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德优网2023陕西省西安市长安区长安区一中高中物理考试期末高二下

2022-2023学年陕西省西安市长安一中高二(下)期末物理试卷

试卷总分:110分    命题人:dygzwlyn    考试时长:120分钟

一、选择题(14小题共56分)
1. (本题4分) 宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子,中子与大气中的氮14会产生以下核反应:N+n→C+H,产生的C能自发进行β衰变,其半衰期为5730年,利用碳14的衰变规律可推断古木的年代.下列说法正确的是(  )

A.β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子

B.C发生β衰变的产物是N  

C.近年来由于地球的温室效应,引起C的半衰期发生微小变化   

D.若测得一古木样品的C含量为活体植物的,则该古木距今约为17190年

2. (本题4分) 如图所示,分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究,其截止频率ν1<ν2,保持入射光不变,则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是(  )

A. 
B.   
C. 
D.
3. (本题4分) 如图所示,半径为5m的四分之一圆弧ABC固定在水平地面上,O为圆心。在圆心O右侧同一水平线上某点处,水平向左抛出一个小球,小球可视为质点,恰好垂直击中圆弧上的D点,D点到水平地面的高度为2m,g取10m/s2,则小球的抛出速度是(  )

A.    
B.     
C.     
D.
4. (本题4分) 2022年2月7日,我国运动员任子威、李文龙在北京冬奥会短道速滑男子1000米决赛中分获冠、亚军。如图所示为短道速滑比赛场地示意图,比赛场地周长约为111.12m,其中直道长度为28.85m,弯道半径为8m。若一名质量为50kg的运动员在弯道紧邻黑色标志块做匀速圆周运动,转弯时冰刀与冰面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,运动员可看作质点,重力加速度g取10m/s2,则(  )

A.该运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为6m/s  

B.该运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为8m/s  

C.运动员受到冰面的作用力最大为100N

D.运动员受到冰面的作用力最大约为510N

5. (本题4分) 如图所示,水平正对的金属板A、B与干电池连接,B板接地,静电计的电荷量导线以及电池的内阻均不计。开关S闭合,一带负电的油滴静止于两板间的P点。下列说法不正确的是(  )

A.若仅将A板上移一些,则静电计指针的张角不变  

B.若仅将B板下移一些,则油滴向下运动  

C.若断开S,且仅将B板下移一些,则油滴的电势能增大 

D.若断开S,且仅在A、P间插入玻璃板,则油滴保持静止

6. (本题4分) 如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里,图中虚线为磁场的边界,其中bc段是半径为R的四分之一圆弧,ab、dc的延长线通过圆弧的圆心,Ob长为R。一束质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子,在纸面内以不同的速率从O点垂直ab射入磁场,不计粒子间的相互作用和重力。则从圆弧边界bc射出的粒子在磁场中飞行的最短时间为(  )

A.                        
B.
C.                      
D.
7. (本题4分) 空间中有两个固定点电荷A和B,带电荷量的绝对值分别为QA和QB,以点电荷A、B连线上某点为原点,以点电荷A和B所在的直线为x轴建立直角坐标系,分别作出部分E﹣x图像和φ﹣x图像,如图所示,无穷远处电势为零.则下列说法正确的是(  )

A.A为正点电荷,B为负点电荷,且QA<QB  

B.A为负点电荷,B为正点电荷,且QA=QB  

C.1是E﹣x图像,2是φ﹣x图像

D..1是φ﹣x图像,2是E﹣x图像

8. (本题4分) 如图(a),质量分别为mA、mB的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统,外力F作用在A上,系统静止在光滑水平面上(B靠墙面),此时弹簧形变量为x。撤去外力并开始计时,A、B两物体运动的a﹣t图像如图(b)所示,S1表示0到t1时间内A的a﹣t图线与坐标轴所围面积大小,S2、S3分别表示t1到t2时间内A、B的a﹣t图像与坐标轴所围面积大小。A在t1时刻的速度为v0。下列说法正确的是(  )

A.0到t1时间内,墙对B的冲量大于mA S1  

B.mA=mB

C.B运动后,弹簧的最大形变量等于x 

D.S1﹣S2=S3

9. (本题4分) 如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨,固定在同一水平面上,其间距为L=1m,左端通过导线连接一个R=1.5Ω的定值电阻。整个导轨处在磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。质量m=0.2kg、长度L=1m、电阻r=0.5Ω的均质金属杆垂直于导轨放置,且与导轨接触良好,在杆的中点施加一个垂直于金属杆的水平拉力F,使其由静止开始运动。金属杆运动后,拉力F的功率P=8W保持不变,当金属杆的速度稳定后,撤去拉力F。下列说法正确的是(  )

A.撤去拉力F前,金属杆稳定时的速度为16m/s 

B..从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程,通过金属杆的电荷量为0.6C   

C.从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程,金属杆前进的距离为1.6m   

D.从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程,金属杆上产生的热量为1.8J

10. (本题4分) 如图所示,真空中存在一个等边三角形ABC,O为等边三角形外接圆的圆心,平行于BC的线段PQ在三角形所在平面内,且O为PQ的中点。将等量异种点电荷固定在P、Q两点处。已知等边三角形外接圆的半径为R,PQ之间的距离为。下列说法正确的是(  )

A.B、C两点的场强相同  

B..A点与O点的场强大小之比为

C.图中各点电势关系为φB>φO=φA>φC  

D.带负电的粒子沿AC从A点移动到C点的过程中,电势能减小

11. (本题4分) 如图甲所示,若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动,且绕行方向相同,它们之间的距离Δr随时间变化的关系图像如图乙所示,变化周期为T,卫星a和b的最近距离为3r、最远距离为5r。不考虑a、b间的万用引力,已知地球半径为0.8r。下列说法正确的是(  )

A.卫星a做匀速圆周运动的半径为r   

B..卫星b做匀速圆周运动的周期为8T

C.地球表面的重力加速度为 

D.地球的第一宇宙速度为

12. (本题4分) 如图甲所示,一质量为0.5kg的小物块从匀速转动的水平传送带的右侧滑上传送带,固定在传送带右端的位移传感器(图中未画出)记录了小物块的位移与时间的变化关系,如图乙所示。已知图线在前3.0s内为二次函数,在3.0~4.5s内为一次函数,取向左运动的方向为正方向,传送带的速度保持不变,g取10m/s2。下列说法正确的是(  )

A.传送带沿逆时针方向转动  

B.传送带的速度大小为0.6m/s

C.小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2 

D.全过程小物块与传送带系统因摩擦产生的热量为9J

13. (本题4分) 如图所示,发电机可输出频率一定、电压有效值恒为U的正弦交流电,变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,变压器可视为理想变压器。开始时开关S1断开,S2闭合,四个灯泡亮度相同。灯泡规格一样且不计灯丝电阻随温度的变化。下列说法正确的是(  )

A.变压器原、副线圈匝数比n1:n2=1:2  

B.发电机输出电压U与一个灯泡两端电压UL的比为U:UL=4:1   

C.若开关S1闭合,则灯泡L2变亮,L3、L4变暗  

D.若开关S2断开,则灯泡L1、L2变暗,L3变亮

14. (本题4分) 粗糙水平面上有一块足够长的木板B,小物块A处于木板上表面的右端,两者均静止,如图甲所示。取水平向右为正方向,t=0时刻分别使A和B获得等大反向的水平速度v0,它们一段时间内速度v随时间t变化的图像,如图乙所示。已知物块A跟木板B的质量之比为1:3,物块A与木板B之间、木板B跟地面之间的动摩擦因数分别为μ1和μ2,重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力,则下列说法正确的是(  )

A.物块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.2  

B.两处的动摩擦因数之比为μ1:μ2=4:5 

C.木板B向前滑行的最大距离为  

D.物块A相对木板B滑过的位移大小为

二、实验题(2小题共18分)
15. (本题8分) 某实验小组为了探究物体加速度与力、质量的关系,设计了如下实验.
(1)在探究小车加速度a与其质量M的关系时,采用了图(a)所示的方案。
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①保持盘中砝码不变,通过增减小车中的砝码个数改变小车的总质量M,利用打出的纸带测量出小车对应的加速度.下列实验操作合理的是        
A.为了补偿阻力,把木板的一侧垫高,并将砝码盘用细线通过定滑轮系在小车上
B.先接通电源,待打点计时器正常工作后再释放小车
C.调节滑轮,使细线与木板平行
②图(b)为实验中打出的一条纸带,相邻两个计数点间还有四个点未画出.交变电源的频率为50Hz,小车的加速度a=       m/s2。(结果保留两位有效数字)
(2)在探究小车加速度a与所受力F的关系时,设计了图(d)所示的方案.其实验操作步骤如下:
a.挂上砝码盘和砝码,调节木板的倾角,使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;
b.取下砝码盘和砝码,测出其总质量为m,并让小车沿木板下滑,测出加速度a;
c.改变砝码盘中砝码的个数,重复步骤a和b,多次测量,作出a-F图象.
①该实验方案        (选填“需要”或“不需要”)满足条件M?m;
②若实验操作规范,通过改变砝码个数,画出的a-F图象最接近图中的        
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16. (本题10分) 两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率,采用了如图甲所示的电路进行测量。

实验步骤如下:
a.用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝直径,求出平均值D;
b.调节电阻丝上的导电夹P的位置,用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度x;闭合开关S,记录电压表示数U、电流表示数I;
c.改变电阻丝上的导电夹P的位置,重复步骤b,记录多组x、U、I的值。
(1)若螺旋测微器某次测量结果如图乙所示,其示数为            mm。
(2)若选用某组U、I值,用算出电阻丝连入电路的电阻Rx,则计算值与真实值相比         。(选填“偏小”、“相等”或“偏大”)
(3)根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示,若图线斜率为k,则电阻丝的电阻率ρ=                     (用已知或测量出的物理量的符号表示);电流表内阻对电阻率的测量         (选填“有”或“没有”)影响。
(4)用记录的数据绘制出U﹣I图像如图丁所示,由图像可知电源的内阻r=          Ω。(结果保留两位有效数字)
三、计算题(3小题共36分)
17. (本题10分) 德优题库一种升降电梯的原理如图所示,A为电梯的轿厢,B为平衡配重。在某次运行时A(含乘客)、B的质量分别为M=1000kg和m=800kg。A、B由跨过轻质滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉配重B,使得电梯的轿厢由静止开始向上运动。电动机输出功率P=2kW保持不变。不计空气阻力和摩擦阻力,g=10m/s2。在A向上运动过程中,求:
(1)轿厢A能达到的最大速度vm
(2)轿厢A向上的加速度为a=2m/s2时,配重B下端的牵引绳上拉力F大小;
(3)厢体A从静止开始到上升的高度为5m时(箱体已处于匀速状态),试求该过程中所用的时间t。
18. (本题12分) 德优题库某同学设计了一个用拉力传感器测量环境温度的实验装置,如图所示,导热汽缸开口向上并固定在桌面上,用质量M=1.2kg、横截面积S=20cm2的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。现用不可伸长的轻绳竖直悬挂活塞,轻绳上端与固定的拉力传感器连接。当拉力传感器示数为F1=12N,测得环境温度T1=300K。设外界大气压强p0=1.0×105Pa,取g=10m/s2。求:
(1)当拉力传感器示数为F2=8N,环境温度T2为多少?
(2)该装置可测量的最高环境温度Tmax为多少?
19. (本题14分) 德优题库如图所示,在y>0的区域存在方向沿x轴正方向的匀强电场,在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。带正电粒子a从y轴上P点(yP=h)沿y轴负方向以v0射出,同时带负电粒子b从y轴上Q点(yQ=2h)沿y轴负方向以2v0射出。粒子a进入磁场时,速度方向与x轴正方向的夹角为30°,并在磁场中与粒子b发生碰撞,碰撞前瞬间a、b的速度方向相反,碰后a、b结合成一个新的粒子c。粒子a的质量为m,电荷量为q,粒子b的质量为2m,电荷量为-4q,粒子重力均忽略不计。求
(1)粒子a刚进入磁场时的位置的横坐标x1
(2)磁场的磁感应强度B的大小;
(3)从粒子a、b结合成c至粒子c第一次离开磁场所用时间t。
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  • 题号
  • 考点
  • 操作
  • 1
  • β衰变的特点、本质及方程,原子核的半衰期及影响因素,半衰期的相关计算,
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  • 2
  • 光电效应方程的图像问题,
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  • 3
  • 平抛运动与曲面的结合,
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  • 4
  • 牛顿第二定律的简单应用,牛顿第二定律与向心力结合解决问题,车辆在道路上的转弯问题,
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  • 5
  • 匀强电场中电势差与电场强度的关系,电容器的动态分析——电容器与静电计相连,
  • 查看
  • 6
  • 牛顿第二定律的简单应用,牛顿第二定律与向心力结合解决问题,带电粒子在直线边界磁场中的运动,
  • 查看
  • 7
  • E-x图像的理解与应用,φ-x图像的理解与应用,
  • 查看
  • 8
  • 牛顿第二定律的简单应用,弹簧类问题中的机械能守恒,动量定理的内容和应用,
  • 查看
  • 9
  • 单杆在导轨上有外力作用下切割磁场的运动问题,动量定理在电磁感应问题中的应用,电磁感应过程中的动力学类问题,电磁感应过程中的能量类问题,电磁感应过程中的电路类问题,
  • 查看
  • 10
  • 电场力做功与电势能变化的关系,电势的定义、单位和物理意义及用定义式计算电势,匀强电场中电势差与电场强度的关系,
  • 查看
  • 11
  • 牛顿第二定律与向心力结合解决问题,万有引力与重力的关系(黄金代换),第一、第二和第三宇宙速度的物理意义,近地卫星,
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  • 12
  • 牛顿第二定律的简单应用,常见力做功与相应的能量转化,
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  • 13
  • 变压器的构造与原理,变压器的动态分析——原线圈无负载,
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  • 14
  • 无外力的水平板块模型,
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  • 15
  • 探究加速度与力、质量之间的关系,
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  • 16
  • 螺旋测微器的使用与读数,导体电阻率的测量,
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  • 17
  • 牛顿第二定律的简单应用,功率的定义、物理意义和计算式的推导,动能定理的简单应用,
  • 查看
  • 18
  • 气体压强的计算,理想气体及理想气体的状态方程,
  • 查看
  • 19
  • 带电粒子在组合场中的动量问题,
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