云县2023—2024学年高二下学期期末质量检测卷
物理试题
本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内．写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题：本题共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．某同学站在装有力传感器的轻板上做下蹲的动作，记录的力随时间变化的图线可能是（ ）
A． B．
C． D．
2．中国高铁向世界展示了中国速度。和谐号动车和复兴号高铁相继从沈阳站点由静止出发，沿同一方向做匀加速直线运动。两车运动的速度一时间图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．复兴号高铁追上和谐号动车前，时两车相距最远
B．复兴号高铁经过95s加速达到最大速度
C．时，复兴号高铁追上和谐号动车
D．复兴号高铁追上和谐号动车前，两车最远相距4900m
3．如图所示，圆形铁丝圈蘸一些肥皂液后会形成肥皂膜，将铁丝圈竖直放置，肥皂膜呈现出水平彩色横纹。下列说法正确的是（ ）
A．此现象属于光的衍射现象
B．此现象属于光的偏振现象
C．由于表面张力作用，肥皂膜上部厚、产生条纹疏，下部薄、产生条纹密
D．此现象与透过狭缝看太阳呈现彩色条纹原理不同
4．彼得·范·穆森布罗克（1692年-1761年）在荷兰的莱顿市试用一种后来称为“莱顿瓶”的装置。它是一种早期的电容器，主要部分是一个玻璃瓶，瓶里瓶外分别贴有锡箔，瓶里的锡箔通过金属链跟金属棒连接，金属棒的上端是一个金属球球，通过静电起电机连接莱顿瓶的内外两侧可以给莱顿瓶充电，下列说法正确的是（ ）
A．充电电压一定时，玻璃瓶瓶壁越厚，莱顿瓶容纳的电荷越多
B．瓶内外锡箔的正对面积越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强
C．充电电压越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强
D．莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关
5．如图所示，光电管接入电路，用紫外线照射光电管阴极时，发生了光电效应，回路中形成电流。下列说法正确的是（ ）
A．电流方向为
B．电流方向为
C．光照时间越长，光电子的最大初动能越大
D．入射光光强增大，光电子的最大初动能增大
6．太空碎片会对航天器带来危害。设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示。为了避开碎片，空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短时间喷射气体，使空间站获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则下列说法正确的是（ ）
A．空间站变轨前、后在P点的加速度相同
B．空间站变轨后的运动周期比变轨前的小
C．空间站变轨后在P点的速度比变轨前的小
D．空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的大
7．镍63（）核电池是一种利用镍63同位素进行能量转换的装置，工作原理基于镍63同位素的放射性衰变，其半衰期为100.1年，在衰变过程中，镍63同位素会释放出一个高能电子，同时转变成稳定的铜63同位素。核电池中含有大量的镍63同位素，当这些同位素发生衰变时，释放出的高能电子会被捕获并导入电路中，电子的流动产生的电流可以用来驱动各种电子设备或充电电池，下列说法正确的是（ ）
A．镍63的衰变方程为
B．镍63的比结合能小于铜63的比结合能
C．镍63的衰变是由于强相互作用引起的
D．100个镍63经过200.2年还剩下25个
二、多项选择题：
8．如图甲所示，“兰电”生产的某型电机与理想变压器连接，其原、副线圈匝数比为4∶1，电流表和电压表均为理想电表，R是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）、C是耐压值和电容都足够大的电容器、D是灯泡、K是单刀双掷开关。与原线圈相连的电机（内阻忽略不计）产生如图乙所示的正弦交流电时，下列说法正确的是（ ）
A．开关K连通1和连通2时，电路稳定后电压表的示数均为55V
B．开关K连通1时，若光照减弱，电流表的示数变大
C．开关K连通2时，灯泡不亮
D．发电机线框转到图示位置时，穿过线框的磁通量变化率为零
9．声呐，也作声纳，是英文缩写“SONAR”的中文音译（中国科技名词审定委员会公布的规范译名为声呐），其全称为：Sound Navigation And Ranging（声音导航与测距），是利用声波在水中的传播和反射特性，通过电声转换和信息处理进行导航和测距的技术，也指利用这种技术对水下目标进行探测和通讯的电子设备，是水声学中应用最广泛、最重要的一种装置，有主动式和被动式两种类型。现代军舰多利用声呐探测水下目标。图甲是某舰搭载的声呐发出的一列超声波在时刻的波形图，图乙是质点P的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．超声波遇到大尺寸障碍物可以发生明显的衍射现象
B．舰艇行驶速度越快，声呐发出超声波的频率越大
C．超声波沿x轴正方向传播，波速为1500m/s
D．坐标原点处质点在时相对平衡位置的位移为
10．如图甲所示，固定的矩形铜线框左半部分处于垂直纸面向里的匀强磁场中，当匀强磁场的磁感应强度由均匀减小到0后反向增大到，如图乙所示。关于此过程，下列说法正确的是（ ）
A．钢线框中的自由电子先顺时针定向移动、后逆时针定向移动
B．铜线框中的自由电子始终逆时针定向移动
C．铜线框围成的面积先有扩大的趋势、后有缩小的趋势
D．铜线框受到的安培力大小不变
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）
某实验小组用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。绕过定滑轮的轻质细线的两端分别悬挂质量均为m的重物A、B且处于静止状态，A与纸带连接，纸带通过固定的打点计时器（电源的频率为50Hz），在B的下端再挂质量为M的重物C。由静止释放重物C，利用打点计时器打出的纸带可研究系统（由重物A、B、C组成）的机械能守恒，本地的重力加速度为g．
（1）关于该实验，下列说法正确的是______（填正确答案标号）。
A．实验时应先释放纸带再接通电源
B．无需测量重物C的质量M就可以验证机械能守恒定律
C．此实验存在系统误差，系统的总动能的增加量略大于总重力势能的减少量
D．对选取的纸带，若第1个点对应的速度为0，则第1、2两点间的距离一定小于2mm
（2）对选取的纸带，若第1个点对应的速度为0，重物A上升的高度为h，通过计算得到三个重物的速度大小为v，然后描绘出（h为纵坐标）关系图像，图像为经过原点的一条倾斜直线，若，当倾斜直线的斜率______，就可以验证系统的机械能守恒。
12．（10分）
某同学要做“测金属丝的电阻率”实验。
（1）用游标卡尺测量金属丝长度示数如图甲所示，其值为______cm。
（2）先用多用电表欧姆挡的“×1”倍率粗测金属丝的电阻，示数如图乙所示，其阻值为______Ω。
（3）实验电路如图丙所示，根据电路图完成图丁中的实物连线。
（4）从实验原理上看，待测电阻测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。如果测得的金属丝长度为l，直径为d，电阻为R，都采用国际单位制单位，则它的电阻率______（用l、d、R字母表示）。
13．（10分）
呼吸道合胞病毒（Respiratory syncytial virus，RSV）属于副黏病毒科的肺病毒属，主要引起支气管炎、肺炎、鼻炎等呼吸道感染。该病毒对热敏感，60℃时10分钟就可以灭活。如图所示，绝热气缸被轻质绝热活塞分隔为A、B两部分，A内封闭有一定质量的混有呼吸道合胞病毒的空气（可看作理想气体），其温度为，阀门K处于打开状态，活塞恰好处于气缸中部，。已知活塞和气缸间无摩擦且不漏气，求：
（1）若对A内气体缓慢加热，当活塞与底部的距离为时，保持10分钟能否对呼吸道合胞病毒灭活？
（2）若关闭阀门K，电热丝通电一段时间使A内气体吸收了的热量，稳定后A内气体的内能增加了，则此过程B内气体的内能增加量是多少？
14．（12分）
如图所示，在坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场。现有一粒子源处在坐标为的M点，能垂直与电场方向不断发射重量为m、电荷量为、速度为的粒子（重力不计），粒子从N点（图中未画出）进入磁场后最后又从x轴上坐标为处的P点射入电场，其入射方向与x轴成45°角。求：
（1）粒子到达P点时的速度大小；
（2）匀强电场的电场强度E和N点的横坐标x；
（3）粒子从N点运动到P点的时间。
15．（16分）
如图所示，固定在竖直平面内的四分之一圆弧轨道AB的半径为，为其圆心；半圆轨道CD的半径，为其圆心，也固定在竖直平面内，两者通过水平轨道BC相连。长的竖直挡板被固定后其下沿离水平轨道BC高，到挡板的水平距离。将质量为的可看作质点物块从圆弧轨道AB的某处无初速度释放，不计一切摩擦。
（1）若从与等高处释放，求物块到达圆弧轨道AB的最低点B时对圆弧轨道的压力；
（2）为使物块经半圆轨道CD最高点飞出后能击中挡板，求释放点距水平轨道BC的高度范围；
（3）若BC段中点有一质量的小物块，物块M从圆弧轨道AB某处释放，与物块m碰撞，碰后两物块粘在一起运动，恰能经过D点抛出，求物块M释放时距水平轨道BC的高度。
参考答案及解析
高二物理
一、单项选择题
1．C 【解析】在下蹲过程中，先加速运动后减速运动，先处于失重状态后处于超重状态，故C项正确。
2．B 【解析】由图像可知，时，和谐号动车的速度大于复兴号高铁的速度，时，和谐号动车的速度小于复兴号高铁的速度，故复兴号高铁追上和谐号动车前，时两车相距最远，根据图像与时间轴围成的面积表示位移，可知复兴号高铁追上和谐号动车前，两车最远相距，故A、C、D项错误；复兴号高铁的加速度为，复兴号高铁加速达到最大速度所需的时间为，故B项正确。
3．D 【解析】此现象属于光的薄膜干涉现象，A、B项错误；铁丝圈竖直放置时，由于重力作用，膜的下部较厚、上部较薄，膜的纵截面如图所示
同一水平线上的膜厚度相同，在同一个干涉级次上，条纹分布上疏下密，C项错误；透过狭缝看太阳呈现彩色条纹是光的衍射现象，二者原理不同，D项正确
4．B 【解析】由电容器的决定式可知，玻璃瓶瓶壁越厚即越大，电容越小，充电电压一定时，莱顿瓶容纳的电荷越少，A、D项错误；由电容器的决定式可知，瓶内外锡箔的正对面积越大，莱顿瓶的电容越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强，B项正确；电容是电容器本身的性质，跟充电电压无关，C项错误。
5．B 【解析】电子从光电管阴极逸出，而电子带负电，与电流方向相反，故电流方向为，A项错误，B项正确；逸出光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，故C、D项错误。
6．A 【解析】在P点变轨前、后空间站受到的万有引力不变，根据牛顿第二定律可知空间站变轨前、后在P点的加速度相同，故A项正确；因为变轨后其半长轴大于原轨道半径，根据开普勒第三定律可知空间站变轨后的运动周期比变轨前的大，故B项错误；变轨后在P点因反冲运动相当于瞬间获得竖直向下的速度，原水平向左的圆周运动速度不变，因此合速度变大，故C项错误；由于空间站变轨后在P点的速度比变轨前大，而比在近地点的速度小，则空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的小，故D项错误。
7．B 【解析】根据质量数和电荷数守恒可知镍63的衰变方程为，A项错误；核反应后释放核能，反应朝着比结合能增大的方向进行，故镍63的比结合能小于铜63的比结合能，B项正确；衰变是原子核内中子不稳定，由弱相互作用引起的，C项错误；半衰期是统计规律，具体到少数样本的个数计算是错误的，D项错误。
二、多项选择题
8．AD 【解析】由图乙可知原线圈两端电压的有效值，根据变压器原理可得副线圈两端电压，所以开关K连通1或者连通2时，电压表的示数均为55V，A项正确；开关K连通1时，若光照减弱，则光敏电阻R的阻值增大，副线圈两端电压不变，副线圈电路中电流减小，根据变压器原理可得，原线圈电路中电流也减小，故电流表的示数变小，B项错误；由于电容器能够“通交流”，所以开关K连通2时灯泡可以发光，C项错误；发电机线框转到图示位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，D项正确。
9．CD 【解析】机械波遇到与波长相近或小于波长的障碍物时会发生明显的衍射现象，而超声波的波长较短，遇到大尺寸的障碍物时不能发生明显的衍射现象，A项错误；声呐发出超声波的频率由声源决定的，与舰艇的行驶速度无关，B项错误；由图乙可知，时，质点沿轴负方向运动，可知超声波沿轴正方向传播，波速，C项正确；坐标原点处质点的振动方程，代入数据，可得，D项正确。
10．BC 【解析】根据楞次定律，按照图乙中变化的磁场产生顺时针方向的电场，铜线框中的自由电子在电场力的作用下逆时针定向移动，故A项错误，B项正确；根据楞次定律中“增缩减扩”的规律，穿过铜线框的磁通量先减小后增大，铜线框围成的面积先有扩大的趋势、后有缩小的趋势，故C项正确；设图乙中图线的斜率为，根据，斜率不变，可知线圈中的感应电动势大小不变，则通过铜线框的电流不变。又因为线框受力的有效长度不变，而磁感应强度先减小后增大，根据可知铜线框受到的安培力先减小后增大，故D项错误。
三、多项选择题
11．（1）D（3分） （2）（3分）
【解析】（1）为了充分利用纸带，实验时应先接通电源再释放纸带，故A项错误；根据题意可知，本实验需要验证，可知验证机械能守恒需要测量重物的质量，故B项错误；此实验存在的主要系统误差是纸带与打点计时器间的摩擦力和重物受到的空气阻力，则导致的结果是总动能的增加量略小于总重力势能的减少量，故C项错误；当物体下落的加速度为时，在0.02s内下落的距离为。由牛顿第二定律可得，重物的加速度为，则若第1个点对应的速度为0，则1，2两点间的距离一定小于2mm，故D项正确。
（2）根据题意可知，若系统的机械能守恒，则有，则有，可知，关系图像是经过原点的一条倾斜直线。若，则有，就可以验证系统的机械能守恒。
12．（1）13.750（2分） （2）8.0（或8，1分）
（3）如图所示（3分）
（4）小于（2分） （2分）
【解析】（1）20分度游标卡尺的精确值为0.05mm，由图甲可知金属丝的长度为。
（2）金属丝的电阻为。
（3）根据实验电路图连接实物电路图，如图所示。
（4）电路图采用了电流表外接法，考虑到电压表分流的影响，电流表读数偏大，根据欧姆定律，可知待测电阻测量值小于其真实值。根据电阻定律有，解得。
13．【解析】（1）设活塞横截面积为，则对内气体初始状态有，末状态有
阀门打开，加热过程内气体做等压变化，由盖—吕萨克定律得
由以上各式可得
由于，所以可以灭活
（2）阀门闭合，由于系统绝热，内气体膨胀对内气体做功，由热力学第一定律有
代入数据得
对内气体，由于系统绝热，无热交换，则此过程内气体的内能增加量为
14．【解析】（1）粒子的运动轨迹如图所示
粒子从N点射入磁场后只受洛伦滋力，且洛伦滋力不做功，则速度大小不变，粒子在P点的速度与初进入磁场时的速度大小相等，设进入磁场时的速度为，根据对称性可知
解得
粒子到达点时的速度大小也为
（2）粒子由点运动到点的过程中，由动能定理得
解得
水平方向和竖直方向的位移分别为
可得
（3）根据几何关系可知点运动到路程为圆周所对应长度，则粒子从点运动到所用的时间为
15．【解析】（1）物块下落过程中，根据机械能守恒定律有
物体在圆弧轨道最低点，支持力与重力的合力提供做圆周运动的向心力，则
解得，由牛顿第三定律知物块对圆弧轨道的压力大小为30N，方向竖直向下
（2）物块在点飞出，做平拋运动，若打到挡板上端点，水平方向有
由题知，竖直方向有
代入得
同理，打到挡板下端点，水平方向有
由题知，竖直方向有，代入得
且要使物块过圆轨道最高点，则，代入得
综上，可知
在整个运动过程中，由机械能守恒定律知
将代入得，将代入得
综上，释放点距水平轨道高度的范围为
（3）物块与物块碰撞，碰撞过程根据动量守恒定律知
一起运动到点过程中，由机械能守恒定律知
若两物块恰能从点抛出，则，物块从释放点到水平轨道有
由以上得
