析】（1）（1）若圓形區(qū)域內只存在勻強磁場，粒子在磁場中做勻速圓周運動，恰好從P點射出，則由左手定則知磁感應強度方向