湖南省湘西州2023-2024学年高二下学期期末自检物理试卷

试卷更新日期：2024-07-11 类型：期末考试

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一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 科学家用 $α$ 粒子等轰击原子核，实现原子核的转变并研究原子核的结构，还可以发现和制造新元素。关于核反应方程 $_{4}^{9} Be +_{2}^{4} He \to_{6}^{12} C + X$ ，下列说法正确的是（　　）

A、X是电子 B、X是质子 C、X是正电子 D、X粒子由查德威克发现

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2. 某型号手机充电器中的变压器可认为是理想变压器，原、副线圈匝数比为 $55 : 2$ 。若原线圈上加有最大电压值为 $220 \sqrt{2} V$ 的正弦交流电，则副线圈上可获得电压的有效值为（）

A、0.2V B、1V C、5V D、8V

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3. 如图所示，在滑雪比赛中，甲、乙两运动员先后从雪坡滑下，水平飞出后均落到斜坡上。已知甲运动员水平飞出时的速度大小为 $v_{0}$ ，甲运动员在空中运动的时间为乙运动员在空中运动时间的两倍，运动员均可视为质点，不计空气阻力。乙运动员水平飞出时的速度大小为（）

A、 $\frac{v_{0}}{2}$ B、 $\frac{\sqrt{2} v_{0}}{2}$ C、 $\sqrt{2} v_{0}$ D、 $2 v_{0}$

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4. 把均匀带电的绝缘棒AB弯成如图所示的半圆状，测得圆心O处的电场强度大小为E。C是半圆AB上的二等分点，将 $\overset{⌢}{B C}$ 沿CO对折，使 $\overset{⌢}{A C}$ 与 $\overset{⌢}{B C}$ 重叠，则重叠部分在O点产生的电场强度大小为（）

A、 $\frac{E}{2}$ B、 $\frac{\sqrt{2} E}{2}$ C、 $\sqrt{2} E$ D、 $\sqrt{3} E$

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5. 一固定光滑弧形轨道底端与水平轨道平滑连接，将滑块A从弧形轨道上离水平轨道高度为h处由静止释放，滑块A在弧形轨道底端与滑块B相撞后合为一体，一起向前做匀减速直线运动，停止时距光滑弧形轨道底端的距离为s。已知滑块A，滑块B的质量均为m，重力加速度大小为g，则滑块与水平轨道之间的动摩擦因数为（）

A、 $\frac{h}{s}$ B、 $\frac{h}{2 s}$ C、 $\frac{h}{3 s}$ D、 $\frac{h}{4 s}$

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6. 如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（未画出），一质量为m、带电荷量为 $+ q$ 的微粒从圆上的N点以一定的速度沿图中虚线方向射入磁场，从圆上的M点离开磁场时的速度方向与虚线垂直。已知圆心O到虚线的距离为 $\frac{3 R}{5}$ ，不计微粒所受的重力，下列说法正确的是（　　）

A、微粒在磁场区城内运动的时间为 $\frac{π m}{q B}$ B、微粒射入磁场时的速度大小为 $\frac{7 q B R}{5 m}$ C、微粒在磁场中运动的轨迹半径为 $\frac{6 R}{5}$ D、微粒到圆心O的最小距离为 $\frac{R}{5}$

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二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全都选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7. 如图所示，彩虹在水中的倒影十分清晰。关于彩虹的成因及倒影，下列说法正确的是（　　）

A、彩虹的成因是光的反射 B、彩虹的成因是光的折射 C、彩虹的倒影是由光的折射引起的 D、彩虹的倒影是由光的反射引起的

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8. 一列沿着x轴正方向传播的简谐横波，波长 $λ > 2 m$ ，平衡位置在x轴上的两质点A、B的坐标分别为 $x_{A} = 3 m$ 、 $x_{B} = 6 m$ ，波传到B点开始计时，A、B的振动图像如图所示。下列说法正确的是（）

A、该波的周期为0.4s B、该波的频率为2Hz C、该波的波长为5m D、该波的传播速度为 $10 m / s$

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9. 如图所示，一个质量为m的小球套在竖直放置的半径为R的光滑圆环上，劲度系数为k的轻质弹簧一端与小球相连，另一端固定在圆环的最高点A处，小球处于平衡状态时，弹簧与竖直方向的夹角 $φ = 37 °$ ，已知 $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）

A、轻质弹簧的长度为 $\sqrt{3} R$ B、圆环对小球的弹力大小为mg C、轻质弹簧对小球的弹力大小为1.8mg D、轻质弹簧的原长为 $\frac{8 R}{5} - \frac{8 m g}{5 k}$

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10. 近期，多个国家和组织相继发布了一系列探月规划，其中不乏新颖的亮点，比如建设月球通信导航星座，利用低轨探测器、跳跃探测器等手段寻找水冰资源。人造航天器在月球表面绕月球做匀速圆周运动时，航天器与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为 $s_{0}$ ，已知月球的半径为R，则航天器的（）

A、速度大小为 $\frac{2 s_{0}}{R}$ B、角速度大小为 $\frac{2 s_{0}}{R^{2}}$ C、环绕周期为 $\frac{2 R^{2}}{s_{0}}$ D、加速度大小为 $\frac{4 s_{0}^{2}}{R^{3}}$

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三、非选择题：共56分。

11. 某同学探究做圆周运动的物体所需的向心力大小与物体的质量、轨道半径及角速度的关系的实验装置如图甲所示，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量圆柱体的向心力 $F_{n}$ ，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体的质量和运动的角速度不变，来探究其向心力 $F_{n}$ 与半径r的关系。

(1)、该同学采用的实验方法为______。

A、控制变量法 B、等效替代法 C、理想化模型法

(2)、改变半径r，多次测量，测出了五组 $F_{n}$ 、r的数据，如表所示：
$r / cm$
1.0
2.0
4.0
6.2
9.0
$F_{n} / N$
0.88
2.00
3.50
5.50
7.90
该同学对数据分析后，在坐标纸上描出了五个点，作出 $F_{n} - r$ 图线如图乙所示，已知圆柱体的质量 $m = 3.6 kg$ ，由图线可知圆柱体运动的角速度 $ω =$ $rad / s$ 。（结果保留两位有效数字）

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12. 一灵敏电流计G的内阻 $R_{g} = 1 Ω$ ，满偏电流 $I_{g} = 600 mA$ ，现把它改装成如图所示的多量程电表。开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 都闭合时为电流表，量程为0～3A；开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 都断开时为电压表，量程为0～3V。试回答下列问题：

(1)、定值电阻 $R_{1} =$ $Ω$ 、 $R_{2} =$ $Ω$

(2)、开关 $S_{1}$ 闭合、 $S_{2}$ 断开时为（填“电流”或“电压”）表，量程为。

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13. 水平地面上放有一内壁光滑的圆柱形汽缸（顶部有卡扣），内部的轻质活塞封闭一定质量的空气，当封闭空气的热力学温度 $T_{0} = 300 K$ 时，活塞封闭空气的高度为3L，活塞上侧到汽缸顶部的距离为L，如图所示。现对封闭空气缓慢加热，活塞在上升过程中始终保持水平，外界大气压恒为 $p_{0} = 1 \times 10^{5} Pa$ ，封闭空气可视为理想气体，求：
（1）活塞刚到达汽缸顶部时封闭空气的热力学温度 $T_{1}$ ；
（2）封闭空气的热力学温度 $T = 480 K$ 的压强p。

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14. 一种能垂直起降的小型遥控无人机如图所示，螺旋桨工作时能产生恒定的升力。在一次试飞中，无人机在地面上由静止开始以 $a = 4 {m/s}^{2}$ 的加速度匀加速竖直向上起飞，上升 $h = 32 m$ 时无人机突然出现故障而失去升力，一段时间后无人机恢复升力开始向下做匀减速直线运动，到达地面时速度恰好为0，此时关闭无人机电源。已知无人机的质量 $m = 1 kg$ ，运动过程中所受空气阻力大小恒为 $f = 6 N$ ，取重力加速度大小 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。求：
（1）螺旋桨工作时产生的升力大小F；
（2）无人机上升的最大高度H；
（3）无人机在空中运动的时间t。

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15. 如图所示，两间距为L、足够长的光滑平行直导轨固定在绝缘水平地面上，左端固定一阻值为R的定值电阻。空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m的导体棒紧靠电阻垂直放在导轨上， $t = 0$ 时刻作用于导体棒的水平恒力F使导体棒由静止开始做加速运动，当导体棒达到最大速度时对应的加速距离为d，此时撤去外力F，同时匀强磁场随时间按照某种规律变化，使得导体棒始终做匀速直线运动，已知导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，电路中其他电阻均不计。求：
（1）导体棒的最大速度v；
（2）电阻上产生的热量Q；
（3）通过回路中某截面的电荷量q；
（4）导体棒匀速运动时匀强磁场的磁感应强度大小 $B_{(t)}$ 。随时间t的变化规律。

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$r / cm$	1.0	2.0	4.0	6.2	9.0
$F_{n} / N$	0.88	2.00	3.50	5.50	7.90