2023-2024学年广东省韶关市高二（下）期末考试
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.聚变能是人类永久解决能源问题的重要途径。地球上并不存在天然氚，氚的供应成为实现受控氘氚聚变反应所必须解决的重要挑战之一、为此，利用高能中子与的氚增殖反应可以实现氚的循环利用，过程如图示。下列相关的核反应方程中正确的是( )
A. B.
C. D.
2.一列沿轴正方向传播的横波在某时刻的波形图像如图中的所示，经后，波形图像如图中的Ⅱ所示。已知该波的周期，关于这列波下列说法正确的是( )
A. 图中所示的质点正向轴正方向振动 B. 波的周期
C. 波的振幅是 D. 波速是
3.如图示投壶是古代的一种投掷游戏，若“箭矢”离手后的运动可视为平抛运动，第一次投掷“箭矢”飞过了壶落在后方，投第二箭时下列调整可能投入的是( )
A. 只增加箭矢抛出的高度，其他因素不变
B. 只增加箭矢抛出的初速度，其他因素不变
C. 同时增加箭矢抛出的高度和初速度，其他因素不变
D. 只降低箭矢抛出的高度，其他因素不变
4.年月日，中国选手陈洋获得了滑翔伞定点世界杯个人组冠军。如图示无动力滑翔伞在不操作且无风的情况下，会沿一条笔直的下滑航线匀速滑向地面。当滑翔伞匀速滑向降落场时，下列说法正确的是( )
A. 教练分析陈洋控伞技术动作时，可以将他看成质点
B. 伞和人为整体机械能守恒
C. 伞和人为整体受到的合力为零
D. 人逐渐靠近地面，如果忽略空气阻力，则人受到的重力大于伞对人的作用力
5.年月日时分，在北京航天飞行控制中心的精确控制下，嫦娥六号探测器顺利进入环月轨道飞行。当完成第三次近月制动后，将进入公里的环月轨道，此时周期为两小时。作为探月工程四期的关键一环，嫦娥六号探测器开启了世界首次月球背面采样返回之旅。此前，人类共对月球进行了次采样返回，均位于月球正面。关于嫦娥六号下列说法正确的是( )
A. 在环绕月球的椭圆轨道上点速度大于点速度
B. 在公里环月轨道点须实施近月制动才能进入椭圆轨道
C. 发射时的速度必须达到第三宇宙速度
D. 根据嫦娥六号公里轨道半径和两小时的运行周期，可估算嫦娥六号的质量
6.如图所示是光线由空气射入半圆形或矩形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中的光路图，点是半圆形玻璃砖的圆心。关于下列图说法不正确的是( )
A. 甲图中入射角大于折射角
B. 乙图中光的传播路线不发生偏折
C. 丙图中折射光线在玻璃砖的下界面发生全反射
D. 丁图中入射光线和出射光线平行
7.如图甲所示是可拆变压器的实验装置图，已知小灯泡额定电压为，调节学生电源，使小灯泡正常发光，此时原线圈上的电压随时间变化的图像如图乙所示。变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是( )
A. 此时变压器的原、副线圈匝数之比为：
B. 若拆走可拆卸铁芯，则小灯泡两端没有电压
C. 若原线圈接学生电源直流输出端，则小灯泡仍能正常发光
D. 此时通过小灯泡的交变电流周期为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.某小组在实验室进行平行板电容器特性研究时，不小心转动其中一极板而使其发生倾斜，已知两板带有等量异种电荷，则两极板之间的电场线分布情况及电场强度大小可能正确的是( )
A. B. C. D.
9.手机物理工坊软件可以调用手机全部的传感器，是高中阶段性价比很高的精密仪器。有一实验小组用带气压计的手机研究电梯运行，实验过程中，手机水平放置，屏幕朝上，以竖直向上为正方向，软件记录下了电梯运行过程中的三组图像，如图示。由图像可知下列说法正确的是( )
A. 由图像可知电梯正在下降
B. 由图像可估算，内电梯的上升高度小于
C. 由图像可知，电梯减速时是做匀减速直线运动
D. 实验过程中，如果将手机屏幕与竖直平面平行放置，则不管加速或减速过程，加速度数值都几乎为零
10.如图所示，在竖直平面内有足够长的两平行金属导轨、。导轨间距为，电阻不计。现有一个质量为、电阻不计、两端分别套在轨道上的金属棒，棒在导轨上可无摩擦地滑动，棒与导轨垂直，并接触良好。导轨之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为。导轨上边与电路连接，电路中的定值电阻阻值为，在间接有一电容为的平行板电容器。现棒由静止释放，下列说法正确的是( )
A. 当金属棒向下滑动时，电容器右极板将带上负电荷
B. 金属棒可以达到的最大速度是
C. 电容器充电完成后，电容器带电量为
D. 金属棒最终会做匀速直线运动，此阶段减少的重力势能完全转化为电能
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11.如图是研究“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。请回答下列问题
为了消除小车与木板之间摩擦力的影响，应将木板不带滑轮的一端适当垫高，则_______
A.使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板
C.在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速直线运动
在实验中得到一条打点的纸带，如图所示，已知相邻计数点的时间间隔为，且间距、、、、、已量出，为减小实验误差，则小车加速度的表达式为__________。
有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度与所受外力的关系。他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到两条图线，如图所示。图线中在轨道倾斜情况下得到的是__________填“”或“”，其图线没过坐标原点的原因是：__________。
12.用如图甲所示的多用电表测量一个阻值约为的电阻，测量步骤如下：
调节指针定位螺丝，使多用电表指针对准电流“”刻度线；
将选择开关旋转到“”挡的__________填“”或“”位置；
将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，并进行以下三项操作：
A.使电表指针对准电阻的零刻度线调节欧姆调零旋钮将两表笔短接
则按顺序应为：___________、__________、__________填“”、“”或“”
将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图乙所示，该电阻的阻值为__________。
测量完毕，将选择开关旋转到“”位置。
四、计算题：本大题共3小题，共39分。
13.气垫运动鞋能为脚提供缓冲保护。一运动鞋气垫内封闭着一定质量的气体可视为理想气体，温度为时，压强为。求：
缓慢踩压气垫，气垫内气体温度可视为不变，当气垫内气体压强变为时，该气体的体积变为原来的几倍？
某次跑步过程中，气垫内气体被反复压缩、扩张，最终气垫内气体恢复初始体积，温度变为。求此时气垫内气体压强？跑步前后气体的内能增大还是减少？
14.某模拟滑板游戏模型如图所示，为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，其半径为。轨道的点与水平地面相切，质量为的小球可看作质点在点静止释放，通过水平面滑上光滑固定曲面，取重力加速度，。
小球运动到最低点时，求小球的速度大小；
小球运动到最低点时，求小球对圆弧轨道的压力大小；
若恰能到达最高点，且到地面的高度为，求小球在水平面上克服摩擦力所做的功。
15.工程师在制做芯片的过程中，需要用电磁场精准控制粒子的轨迹。如图所示，以为原点建立空间直角坐标系。一粒子源不断释放质量为，电量为的带正电粒子，初速度可视为零，经过电压为的电场加速后，以一定速度恰好沿着半径为的圆弧轨迹通过辐射状电场，接着垂直平面射入棱长为的正立方体区域，正方体区域中存在一沿轴正方向的匀强磁场。不计粒子重力及其相互作用。
求辐射状电场中离子运动轨迹处电场强度的大小；
让粒子对准边中点入射，电量为的粒子恰好在边射出，求匀强磁场的磁感应强度的大小；
若使所有粒子都能到达平面内的区域，求的最大值。
答案解析
1.
【解析】A. 该核反应方程不满足电荷数守恒，故A错误；
B. 该核反应方程不满足电荷数守恒，故B错误；
C. 该核反应方程满足质量数和电荷数守恒，故C正确；
D. 该核反应方程不满足质量数守恒，故D错误。
故选C。
2.
【解析】A.由于波沿轴正方向传播，根据同侧法可知，质点此时正向轴正方向振动，故A项正确；
C.由图像可知该波的振幅为，故C项错误；
B.设经历了个周期，有
解得
、、
由于 ，所以周期为，故B项错误；
D.由题图可知，该波的波长为，结合之前的分析可知，周期为，所以有
故D项错误。
故选A。
3.
【解析】第一次投掷“箭矢”飞过了壶落在后方，根据平抛运动规律有
，
联立可得水平位移为
A.只增加箭矢抛出的高度，其他因素不变，可知水平位移变大，不可能投入壶中，故A错误；
B.只增加箭矢抛出的初速度，其他因素不变，可知水平位移变大，不可能投入壶中，故B错误；
C.同时增加箭矢抛出的高度和初速度，其他因素不变，可知水平位移变大，不可能投入壶中，故C错误；
D.只降低箭矢抛出的高度，其他因素不变，可知水平位移变小，有可能投入壶中，故D正确。
故选D。
4.
【解析】A.教练分析陈洋控伞技术动作时，陈洋的形状大小不能忽略不计，不可以将他看成质点，故A错误；
由于伞和人匀速滑向地面，则伞和人为整体受到的合力为零，整体的动能不变，整体的重力势能减小，整体的机械能减小，故B错误，C正确；
D.人逐渐靠近地面，如果忽略空气阻力，由于人做匀速运动，根据受力平衡可知人受到的重力等于伞对人的作用力，故D错误。
故选C。
5.
【解析】A.沿椭圆轨道从向运动时，万有引力做正功，则速度增大，即点速度大于点速度，故A错误；
B.卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速，则嫦娥六号要想从环月轨道进入椭圆轨道必须在点减速，故B正确；
C.嫦娥六号的发射速度应大于地球的第一宇宙速度，小于地球的第二宇宙速度，故C错误；
D.根据万有引力提供向心力
可知根据轨道半径和周期，可估算月球的质量，但不能得到嫦娥六号的质量，故D错误。
故选B。
6.
【解析】A.根据折射率可知，甲图中入射角大于折射角，故A正确，不满足题意要求；
B.乙图中光的入射方向与界面垂直，所以光的传播路线不发生偏折，故B正确，不满足题意要求；
C.丙图中，根据几何关系可知，折射光线在玻璃砖的下界面的入射角等于上界面的折射角，所以不可能在下界面发生全反射，故C错误，满足题意要求；
D.丁图中，根据几何关系可知，折射光线在玻璃砖的下界面的入射角等于上界面的折射角，根据折射定律可知，光线在下界面的折射角等于上界面的入射角，所以入射光线和出射光线平行，故D正确，不满足题意要求。
故选C。
7.
【解析】A.如图乙所示，原线圈电压有效值为
根据原副线圈电压与线圈匝数的关系，所以此时变压器的原副线圈匝数之比为
故A错误；
B.若拆走可拆卸铁芯，还是有互感现象，灯泡两端仍然有电压，故B错误；
C.若原线圈接学生电源直流输出端，不能发生电磁感应现象，副线圈两端无电压，则灯泡不能发光，故C错误；
D.变压器不改变交流电的周期，根据如图乙所示，可知周期为
故D正确。
故选D。
8.
【解析】根据题意可知，两板间电势差相等，从左到右板间距离增大，根据
可知，场强越来越小，电场线越来越稀疏，平行板电容器中，极板分别是等势体，所以电场线始终与两板垂直，故A正确，B错误；
根据电场线的疏密程度可知，、两点的场强大小关系为，故C正确，D错误。
故选AC。
9.
【解析】A.由 图像可知电梯正在上升，故A错误；
B.根据 图像与横轴围成的面积表示位移可知，内电梯的上升高度满足
故B正确；
C.由 图像可知，电梯减速时加速度大小发生变化，不是做匀减速直线运动，故C错误；
D.实验过程中，如果将手机屏幕与竖直平面平行放置，由于垂直手机屏幕方向的加速度为，则不管加速或减速过程，加速度数值都几乎为零，故D正确。
故选BD。
10.
【解析】A.当金属棒 向下滑动时，根据右手定则可知，金属棒端为高电势，电容器右极板将带上正电荷。故A错误；
B.对金属棒 受力分析可知，当其加速度为零时，具有最大速度，可得
又
联立，解得
故B正确；
C.电容器充电完成后，极板间电压为
又
联立，解得
故选C。
D.根据选项分析可知，金属棒最终会做匀速直线运动，由能量守恒
可知此阶段减少的重力势能完全转化为电能。故D正确。
故选BCD。
11.
平衡摩擦力过度
【解析】为了消除小车与木板之间摩擦力的影响，应将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速直线运动。
故选C。
小车做匀加速直线运动，有
解得
轨道倾斜时，当外力为零时，其加速度并不为零，则满足其图像，其图像未过原点是因为其平衡摩擦力过度。
【详解】由于待测电阻的阻值约为，为了使指针尽量位于刻度盘的中间区域，应将选择开关旋转到“”挡的位置。
将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，进行欧姆调零，将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的零刻度线，则顺序应为：、、。
将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图乙所示，则该电阻的阻值为
12.
【解析】由于待测电阻的阻值约为，为了使指针尽量位于刻度盘的中间区域，应将选择开关旋转到“”挡的位置。
将红、黑表笔分别插入“”“”插孔，进行欧姆调零，将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使电表指针对准电阻的零刻度线，则顺序应为：、、。
将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，若多用电表读数如图乙所示，则该电阻的阻值为
13.由玻意耳定律可得
其中
可得
所以，该气体的体积变为原来的倍。
由查理定律得
其中
可得，此时气垫内气体压强
因为气体温度增大，体积不变，所以跑步前后气体的内能增大。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.从点到点过程，根据动能定理可得
解得小球运动到最低点时的速度大小为
在点，根据牛顿第二定律得
解得圆弧轨道对小球的支持力大小为
根据牛顿第三定律可知，小球运动到最低点时，小球对圆弧轨道的压力大小为 。
若恰能到达最高点，从点到点过程，根据动能定理可得
解得小球在水平面上克服摩擦力所做的功为
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.粒子经过加速电场后速度为 ，根据动能定理，有
解得
在辐射状电场中满足
解得
由问可知，带电量为的粒子进入正方体区域的速度为
电量为的粒子恰好在 边射出，由几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
带电量为 的粒子进入正方体区域的速度为
由洛伦兹力提供向心力得
可得
当最大时， 有最小值，若使所有粒子都能到达 平面内的 区域，则 的最小值为
解得的最大值为
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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