广州三校2023-2024学年高二下学期期末考试
物理答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A B A D C B D BC BD BD
11． 不能 减小
12． 6.0 2.0 醉驾 R2
13．（1）；（2）
（1）对井盖进行受力分析有
代入数据有
（2）井内气体经历等温变化，井盖刚顶起时，设水位上升，对气体由玻意耳定律得
解得
14．（1）；（2）；（3）9
（1）根据题意可知，流过金属棒的电流为
则安培力的大小为
（2）设橡胶带匀速运动的速率为v，根据法拉第电磁感应定律，可知
根据闭合回路的欧姆定律，可知
解得
（3）每根金属条经过磁场区整个电路产生的热量为
电阻R上产生的热量为
设一共有n根金属条通过磁场区域，则
解得
则一共有9根金属条通过磁场区域。
15．（1）247500J；（2），0.09s；（3）见解析
（1）由题可知一级吸能元件吸收能量等于缓冲吸能吸能管吸能总和
由图可知
可得
（2）设一级吸能元件工作结束时现车的速度为，由能量守恒定律
解得
设二级吸能原件工作时的缓冲作用力大小为，作用时间为t，由动能定理和动量定理有
解得
（3）当甲车速度为时，甲乙两车碰撞后两车共速且刚好使一级吸能元件中的缓冲器锁定，此时两车速度设为，则有
（一级最大吸能总量60%以内）
可得
由题可知两车碰撞中当甲车速度时，碰撞过程一级吸能元件中的缓冲器末被锁定此时发生弹性碰撞，弹簧恢复形变后，甲车的速度为，乙车获得速度为，有
可得
即当时，；
由题可知两车碰撞中当甲车速度时，碰撞过程一级吸能元件中的缓冲器被锁定后此时启动了吸能管，发生的碰撞为完全非弹性碰撞，吸能元件吸收能量最大且原件吸能总量为时，碰后两车速度相同为，有
可得
当时，缓冲器被锁定，有
可得
综上所述：当时，；
当时，。广州三校2023-2024学年高二下学期期末考试
物理
本试卷共7页，15小题，满分100分。考试用时75分钟
一、单项选择题：本大题7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．关于下列插图，理解不正确的是（ ）
A．A图是同学对“探究小车速度随时间变化的规律”实验中获得的纸带进行剪贴获得的图像，其斜率就是小车的速度
B．B图伽利略在做铜球沿斜面运动的实验，其中斜面的作用是“冲淡”重力
C．C图桌面上的装置可以用于观察桌面的微小形变
D．D图说明物体所受的最大静摩擦力大于滑动摩擦力
2．2023年6月7日，世界首台第四代核电技术钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电。钍基熔盐堆用我国储量丰富的钍作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放，减少了核污染。如图所示是不易裂变的转化为易发生裂变的并裂变的过程示意图。下列说法正确的是（ ）
A．中子轰击生成的核反应是核聚变
B．释放的电子是由原子核内部核反应产生的
C．的比结合能大于的比结合能
D．可以通过升温、加压的方式减小核废料的半衰期，从而减少核污染
3．如图1所示扑克牌可以用来“搭房子”。每一张纸牌的质量为m，在图2的示意图中，下列说法正确的是（ ）
A．a纸牌受到其它纸牌的作用力大小为，方向竖直向上
B．b纸牌受到其它纸牌的作用力大小为，方向竖直向上
C．纸牌对地面的压力大小为
D．每一张纸牌的合外力都不相同
4．将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的向心加速度关系图如图乙所示。则以下说法正确的是（ ）
A．秋千从摆动到停下的过程可看作受迫振动
B．当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力小于手机所受的重力
C．秋千摆动的周期为
D．该地的重力加速度
5．近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大．如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，下列说法正确的是
A．NFC贴纸在使用时需要另外电源供电才能使用
B．穿过线圈的磁场发生变化时，线圈中的感应电动势为三个线圈产生的感应电动势的平均值
C．穿过线圈的磁场发生变化时，线圈中的感应电动势为三个线圈产生的感应电动势之和
D．垂直穿过线圈的磁场发生变化时，芯片中的电流为三个线圈内电流之和
6．中国科幻大片《流浪地球2》中描述的“太空电梯”让人印象深刻。设想在赤道上建造如图甲所示的“太空电梯”，宇航员可通过竖直的电梯直通太空站。图乙中r为宇航员到地心的距离，R为地球半径，曲线A为地球引力对宇航员产生的加速度大小与r的关系；直线B为宇航员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系。关于相对地面静止在不同高度的宇航员，下列说法正确的（ ）
A．随着r增大，宇航员的线速度减小
B．图中r0为地球同步卫星的轨道半径
C．宇航员在r=R处的线速度等于第一宇宙速度
D．随着r增大，宇航员感受到“重力”也增大
7．磁控溅射是一种新型溅射技术，如图甲所示，电子在跑道上的运动原理可以近似认为：从水平靶面电离出初速度为零的电子，在阴极暗区只受竖直方向的电场力作用，加速飞向负辉区，阴极暗区上下侧面间的电势差保持不变；电子进入负辉区的运动速度始终与磁场方向垂直，磁感应强度大小处处相等，电子绕行半个圆周之后，重新进入阴极暗区，回到靶面时，速度恰好为零。电子就实现跳跃式地朝右漂移，如图乙所示，简称漂移。则下列说法正确的是（ ）
A．负辉区中的整个磁场为匀强磁场
B．电子每次飞离靶面时，电场和磁场的方向均要与原先反向才能实现漂移
C．其他条件不变的情况下，阴极暗区厚度越大，电子到达负辉区的速度越大
D．在直道区，电子每次跳跃的水平距离相同
二、多选题：本大题3小题，每小题6分，共18分在每题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。漏选得3分，错选得0分。
8．电蚊拍利用高压电击网来击杀飞近的蚊虫。如图所示，将直流电压通过转换器转变为正弦交变电压，再将其加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接电击网，电压峰值达到时可击杀蚊虫，正常工作时（ ）
A．交流电压表的示数为
B．副线圈与原线圈匝数比需满足
C．有蚊虫触网,电击网每秒可击杀10000次
D．将直流电源直接连接在变压器的原线圈两端,电蚊拍也可以正常工作
9．如图所示，配有转盘的中式圆餐桌是我国的传统家具。质量为m的小碗（可视为质点）放在水平转盘边缘上随转盘一起由静止缓慢加速转动，若小碗与转盘以及桌面间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，转盘的半径为r，餐桌的半径为R，重力加速度为g，转盘与桌面的高度差不计，下列说法正确的是（ ）
A．当转盘的角速度增至时，小碗相对转盘开始滑动
B．小碗由静止到即将滑动的过程中，转盘对小碗做的功为
C．若，小碗最终会从桌面滑落
D．若小碗未滑离桌面，则R不会小于
10．图甲起重机某次从时刻由静止开始提升质量为的物体，其图像如图乙所示，5~10s内起重机的功率为额定功率，不计阻力，重力加速度为，以下说法正确的是（ ）
A．物体在0~10s内运动的最大速度为10m/s
B．起重机的额定功率为18000W
C．5~10s内起重机对物体做的功等于0~5s内起重机对物体做功的1.5倍
D．5~10s内起重机对物体做的功等于0~5s内起重机对物体做功的2倍
三、实验题：本大题2小题，共16分。
11．（6分）某学习小组通过实验测定一截面为半圆形的玻璃砖的折射率n，方法如下：
（1）玻璃砖直径AB与竖直放置的光屏MN垂直并接触于A点，置于水平桌面的白纸上。
（2）用激光笔从玻璃砖一侧照射半圆玻璃砖的圆心O，如图所示，在屏幕MN上可以观察到两个光斑C、D，用大头针分别在白纸上标记圆心O点、C点、D点的位置，移走玻璃砖和光屏。
（3）用刻度尺测量OC和OD的长度分别为、。
（4）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式 。
（5）实验中，不断增大入射角， （填“能”或“不能”）观察到全反射现象。
（6）为减小实验误差，实验中应适当 （填“增大”或“减小”）激光在O点的入射角。
12．（10分）现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材：
A．蓄电池（电动势E＝2 V，内阻r＝0.6 Ω）
B．表头G（满偏电流6.0 mA，内阻未知）
C．电流表A（满偏电流10 mA，内阻未知）
D．电阻箱R1（最大阻值999.9 Ω）
E．电阻箱R2（最大阻值999.9 Ω）
F．开关及导线若干
（1）该同学设计的测量电路如丙所示，为将表头G的量程扩大为原来的10倍，他进行了如下操作：先断开开关S1、S2、S3，将R1、R2调到最大值。合上开关S1，将S3拨到2处，调节R2，使表头G满偏，电流表A示数为I。此时合上开关S2，调节R1和R2，当电流表A仍为I时，表头G示数如图丁所示，此时R1为108.0 Ω，则改装电表时应将R1调为 Ω，改装结束后断开所有开关。
（2）该同学若将图丙中开关S1、S2合上，而将S3拨到1处，电阻箱R2的阻值调为14.0 Ω，酒精气体浓度为零时，表头G的读数为 mA。
（3）完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5.0 mA。已知酒精浓度在0.2～0.8 mg/mL之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过0.8 mg/mL属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度范围属于 （选填“酒驾”或“醉驾”）。
（4）使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整 （“R1”或“R2”），使得所测的酒精气体浓度仍为准确值。
四、解答题（本大题3小题，共38分。）
13．（8分）受台风‘杜苏芮’的影响，我国多地出现暴雨天气。路面水井盖因排气孔（如图甲）堵塞可能会造成井盖移位而存在安全隐患。如图乙所示，质量的某井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积，初始时刻水位与井盖之间的距离，井内密封空气的压强恰好为大气压强，若井盖内的空气视为理想气体，温度始终不变，重力加速度取。求：
（1）密闭空气的压强为多大时水井盖刚好被顶起；
（2）水井盖刚好被顶起时，水位上升的高度。
14．（14分）有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图所示，该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和阻值为R的电阻。绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，金属条电阻为0.5R，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电极和其余导线的电阻，若橡胶带匀速运动，电压表读数为U，求：
（1）一根金属条经过磁场区域时受的安培力的大小；
（2）橡胶带匀速运动的速率；
（3）若从某根金属条刚进入磁场区域开始计时，一段时间R上产生热量，则一共有几根金属条通过磁场区域？
15．（16分）如图甲所示为固定安装在机车头部的碰撞吸能装置，由一级吸能元件钩缓装置和二级吸能元件防爬装置（可压缩）构成。某次碰撞实验中，一辆总质量为45t的机车以6m/s的初速度与固定的刚性墙发生正碰。开始仅触发一级吸能元件钩缓装置（由缓冲器与吸能管组成），其弹力随作用行程（压缩量）的变化关系如图乙所示，缓冲阶段，缓冲器弹力与压缩量成正比，属于弹性变形。作用行程为55mm时，达到最大缓冲极限，缓冲器被锁定，钩缓装置中吸能管开始平稳变形，产生的弹力恒为，其作用行程为110mm。吸能管行程结束后，钩缓装置迅速刚化，此时启动二级吸能元件，防爬装置被压缩产生恒定缓冲作用力，此过程行程为225mm 时，机车刚好停止，车体完好无损。（设每次碰撞过程中，该吸能装置的性能保持不变，忽略其它阻力影响。）求：
（1）一级吸能元件钩缓装置通过缓冲与吸能管变形过程总共吸收的能量；
（2）二级吸能元件工作时的缓冲作用力及作用时间；
（3）为了测试该吸能装置的一级吸能元件性能，将该套吸能装置安装在货车甲前端，货车甲总质量为66t，与静止在水平面上无制动的质量为13.2t的货车乙发生正碰（不考虑货车的形变），在一级吸能元件最大吸能总量的60%以内进行碰撞测试（碰撞时若钩缓装置的吸能管未启动时，缓冲器能像弹簧一样工作）。 求货车乙被碰后的速率范围。
