2024-2025学年陕西省汉中市高二（下）期末物理试卷（7月）（含解析）

这是一份2024-2025学年陕西省汉中市高二（下）期末物理试卷（7月）（含解析），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.一物体沿水平面做初速度为零的匀加速直线运动，该物体运动的位移为x，物体运动的时间为t，则以下图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
2.《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第六十二条规定：不得连续驾驶机动车超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟。长时间行车不仅驾驶员会疲劳，而且汽车轮胎与地面摩擦会使得轮胎变热，有安全隐患。一辆汽车行驶4小时后轮胎变热，轮胎内气体温度也会升高，设此过程中轮胎体积不变且没有气体泄漏，胎内气体可视为理想气体，下列说法正确的是( )
A. 该段时间内，外界对轮胎内气体做正功B. 该段时间内，轮胎内气体对外界做正功
C. 轮胎内气体的内能减小D. 轮胎内气体分子平均速率增大
3.农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选．在同一风力作用下，谷种和瘪谷(空壳)谷粒都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，如图所示．若不计空气阻力，对这一现象，下列分析正确的是( )
A. 谷种飞出洞口做匀变速曲线运动和瘪谷飞出洞口后做非匀变速曲线运动
B. 谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度大些
C. 谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间不相同
D. N处是谷种，M处为瘪谷
4.如图所示，一个电场的电场线分布关于y轴对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN。P点在y轴右侧，且MP⊥ON。下列说法正确的是( )
A. O、M、N、P四点中，N点的电势最高
B. O、M、N、P四点中，N点的电场强度最大
C. 带正电的试探电荷在M点的电势能等于在P点的电势能
D. O、M两点间的电势差大于M、N两点间的电势差
5.2024年12月8日发生了木星冲日现象，如图所示，木星冲日是指木星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与木星之间，地球和木星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球绕太阳运行的周期为1年，忽略木星与地球间的引力，下列说法正确的是( )
A. 木星的加速度大于地球的加速度
B. 木星的运行周期大于1年
C. 在两次木星冲日的时间内，木星与太阳中心连线转过的角度一定大于2π
D. 在相同时间内，木星与太阳中心连线扫过的面积和地球与太阳中心连线扫过的面积相等
6.平衡位置在坐标原点的波源从t=0时开始做简谐运动，它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，t=6s时波刚好传播到x=12m处，此时的波形图如图所示。下列说法正确的是( )
A. t=6s时x=12m处的质点沿y轴负方向振动
B. 波源的起振方向为y轴负方向
C. 波源的振动周期为4s
D. 该波的传播速度为3m/s
7.据报道，中国第三艘航母福建舰进行海试。该舰首次采用电磁弹射技术，图为电磁弹射装置的等效电路图(俯视图)。两根相互平行的光滑长直导轨固定在水平面上，在导轨的左端接入充满电的超级电容器，此时超级电容器的电荷量为Q，超级电容器的电容为C。将阻值为R的导体棒MN静置于导轨上，闭合开关S后，电容器释放储存的电能，所产生的强大电流经过导体棒MN，导体棒MN在强磁场的作用下加速。导体棒MN始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨的电阻。下列说法正确的是( )
A. 超级电容器相当于电源，放电时两端电压不变
B. 在电容器放电过程中，电容器的电容不断减小
C. 通过导体棒MN电流的最大值为QRC
D. 导体棒MN速度最大时所受的安培力也最大
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.2024年9月18日，苏州大学研究团队在《自然》杂志上发布了辐光伏微型核电池的研究成果。该电池主要是利用镅243发生α衰变释放能量，镅243衰变的核反应方程是 95243Am→abX+α，下列说法正确的是( )
A. X的电荷数为93B. X的质量数为241
C. α射线的穿透能力强于β射线D. 镅243的比结合能小于 abX的比结合能
9.某小型发电站的原理示意图如图所示，矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴OO′转动，产生的电动势的有效值为110V，矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接的定值电阻R=220Ω，矩形线圈的电阻可以忽略不计。已知理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，下列说法正确的是( )
A. 线圈位于图示位置时，产生的感应电动势最大
B. 变压器原、副线圈中的电流之比为1∶2
C. 变压器输入功率、输出功率之比为1∶2
D. 电阻R消耗的功率为220W
10.如图甲所示，质量为2kg的物体静止在粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下开始运动，外力F做的功和物体克服摩擦力f做的功与物体位移x的关系图像如图乙所示，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 物体与地面之间的动摩擦因数为0.25B. 物体运动的最大位移为13.5m
C. 物体在运动过程中的最大速度为3m/sD. 物体在运动过程中匀速运动了3s
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.李同学在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，先用图钉把一张白纸钉在木板上，再用图钉把橡皮条一端固定在木板上，橡皮条的另一端通过一个轻质小圆环连接了两根细绳套。接着用两只弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉动小圆环；再用一只弹簧测力计通过细绳套拉动小圆环。
(1)用两只弹簧测力计与只用一只弹簧测力计拉动小圆环时，需要保证两次效果相同，我们判断的依据是 。
A.橡皮条伸长相同的长度
B.橡皮条上的轻质小圆环处于同一位置
C.两只弹簧测力计示数之和等于一只弹簧测力计的示数
(2)关于本实验的一些具体操作，下列说法正确的是。
A.用两只弹簧测力计拉橡皮条时，两只弹簧测力计的夹角越大越好
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.拉橡皮条的细绳要适当长些，标记同一细绳套方向的两点要适当远些
(3)李同学记录了用两只弹簧测力计拉动小圆环时拉力F1、F2的大小及方向，并将它们的图示画在如图所示的方格纸中，已知方格纸上每个正方形小格的边长代表1N。根据图像可知，拉力F1、F2的合力大小为_________N。(结果保留两位有效数字)
12.某校实验小组正在用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，同学们连接的电路图如图所示，电流表和电压表的量程均合适。为了便于实验，电路干路中串联了定值电阻R0。
(1)在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的_______(填“a”或“b”)端。
(2)关于干路中串联定值电阻R0的目的，描述最准确的是( )
A.增大电流表示数的变化范围
B.改装电压表，增大电压表的量程
C.解决实验中电流表示数变化明显，而电压表示数变化不明显的问题
(3)同学们正确操作，测得多组电压表和电流表的示数U和I，根据实验数据作出的U−I关系图像如图所示。已知R0=1.5Ω，则该干电池的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。(结果均保留三位有效数字)
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，三角形ABC为三棱镜的横截面，其顶角∠A=30 ∘，AB边的边长为L，一细光束从AB边的中点O射入三棱镜，入射角i=45 ∘，折射光线恰好垂直AC边射出。光在真空中传播的速度为c，不考虑光在三棱镜内发生的多次反射。求：
(1)三棱镜对光的折射率n；
(2)该细光束在三棱镜中传播的时间t。
14.如图所示，静止在光滑水平地面上的平板小车A的质量m1=2.0kg，长L=4m，其上表面与斜面底端平滑连接。质量m2=0.5kg的物块(视为质点)从斜面上的B点由静止释放，并从斜面底端滑上小车A后恰好不从其右端滑出。已知斜面的倾角θ=30 ∘，B点到斜面底端的距离x=5m，物块与斜面间的动摩擦因数μ= 36，取重力加速度大小g=10m/s2，水平地面足够大。求：
(1)物块滑上小车A时的速度大小v0；
(2)物块和小车A共速时的速度大小v共；
(3)物块与小车A间的动摩擦因数μ0。
15.如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直xOy平面向里，电场方向平行于y轴向上。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球(视为质点)从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点第一次进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，从x轴上的P点(图中未画出)第二次进入电场和磁场。A点到x轴的距离为ℎ，小球过M点时的速度方向与x轴正方向的夹角θ=37°，M、N两点间的距离为L，重力加速度大小为g，不计空气阻力，取sin37 ∘=35，cs37 ∘=45。求：
(1)匀强电场的电场强度大小E；
(2)小球到达M点时的速度大小v0；
(3)磁场的磁感应强度大小B和小球从M点运动到N点的时间t；
(4)N、P两点间的距离d。
答案解析
1.【答案】B
【解析】AD.根据 x=12at2
可得 t= 2a⋅x
结合数学可知AD图像都不对，故AD错误；
BC.物体做初速度为零的匀加速直线运动，则 x=12at2
则该物体的x—t图像为开口向上的抛物线，故B正确，C错误。
故选B。
2.【答案】D
【解析】AB.轮胎体积不变，气体体积一定，可知，外界与气体之间不做功，故AB错误；
C.理想气体内能仅由温度决定，温度升高则内能增大，故C错误；
D.温度升高，气体分子平均动能增大，可知，分子平均速率增大，故D正确。
故选D。
3.【答案】D
【解析】A项：谷种和瘪谷做的是平抛运动，平抛运动是匀变速曲线运动，故谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动，故A错误；
B项：在大小相同的风力作用下，风车做的功相同，由于谷种的质量大，所以离开风车时的速度小，故B错误；
C项：平抛运动在竖直方向做自由落体运动，高度相同，故运动时间相同，故C错误；
D项：由于谷种飞出时的速度较小，而谷种和瘪谷的运动的时间相同，所以谷种的水平位移较小，瘪谷的水平位移较大，所以M处是瘪谷，N处是谷种，故D正确．
4.【答案】D
【解析】A.由于电场线与等势线垂直，沿电场线方向电势降低，可知， O 、 M 、 N 、 P 四点中， O 点的电势最高，故A错误；
B.电场线分布的密集程度表示电场的强弱，可知， O 、 M 、 N 、 P 四点中， O 点的电场强度最大，故B错误；
C.将带正电的试探电荷从 M 点沿直线MP移至 P 点过程，电场力方向与移动方向夹角为锐角，电场力做正功，电势能减小，可知，带正电的试探电荷在 M 点的电势能大于在 P 点的电势能，故C错误；
D. O 、 M 两点间的任意位置的电场强度均大于 M 、 N 两点间任意位置的电场强度，则 O 、 M 两点间电场强度的平均值大于 M 、 N 两点间电场强度的平均值，根据 U=Ed
可知， O 、 M 两点间的电势差大于 M 、 N 两点间的电势差，故D正确。
故选D。
5.【答案】B
【解析】A.根据万有引力提供向心力有 GMmr2=ma
解得 a=GMr2
因为 r木>r地
所以木星的加速度小于地球的加速度，故A错误；
B.根据万有引力提供向心力有 GMmr2=mr4π2T2
解得周期 T=2π r3GM
因为 r木>r地
所以木星的运行周期大于地球的运行周期(1年)，故B正确；
C.木星的运行周期大于地球的运行周期，根据 ω=2πT
可知地球的角速度比木星大，所以地球在两次木星冲日的时间内转过的角度大于2π，在该时间段内木星转过的角度小于2π，故C错误；
D.根据开普勒第二定律可知，同一行星与中心天体的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故在相同时间内，木星与太阳中心连线扫过的面积与地球与太阳中心连线扫过的面积不相等，故D错误。
故选B。
6.【答案】C
【解析】AB.根据同侧法可知，t=6s时x=12m处的质点沿y轴正方向振动，波源的起振方向为y轴正方向，选项AB错误；
CD.根据题述条件可知，该简谐横波传播的速度 v=Δxt=2m/s
根据题图可知，该简谐横波的波长λ=8m，则波源振动的周期 T=λv=4s ，选项C正确， D错误。
故选C。
7.【答案】C
【解析】A.超级电容器相当于电源，根据 C=QU 知，放电时Q减小，两端电压减小，故A错误；
B.超级电容器的电容是由电容器的内部结构决定的，与充电、放电无关，电容器的电容不变，故B错误；
C.根据题意可知，刚闭合开关时，导体棒MN未运动，此时反电动势为零，电容器电压最大，则通过导体棒MN的电流最大，此时的电流 Im=UmR
又因为 Um=QC
所以通过导体棒MN的电流的最大值 Im=QRC ，故C正确；
D.导体棒MN在运动过程中产生了感应电动势，导体棒MN中的电流瞬时值为 i=U−BlvR
当 U=Blv 时导体棒MN中的电流瞬时值为零，受到的安培力等于零，此时导体棒MN的速度最大，故D错误。
故选C。
8.【答案】AD
【解析】AB.根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的电荷数为93，质量数为239，选项A正确、B错误；
C. α 射线的穿透能力弱于 β 射线的穿透能力，选项C错误；
D.核反应放出核能，生成物更加稳定，则生成物 abX 的比结合能大于反应物镅243的比结合能，选项D正确。
故选AD。
9.【答案】AD
【解析】A.线圈位于图示位置时，矩形线圈平面与磁感线平行，穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，根据法拉第电磁感应定律可知，此时产生的感应电动势最大，故A正确；
B.根据理想变压器原、副线圈的电流比等于匝数比的反比，可知变压器原、副线圈中的电流之比为 I1:I2=n2:n1=2:1 ，故B错误；
C.根据理想变压器原理可知，变压器输入功率、输出功率之比为 1:1 ，故C错误；
D.根据 U2U1=n2n1 ，解得副线圈两端的电压为 U2=21×110=220V
则电阻R消耗的功率为 P2=U22R=220W ，故D正确。
故选AD。
10.【答案】BC
【解析】A.在W—x图像中，图线的斜率表示力，根据题图乙下方图像，结合 Wf=fx 可知，物体所受滑动摩擦力大小f=2N
根据 f=μmg 可知μ=0.1，选项A错误；
B.从物体开始运动到停止运动，根据动能定理有 WF−fx=0
解得 x=WFf=272m=13.5m ，选项B正确；
C.根据题图乙可知，前3m内，拉力大小 F1=153N=5N
则物体在前3m内的加速度大小 a1=F1−fm=1.5m/s2
根据 v2=2a1x 可知3m末的速度 v= 2a1x=3m/s
3m以后物体牵引力等于阻力，则物体匀速运动，则在运动过程中的最大速度v=3m/s，选项C正确；
D.进一步分析可知，物体在3m∼9m内做匀速直线运动，运动的时间为 t=9m−3m3m/s=2s ，选项D错误。
故选BC。
11.【答案】(1)B
(2)C
(3)6.0

【解析】(1)实验中用两只弹簧测力计与只用一只弹簧测力计均将橡皮条上的轻质小圆环拉到同一位置，以保证作用效果相同，选项B正确。
(2)A.本实验中两只弹簧测力计的夹角适当即可，并非越大越好，选项A错误；
B.在实验中两个分力的夹角大小适当即可，不需要橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上，选项B错误；
C.标记同一细绳套方向的两点要适当远些，使拉力方向的确定更为精确，选项C正确。
故选C。
(3)根据平行四边形定则作图可知，拉力 F1 、 F2 的合力大小为6.0N。
12.【答案】(1)a
(2)C
(3) 1.50 0.375

【解析】(1)为保护电路，闭合开关前滑动变阻器接入电路中的阻值需要达最大，故滑片要置于a端。
(2)由于电源的内阻较小，因此当回路中电流发生变化时，路端电压变化较小，所以电路中接入 R0 的作用是使电压表的示数有明显变化，故选C。
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有 U=E−Ir+R0
根据题图乙纵截距可知，该干电池的电动势 E=1.50V
图像斜率的绝对值 k=R0+r=ΔUΔI=Ω
该干电池的内阻 r=k−R0=0.375Ω
13.【答案】(1)如图所示，根据三角形知识可知，入射光在 AB 边发生折射时的折射角 r=30 ∘
根据光的折射定律有 n=sinisinr
解得 n= 2
(2)光在三棱镜中的传播距离 s=L2sin30 ∘=L4
三棱镜的折射率 n=cv
光在三棱镜中传播的时间 t=sv
解得 t= 2L4c

【解析】详细解答和解析过程见答案
14.【答案】解：(1)物块在斜面上运动时，对物块受力分析，根据牛顿第二定律有 m2gsinθ−μm2gcsθ=m2a
根据运动规律有 v 02=2ax
解得 v0=5m/s
(2)物块滑上小车A后，物块和小车A组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律有 m2v0=m1+m2v共
解得 v共=1m/s
(3)物块滑上小车A后，因为摩擦产生的热量 Q=μ0m2gL
根据能量守恒定律有 12m2v02=12m1+m2v共2+Q
解得 μ0=0.25

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，说明电场力和重力平衡，则 qE=mg
解得 E=mgq
(2)小球从A点到M点做平抛运动，根据运动规律有 v y2=2gℎ
将小球在M点的速度分解，根据几何关系有 sinθ=vyv0
解得 v0=5 2gℎ3
(3)小球在x轴下方做匀速圆周运动，设小球做圆周运动的半径为R，根据几何关系有 L=2Rsinθ
根据洛伦兹力提供向心力有 qv0B=mv 02R
解得 B=2m 2gℎqL
小球从M点运动到N点通过的弧长 s=2θR (或 2θ360 ∘⋅2πR )
小球从M点运动到N点所用的时间 t=sv0
解得 t=37πL 2gℎ360gℎ
(4)小球从N点运动到P点所用的时间 t′=2vyg
N、P两点间的距离 d=v0csθ⋅t′
解得 d=163ℎ

【解析】详细解答和解析过程见【答案】