2023-2024學年山西省二校高二（下）期末考試物理試卷

一、單選題：本大題共7小題，共28分。

1.在火星上太陽能電池板發(fā)電能力有限，因此科學家用放射性材料作為發(fā)電能源為火星車供電。

~/。2中的Pw元素是轡Pu,發(fā)生a衰變后生成新原子核X,衰變的半衰期為87.7年，則下列說法正確的

是（）

A.衰變的核反應方程為轡一轡x+。］e

B.原子核X的比結(jié)合能比轡Pu小

C.a衰變時P"原子核會向高能級躍遷，并放出7光子

D.大約要經(jīng)過263年會有87.5%的Pu原子核發(fā)生衰變

2.如圖所示為2022年北京冬奧會某運動員滑雪比賽的場景，假設滑板與雪面的動摩擦因數(shù)一定，當運動員

從坡度一定的雪坡上沿直線勻加速下滑時，運動員的速度V、加速度。、重力勢能與、機械能￡隨時間的

變化圖像，正確的是（）

3.如圖所示，一束單色光沿截面射向圓柱形玻璃磚的/點，已知其入射角為3折射角為心玻璃磚的折射

率為n則下列說法正確的是（）

A.要使單色光進入玻璃成，入射角z?必須大于45°

B.選擇合適的入射角i,可使單色光在玻璃磚內(nèi)發(fā)射全反射

C.若僅考慮反射，入射角i=45°時，單色光可在玻璃磚內(nèi)經(jīng)兩次反射后回到/點

D.單色光射入玻璃磚后第一次到達邊界的出射光線相對原光線的偏折角可能大于90°

第1頁，共15頁

4.如圖為一列沿x軸正向傳播的簡諧波在力=0.2s時刻的波的圖像，波速恒為。=5m/s,下列說法正確的

是（）

B.該波的頻率為0.4Hz

C.t=0.2s時，x=2.0m處的質(zhì)點。向上振動

D.力=0.3s時，質(zhì)點尸的位移為10c〃？

5.人體靜電是靜電防護工程領(lǐng)域和靜電應用領(lǐng)域的重要內(nèi)容，人體靜電帶電規(guī)律的研究.具有基礎性指導

作用.如圖所示為人體帶正次憶靜電時的等勢線分布，下列說法正確的是（）

A.若兩手握拳，則手指周圍的電場強度減小

B,帶電粒子沿著人體表面運動，電勢能一定變化

C.若在a點有一靜止的帶負電粒子，該粒子僅在電場力作用下將以垂直于人體的速度打在人體表面上

D.在人體內(nèi)部，越靠近皮膚電勢越低

6.如圖甲所示，質(zhì)量為加=1包的物體靜止在水平地面上，t=0時刻，對物體施加一個水平向右的作用力,

作用力隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為〃=0.1,最大靜摩擦力等于滑動摩擦

力，重力加速度g取10加//。下列說法正確的是（）

第2頁，共15頁

A.力=8s時物體的速度最大

B.1=7s時物體的動能為40.5J

C.0?4s內(nèi)物體的平均速度大小為2.25?TI/S

D.0?4s內(nèi)物體所受摩擦力的沖量大小為4N-s

7.如圖所示，水平面上一小車以2m/s的速度向右做勻速運動，小車的上表面光滑且水平，/、8為固定在

小車兩側(cè)的擋板，滑塊與擋板/、2分別用兩根相同的輕質(zhì)彈簧連接，小車勻速運動時，滑塊相對小車靜止,

滑塊可視為質(zhì)點，兩彈簧恰好處于原長。已知滑塊的質(zhì)量為m=2頜，彈簧勁度系數(shù)為卜=10000N/m,

某時刻，小車與右側(cè)一障礙物發(fā)生碰撞，小車立即停下并被鎖定，彈簧彈性勢能為與=x為彈簧形

變量，關(guān)于此后滑塊的運動，下列說法正確的是（）

障

礙

7WW\物

A.滑塊做簡諧運動的振幅為

B.滑塊做簡諧運動的周期小于8x10-2?

C.滑塊做簡諧運動的最大加速度為20mle

D.滑塊做簡諧運動的半個周期內(nèi)，兩彈簧對滑塊的沖量的矢量和一定為零

二、多選題：本大題共3小題，共18分。

8.如圖所示是研究光電效應的實驗裝置，分別用1、2兩種金屬材料作為K極進行光電效應實驗，保持入射

光相同，測得1、2兩種金屬材料的遏止電壓關(guān)系為5＜。2,下列說法正確的是（）

A.滑片P從滑動變阻器中點。向右端6移動，由此可測得遏止電壓U

B.金屬材料1的逸出功比金屬材料2的逸出功大

C.僅考慮初動能最大的光電子，金屬材料1逸出電子的物質(zhì)波波長比金屬材料2逸出電子的物質(zhì)波波長更

D.光電效應現(xiàn)象表明光子具有動量

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9.如圖為交變電流的兩種引出方式，圖甲采用兩滑環(huán)引出電流，圖乙則采用換向器實現(xiàn)電流的導出，兩裝

置其他部分完全一樣.發(fā)電機矩形線框匝數(shù)為N,面積為S,線框所在位置的磁場可視為勻強磁場，磁感應

強度大小為3,線框從圖示位置開始以角速度s繞軸轉(zhuǎn)動，圖中電阻阻值均為R,不計其他電阻，下列說法

正確的是（）

乙

A.兩圖中圖示位置電動勢均最大

B.甲圖電流表讀數(shù)等于乙圖電表的讀數(shù)

C.乙圖中線框轉(zhuǎn)動一圈，通過電流表的電流方向改變兩次

D.兩裝置線圈轉(zhuǎn)一圈，克服安培力做功均為小及0

R

10.如圖所示，質(zhì)量為4小、半徑為尺的光滑四分之一圓弧體/靜止在足夠大的光滑水平面上，水平面剛好

與圓弧面的最底端相切，輕彈簧放在光滑水平面上，左端固定在豎直固定擋板上，用外力使質(zhì)量為小的小

球3壓縮彈簧（B與彈簧不連接），由靜止釋放小球，小球被彈開后運動到圓弧體的最高點時，恰好與圓弧

體相對靜止，小球可視為質(zhì)點，重力加速度為g。下列說法正確的是（）

3

A.彈簧具有的最大彈性勢能為｝ngR

B.小球3第一次滾上圓弧底端的一瞬間對圓弧底端的壓力大小為（mg

c.小球3第一次滾下圓弧面時，圓弧面的速度大小為Jp1

D.小球8第二次滾上圓弧面后，上升的最大高度為:H

三、實驗題：本大題共2小題，共16分。

11.某同學在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，所用的裝置如圖所示。

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手輪

(1)在通過目鏡觀察干涉條紋，轉(zhuǎn)動測量頭上的手輪時，在視野中看到的是(“干涉條紋”或“分劃板

中心線”)在移動。

(2)用測量頭測量相鄰亮條紋間的距離時，分劃板中心線對準的位置應該是0

4暗條紋的中心R亮條紋的中心C亮條紋的邊緣。.任意位置

(3)測量相鄰紅色亮條紋間的距離時，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心線移過的條紋的個數(shù)，較為合適的是0

41條B.2條C.5條D20條

(4)若分劃板中心線移過的明條紋個數(shù)為〃，移動距離為x,雙縫間距為力雙縫到屏的距離為乙則待測光

的波長為o(用〃、x、d、L表示)

12.某同學利用電流表和電壓表測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗電路如圖甲所示。

UN

1.30

1.20

1.10

1.00

0.90

E>0.80

甲0.70

0.60—k

0.100.200.300.400.500.60〃A

乙

(1)在閉合開關(guān)前，滑動變阻器的觸頭尸應處于(選填“左端”或“右端”)o閉合開關(guān)后，移動滑動

變阻器的觸頭尸，電壓表始終指向一個不為零的示數(shù)，電流表示數(shù)一直為零，則可能的故障是

4電源與開關(guān)間斷路

8電流表與滑動變阻器間斷路

C滑動變阻器短路

(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出U—/圖線如圖乙所示，由此得電池的電動勢E=V(保留2位小數(shù)，下同),

內(nèi)阻r=

四、計算題：本大題共3小題，共38分。

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13.如圖甲所示，將一個U形汽缸放在升降梯中，一個質(zhì)量為沉、橫截面積為S的活塞將一定量的氣體密封

在汽缸內(nèi)，氣體的溫度為7,穩(wěn)定時活塞與汽缸底部之間的距離為人活塞厚度不計且活塞與汽缸之間無摩

擦，外界大氣壓強恒定為%,升降梯先以恒定的加速度。豎直向上做勻加速運動，后做勻速運動。己知重

力加速度為g。

(1)當升降梯勻加速上升時，若汽缸內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則活塞達到穩(wěn)定時距離汽缸底部的高度是多

少？

(2)當升降梯做勻速直線運動時，仍要使活塞達到(1)中相同的位置。

①需要將汽缸內(nèi)的氣體溫度調(diào)整到多少？

②若保持汽缸內(nèi)的氣體溫度T不變，從缸內(nèi)緩慢抽出一定量氣體(圖乙)，求抽出氣體與原有氣體的質(zhì)量比。

甲乙

14.如圖所示，有一間距￡=的足夠長光滑平行傾斜金屬導軌NAfMW'，傾角。=30°，處接有

阻值R=2。的電阻，底端NN'平滑，與間距也為￡的水平光滑平行金屬導軌/ccf非常接近但不連接，cf

和c'尸中間通過一小段絕緣材料e、e'相連，絕緣材料光滑，ee'連線與導軌垂直，在水平導軌左端cd處接

有一電容為。=1F的未充電的電容器.整個裝置均處于垂直導軌平面向上、磁感應強度大小均為B=1T

的勻強磁場中，金屬棒°、6的質(zhì)量均為團=1kg,。棒電阻不計，6棒電阻r=0.20,長度均為6棒靜

止在導軌ee'右側(cè)，且垂直導軌放置，。棒從導軌NMM'N'某一高度上方任意位置由靜止釋放，。棒都能以

恒定速度經(jīng)過NN'處，且無能量損失地滑上水平導軌，速度穩(wěn)定后進入/ee'f導軌，導軌都足夠長.、6棒

始終不相碰且與導軌垂直，重力加速度g取求：

(l)a棒運動至NN'處的速度大小和此時AIM7兩端的電壓大??；

(2)電容器最終儲存的電荷量；

⑶6棒產(chǎn)生的焦耳熱。

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15.空間存在間距為d=赤-的兩水平邊界”、N,N處有吸收板，可以吸收撞向此板的粒子。兩邊界之間

存在磁感應強度大小為3、方向垂直紙面向里的勻強磁場。一粒子源位于邊界M上的/點，單位時間可向

紙面內(nèi)各方向(0＜。＜開)均勻發(fā)射“個速度為"0的帶正電粒子，粒子質(zhì)量為加，帶電荷量為如〃和尸之

間為真空區(qū)域。P、。為帶細孔的水平金屬板，粒子可順利通過，P、。間存在豎直向下的勻強電場，P、Q

間電勢差UPQ=噤。粒子可經(jīng)過電場的“折射”進入。下方，粒子在尸處的速度方向與法線的夾角為入

射角，在。處的速度方向與法線的夾角為折射角。不計粒子的重力和粒子間的相互作用。

(1)求粒子在磁場中運動的軌跡半徑R；

(2)求單位時間內(nèi)通過邊界M進入真空區(qū)域的粒子數(shù)目；

(3)求尸、0間電場對粒子的“折射率”"(入射角與折射角的正弦值的比值)；

7T

(4)若粒子射向磁場的方向固定為。=工，求由于“折射”作用，粒子單位時間內(nèi)對電場發(fā)生裝置的作用力

大小Fo

八7V

XXXXXXX

dB

義、，XXXXX^XX

AM

P

Q

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答案和解析

1.【答案】D

【解析】4衰變的核反應方程為轡Pu-就x+4He

故/錯誤；

A該衰變釋放能量，生成物比反應物更穩(wěn)定，比結(jié)合能越大原子核越穩(wěn)定，所以原子核X的比結(jié)合能

比含卬〃大,故2錯誤；

C.a衰變時X原子核會向低能級躍遷，并放出7光子，故C錯誤；

。由衰變周期公式計算可得"金=?25.5%

m

大約要經(jīng)過3個半衰期會有87.5%的Pu原子核發(fā)生衰變，故。正確。

故選。。

2.【答案】A

【解析】4由于運動員由靜止勻加速下滑，根據(jù)”=at

可知，速度與時間成正比，/正確；

8.勻加速運動，加速度不變，8錯誤；

C加速下滑的過程中，重力勢能減小，C錯誤；

D下滑的過程中，由于要克服摩擦力做功，機械能減小，但速度增大，相同時間內(nèi)位移變大，克服摩擦力

做功變大，因此機械能并不是均勻減小的，。錯誤。

故選兒

3.【答案】C

【解析】4入射角/＜45°時，單色光也能進入玻璃磚，故/錯誤；

2.入射角，＜90°,單色光進入玻璃磚后折射角r必定小于臨界角，不會發(fā)生全反射，故2錯誤；

C當入射角i=45°時，由折射定律冗=萼知，折射角r=30°

smr

內(nèi)部反射光線剛好組成一個正三角形，單色光可在玻璃枝內(nèi)經(jīng)兩次反射后回到N點，故C正確；

。單色光射入玻璃磚后第一次到達邊界的出射光線相對原光線的偏折角為2(1-/)，而，＜90°,45°

故偏折角小于90°，故。錯誤。

故選C。

4.【答案】D

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【解析】4由圖可知，波長入=2.0m

該波的周期為7=△=0.4s

V

故/錯誤；

8該波的頻率為f=^=2.5Hz

故8錯誤；

C因為波沿x軸正向傳播，根據(jù)同側(cè)法，故力=0.2s時，2=2.0m處的質(zhì)點。向下振動，故C錯誤；

D因波的周期為0.4s，故經(jīng)過0.1s質(zhì)點尸運動到波峰位置，故力=0.3s時，質(zhì)點尸的位移為10c加，故。正

確。

故選Do

5.【答案】A

【解析】4帶電物體在其尖端位置場強大，兩手握拳以后手部場強變小，故N正確；

2.人體各部位電勢相等，帶電粒子沿著人體表面運動時電勢能不變，故8錯誤；

C由圖可知，電場線為曲線，且皮膚表面的電場線垂直于人體，故粒子除垂直于人體表面的速度外，還有

沿著表面的分速度，合速度不會垂直于人體，故C錯誤；

。.人體為等勢體，內(nèi)部電勢處處相等，故。錯誤。

故選/。

6.【答案】B

【解析】4當F=/j,mg=0.1x1xION=IN

時物體的加速度為0,速度最大，則力=7s時速度最大，故/錯誤；

8.由/可知t=Is時物體開始運動，t=7s時拉力大小為1N,根據(jù)圖像與坐標軸圍成的面積代表廠的沖

量，1?7s內(nèi)有/=2x^—x3N-s=15N-s

設向右為正方向，1?7s根據(jù)動量定理有/—〃?ng，=T7W

其中t'=6s，動能為Ek=

解得Ek=40.5J

故3正確；

1+4

C1?4s內(nèi)物體的沖量為T=-^―x3N?s=7.5N-s

設向右為正方向，1?4s根據(jù)動量定理有1-產(chǎn)=

其中t"=3s＞解得了=4.5m/s

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物體并非做勻變速直線運動，則平均速度大小萬至1=^-m/s=2.25m/s

故C錯誤；

D0?1s物體靜止，貝I0?4s內(nèi)物體所受摩擦力的沖量大小為/"=。+iirngf

其中=；x1xIN-s=0.5N-s

解得I"=3.5N-s

故。錯誤。

故選Bo

7.【答案】B

【解析】4由動能定理得，2k)4=；加。2

計算得滑塊做簡諧運動的振幅為2°加，故N錯誤；

??T

A若視為勻變速運動，則4=^X7

24

解得周期為7=8x10-2$

做簡諧運動從平衡位置向位移最大位置運動時加速度越來越大，由力圖像特點可知滑塊做簡諧運動的

周期小于8x10-2s，故2正確；

C在最大位移處，由牛頓第二定律得2比4=ma

計算得最大加速度為a=200m/s2

故C錯誤；

。.若從平衡位置經(jīng)過半個周期回到平衡位置，速度大小不變、方向改變，故兩彈簧對滑塊沖量的矢量和不

為零，故。錯誤。

故選瓦

8.【答案】BC

【解析】4滑片尸從滑動變阻器中點。向右端6移動UAK>0

故不能測得遏止電壓，/錯誤；

8由愛因斯坦光電效應方程eUc=hv-W0,得Woi>卬02

故3正確；

C由R=mv=y/2mEk,>EH

可知pi<P2

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由入=2可知，金屬材料1逸出電子的物質(zhì)波波長比金屬材料2逸出電子的物質(zhì)波波長更長，故C正確；

P

D光電效應現(xiàn)象表明光具有粒子性，不能表明光子具有動量，故。錯誤。

故選BCo

9.【答案】BD

【解析】4兩圖中圖示位置是中性面位置，此時穿過線框的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，根據(jù)法拉

第電磁感應定律石=N誓

△力

可知此時線框中的電動勢為零，故N錯誤；

電流表測得的是交變電流的有效值，乙圖中通過換向器后，電流方向不變，但跟甲圖中的電流熱效應

相同，所以交變電流的有效值相同，電流表讀數(shù)相等，故3正確，C錯誤；

D兩裝置線圈轉(zhuǎn)一圈，克服安培力做功等于回路所產(chǎn)生的焦耳熱，均為（5=呆7

式子中U有=麋，Um=NBSUJ,T=—

v23

聯(lián)“求得Q=--------------

R

故。正確。

故選3D。

10.【答案】BCD

【解析】4設彈簧開始具有的最大彈性勢能為Ep,設小球被彈開后速度大小為,滾上圓弧面最高點后

速度大小為"1,根據(jù)能量守恒有與=；x5mv^+mgR,Ep=）嗚

根據(jù)動量守恒mv0=5mv!

解得*=,Ep—

故/錯誤；

2

2.小球8第一次滾上圓弧面的一瞬間有N-mg=m—

R

7

解得N=-mg

?--上——7

根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)A弧面的壓力大小N'=N=鉀

故3正確；

C設小球第一次離開圓弧面時，小球的速度大小為“2、圓弧體的速度大小為“3，根據(jù)動量守恒有

mvQ=+mv2

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根據(jù)能量守恒有|wuo=|X4m底+|m?；2，v3=

故C正確；

D從小球第二次滾上圓弧面到上升到最高點過程中，設上升到最高點時共同速度為04,上升的最大高度

為h，根據(jù)動量守恒有4mv3+mt>2=5mv4

根據(jù)能量守恒有|x4m嗎+|mt；2=；x5mv：+mgh

解得/i==0.04R

故。正確。

故選BCD.

11.【答案】(1)分劃板中心線

⑵B

⑶。

⑷口

')(n-1)L

【解析】(1)在通過目鏡觀察干涉條紋，轉(zhuǎn)動測量頭上的手輪時，在視野中看到的是分劃板中心線在移動。

(2)用測量頭測量相鄰亮條紋間的距離時，分劃板中心線對準的位置應該是亮條紋的中心。

故選Bo

(3)測量相鄰紅色亮條紋間的距離時，為了減小誤差，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心線移過的條紋的個數(shù)不能太

多也不能太少，較為合適的是5條。

故選Co

(4)若分劃板中心線移過的明條紋個數(shù)為〃，移動距離為x,則相鄰明條紋間距為

根據(jù)相鄰明條紋間距公式=七入

a

聯(lián)立可得待測光的波長為A=7-Try

(n—1)L

12.【答案】(1)右端B

⑵1.451.52

【解析】(1)國在閉合開關(guān)前，應該使回路電流最小，故滑動變阻器的觸頭P應處于右端。

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⑵電流表示數(shù)一直為零，可能是沒有電流通過電流表，即電流表與滑動變阻器間斷路。

⑵閨⑵由u=E-力，根據(jù)圖線可以求得斜率的絕對值網(wǎng)=:T嗎~L52

U.oo—U.1U

電池的內(nèi)阻r=\k\=1.52Q

電池的電動勢E=(1.30+0.152)7注1.457

13.【答案】(1)汽缸處于靜止狀態(tài)時，設汽缸內(nèi)部壓強為Pi,對活塞有加+瞪="

當升降機勻加速上升時，且活塞達到穩(wěn)定狀態(tài)時，汽缸內(nèi)部的壓強為次，有pzS—p°S—mg=ma

因為汽缸內(nèi)氣體溫度不變，所以有P1K=P2%

設活塞達到穩(wěn)定時距離汽缸底部的高度為％2匕=Sh,V2=Sh2

mgh+poSh

解得h=

2mg+ma+p°S

(2)①當升降梯做勻速直線運動時，仍要使活塞達到(1)中相同的位置，汽缸內(nèi)氣體的壓強為。，溫度為T3,

滿足0O+M=P3

由于該過程為等容變化’則有"=當

W+PoS

解得4=t

mg+ma+p（）S

②由pihS=pih2s+pi'hS,/\h=h-h2

可得出=包=竺=效ma

moViShhmg+ma+p°S

【解析】詳細解答和解析過程見【答案】

14.【答案】(1)設。棒運動至NN'處的速度大小為v，則館外^^二目