北京市丰台区2022-2023学年高二（下）期末物理试卷

更新时间：2023-08-30 浏览次数：54 类型：期末考试

一、单选题（本大题共14小题，共42.0分）

1. (2023高二下·丰台期末) 下列核反应方程中，属于衰变的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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2. (2023高二下·丰台期末) 下列说法正确的是（）

A . 天然放射现象说明原子核内部是有结构的 B . 汤姆逊发现电子说明原子具有核式结构 C . 卢瑟福根据 $\text{[math]}$ 粒子散射实验提出原子的能级结构模型 D . 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短

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3. (2023高二下·丰台期末) 一束由 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两种单色光组成的复色光沿 $\text{[math]}$ 方向从真空射入玻璃后分别从 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 点射出，下列说法正确的是（）

A . 玻璃对 $\text{[math]}$ 光的折射率小于对 $\text{[math]}$ 光的折射率 B . $\text{[math]}$ 光在玻璃中的速度大于 $\text{[math]}$ 光在玻璃砖中的速度 C . 两种单色光由玻璃射向空气时， $\text{[math]}$ 光的临界角较小 D . 在相同条件下进行双缝干涉实验， $\text{[math]}$ 光的干涉条纹间距较大

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4. (2023高二下·丰台期末) 下列关于电磁波的说法正确的（）

A . 变化的电场周围一定能产生电磁波 B . $\text{[math]}$ 射线比 $\text{[math]}$ 射线更容易发生衍射现象 C . 与红外线相比，紫外线光子能量更大 D . 麦克斯韦证实了电磁波的存在

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5. (2023高二下·丰台期末) 如图所示为某物体做简谐运动的图像，关于物体的振动，下列说法正确的是（）

A . 物体振动的振幅为 $\text{[math]}$ B . 物体振动的周期 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 时，物体沿 $\text{[math]}$ 轴正方向运动 D . $\text{[math]}$ ，物体的加速度在增大

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6. (2023高二下·丰台期末) 一列简谐横波在 $\text{[math]}$ 时的波形图如图所示，此时介质中 $\text{[math]}$ 处的质点 $\text{[math]}$ 向 $\text{[math]}$ 轴正方向做简谐运动的表达式为 $\text{[math]}$ 。则这列波（）

A . 波长为 $\text{[math]}$ B . 周期为 $\text{[math]}$ C . 波速为 $\text{[math]}$ D . 波沿 $\text{[math]}$ 轴正方向传播

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7. (2023高二下·丰台期末) 关于教材中的四幅插图，下列说法正确的是（）

A . 图甲，摇动手柄使磁铁转动，铝框不动 B . 图乙，真空冶炼炉可以接高电压的恒定电流 C . 图丙，铜盘转动时，穿过铜盘的磁通量不变，铜盘中没有感应电流 D . 图丁，微安表在运输时把正、负接线柱用导线连在一起，对电表起到了保护作用

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8. (2023高二下·丰台期末) 如图所示， $\text{[math]}$ 是自感系数很大的线圈，其自身的电阻几乎为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（）

A . 当开关 $\text{[math]}$ 由断开变为闭合时， $\text{[math]}$ 立即亮， $\text{[math]}$ 缓慢地亮 B . 保持开关 $\text{[math]}$ 闭合电路稳定后， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 一样亮 C . 当开关 $\text{[math]}$ 由闭合变为断开时， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 同时熄灭 D . 当开关 $\text{[math]}$ 由闭合变为断开时， $\text{[math]}$ 立即熄灭， $\text{[math]}$ 闪亮一下后熄灭

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9. (2023高二下·丰台期末) 如图是街头变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压基本保持不变，两条输电线的总电阻用 $\text{[math]}$ 表示，变阻器 $\text{[math]}$ 代表用户用电器的总电阻。用电高峰时， $\text{[math]}$ 的值会减小。忽略变压器上的能量损失，用电高峰与用电低谷相比，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 不变， $\text{[math]}$ 减小 B . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 都减小 C . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 均减小 D . $\text{[math]}$ 增大， $\text{[math]}$ 减小

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10. (2023高二下·丰台期末) 图甲是研究光电效应的电路图， $\text{[math]}$ 极金属的逸出功为 $\text{[math]}$ 。图乙为氢原子能级图。下列说法正确的是（）

A . 当 $\text{[math]}$ 移至与最左端时，电流表示数一定变为 $\text{[math]}$ B . 电压表示数增大，电流表示数一定增大 C . 氢原子从 $\text{[math]}$ 能级跃迁到 $\text{[math]}$ 能级，放出光子 D . 从 $\text{[math]}$ 能级跃迁到 $\text{[math]}$ 能级产生的光能让图甲中的 $\text{[math]}$ 极金属发生光电效应

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11. (2023高二下·丰台期末) 如图所示，一个边长为 $\text{[math]}$ 的正方形导线框沿 $\text{[math]}$ 轴正方向匀速穿过匀强磁场区域。以 $\text{[math]}$ 轴的正方向为安培力的正方向，从线框在图示位置的时刻开始计时，关于线框所受的安培力随时间变化的图像，正确的是（）

A . B . C . D .

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12. (2023高二下·丰台期末) 如图是苹果自动分拣装置的示意图，该装置能够按一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以 $\text{[math]}$ 为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在电阻 $\text{[math]}$ 上， $\text{[math]}$ 的阻值随压力的变化而变化。小苹果通过托盘秤时， $\text{[math]}$ 两端的电压较小，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道；当大苹果通过托盘秤时， $\text{[math]}$ 两端能够获得较大电压，电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道。设定进入下面通道的大苹果最小质量 $\text{[math]}$ 为该装置的分拣标准，下列说法正确的是（）

A . 压力越小 $\text{[math]}$ 越小 B . 调节 $\text{[math]}$ 的大小不可以改变苹果的分拣标准 C . 若要提高分拣标准，可只适当减小 $\text{[math]}$ 的阻值 D . 若要提高分拣标准，可只增大电路中电源的电动势

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13. (2023·丰台模拟) 如图所示，甲、乙两人静止在水平冰面上，甲推乙后，两人向相反方向沿直线做减速运动。已知甲的质量小于乙的质量，两人与冰面间的动摩擦因数相同，两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力。下列说法正确的是（）

A . 甲推乙的过程中，甲和乙的机械能守恒 B . 乙停止运动前任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度 C . 减速过程中，地面摩擦力对甲做的功等于对乙做的功 D . 减速过程中，地面摩擦力对甲的冲量大于对乙的冲量

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14. (2023高二下·丰台期末) 如图所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，小球从 $\text{[math]}$ 点自由下落，至 $\text{[math]}$ 点时开始压缩弹簧，下落到最低点 $\text{[math]}$ 。可以证明，小球与弹簧接触之后的运动为简谐运动。以 $\text{[math]}$ 点为坐标原点，沿着竖直方向建立坐标轴，规定竖直向下为正方向，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。小球从 $\text{[math]}$ 运动到 $\text{[math]}$ 过程中，位移、速度、加速度的图像正确的是（）

A . B . C . D .

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二、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

15. (2023高二下·丰台期末) 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验方法、实验操作、数据分析等。
1. （1）用 $\text{[math]}$ 分度的游标卡尺测单摆的摆球直径，示数如图 $\text{[math]}$ 所示。摆球直径 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）下列实验中，在测量某一物理量时为减小误差，利用了累积放大思想的是。
  A.用单摆测量重力加速度
  B.用双缝干涉测量光的波长
  C.验证动量守恒定律
  D.探究变压器原副线圈电压与匝数的关系
3. （3）某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。
  $\text{[math]}$ 如图所示，A、B、C、D表示大头针，下列说法正确的是。
  
  A.为减小实验误差，大头针A、B及C、D之间的距离应适当大些
  
  B.在眼睛这一侧观察，插第三个大头针C时，应使C挡住A和B
  
  C.可用玻璃砖代替尺子画出边界线
  
  $\text{[math]}$ 如图2所示，该小组确定了界面以及四枚大头针的位置，并画出了光路图。通过测量和计算，玻璃砖的折射率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 保留 $\text{[math]}$ 位有效数字 $\text{[math]}$ 。
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16. (2023高二下·丰台期末)
1. （1）某小组利用如图 $\text{[math]}$ 所示装置验证动量守恒定律。光电门 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别与数字计时器相连，两滑块 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 上挡光条的宽度相同，已测得两滑块 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 包含挡光条 $\text{[math]}$ 质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。
  $\text{[math]}$ 接通气源后，轻推放在导轨上的滑块使它从右向左运动，发现滑块通过光电门 $\text{[math]}$ 的时间大于通过光电门 $\text{[math]}$ 的时间。为使导轨水平，可调节旋钮 $\text{[math]}$ 使轨道右端 $\text{[math]}$ 选填“升高”或“降低” $\text{[math]}$ 一些。
  $\text{[math]}$ 实验前，滑块 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 静置于图中所示位置。用手向左轻推一下 $\text{[math]}$ ，使其经过光电门 $\text{[math]}$ 后与 $\text{[math]}$ 发生碰撞，碰后两滑块先后通过光电门 $\text{[math]}$ 。光电门 $\text{[math]}$ 记录的挡光时间为 $\text{[math]}$ ，光电门 $\text{[math]}$ 记录的挡光时间依次为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。若已知挡光条的宽度为 $\text{[math]}$ ，则滑块 $\text{[math]}$ 通过光电门 $\text{[math]}$ 时的速度大小为 $\text{[math]}$ 。为减小实验误差，应选择宽度 $\text{[math]}$ 选填“窄”或者“宽” $\text{[math]}$ 的挡光条。若 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 满足关系式，则可验证动量守恒定律。
2. （2）某同学想用如图 $\text{[math]}$ 所示的装置验证碰撞过程动量守恒：用轻绳将两个小球 $\text{[math]}$ 小球半径与绳长相比可忽略不计 $\text{[math]}$ 悬挂起来，将一个小球从某一高度由静止释放，小球摆到最低点后将与另一小球发生碰撞。实验中仅有天平和刻度尺两种测量工具，请说明要测量的物理量，以及利用测量量验证动量守恒定律的表达式。
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三、简答题（本大题共4小题，共12.0分）

17. (2023高二下·丰台期末) 如图所示，竖直平面内半径 $\text{[math]}$ 的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切。质量均为 $\text{[math]}$ 的小滑块 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将 $\text{[math]}$ 无初速度释放， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 碰撞后结合为一个整体沿桌面滑动。 $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）碰撞前瞬间 $\text{[math]}$ 速度的大小；
2. （2）碰撞后瞬间 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 整体速度的大小；
3. （3） A与 $\text{[math]}$ 碰撞过程中损失的机械能。
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18. (2023高二下·丰台期末) 如图所示，光滑水平导线框放在磁感应强度 $\text{[math]}$ 的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，线框中接有电阻 $\text{[math]}$ ，线框的电阻不计。长度 $\text{[math]}$ 、电阻 $\text{[math]}$ 的导体棒 $\text{[math]}$ 向右做匀速运动，速度 $\text{[math]}$ 。则：
1. （1）求回路中的电流；
2. （2） ab棒向右运动时所受的安培力的大小；
3. （3）电阻 $\text{[math]}$ 的发热功率。
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19. (2023高二下·丰台期末) 2023年6月4日6时33分，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。
如图甲所示，返回舱在距离地表约 $\text{[math]}$ 的高度打开降落伞，速度减至 $\text{[math]}$ 后保持匀速向下运动。在距离地面的高度约 $\text{[math]}$ 时，返回舱底部配备的 $\text{[math]}$ 台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气，使返回舱的速度在 $\text{[math]}$ 内由 $\text{[math]}$ 降到 $\text{[math]}$ 。假设反推发动机工作时主伞与返回舱之间的绳索处于松弛状态，此过程返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。返回舱的总质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ 。
1. （1）求反推发动机工作过程中返回舱动量变化量的大小；
2. （2）为了估算反推发动机工作过程中返回舱受到的平均推力大小， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两位同学给出了如下两种不同的解法：
  $\text{[math]}$ 同学的解法：
  设反推发动机受到的推力为 $\text{[math]}$ ，根据动量定理
  $\text{[math]}$
  解得
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$ 同学的解法：
  设反推发动机受到的推力为 $\text{[math]}$ ，根据动量定理
  $\text{[math]}$
  解得
  $\text{[math]}$
  请分析判断以上两种解法是否正确。若不正确，请说明错误原因。
3. （3）若已知反推发动机喷气过程中返回舱受到的平均推力大小为 $\text{[math]}$ ，喷出气体的密度为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 台发动机喷气口的直径均为 $\text{[math]}$ ，喷出气体的重力忽略不计，喷出气体的速度远大于返回舱运动的速度。求喷出气体的速度。
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20. (2023高二下·丰台期末) 如图甲所示的半径为 $\text{[math]}$ 的圆形导体环内，存在以圆环为边界竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化关系为 $\text{[math]}$ 且为常量 $\text{[math]}$ 。该变化的磁场会在空间产生圆形的感生电场，如图乙所示，感生电场的电场线是与导体环具有相同圆心的同心圆，同一条电场线上各点场强大小相同，方向沿切线。导体环中的自由电荷会在感生电场的作用下定向运动，产生感应电流，或者说导体中产生了感应电动势。涡旋电场力充当非静电力，其大小与场强的关系与静电场相同。
1. （1）请根据法拉第电磁感应定律求导体环中产生的感应电动势 $\text{[math]}$ ；
2. （2）请根据电动势的定义推导导体环所在位置处感生电场场强 $\text{[math]}$ 的大小，并判断 $\text{[math]}$ 的方向 $\text{[math]}$ 从上往下看，“顺时针”或“逆时针” $\text{[math]}$ ；
3. （3）若将导体圆环替换成一个半径为 $\text{[math]}$ 的光滑、绝缘、封闭管道，管道水平放置，如图丙所示。管道内有质量为 $\text{[math]}$ 、电荷量为 $\text{[math]}$ 的小球， $\text{[math]}$ 时小球静止。不考虑小球的重力及阻力，求 $\text{[math]}$ 时，管道对小球作用力的大小和方向 $\text{[math]}$ 填“沿半径向外”或“沿半径向内” $\text{[math]}$ 。
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