第18頁/共18頁2023-2024學年安徽省智學大聯考皖中聯盟高二（下）期末考試物理試卷一、單選題：本大題共8小題，共32分。1.碳-14廣泛應用于農業、化學、醫學、生物學等領域，2024年4月20日，我國首次實現了利用核電商用堆批量生產碳-14同位素，標志著碳-14供應的全面國產化，破解了國內碳-14同位素長期依賴進口的難題。碳-14能自發地發生衰變，其衰變方程為，關于此反應說法正確的是（）A.X是α粒子B.衰變后的總質量大于碳-14的質量C.碳-14發生衰變的半衰期與溫度無關D.該反應中系統能量增加【答案】C【解析】【詳解】A．根據質量數和電荷數守恒可得核反應方程為可知，X是電子，故A錯誤；BD．衰變過程中，放出能量，則衰變后的總質量小于碳-14的質量，該反應中系統能量減小，故BD錯誤；C．放射性元素的半衰期與外部因素（溫度、環境）無關，與所處的化學狀態（單質或化合物）無關，故C正確。故選C。2.如圖所示為一種懸掛式花盆架，三根長度相等的輕繩對稱地固定在掛鉤和花盆架上，輕繩與豎直方向的夾角為37°，每根輕繩能承受的最大拉力為10N，不計花盆架的質量。已知重力加速度，，則此花盆架能承受花盆的最大質量為（）A.1.8kg B.2.4kg C.3kg D.3.6kg【答案】B【解析】【詳解】根據題意，對花盆受力分析，由平衡條件有解得故選B。3.在研究直線運動時，教科書采用了由圖像中圖線與橫軸所圍成的面積來求位移，如圖所示。下列是對這一方法的類比應用，其中說法錯誤的是（）A.（加速度—時間）圖像面積表示速度B.（電流—時間）圖像面積表示電荷量C.（力—時間）圖像面積表示沖量D.（力—位移）圖像面積表示功【答案】A【解析】【詳解】A．由公式可知，（加速度—時間）圖像面積表示時間內速度的變化量，故A錯誤，符合題意；B．由公式可知，（電流—時間）圖像面積表示電荷量，故B正確，不符合題意；C．由公式可知，（力—時間）圖像面積表示時間內力的沖量，故C正確，不符合題意；D．由公式可知，（力—位移）圖像面積表示力做的功，故D正確，不符合題意。故選A。4.研究表明，地球自轉逐漸變慢，大約每100年，地球的自轉周期增加1.8ms。按照這種趨勢持續下去假設地球其他條件不變，下列關于未來地球同步衛星的說法正確的是（）A.未來同步衛星的角速度比現在大B.未來同步衛星的線速度比現在大C.未來同步衛星的向心加速度比現在大D.未來同步衛星距地面的高度比現在大【答案】D【解析】【詳解】A．根據題意，由公式可知，周期變大，則未來同步衛星角速度變小，故A錯誤；BCD．根據題意，由萬有引力提供向心力有解得周期變大，則未來同步衛星距地面的高度變大，由，可知，未來同步衛星的線速度變小，未來同步衛星的向心加速度變小，故BC錯誤，D正確。故選D。5.如圖，兩個等量異種點電荷P、Q分別位于x軸上的兩點，其位置關于點O對稱。a、b、c、d四點位于以O點為圓心的圓周上，a、b連線平行于x軸，c，d是圓與y軸的交點。下列說法正確的是（）A.a、b兩點的電勢相同 B.a、b兩點的場強相同C.c、d兩點電勢相同 D.c、d兩點場強方向相反【答案】C【解析】【詳解】A．由圖可知，點離正電荷近，點離負電荷近，則點電勢大于點電勢，故A錯誤；B．根據等量異種電荷電場的對稱性知，a、b兩點的場強大小相等，方向不同，故B錯誤；CD．根據等量異種電荷電場線分布特點可知，電荷連線的中垂線上電場方向相同，中垂線為等勢線，則c、d兩點電勢相同，c、d兩點場強方向相同，故C正確，D錯誤。故選C。6.如圖所示，光滑絕緣水平桌面上某區域存在一豎直向上的勻強磁場，兩虛線為磁場邊界。桌面上一正方形金屬框以某一初速度垂直磁場邊界進入磁場，金屬框恰好能完全穿過磁場。已知線框邊長小于磁場寬度，則下列說法正確的是（）A.進入和離開磁場的過程金屬框中的感應電流均為順時針B.金屬框進入磁場過程的時間大于離開磁場過程的時間C.進入和離開磁場的過程中通過金屬框某一橫截面的電荷量大小相等D.進入和離開磁場的過程中金屬框產生的焦耳熱相等【答案】C【解析】【詳解】A．根據題意，由右手定則可知，線框進入磁場的過程金屬框中的感應電流為順時針，線框離開磁場的過程金屬框中的感應電流為逆時針，故A錯誤；B．根據左手定則可知，線框進入和離開磁場的過程均受向左的安培力，則線框進入磁場和離開磁場的兩個過程中，線框速度一直減小，可知，線圈進入磁場的平均速度大于出磁場的平均速度，可知線框進入磁場的時間小于穿出磁場的時間，故B錯誤；C．線框進入磁場和離開磁場的兩個過程中，磁通量的變化量相等，根據公式可知，進入和離開磁場的過程中通過金屬框某一橫截面的電荷量大小相等，故C正確；D．線框進磁場和出磁場兩個過程中線框產生的焦耳熱都等于線框克服安培力所做的功，由于進磁場和出磁場兩個過程線框都是減速運動，則有可知進磁場和出磁場兩個過程中安培力逐漸減小，而線框進、出磁場的位移相同，則進磁場的過程中線框產生的焦耳熱多，故D錯誤。故選C。7.如圖甲所示，用黃光從一側照射薄膜，可以觀察到明暗相間的干涉條紋。圖乙為雙縫干涉實驗裝置的示意圖，單色光源S到兩縫、的距離相等，虛線OS垂直于兩縫連線。下列說法正確的是（）A.圖甲中的干涉條紋上下分布均勻B.若圖甲中換用紫光照射，則條紋間距將變小C.圖乙中的O點處為暗條紋D.減小圖乙中雙縫間距離，條紋間距將變小【答案】B【解析】【詳解】A．根據圖像可知，圖中薄膜不是均勻增厚的，從上到下薄膜增厚得越來越快，則從上到下條紋越來越密集，即明暗相間的條紋是不等間距的，而是上疏下密的，故A錯誤；B．若圖甲中換用紫光照射，波長變短，條紋間距將變小，故B正確；C．由于單色光源S到兩縫、的距離相等，則圖乙中的O點處為亮條紋，故C錯誤；D．由公式可知，減小圖乙中雙縫間距離，條紋間距將變大，故D錯誤。故選B。8.如圖所示，在水平地面上有一圓弧形凹槽ABC，AC連線與地面相平，凹槽AC是位于豎直平面內以O為圓心、半徑為R的一段粗糙程度相同的圓弧，B為圓弧最低點。現將一質量為m的小球（可視為質點）從水平地面上P處以初速度斜向右上方拋出，與水平地面夾角為θ。該小球恰好能從A點沿圓弧的切線方向進入軌道，沿圓弧ABC繼續運動后從C點以速率飛出。不計空氣阻力，重力加速度為g，下列說法中正確的是（）A.小球由P點運動到A點的過程中，所用時間為B.小球由P點運動到A點的過程中，水平位移為C.小球經過圓弧形軌道的C點時受到軌道的支持力大小為D.小球經過圓弧形軌道AB段和BC段過程中，小球與圓弧軌道間因摩擦產生的熱量相等【答案】BC【解析】【詳解】AB．小球由Р點飛出后做斜拋運動，豎直方向根據對稱性可知，小球由P點運動到A點的過程中，所用時間為水平方向根據可得水平位移為故A錯誤，B正確；C．小球經過圓弧形軌道的C點時，根據牛頓第二定律可得解得支持力大小為故C正確；D．由于存在摩擦力做負功，所以小球經過圓弧形軌道AB段和BC段任意同一水平面的兩個位置時，小球在AB段的速度總是大于在BC段的速度，根據可知小球經過圓弧形軌道AB段和BC段任意同一水平面的兩個位置時，在AB段的彈力總是大于在BC段的彈力，在AB段的摩擦力總是大于在BC段的摩擦力，則小球經過圓弧形軌道AB段因摩擦產生的熱量大于經過圓弧形軌道BC段因摩擦產生的熱量，故D錯誤。故選BC。二、多選題：本大題共2小題，共8分。9.風能是一種可再生能源，風力發電具有清潔環保、運營成本低、節省空間、能源獨立和減少用水量等優點。如圖所示為某風力發電廠向用戶供電的線路圖，、分別為升壓變壓器和降壓變壓器。已知發電廠的輸出電壓保持240V不變，用戶端電壓為220V、功率為11kW，輸電線總電阻，降壓變壓器原、副線圈匝數比，變壓器均為理想變壓器，下列說法正確的是（）A.輸電線上損耗的功率為100WB.升壓變壓器的匝數比C.發電廠的輸出功率為12kWD.若用戶端的用電器變多，則輸電線上損失的功率增大【答案】BCD【解析】【詳解】A．根據題意，由公式可得，降壓變壓器副線圈的電流為則輸電線上的電流為輸電線上損耗的功率為故A錯誤；B．輸電線上損耗的電壓為降壓變壓器輸入端電壓為則升壓變壓器輸出端電壓為升壓變壓器的匝數比故B正確；C．升壓變壓器輸入端電流為又有解得則發電廠的輸出功率為故C正確；D．若用戶端的用電器變多，則降壓變壓器的輸出功率增大，輸入電流增大，輸電線上損失的功率增大，故D正確。故選BCD。10.如圖甲所示，粗糙水平地面上有一塊長木板P，小滑塊Q放置于長木板上的最右端。現將一個水平向右的力F作用在長木板的右端，讓長木板從靜止開始運動，一段時間后撤去力F的作用。滑塊和長木板在內的速度—時間圖像如圖乙所示，已知小滑塊與長木板的質量均為m＝1kg，重力加速度，則下列說法正確的是（）A.力F的大小為6NB.小滑塊Q與長木板P之間的動摩擦因數為0.1C.長木板P與地面之間的動摩擦因數為0.3D.時長木板P停止運動【答案】BD【解析】公眾號：高中試卷君【詳解】ABC．根據題意，由圖乙可知，時撤去力F的作用，撤去力F前，木板的加速度為撤去力F后，木板的加速度為小滑塊Q的加速度為設小滑塊Q與長木板P之間的動摩擦因數為，長木板P與地面之間的動摩擦因數為，由牛頓第二定律有解得，，故AC錯誤，B正確；D．由圖乙可知，時，小滑塊Q與長木板P共速，若小滑塊Q與長木板P保持相對靜止，則有解得此時小滑塊Q與長木板P之間的摩擦力為可知，小滑塊Q與長木板P不能保持相對靜止，則對長木板P有解得則到長木板P停止運動還需則長木板P停止運動的時間為故D正確。故選BD。三、實驗題：本大題共2小題，共18分。11.在“探究加速度與力的關系”實驗中，某同學設計了甲、乙兩種實驗方案（如圖），試回答下列問題。（1）關于本實驗的要求，下列說法正確的是（多選）。A.只有甲方案需要補償阻力B.甲、乙方案都需要補償阻力C.只有甲方案必須滿足小車質量遠大于重物的質量D.甲、乙方案都必須滿足小車的質量遠大于重物的質量（2）若該同學根據乙方案，作出加速度a與力傳感器的示數F（連接力傳感器與小車的細繩上的拉力）的a-F關系圖線如圖丙，直線部分斜率為k，則小車質量M＝___________。（3）根據甲方案進行實驗，得到的一條紙帶如圖丁所示，A、B、C、D、E為5個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出。相鄰的計數點之間的距離分別為：、、、。已知打點計時器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a＝___________（結果保留兩位有效數字）。【答案】（1）BC（2）（3）0.78【解析】小問1詳解】AB．甲、乙方案都需要補償阻力，故B正確，A錯誤；CD．乙有力傳感器測量拉力，不需要必須滿足小車的質量遠大于重物的質量，只有甲方案必須滿足小車的質量遠大于重物的質量，故C正確，D錯誤；故選BC。【小問2詳解】若該同學根據乙方案，則根據根據a-F關系圖線可得則小車質量【小問3詳解】根據逐差法可知加速度位=12.小李同學打算測量某一電源的電動勢和內阻。（1）小李同學先用多用電表粗測該電源的電動勢。他先把選擇開關旋轉到直流電壓5V擋正確操作測量時表盤指針如圖所示，其讀數為___________V。（2）為了更準確地測量電動勢和內阻，小李同學在實驗室中找到了電阻箱、電壓表、定值電阻等相關器材，組成如圖甲所示的電路，并進行實驗。已知該電源允許通過的最大電流為40mA，圖中電阻箱R的阻值范圍為0~99.9Ω。請用筆畫線代替導線將實物圖乙連接完整。_______（3）電路中為保護電阻，實驗室中具有以下幾種規格的定值電阻，本實驗中應選。A10Ω，125mA B.20Ω，40mA C.100Ω，80mA D.500Ω，5mA（4）實驗中通過調節電阻箱的阻值，記錄電阻箱的阻值R及相應的電壓表示數U，根據測得的多組數據，作出的圖線如圖丙所示，圖線的斜率為k、縱軸截距為b，則電源的電動勢E＝___________，內阻r＝___________。（5）若考慮到電壓表內阻對實驗影響，則電源電動勢的測量值比真實值__________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。【答案】（1）##4.42##4.44（2）（3）C（4）①.②.（5）偏小【解析】【小問1詳解】把選擇開關旋轉到直流電壓5V擋，分度值為，其讀數為。【小問2詳解】電源電動勢約為，考慮電壓表的讀數要在量程的之間，則電壓表量程選，按照電路圖甲把實物圖乙連接完整，如圖所示【小問3詳解】根據題意可知，電路中的最小電阻通過的最大電流約為。故選C。【小問4詳解】[1][2]由閉合電路歐姆定律整理可得結合圖像可得，解得，【小問5詳解】可用“等效電源法”分析誤差大小：可以把電源與電壓表看做一等效電源，則電動勢測量值等于外電路斷開時“等效電源”兩極間的電壓，由于電壓表不是理想電表，所以有電流通過“電源”，因而路端電壓要小于電動勢，所以電動勢測量值小于真實值，即電源電動勢的測量值比真實值偏小。四、計算題：本大題共3小題，共30分。13.如圖所示，一豎直放置的汽缸上端開口，汽缸壁內有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動，其下方密封有一定質量的理想氣體。已知活塞質量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計它們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態，上、下方氣體壓強均為，溫度均為。現用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體，直至活塞剛好到達b處，整個過程中電熱絲向氣體傳熱Q。重力加速度為g。求：（1）活塞剛好脫離卡口a時汽缸內氣體的溫度；（2）整個過程中汽缸內氣體的內能增加量。【答案】（1）；（2）【解析】公眾號：高中試卷君【詳解】（1）根據題意，設活塞剛好脫離卡口a時下方氣體的壓強為，則有解得從開始加熱到活塞剛好脫離卡口a過程中，下方氣體的體積不變，則有解得（2）活塞從離開卡口a至活塞剛好到達b處的過程中，壓強保持不變，活塞移動過中，氣體對外界做功，大小為由熱力學第一定律可知，整個過程中汽缸內氣體的內能增加量14.如圖所示，坐標平面第Ⅰ象限內存在水平向左的勻強電場，在y軸左側區域存在寬度為的垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B（大小可調節）。現有比荷為的帶正電粒子，從x軸上的A點以一定初速度垂直x軸射入電場，且以大小為、方向與y軸正向成53°的速度經過P點進入磁場，不計粒子所受重力。求：（1）粒子在A點進入電場的初速度；（2）要使粒子不從CD邊界射出，則磁感應強度B的取值范圍。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）根據題意可知，粒子在第一象限，沿電場方向做勻加速直線運動，垂直電場方向做勻速直線運動，則有（2）粒子在磁場中做勻速圓周