浙江省金华市2023-2024学年高二下学期6月期末物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1金华十校2023一2024学年第二学期期末调研考试高二物理试题卷一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.能量密度是指单位体积内所包含的能量，若用国际单位制中的基本单位来表示它的单位，正确的是（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗能量密度是指单位体积内所包含的能量，能量的单位是J，体积的单位是，则故能量密度的单位用国际单位制中的基本单位来表示为。2.金华首届城市马拉松于2024年3月31日进行，比赛起点和终点均设在金华体育中心东门，全程，途径江南、金东、江北等地，下列说法正确的是（）A.比赛从早上7：30开始，7：30是指时间间隔B.在记录某选手跑步轨迹的时候可以将选手视为质点C.某选手完成完整马拉松的位移是D.某选手以2小时13分33秒的成绩夺冠，平均速度约为〖答案〗B〖解析〗A．7点30分为时间点，是指时刻，故A错误；B．在记录某选手跑步轨迹的时候该选手的大小和形状可以忽略，所以可以将选手视为质点，故B正确；C．比赛起点和终点均设在金华体育中心东门，完成完整马拉松的位移为零，42.195公里是指路程，故C错误；D．该选手的位移为零，则平均速度为零，故D错误。3.如图所示，杭州亚运会上利用机器狗来驮运铁饼，机器狗水平背部有个凹槽，铁饼放入凹槽后就可以被机器狗平稳移送到相应地方，下列说法正确的是（）A.机器狗对铁饼的弹力是由铁饼的形变产生的B.水平匀速前进时，铁饼对机器狗的压力大于机器狗对它的支持力C.水平加速前进时，机器狗对铁饼的作用力大于铁饼重力D.机器狗遇到一障碍物轻轻跃起，在空中运动阶段，铁饼处于超重状态〖答案〗C〖解析〗A．机器狗对铁饼的弹力是由施力物体凹槽的形变产生的，故A错误；B．水平匀速前进时，铁饼对机器狗压力等于机器狗对它的支持力，故B错误；C．水平加速前进时，机器狗对铁饼的作用力方向为斜向上，该作用力在竖直方向的分力等于铁饼的重力，水平方向的分力为ma，故机器狗对铁饼的作用力为故C正确；D．机器狗遇到一障碍物轻轻跃起，在空中运动阶段，铁饼处于失重状态，故D错误。故选C。4.如图所示是羽毛球从点被击出后的飞行轨迹图，图中为该轨迹上等高的两点，为该轨迹的最高点，则对该羽毛球下列说法正确的是（）A.在两点的速度相同B.在上升阶段，羽毛球加速度的竖直分量大于重力加速度的值C.段重力的冲量大于段重力的冲量D.在点的动量为0〖答案〗B〖解析〗A．由题可知，羽毛球在运动过程中受到空气阻力作用，且空气阻力做负功，所以机械能减小，所以点速度大于B点的速度，故A错误；BC．由于存在空气阻力作用，AP段羽毛球处于上升阶段，其竖直向下的加速度大于重力加速度，而PB段羽毛球处于下降阶段，加速度的竖直分量小于重力加速度，故由于位移大小相等，所以AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间，则段重力的冲量小于段重力的冲量，故B正确，C错误；D．羽毛球在最高点水平方向速度不为零，则在点的动量不为0，故D错误。故选B。5.极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极（轨道可视为圆轨道）。如图所示，若某极地卫星从北纬的A地正上方按图示方向第一次运行至南纬的地（图中未画出）正上方，所用时间为。下列说法正确的是（）A.该卫星每隔经过地的正上方一次B.该卫星的角速度比同步卫星的角速度小C.该卫星的线速度比同步卫星的线速度小D.该卫星和同步卫星的轨道半径之比为〖答案〗D〖解析〗A．卫星从北纬30°的正上方，第一次运行至南纬60°正上方时，刚好为运动周期的，所以卫星运行的周期为12h，但因地球在自转，则卫星的轨道不会每隔12h经过A点的正上方一次，故A错误；B．根据知，该卫星的角速度比同步卫星的角速度大，故B错误；D．根据开普勒第三定律可得该卫星轨道半径与地球同步卫星轨道半径的比值为故D正确；C．根据万有引力提供向心力，有解得该卫星离地高度比同步卫星低，所以卫星线速度大，故C错误。故选D。6.如图所示，振动桩锤是桩基础施工的重要设备之一。桩锤工作时引起桩身周围土体振动，使桩身和土体间的粘合度降低，从而减小沉桩阻力。下列说法正确的是（）A.针对不同土体，最有利于沉桩的桩锤振动频率都相同B.针对同种土体，桩锤的振动频率越大，桩身周围土体的振动幅度越大C.桩锤稳定工作后，桩身周围无论哪种土体，其振动频率都与桩锤的振动频率相同D.为保障打桩机机身稳定，桩锤的振动频率应尽量接近机身的固有频率〖答案〗C〖解析〗A．针对不同土体，由于系统的固有频率可能不同，所以最有利于沉桩的桩锤振动频率可能不同，故A错误；B．根据共振条件可知，当驱动力频率等于固有频率时，做受迫振动的振幅最大，则针对同种土体，桩锤的振动频率越大，桩身周围土体的振动幅度不一定越大，故B错误；C．做受迫振动的频率等于驱动力的频率，可知桩锤稳定工作后，桩身周围无论哪种土体，其振动频率都与桩锤的振动频率相同，故C正确；D．为保障打桩机机身的稳定，桩锤的振动频率应尽量远离机身的固有频率，故D错误。故选C。7.氢原子光谱巴耳末系中的四条可见光如图甲所示，是氢原子从能级6跃迁到能级2产生的，是从能级3跃迁到能级2产生的。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图乙和丙所示的干涉条纹。下列说法正确的是（）A.图乙中的干涉条纹对应的是B.的波长大于的波长C.的光子动量小于的光子动量D.是氢原子从能级5跃迁到能级2产生的可见光〖答案〗A〖解析〗A．根据氢原子跃迁规律可知，氢原子从能级6跃迁到能级2产生的的能量大于从能级3跃迁到能级2产生的的能量，光子能量越大，频率越大，波长越小，根据由于的波长小于的波长，可知，干涉条纹间距小一些，即图乙中的干涉条纹对应的是，故A正确；B．结合上述可知，的波长小于的波长，故B错误；C．根据由于的波长小于的波长，则的光子动量大于的光子动量，故C错误；D．根据甲图可知光子能量大小从大到小排列的顺序时、、、，结合题意可知，氢原子从能级5跃迁到能级2产生，氢原子从能级4跃迁到能级2产生，故D错误。故选A。8.福岛核事故泄漏到海洋的污染物含有多种放射性物质，主要有三种：碘131、铂134和137，它们的半衰期分别为8天、2年和30年，其中铂137的衰变方程为：，下列说法正确的是（）A.是电子，铂137每发生一次衰变，核外电子便少一个B.从长时间来看，碘131的放射性危害小于铯137的放射性危害C.要使铂137衰变能够顺利进行，放射性物质的体积必须要超过其临界体积D.钡137的比结合能小于铯137的比结合能〖答案〗B〖解析〗A．根据核反应质量数和电荷数守恒，铂137的衰变方程为可知是电子，铂137每发生一次衰变，原子核内的一个中子会转变成一个质子，同时释放出一个电子，故A错误；B．从长时间来看，碘131的放射性危害小于铯137的放射性危害，因为半衰期更短，故B正确；C．衰变是原子核自发地放射出某种射线，从而转变成另外一种核素的过程，放射性物质的体积不需要超过其临界体积，故C错误；D．钡137更稳定，钡137的比结合能大于铯137的比结合能，故D错误。故选B。9.“蜻蜓点水”是常见的自然现象，某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得了一张蜻蜓点水的俯视照片，照片反映了蜻蜓连续三次点水后某瞬间的水面波纹每次点水的时间忽略不计。则关于蜻蜓的飞行方向及飞行速度与水波传播速度的大小关系正确的是（）A.向左， B.向左，C.向右， D.向右，〖答案〗C〖解析〗由图可见向右圆的半径变小，根据最先形成的水波半径小，然后随时间逐渐变大，所以蜻蜓向右飞行。由图可知相邻两圆的圆心距大于相邻两圆的半径之差，可得蜻蜓飞行的速度大于水波传播的速度。故选C。A.玻璃砖对该单色光的折射率为B.保持入射角不变，增大玻璃砖的折射率，两个光点间的距离变小C.若逐渐增大入射角，点越来越亮，点比点先到达点D.若折射率为，改变入射角，两光点所夹弧的长度的最小值为〖答案〗B〖解析〗A．由题意可知，，所以玻璃砖对该单色光的折射率故A错误；B．由可知，当入射角不变，折射率增大时，折射角增大，所以点位置不变，点沿逆时针运动，即两个光点间的距离变小。故B正确；C．逐渐增大入射角时，点沿逆时针向点运动，当折射光线运动到点时，折射角等于，入射角小于，所以反射角小于，所以点比点后到达点。故C错误；D．若折射率，则临界角正弦值即当折射光线点到达点时，光线恰好要发生全反射，此时两光点所夹弧的长度最小故D错误。11.如图甲所示的光电管是基于光电效应的一种光电转换器件，光电管可将光信号转换成电信号，在自动控制电路中有广泛应用，其基本工作原理如图乙所示，当金属极上发生光电效应时，电路导通。下列说法正确的是（）A.只要照射到金属极上的光足够强，电路就能导通B.照射光频率越大，逸出的光电子动能一定越大C.电路导通情况下，通过电阻的电流方向是从下向上D.电路导通情况下，光照越强，电阻上的电流越大〖答案〗D〖解析〗A．由光电效应方程可知，只有入射光子的频率足够大时，才能有光电子，电路才能导通。故A错误；B．由光电效应方程可知，照射光频率越大，逸出的光电子的最大初动能越大。故B错误；C．由图可知，电路导通情况下，通过电阻的电流方向是从上向下。故C错误；D．电路导通情况下，光照越强，单位时间内通过导体横截面积的光电子越多，电阻上的电流越大。故D正确。12.水面上有两个频率、振幅、振动方向均相同的振源，先后开始振动形成两列水波在空间叠加。先振动，形成的水波如图所示，是连线上的点，点是的中点，此时均处在波峰处，点和点分别是和的中点。当振动一段时间后，观察到处水面始终平静。已知两振源的频率为，波速为，下列说法中正确的是（）A.点是振动加强点，点是振动减弱点 B.振动加强区的质点一直处于最大位移处C.点到两振源之间的距离差为 D.点到两振源之间的距离差为〖答案〗C〖解析〗A．当振动一段时间后，观察到e处水面始终平静，所以，e点为振动减弱点，即两波源都振动时，振动完全相反。c点到e点的距离为，则c点到两波源的距离差为，所以c点为振动减弱点；b点到e点的距离为，则b点到两波源的距离差为，所以b点为振动减弱点，故A错误；B．振动加强区的质点振幅最大，并不是一直处于最大位移处，故B错误；CD．根据故选C。13.如图甲所示，一抽成真空圆柱形薄筒，中心轴处有一细长直的紫光线光源。沿柱面位置放置一个弧长为a、长度为的光膜片，如图乙，光照到光膜片上形成的压强为p。为了简化问题，假设线光源只沿径向均匀射出紫光，光照到光膜片上，一部分被吸收，其余被完全反射，吸收率为。已知普朗克常量为，紫光频率为，光速为，则单位时间内照到光膜片上的光子数为（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗根据光速与频率的关系有根据波长与光子动量的关系有令时间照射到光膜片上的光子数目为，根据动量定理有单位时间内照到光膜片上的光子数为由于光照到光膜片上形成的压强为p，则有结合上述解得故选A。二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）14.关于下列插图的说法正确的是（）A.甲图中细管材料制作防水衣的防水效果比好B.乙图中方解石是各向异性的晶体，它能把光分解成两束光沿不同方向折射，形成双折射现象C.丙图中观看3D电影时佩戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片D.丁图的绝热容器中，为真空，内封闭一定量的气体，抽掉隔板，容器内气体平均分子动能减小〖答案〗BC〖解析〗A．E细管材料与水是浸润的，F细管材料与水是不浸润的，制作防水衣防水效果F细管材料好，故A错误；B．方解石是各向异性的晶体，它能把光分解成两束光沿不同方向折射，形成双折射现象，故B正确；C．观众观看3D电影时戴的眼镜镜片是一对透振方向互相垂直的偏振片，利用的是光的偏振原理，故C正确；D．丁图的绝热容器中，抽掉隔板，气体自由膨胀不对外做功，根据热力学第一定律，可知气体的内能不变，最终温度不变，气体平均分子动能不变，故D错误。15.如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方。使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下书写印迹，图中相邻竖直虚线的间隔均为（未标出），印迹上两点的纵坐标为和。不计一切阻力，则（）A.该弹簧振子的振动周期为B.在激光笔留下段印迹的过程中，弹簧对它做功为C.在激光笔留下段印迹的过程中，弹簧对它的冲量为0D.在激光笔留下段印迹的过程中，振动系统的重力势能和弹性势能之和先减小后增大〖答案〗BD〖解析〗A．图中相邻竖直虚线的间隔均为，则该弹簧振子的振动周期为故A错误；B．由于P、Q两位置弹簧振子的速度均为0，从P到Q根据动能定理得解得故B正确；C．由于P、Q两位置弹簧振子的速度均为0，则P到Q的过程中，根据动量定理得解得故C错误；D．振动系统从P到Q，重力势能、弹性势能和动能之和不变，由于动能先增大后减小，则重力势能和弹性势能之和先减小后增大。故D正确。三、非选择题（本题共5小题，共55分）实验题Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分）16.如图甲所示是“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。（1）最适合本实验用于提供拉力的重物是下列哪一个________。A. B.C.（2）在通过调整长木板的倾角来补偿阻力时，正确的操作是________。A.小车后面安装纸带，前面挂重物B.小车后面安装纸带，前面不挂重物C.小车后面不安装纸带，前面挂重物D.小车后面不安装纸带，前面不挂重物（3）经正确操作后获得一条如图乙所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的轴，各计数点的位置坐标分别为。已知打点计时器的打点周期为，小车加速度的表达式是__________。A. B.C.（4）某同学发现，木板水平放置，挂上槽码托拉动小车运动后，刚好能使打出的纸带点迹分布均匀，所以他就用槽码托的重力来补偿小车所受的阻力，用槽码的总重力表示小车受到的合力。在满足小车质量远大于槽码质量的条件下，用这种补偿阻力的方法：①能否用来探究小车质量一定时（保持题干中补偿阻力时的小车质量），加速度与力的关系？________（选填“能”或者“不能”）；②能否用来探究小车拉力一定时，加速度与质量的关系？________（选填“能”或者“不能”）。〖答案〗（1）C（2）B（3）A（4）能不能〖解析〗（1）为使绳子的拉力近似等于小车的合外力，重物的质量需远小于小车的质量，且重物的质量可以调节，以此改变小车的合外力，故提供拉力的重物是槽码盘和槽码。（2）由于小车运动过程中，纸带与打点计时器限位孔之间有摩擦力，故平衡摩擦力时，小车后面安装纸带，前面不挂砝码盘，空车平衡摩擦力即可。（3）相邻两计数点的时间间隔为根据逐差法求出小车加速度为（4）[1]能，小车质量不变，小车所受摩擦力不变，可以用托盘重力平衡摩擦力，实验过程中，通过改变槽码的质量从而改变小车的合外力，则能用来探究小车质量一定时，加速度与力的关系。[2]不能，当小车质量改变时，小车所受摩擦力改变，托盘的重力不在与摩擦力平衡，此时，槽码的重力不在是小车所受合力，随着摩擦力的变化，小车所受的合力变化，则不能用来探究小车拉力一定时，加速度与质量的关系。17.如图甲是用红光做“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。（1）观察到如图乙所示的干涉条纹，使分划板中心刻线与亮条纹中心对齐，移动测量头进行测量，下列说法正确的是________。（多选）A.该干涉条纹虽然倾斜，但不影响波长测量的结果B.若去掉滤光片，将观察不到干涉条纹C.若去掉单缝，用红色激光直接照射双缝，可以看到干涉条纹D.若需得到竖直的条纹，只需要逆时针转动测量头即可（2）在写实验报告时，要求将目镜中所观察到的现象描绘出来，甲同学和乙同学分别画了移动目镜时所观察到的初、末两个视场区如图丙所示，你觉得__________同学的图样存在造假。（3）已知该装置中，双缝间距为，双缝到毛玻璃屏的距离为，将测量头的分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丁（i）所示，读数为__________mm；当分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图丁（ii）所示，根据以上数据，测得该光的波长约为________（保留两位有效数字）。〖答案〗（1）AC（2）甲（3）2.332##2.333##2.334##2.335〖解析〗（1）A．该干涉条纹虽然倾斜，但中心刻线与亮条纹平行，不影响波长测量的结果，故A正确；B．若光源为单色光源，去掉滤光片，仍能观测到干涉条纹，故B错误；C．若去掉单缝，用红色激光直接照射双缝，由于激光相干性比较好，所以仍能看到干涉条纹，故C正确；D．若需得到竖直的条纹，只需要逆时针转动转动单、双缝和测量头即可，故D错误。（2）实验中移动目镜时，分刻板中心刻度线不应该移动，则甲同学的图象存在造假现象。（3）[1]分划板中心刻线与第1条亮纹中心对齐时的示数为x1=2mm+33.3×0.01mm=2.333mm[2]分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐时示数为x2=15mm+37.5×0.01mm=15.375mm条纹间距离由相邻亮条纹的间距公式，解得光的波长为18.在做“用单摆测量重力加速度”的实验中：（1）测量单摆周期时，为减小误差，利用了累积放大的物理思想。下列实验中，有利用到相同思想的是_________。A.研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒定律B.探究气体等温变化的规律C.用“油膜法”估测油酸分子的大小（2）测定单摆周期时，某同学在单摆经过平衡位置时按下秒表记为“1”，若同方向经过平衡位置时记为“2”，在数到“30”时停止秒表，读出这段时间，算出周期，其他操作步骤均正确。多次改变摆长时，他均按此方法记录多组数据，并绘制了图像，则他绘制的图形是________.A. B. C.〖答案〗（1）C（2）B〖解析〗（1）A．研究气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒定律，利用气垫导轨来减少摩擦力，以确保系统合外力为0，没有利用到累积放大的物理思想，故A错误；B．探究气体等温变化的规律是保持温度不变，探究一定质量的气体的压强与体积的关系，是控制变量法的实验思想，故B错误；C．用“油膜法”估测油酸分子的大小，为了得到一滴纯油酸的体积，我们实验时一般测很多滴溶液的体积，采用了累积放大的物理思想，故C正确。（2）根据单摆周期公式可得可知图像为过原点的倾斜直线。19.如图所示，某柱形绝热汽缸竖直放置，底部有一加热装置（电热丝体积忽略不计），内置轻质光滑的绝热活塞密封一定质量的理想气体，汽缸内截面积。活塞上静止放置一质量为的物块，活塞距汽缸底部（图中位置），此状态下封闭气体温度为。已知外界大气压强。现开启加热装置，活塞缓慢上升：（1）上升过程中，缸内气体分子的平均动能_________（选填“变大”、“变小”或“不变”），缸壁单位时间单位面积受到的撞击次数__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（2）若活塞缓慢上升了到位置，求状态下的气体温度_____；（3）若（2）问中，气体吸收热量，求气体内能的变化量_____。〖答案〗（1）变大变小（2）400K（3）35.2J〖解析〗（1）[1][2]活塞上升过程中，气体温度升高，缸内气体分子的平均动能增大。因为上升过程中气体压强不变，分子的平均动能又变大，所以缸壁单位时间单位面积受到的撞击次数应变小。（2）已知，由盖-吕萨克定律可得解得（3）由题意得解得气体压强活塞上升过程中，外界对气体做功由热力学第一定律得气体内能增加量20.某游戏装置如图所示，倾斜轨道下端固定一弹射装置，上端与一段圆弧管道平滑连接，高处水平光滑平台上一木板紧靠管道出口，且与管道内壁平齐，平台左端地面上有一卡扣装置Q，木板经过时瞬间被卡住，停止运动。游戏时，滑块P每次都在A点弹射离开，通过调节弹射装置可以为滑块从A点弹出提供不同的初动能，滑块最终能停留在木板上则游戏挑战成功。已知斜轨道倾角，AB距离，圆管道半径，且比圆管口径大得多。木板质量，滑块与木板间摩擦因数，其余均光滑，滑块P质量，可看做质点，水平平台足够长，取。（1）若滑块弹射后恰好能到点，求在点时对轨道压力的大小；（2）假设木板足够长，某次滑块从A点弹出速度为，求木板能够获得的最大速度；（3）假设木板的长度，若要游戏成功，求滑块从A点弹射的初动能范围。〖答案〗（1）1N；（2）；（3）1.5J~2.0J〖解析〗（1）若滑块弹射后恰好能到点，由于滑块在D点最小速度为0，则有由牛顿第三定律可得（2）从过程，根据动能定理有解得当木板与滑块共速时，其速度最大，根据动量守恒定律有解得（3）①滑块能到木板上，则有根据动能定理有解得②滑块恰好不从木板左端滑出，则滑块滑上木板，两者达到共同速度过程有，木板被卡住后，对滑块，根据动能定理有其中解得滑块弹出过程，根据动能定理有解得结合上述，滑块初动能范围为解得，初动能范围为1.5J~2.0J。21.某离子筛选装置如图所示：负半轴上存在两平行金属板，离子源置于板附近（大小可忽略），板中间开有小孔；轴右侧存在两个磁感应强度大小均为的有界匀强磁场区域，区域磁场方向垂直纸面向里，区域磁场方向垂直纸面向外，其中为区域磁场的上边界，点坐标为；在某处平行于轴放置一离子收集板，用于回收不满足比荷要求的离子；在第二象限区域内某位置设置有一离子收集器（未画出，尺寸很小可看作一个点），比荷符合要求的离子全部汇聚于该收集器中，工作时连接电压大小为的电极，使离子源内部比荷介于之间的正离子，从无初速度地飘出经电场加速，穿出板后从原点进入区域。求：（1）比荷为的离子从点进入区域时的速度大小；（2）能进入右侧收集板的离子比荷最大值；（3）为回收该离子源中全部不符合要求的离子，收集板至少多长；（4）为让符合比荷要求的离子全部汇聚于收集器，可在左上方无场区域设置一个磁感应强度大小也为的矩形匀强磁场，求该磁场的最小面积和收集器的位置坐标满足的方程。〖答案〗（1）；（2）；（3）；（4），〖解析〗（1）离子在两平行金属板内加速，根据动能定理可得（2）离子在两平行金属板内加速，根据动能定理