北京市石景山區(qū)2023-2024學年高二下學期期末考試物理試卷

這是一份北京市石景山區(qū)2023-2024學年高二下學期期末考試物理試卷，共10頁。
本試卷共8頁，100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦毡貙⒋鸢复鹪诖痤}卡上，在試卷上作答無效。考試結(jié)束后，將答題卡交回。
第一部分
本部分共15題，每題3分，共45分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。
1．做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能。下列說法正確的是
A．物體對外做功，內(nèi)能一定減少
B．物體吸收熱量，內(nèi)能一定增加
C．物體吸收熱量，同時對外做功，內(nèi)能一定減少
D．物體放出熱量，同時對外做功，內(nèi)能一定減少
Ep
O
r1
r0
r
2．分子勢能的大小是由分子間的相對位置決定的。分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系如圖所示，r0為分子間的平衡位置。下列說法正確的是
A．當r = r0時，分子勢能最小
B．當r = r1時，分子勢能最小
C．當r = r0時，分子力最大
D．當r = r1時，分子力為0
光束
三棱鏡
a
b
3．如圖所示，一束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的a、b兩束單色光。比較a、b兩束光，可知
A．玻璃對光束b的折射率較小
B．光束b在玻璃中的傳播速度較小
C．從玻璃射向空氣，光束b發(fā)生全反射的臨界角較大
D．光束b的頻率較小
4．2021年2月10日，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器實施近火捕獲制動，成功實現(xiàn)環(huán)繞火星運動，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星。若“天問一號”環(huán)繞火星做勻速圓周運動的軌道半徑為r，引力常量為G，火星的質(zhì)量為M，則“天問一號”環(huán)繞火星運動的線速度大小為
A． B． C． D．
乙
0.05
0.10
0.15
0.20
t/s
10
-10
0
y/cm
甲
10
-10
6
2
8
4
0
y/cm
P
x/m
Q
5．一列沿x軸傳播的簡諧橫波，在t=0時的波形如圖甲所示，P、Q是波上的兩個質(zhì)點，此時質(zhì)點P沿y軸負方向運動。圖乙是波上某一質(zhì)點的振動圖像。下列說法中正確的是
A．該波沿x軸負方向傳播
B．圖乙可能為Q點的振動圖像
C．t = 0.10 s時，質(zhì)點P沿y軸正方向運動

D．該波的波速為80 m/s
M
m
F
6．1966年曾在地球的上空完成了以牛頓第二定律為基礎的測定質(zhì)量的實驗。實驗時，用宇宙飛船（質(zhì)量為M）去接觸正在軌道上運行的火箭（質(zhì)量為m，發(fā)動機已熄火），如圖所示。接觸以后，開動飛船尾部的推進器，使飛船和火箭共同加速，推進器的平均推力為F，開動時間為Δt，測出飛船和火箭的速度變化為Δv。不考慮飛船質(zhì)量的變化，下列說法正確的是
A．火箭質(zhì)量m應為
B．宇宙飛船的質(zhì)量M應為
C．推力F越大，就越大，且與F成正比
D．推力F通過飛船傳遞給火箭，所以飛船對火箭的彈力大小應為F
7．如圖所示，一定量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷兩個過程，先后到達狀態(tài)B和C。有關(guān)A、B和C三個狀態(tài)溫度TA、TB和TC的關(guān)系，正確的是
A．TA＜TB，TB>TCB．TA>TB，TB=TC
C．TA＝TC，TB=TCD．TA＜TC，TB＜TC
x
y
O
A
A′
P
B
C
+Q
－Q
8．如圖所示，真空中兩個等量異號的點電荷－Q和＋Q分別位于A點和A′點，以AA′連線中點O為原點建立直角坐標系Oxy，B、C、P是坐標軸上的3個點，且BO＝OC。下列說法正確的是
A．沿x軸從B點到C點電勢一直保持不變
B．沿y軸從O點到P點電勢一直保持不變
C．B點與C點的電場強度大小相等，方向相反
D．P點與O點的電場強度大小相等，方向相反
O
x
r
9．如右圖所示，正電荷Q均勻分布在半徑為r的金屬球面上。
以球心O為原點建立x軸，沿x軸上各點的電場強度大小和電勢分
別用E和φ表示。選取無窮遠處電勢為零，下列關(guān)于x軸上各點電
場強度的大小E或電勢φ隨位置x的變化關(guān)系圖，正確的是
O
x
E
r
E0
C
O
x
E
D
r
E0
O
x
r
A
O
x
B
r
v
m
n
p
q
10．如圖，水平桌面上放置有光滑導軌m和n，在導軌m、n上放置有一對平行導體棒p、q，且始終接觸良好。不考慮p、q間的相互作用，重力加速度為g。當一條形磁鐵從上方落下的過程中，下列說法正確的是
A．p、q相互遠離
B．條形磁鐵加速度小于g
C．導軌對桌面的壓力減小
D．俯視時導軌與導體棒間一定形成逆時針電流
11．交流發(fā)電機的示意圖如圖所示，矩形線圈ABCD在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸OO′逆時針勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機的電動勢隨時間的變化規(guī)律為e =20sin100?t V。下列說法正確的是
A．此交流電的頻率為100Hz
B．此發(fā)電機電動勢的有效值為20V
C．當線圈平面轉(zhuǎn)到圖示位置時磁通量為0
D．當線圈平面轉(zhuǎn)到圖示位置時磁通量的變化率為0
12．如圖所示，L是自感系數(shù)很大、電阻很小的線圈，P、Q是兩個相同的小燈泡。開始時，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，P燈微亮，Q燈正常發(fā)光。斷開開關(guān)
A．P與Q同時熄滅
B．P比Q先熄滅
C．Q閃亮后再熄滅
D．P閃亮后再熄滅
V
A
R
u ~
13．如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10:1，其原線圈兩端接入正弦式交變電壓u，，副線圈通過電流表與變阻器R相連，若交流電壓表和交流電流表都是理想電表，則下列說法正確的是
A．電壓表的示數(shù)為31.1V
B．滑動變阻器的滑片向上滑動，電壓表的示數(shù)增大
C．滑動變阻器的滑片向上滑動，電流表的示數(shù)減小
D．滑動變阻器的滑片向上滑動，變壓器的輸入功率增大
I
a
b
c
d
14．如圖所示的平面內(nèi)，在通有圖示方向電流I的長直導線右側(cè)，固定一矩形金屬線框 abcd，ad邊與導線平行。調(diào)節(jié)電流I使得空間各點的磁感應強度隨時間均勻增加，則下列判斷正確的是
A．線框中產(chǎn)生的感應電流方向為a→b→c→d→a
B．線框中產(chǎn)生的感應電流逐漸增大
C．線框ad邊所受的安培力大小恒定
D．線框整體受到的安培力方向水平向右
筆記本電腦在合上及打開時，屏幕會自己熄滅及亮屏，這是因為其內(nèi)部含有磁鐵和霍爾傳感器?；魻杺鞲衅黝愃朴谌鐖D裝置，當合上屏幕時，屏幕上的磁鐵N極會面向下并產(chǎn)生近似磁感應強度B=0.5T的勻強磁場，A、B為兩個豎直放置且相距d=0.05mm的平行極板（足夠長），并都連接在電腦內(nèi)的電壓傳感器，一側(cè)不斷有電子（重力不計）以速度v=0.1m/s平行且從兩極板中央射入，當監(jiān)測到某一恒定電壓值時，電腦就會熄屏。由此可知，
A．極板B帶正電；當電壓傳感器監(jiān)測到電壓為2.5×10-3V時，電腦屏幕熄屏
B．極板B帶負電；當電壓傳感器監(jiān)測到電壓為2.5×10-3V時，電腦屏幕熄屏
C．極板B帶正電；當電壓傳感器監(jiān)測到電壓為2.5×10-3mV時，電腦屏幕熄屏
D．極板B帶負電；當電壓傳感器監(jiān)測到電壓為2.5×10-3mV時，電腦屏幕熄屏
第二部分
本部分共6題，共55分。
16．（8分）
（1）用油膜法估測油酸分子直徑是一種通過測量宏觀量來測量微觀量的方法。已知1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為V，在水面上形成的單分子油膜面積為S，則油酸分子的直徑d =__________。
（2）采用圖1所示的電路圖來測量金屬絲的電阻率。
① 實驗時，閉合開關(guān)S前，滑動變阻器滑片P應處在____（選填“M”或“N”）端。
② 按照圖1連接實物圖，如圖2所示。閉合開關(guān)前檢查電路時，發(fā)現(xiàn)有一根導線接錯，該導線為__________（選填“a”“b”或“c”）。若閉合開關(guān)，該錯誤連接會帶來的問題有_______________________________________________________。
17．（10分）某實驗小組的同學用如圖所示的裝置做“用單擺測量重力加速度”實驗。
（1）實驗時除用到秒表、刻度尺外，還應該用到下列器材中的_______(選填選項前的字母)。
A．長約1 m的細線
B．長約1 m的橡皮繩
C．直徑約1 cm的勻質(zhì)鐵球
D．直徑約10 cm的勻質(zhì)木球
（2）組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示。這樣做的目的是
A．保證擺動過程中擺長不變
B．可使周期測量更加準確
C．需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)
D．保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動
（3）某同學做實驗時，測量擺線長l后，忘記測量擺球直徑，畫出了T2-l圖像，該圖像對應下列圖中的 圖。
A
l
O
B
l
O
C
l
O
D
l
O
（4）某同學居家學習期間，注意到一水龍頭距地面較高，而且發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)水龍頭閥門可實現(xiàn)水滴逐滴下落，并能控制相鄰水滴開始下落的時間間隔，還能聽到水滴落地時發(fā)出的清脆聲音。于是他計劃利用手機的秒表計時功能和刻度尺測量重力加速度。為準確測量，請寫出需要測量的物理量及對應的測量方法。
18．（8分）如圖所示，質(zhì)量為m的小球A用一不可伸長的輕繩懸掛在O點，在O點正下方的光滑桌面上有一個與A完全相同的靜止小球B，B距O點的距離等于繩長L?，F(xiàn)將A拉至某一高度，由靜止釋放，A以速度在水平方向和B發(fā)生正碰并粘在一起。重力加速度為g。求：
（1）A釋放時距桌面的高度H。
（2）碰撞前瞬間繩子的拉力大小F。
（3）碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能。
19.（8分）導體棒在磁場中切割磁感線可以產(chǎn)生感應電動勢。
（1）如圖1所示，一長為l的導體棒ab在磁感應強度為B的勻強磁場中繞其一端b以角速度ω在垂直于磁場的平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，求導體棒產(chǎn)生的感應電動勢。
（2）如圖2所示，勻強磁場的磁感應強度為B，磁感線方向豎直向下，將一長為l、水平放置的金屬棒以水平速度v0拋出，金屬棒在運動過程中始終保持水平，不計空氣阻力。求金屬棒在運動過程中產(chǎn)生的感應電動勢。
（3）如圖3所示，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。從圖示位置開始計時，求感應電動勢隨時間變化的規(guī)律。
M
N
K
A
-
+
20．（9分）如圖所示，電子從燈絲K發(fā)出（初速度不計），在KA間經(jīng)加速電壓U1加速后，從A板中心小孔射出，進入由M、N兩個水平極板構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場，M、N兩板間的距離為d，電壓為U2，板長為L，電子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度與電場方向垂直，射出時沒有與極板相碰。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不計電子的重力及它們之間的相互作用力。求：
（1）電子穿過A板小孔時的速度大小v；
（2）電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時垂直板方向偏移的距離y；
（3）電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的速度方向。
21．（12分）某物理興趣小組通過以下裝置對火車速度和加速度進行測量。如圖A所示，在火車頭下方安裝一枚磁體，并在鐵軌下埋設相距r的兩個5匝線圈，每匝都為四邊封閉的矩形，且都與測量儀器相連。其原理如圖B所示，磁體下表面附近的磁感應強度，線圈材質(zhì)為銅制（其表面有絕緣漆），長度，寬度為，銅絲直徑，線圈與測量儀器間的線路阻值及測量儀器內(nèi)阻忽略不計，測量數(shù)據(jù)如圖C所示。已知常溫下銅的電阻率，最終結(jié)果保留2位有效數(shù)字。
（1）求火車在處時的速度v1大小和在處時的速度v2大小；
A 實驗裝置示意圖
B 實驗原理圖
C 測量數(shù)據(jù)
（2）若火車做勻加速直線運動，求火車加速度大小。
參考答案
第一部分共15題，每題3分，共45分。
1．D2．A3．B4．A5．C
6．C7．A8．B9．A10．B
11．C12．D13．C14．D15．D
第二部分共6題，共55分。
16．（8分）
（1）(2分)（2）① M(2分)② b(2分)無論如何移動滑片，電壓表和電流表的示數(shù)始終為零（無法給待測電阻分壓）；當滑片移動到右端時，電源被短路。(2分)
17．（10分）
（1）AC（2分）（2）AC（2分）（3）C （2分）（4）需要測量的物理量：水滴下落的高度h和下落的時間t。測量h的方法：用刻度尺測量水龍頭出水口到地面的高度，多次測量取平均值；測量t的方法：調(diào)節(jié)水龍頭閥門，使一滴水開始下落的同時，恰好聽到前一滴水落地時發(fā)出的清脆聲。用手機測量n滴水下落的總時間tn,則t＝tn/n。（4分）
18．（8分）
（1）根據(jù)機械能守恒定律，解得（3分）
（2）根據(jù)牛頓第二定律有，解得（3分）
（3）設碰撞后A、B的速度為，根據(jù)動量守恒定律有
解得（2分）
19．（8分）（1）法一：根據(jù)法拉第電磁感應定律
時間內(nèi)磁通量變化量
解得 （3分）
法二： ，解得 （3分）
（2）導體棒切割磁感線的速度為水平速度，電動勢為（3分）
（3）（2分）
20．（9分）
（1）電子加速過程，根據(jù)功能關(guān)系，有，解得 （3分）
（2）電子在偏轉(zhuǎn)電場中，根據(jù)牛頓第二定律，有 （1分）
電子在偏轉(zhuǎn)電場的運動時間 （1分）
電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時，沿垂直于極板方向偏移的距離（1分）
得 （1分）
v
vy
???
答圖1
（3）電子從偏轉(zhuǎn)電場射出時，垂直于極板方向的速度 （1分）
速度與水平方向夾角為?（如答圖?所示）
則 （1分）
（12分）
（1）由電阻定律知，線圈1、2阻值
當火車經(jīng)過線圈上方時，線圈中的感應電動勢
由圖C可知，在處，感應電流，則
解得
在處，感應電流，則
解得（8分）
（2）由勻加速直線運動知
解得加速度大小（4分）