南宁三中2023～2024学年度下学期高二期末考试
物理试题
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。每题只有一个选项符合题目要求。)
1.“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则()
A.衰变方程中的X等于235 B.比的比结合能小
C.的穿透能力比射线强 D.月夜的寒冷导致的半衰期变大
2.如图为氢原子的能级示意图，下列说法正确的是()
A.氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子
B.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多发出3种不同频率的光子
C.氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子的动能减小，原子的电势能增大
D.大量处于n=4能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的光子能量为0.66eV
3.2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。如图，鹊桥二号采用周期为24的环月椭圆冻结轨道，近月点为A，远月点为B，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是()
A.鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于11.2km/s
B.鹊桥二号在A点的加速度大于B点的加速度
C.鹊桥二号从C经B到D的运动时间为12h
D.鹊桥二号在C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线
4.如图a，某人借助瑜伽球锻炼腿部力量，她曲膝静蹲，背部倚靠在瑜伽球上，瑜伽球紧靠竖直墙面，假设瑜伽球光滑且视为均匀球体，整体可简化成如图b。当人缓慢竖直站立的过程中，人的背部与水平面夹角，下列说法正确的是()
A.墙面对球的力保持不变 B.人受到地面的摩擦力变大
C.地面对人的支持力变大 D.球对人的压力先增大后减小
5.一列沿x轴传播的简谐横波，t=2s时的波形图如图甲所示，P、Q是平衡位置分别位于x=1.5m和x=2.75m处的两个质点，质点Р的旅动图像如图乙所示，则下列说法正确的是()
A.波源应在y轴左侧某处 B.波传播的速度大小为0.5cm/s
C.当Р位于波谷时，质点Q的位移为cm D.t=4.5s时，质点Р的加速度方向向下
6.根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，广西在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，变压器定值电阻R0。用户端接一个海动变阻器R，当滑动变，接呵阻器的滑动触头位于中间位翼时，R0上消耗的功率为P0。不计其余电阻，下列说法正确的是()
A.风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为2P0
B.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为4P0
C.若将滑动变阻器R的滑动触头向上滑动，则R0上消耗的功率将增大
D.若将滑动变阻器R的滑动触头向下滑劫，则R0上消耗的功率将减小
7.电磁缓冲装置广泛应用于高铁等交通工具，它利用电磁力来实现有效缓冲，其原理图如图所示。减速区分布着两部分磁场区域I和Ⅱ(俯视)，分别存在着垂直纸面向内和垂直纸面向外的宽度均为L的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B。缓冲车质量为M、其底部最前端固定有边长也为L的N匝正方形线圈，线圈电阻为r。缓冲车以速度无动力进入减速区，不计摩擦及空气阻力。则()
A.缓冲车的线圈进入区域I的过程中，线圈中的感应电流(从上往下看)沿顺时针方向
B.缓仲车的线圈进入区域I的过程中，车做加速度增大的减速运动
C.若缓冲车的线圈刚进入区域I时的速度为v，此时缓冲车受到的安培力大小为
D.从缓冲车的线圈进入区域II开始，缓冲车运动位移为L的过程中，通过线圈的电荷量为
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)
8.关于静电力、安培力与洛伦兹力，下列说法正确的是()
A.电荷放入静电场中一定受静电力，电荷放入磁场中不一定受洛伦兹力
B.若通电导线在磁场中受到的安培力为零，该处磁场的磁感应强度不一定为零
C.洛伦兹力可能做功也可能不做功
D.磁场对通电导线的作用力的方向不一定与磁场方向垂直
9.如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙壁上，小球A向左压缩弹簧并锁定，弹簧具有弹性势能，带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块B静止放在A的右侧，轨道下端与水平面相切，整个装置位于足够大的光滑水平面上。某时刻解锁，小球被弹出后向右运动，经轨道滑上滑块B，已知A、B的质量分别为m、3m，重力加速度为g则下列说法正确的是()
A.小球沿B的轨道上升时，A和B组成的系统动量守恒
B.小球A上升到最高点的速度大小为
C.小球可以第二次从水平面滑上B的轨道
D.滑块B的最大动能为
10.如图所示，质量为m，带电量为+q的点电荷，从原点以初速度射入第一象限内的电磁场区域，在，(、为已知)区域内有竖直向上的匀强电场，在区域内有垂直纸面向里的匀强磁场B，控制电场强度(E值有多种可能)，均可让粒子从NP射入磁场后偏转打到接收器MN上，则()
A.粒子从距N点的NP处射入磁场，电场强度满足
B.粒子在磁场中做圆周运动的圆心到MN的距离为
C.粒子在磁场中运动的圆周半径最大值是
D.粒子从О点到MN整个过程的运动时间是(其中的反三角函数)
三、实验题(本题共2小题，共16分)
11.实验小组利用如图1所示的装置探究“小车速度随时间变化的规律”、打点计时器所接电源的频率为50Hz。
(1)下列说法中正确的有___________。(填选项前的字母)
A.实验操作前，不需要平衡摩擦力
B.应先接通电源，待打点计时器稳定打点后再释放小车
C.必须选择点迹清晰的纸带，而且应以打点计时器所打下的第一个点作为第1个计数点
D.根据实验数据画出v-t图像，图像为倾斜直线，其倾角的正切值tanα即可表示小车的加速度大小
(2)规范操作后，得到一条纸带，以纸带上能够看清的某个点作为0点，每5个点取一个计数点，测量各计数点与0点的距离，如图2所示，则纸带上打计数点2时的小车速度大小=__________m/s。(结果保留3位有效数字)
(3)利用各计数点计算得到的速度作出小车运动的v-t图像，得到一条倾斜的直线，说明小车做匀加速直线运动，则小车运动的加速度大小a=_______m/s2。(结果保留3位有效数字)
12.某同学要探究光敏电阻阻值随光照强度变化的规律，实验电路如图甲所示。
实验器材如下：
A.待测光敏电阻Rx(日光下阻值约几千欧)
B.标准电阻R1(阻值为10Ω)
C.标准电阻R2(阻值为4Ω)
D.灵敏电流计G(量程为300μA，a端电势高于b端电势，电流计向左偏转，b端电势高于a端电势，电流计向右偏转)
E.电阻箱R3(0~9999Ω)
F.滑动变阻器(最大阻值为20Ω，允许通过的最大电流为2A)
G.电源(电动势3.0V，内阻约为0.2Ω)
H.开关，导线若干
(1)①开关闭合前，滑动变阻器滑片应置于_________(填“A”或“B”)端。
②多次调节滑动变阻器和电阻箱，使电流计指针稳定时指向中央零刻线位置。电阻箱示数如图乙所示，电阻箱接入电路的阻值R3=__________Ω。
(2)待测光敏电阻R计算公式为_________(用R1，R2，R3表示)。
(3)该同学找到该光敏电阻的阻值与光照强度的关系图像如图丙所示，则上述实验中光强强度为_________cd；
(4)若保持电阻箱阻值不变，增大光照强度，则电流计指针________(填“向左”或“向右”或“不”)偏转。
四、解答题(本题共3小题，共38分)
13.(10分)在很多餐馆中，“机器人服务员”(图甲)已替代人工进行配送服务。厨师将餐盘放在机器人的水平托盘上，机器人沿如图乙中的ABCD的路径(同一水平面)把餐盘送到目标餐桌。己知半径为R=4m的圆弧BC与直线路径CF相切。若机器人从第1个餐桌左边位置D点到E点(未画出)，以v=1m/s的速率做匀速运动，用时=9.5s。此后，机器人以最大加速度从E点开始做匀减速直线运动，到F点时速度恰好减为零。用时。已知：每个就餐区域宽为=2m，配送全程餐盘与托盘无相对滑动，餐盘和托盘间的动摩擦因数为μ=0.1，g取10m/s2，求：
(1)机器人匀速率通过BC段时的最大允许速率以及时间；
(2)机器人在此过程中经过的餐桌数量n。
14.(12分)如图所示，竖直面内有一租细均匀的U形玻璃管。初始时，U形管右管上端封有压强P0=76cmHg的理想气体A，左管上端封有长度L1=8cm的理想气体B，左右两侧水银面高度差L2=4cm，此时A、B气体的温度均为T0=288K。
(1)求初始时理想气体B的压强；
(2)保持气体A温度不变，对气体B缓慢加热。求右侧液面上升△h=4cm时气体A的压强和气体B的益度。
15.(16分)固定的“三叶式”线圈处于垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，线圈六段圆弧的圆心角均为60°圆心均在О点，其中小圆弧半径均为r、大圆弧半径均为2r。现有长为2r、电阻R的均匀导体棒OA可绕О点在纸面内匀速转动，从圆弧边缘和圆心用细导线连接足够长的两平行金属导轨PO、MN，导轨与水平面夹角为α，导轨空间存在垂直导轨平面向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m的金属棒ab静止在导轨上且垂直导轨。导轨宽度和金属棒ab长度均为L，金属棒与导轨之间的动摩擦因数为()，ab棒电阻也为R其余电阻不计，重力加速度为g。
(1)若OA棒在大圆弧区域以角速度顺时针(俯视)匀速转动，ab棒保持静止，求流过OA棒的电流方向和ab棒两端的电压：
(2)若OA棒以角速度顺时针(俯视)匀速转动一周过程中，ab棒始终保持静止，求此过程通过ab棒的电流的宥效值；
(3)若OA棒在小圆弧区域逆时针(俯视)匀速转动时，要使ab棒与导轨保持相对静止，求OA棒转动的角速度应满足的条件。
南宁三中2023～2024学年度下学期高二期末考试
物理试题参考答案
1.B 【详解】A.根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为，即衰变方程中的X=234，故A错误；比结合能越大越稳定，由于衰变成为了数，故比稳定，即比的比结合能小，故B正确；C.是粒子，穿透能力比射线弱，故C错误；D.半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，故D错误。
2.D 【详解】A.氢原子从低能级向高能级跃迁时吸收光子，A错误；B.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多发出6种不同频率的光子，B错误；C.氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子的动能增大，原子的电势能减小，C错误；D.大量处于n=4能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的光子能最为0.66eV，D正确。
3.B 【详解】A.由于鹊桥二号环绕月球运动，而月球为地球的“卫星”，则鹊桥二号未脱离地球的束缚，故鹊桥二号的发射速度应大于地球的第一宇宙速度7.9km/s，小于地球的第二宇宙速度11.2kms，故A错误。由可知鹊桥二号在A点的加速度大于B点的加速度，B正确。鹊桥二号围绕月球做椭圆运动，根据开酱勒第二定律可知，从A→C→B做减速运动，从B→D→A做加速运动，则从C→B→D的运动时间大于半个周期，即大于12h，C错误；由于鹊桥二号做曲线运动，则可知鹄桥二号速度方向应为轨迹的切线方向，则可知鹄桥二号在C、D两点的速度方向不可能垂直于其与月心的连线，D销误。
4.B【详解】 AD.对瑜伽球受力分析，如图，由平衡条件可知，。人缓慢竖直站立的过程中，人的背部与水平面夹角逐渐变大，则墙面对球的力增大。人对球的支持力增大。根据牛顿第三定律可知球对人的压力增大。故AD错误；BC.对整体受力分析，如图由平衡条件，可知，人受到地面的摩擦力变大，地面对人的支持力不变。故B正确：C错误。故选B。
5.C 【详解】A.由图乙可知，t=2s时，质点Р正沿y轴负方向运动，根据波动与振动的关系可知，波沿x轴负方向传播，波源在应在y轴右剪某处。故A错误；B.波传播的速度大小为m/s=0.5m/s，故B错误；C.将波形沿x轴负方向移动0.5m的距离，可知此时Р点在波谷，Q位移为(cm)=cm故C正确；D.简谐运动加速度总指向平衡位置，所以该时刻质点Р加速度向下，故D错误。故选C。
6.B【详解】 如图为等效电路图，设降压变压器的原副线囵匝数比为k：1，则输电线上的电流为，转子在磁场中转动时产生的电动势为tA。当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为，故R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故A错误；B.升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故B正确；C.输电线上的电流为，若将滑动变阻器R的滑动触头向上滑动，则R增大，输电线上的电流将减小，R0消耗的功率将减小，故C错误；D.输电线上的巴流为，若将滑动变阻器R的滑动触头向下滑动，则R减小，输电线上的电流将增加，R0消耗的功率将增加，故D错误。故选B。
7.D 【详解】A.根据右手定则，缓冲车的线圈进入区域I的过程中，线圈中的感应电流(从上往下看)沿逆时针方向，故A错误；B.级冲车的线圈进入区域I的过程中，根据牛顿第二定律，线圈中的电流为，可得，根据丘手定则，缓冲车受到的安培力向左，故缓冲车的线圈进入区域I的过程中，车做加速度减小的减速运动，故B错误；若缓冲车的线圈刚进入区域I时的速度为v，线圈中的电流为，此时缓冲车受到的安培力大小为，故C错误：从缓冲车的线圈进入区域开始，缓冲车运动位移为L的过程中，通过线圈的电荷量为，故D正确。故选D。
8.AB 【详解】A.电荷放入静电场中一定会受睁电力，静止的电荷放入磁场中不受洛伦兹力，运动电荷的速度方向与磁感应线平行时也不受洛伦兹力，故A正确；B.若通电导线在磁场中受到的安培力为零，可能是通电直导线电流方向与磁场方向平行，该处磁场的磁感应强度不一定为零，故B正确；C.洛伦兹力总是与速度方向垂直，所以洛伦兹力总是不做功，故C错误；D.磁场对通电导线的作用力即安培力方向与磁场方向一定垂直，故D错误。
9.BD 【详解】A.系统在竖直方向上合外力不为零，故动量不守恒，只是在水平方向上动量守恒，A错误：B.弹簧具有弹性势能，则球被弹出后的速度为，系统在水平方向上动量守恒，解得，B正确；C.A、B分离时，设A的速度为，B的速度为，以初速度为正方向(水平向右)，由动量守恒，由能量守恒，解得，，二者速度大小相等，方向相反，当A与弹簧碰后再次分离时，A、B均以相同的速度向右匀速运动，二者不可能相碰，C错误；D.A、B分离时，滑块B的速度最大，动能最大，，D正确。
10.ACD 【详解】A.若粒子打到PN中点，则，，解得，选项A正确；B.粒子从电场中射出时的速度方向与竖直方向夹角为θ，则，粒从电场中射出时的速度粒子进入磁场后做匀速圆周运动，则，则粒子进入磁场后做圆周运动的圆心到MN的距离为，解得，选项B错误；C.当粒子在磁场中运动有最大运动半径时，进入磁场的速度最大，则此时粒子从N点进入磁场，此时竖直最大速度，，，出离电场的最大速度，则由，可得最大半径，选项C正确；D.粒子从电场中射出时的速度方向与竖直方向夹角为θ，则，，而圆心角为2θ，则，又，则选项D正确；故选ACD。
11.【答案】AB 0.504 1.50
【详解】(1)A.本实验是探究速度随时间的变化规律，因此不需要平衡摩擦力，故A正确；B.为了避免纸带上出现大量空白段落，实验时应先接通电源，待打点计时器稳定打点后再释放小车，故B正确；C.处理纸带数据时，必须应选择点迹较为清晰的纸带，但不一定以打点计时器打的第一个点作为第1个计数点，故C错误；D.根据实验数据画出v-t图像，当横、纵坐标取不同的标度时，会导致图像的倾角也不同，所以用量角器测基出v-t图线的倾角α，其倾角的正切值tanα的数值不能够表示为小车的加速度大小，故D错误；故选AB。
(2)相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s，打计数点2时的小车速度大小=0.504m/s；
(3)加速度大小=1.50m/s2。
12.【答案】A；2400；；2.0；向右
【解析】：(1)[1]闭合电键前，应将滑动变阻器的滑片移到A端。保证电键闭合后滑动电阻器的输出电压为零，保护用电器；[2]根据图乙得出电阻箱的阻值为2400Ω。
(2)当电流计指针指向中央零刻线位置时，电流计两端电势相等，有，得。
(3)由(2)可知，Ω=6000Ω，由丙图可知光照强度为2.0cd.
(4)若增加光照强度，则变小，，b端电势高于a端电势，电流计向右偏转。
13.【答案】(1)=2m/s，=1s；(2)n=5
【详解】(1)机器人在BC段做匀速囫周运动，餐盘所需向心力由托盘对其的摩擦力提供，设餐盘的质量为m，
由牛顿第二定律有……2分
代入数据解得=2m/s……1分
匀减速阶段，对餐盘：……1分
对机器人，加速度与餐盘相同，则……1分
得=1s……1分
(2)对机器人，匀速和匀减速阶段：……2分
又：……1分
则餐桌数量F5桌……分
14.(1)72cmHg：(2)114cmHg；708K
【详解】(1)根据题意，设初始时理想气体B的压强为，则有……(2分)
解得=72cmHg.……(1分)
(2)右侧液面上升4cm时，左侧液面下降4cm
初状态理想气体A压强为，A的长度为=12cm...(1分)
末状态理想气体A的压强为，A的长度为=8cm...(1分)
则有.….(2分)
解得=114cmHg.……(1分)
左右液面高度差为4cm，末状态理想气体B的压强为=+4cmHg=118cmHg.….(1分)
对气体B有.…..(2分)
解得T=708K.……........................................(1分)
15.(16分)【答案】(1)电流由О流向A，；(2)；
(3)角速度应满足：逆时针转动时
【详解】〈1)由右手定则判断可知，电流由O流向A........1分
讨金属棒ab，由法拉第电磁感应定律有......1分
...….1分
......1分
.....1分
(2)若OA棒以在小圆弧区域顺时针(俯视)匀速时
...…1分
..…1分
设通过ab棒的电流的有效值为I，则有
......1分
ab棒的电流的有效值......1分
(3)若OA棒在小圆弧区域逆时针(俯视)匀速转动时
....…1分
......1分
金属棒ab刚好没滑动时，有......2分
.......1分
......1分
要金属棒ab保持静止，则角速度应满足：逆时针转动时.....1分
