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陕西省安康市2024-2025学年高二下学期期末联考物理试卷
一、单选题
1．一辆救护车行驶在水平路面上，下列说法正确的是（　　）
A．救护车的动量发生变化，其动能可能不变
B．救护车受到的合力越大，救护车的动量就越大
C．救护车的牵引力越大，动量的变化率就越大
D．救护车的合力的冲量方向与动量方向一致
2．靠墙静蹲是一种简单的健身运动。如图所示，人以半蹲姿态处于静止状态，假设竖直墙面光滑，则下列说法正确的是（　　）
A．人受到3个力作用
B．人对地面的摩擦力水平向左
C．地面对人的作用力竖直向上
D．墙面对人的支持力小于地面对人的作用力
3．如图所示为氢原子能级图，若大量处于能级的氢原子向能级跃迁时，辐射出的光中只有、两种单色光可以使某光电管发生光电效应，其中光的光子能量更大。下列说法正确的是（　　）
A．该光电管阴极材料的逸出功可能为2.55eV
B．光的光子能量为2.55eV
C．光电管发生光电效应时向外辐射的电子是原子核中的中子转化为质子时产生的
D．光和光通过同一双缝干涉装置时，光的条纹间距更大
4．北京时间2024年1月5日19时20分，我国的天目一号气象星座15－18星（简称天目星）成功发射升空。其发射过程简化如图所示，先将天目星从地面上的点发射到距地面某高度的正圆轨道Ⅰ上，经过A点时变轨进入椭圆轨道Ⅱ，最后在椭圆轨道Ⅱ的远地点B再次变轨将天目星送入距地面更高的正圆轨道Ⅲ（低于同步卫星的轨道）上，则下列说法正确的是（　　）
A．天目星在地面、轨道Ⅰ、Ⅲ运行的向心加速度依次减小
B．天目星在地面、轨道Ⅰ、Ⅲ运行的周期依次增大
C．天目星在轨道Ⅱ上运行的过程中机械能守恒
D．天目星在轨道Ⅰ上经过A点时的速度大于在轨道Ⅱ上经过A点时的速度
5．如图所示，在光滑平台边缘点，将可视为质点的物块水平抛出，先后经过空中的、两点，经过、两点时的速度方向与水平方向的夹角分别为、，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．从点到点的过程中物块做非匀变速运动
B．从点到点的过程中物块的速度变化量的方向由
C．物块从点运动到、两点用时之比为
D．从抛出点分别到、两点的位移与水平方向夹角的正切值之比为
6．如图甲所示为某种风力发电机的原理图，在风力作用下，风叶带动与杆固定连接的永久磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连，电压传感器的电压随时间变化如图乙所示。若将该电压接入图丙的理想变压器的输入端，电流表和电压表均为理想交流电表，闭合开关、，则下列说法正确的是（　　）
A．电压传感器电压变化的频率为0.02Hz
B．仅断开开关，电压表的示数不变
C．仅断开开关，电流表的示数变大
D．断开开关、，变压器的输入功率变大
7．如图甲所示，在外圆半径为、内圆半径为的圆环区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示，其中、均已知。将匝数为、半径为、电阻为的金属线圈放在图甲的磁场中静止不动，线圈的圆心与圆环中心重合，不计线圈之间的安培力作用，下列说法正确的是（　　）
A．在时刻，线圈中的磁通量为
B．线圈中产生的感应电动势大小为
C．在时刻，线圈受到的安培力为
D．时间内，线圈产生的焦耳热为
二、多选题
8．如图1所示是乙醇水溶液的折射率随浓度变化关系图像，现有两束相同的单色细光线以相同的入射角射入不同浓度的甲、乙两杯乙醇水溶液中，折射光线如图2所示（），则下列说法正确的是（　　）
A．甲溶液的浓度低于乙溶液的浓度
B．光在甲溶液中的传播速度低于在乙溶液中的传播速度
C．光在甲溶液中的波长小于在乙溶液中的波长
D．逐渐增大入射角，光射入甲溶液时更早的发生全反射现象
9．如图所示是沿轴方向传播的某简谐横波在时刻的波形，质点偏离平衡位置的位移为，处的质点刚开始起振，平衡位置位于的质点至少经过到达波峰。下列说法正确的是（　　）
A．振源的起振方向沿轴正方向
B．该波的波速为
C．质点的振动方程为
D．质点的平衡位置位于
10．某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗，该疗法利用高速质子轰击肿瘤并杀死癌细胞。来自质子源的质子（初速度视为零），经加速电压为的加速器加速后，形成横截面积为的细柱形的质子流。已知该质子的质量为，电荷量为，这束质子流内单位体积的质子数为，不考虑质子重力和质子之间的相互作用力，下列说法正确的是（　　）
A．该质子在加速过程中一定做匀加速直线运动
B．质子轰击肿瘤的速度为
C．质子流的等效电流为
D．因为中子和质子的质量近似相等，故将本装置中的质子源换成中子源也能达到相同的治疗效果
三、实验题
11．某实验小组要测量当地的重力加速度。由于没有摆球，小组成员找到了一块外形不规则的小金属挂件代替摆球做了一个如图甲所示的单摆。
(1)用刻度尺测量悬线的长度，将挂件拉开一个不大于的角度后由静止释放，用秒表测出次全振动的总时间，则周期 。
(2)若多次改变悬线的长度重复实验，测得每次实验时悬线的长度及对应的挂件振动的周期，作图像，得到的图像是一条 （填“过原点”或“不过原点”）的倾斜直线，若图像的斜率为，则当地的重力加速度为 。
12．在“用插针法测玻璃的折射率”实验中：
(1)如图甲所示，下列说法正确的是______（填正确答案标号）。
A．为准确测量玻璃砖的折射率，界面一定要与界面平行
B．为减少测量误差，、的连线与法线的夹角应尽量小些
C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些
(2)在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图乙所示，由图像可知玻璃砖的折射率等于 。
13．碳纤维板是将碳素纤维使用树脂浸润硬化形成的碳纤维板材，具有较好的导电性。为了探究碳纤维板的导电性能，实验步骤如下：
(1)先使用如图甲所示的游标卡尺来测碳纤维板的厚度，应该使用游标卡尺的 （填“内测量爪”或“外测量爪”），测出碳纤维板的厚度如图乙所示，其读数为 mm。
(2)利用图丙所示的电路测量碳纤维板的电阻，电源的内阻不计，电路中定值电阻，电压表可视为理想电压表。闭合开关S，单刀双掷开关打到时，电压表的示数为2.0V，单刀双掷开关打到时，电压表的示数为4.5V。由此求得碳纤维板的电阻 ，若要考虑电压表内阻，则碳纤维板电阻的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
(3)再利用图丁测电压表的内阻，操作步骤如下：
①将电阻箱（阻值范围为）的阻值调为零，闭合开关S，调节滑动变阻器（阻值范围为）的滑片，使电压表满偏。
②保持滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱，使电压表半偏，然后读出电阻箱的阻值为，则电压表的电阻 。
③该实验中，电压表内阻的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
四、解答题
14．汽车行驶时，轮胎的胎压太高或太低都容易造成安全隐患。已知某型号车辆轮胎内部气体压强的正常范围为。清晨出发前对轮胎进行检查，胎压为2.5atm，胎内气体温度为。轮胎内气体可看作理想气体，轮胎的容积可视为不变，热力学温度与摄氏温度的关系为。夏季高温时汽车在行驶过程中轮胎内气体的温度可达到，为了使轮胎在该温度下的胎压为2.5atm，需要提前放出一部分气体以减小胎压。
(1)求出发前应该将胎压调整为多少？
(2)若放气过程中轮胎内气体温度可视为不变，求出发前从轮胎放出的气体与放气前轮胎内气体的质量之比。
15．如图所示，在区域可施加竖直向上的匀强电场，在右侧有垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，挡板右侧是粒子接收器。从点沿向右射出质量为、电荷量为的带电粒子，粒子射入的初速度为，、、的长度满足，不计粒子的重力。已知当区域不加电场时，粒子刚好到达点。
(1)求的长度；
(2)若匀强电场的电场强度大小，求粒子打到粒子接收器的位置；
(3)求（2）中从点至打到粒子接收器的运动时间。
16．如图所示，光滑半圆形轨道竖直固定放置，轨道半径为，最低点与放在光滑水平面上的小车的上表面处于同一高度，物块B静止在小车上表面的左端，右端有一个四分之一的光滑圆弧轨道，半径为，点到点之间的距离为，物块B、小车的质量均为。在半圆形轨道最高点处有一弹射装置，用弹射装置将质量的物块A弹射出去，并使物块A恰好能经过点做圆周运动，到达点后瞬间与物块B发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着小车上表面的轨道运动，物块A、B均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度取。
(1)求弹射装置储存的弹性势能；
(2)求物块A与物块B碰撞前瞬间，物块A对半圆形轨道的压力的大小；
(3)为使物块B能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块B与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D B C C B D BC AD BC
11．(1)
(2) 不过原点
12．(1)C
(2)1.5
13．(1) 外测量爪 1.4
(2) 25 大于
(3) 大于
14．(1)
(2)
【详解】（1）已知出发前胎内气体压强，温度
夏季高温时胎内气体压强，温度
根据查理定律，将数值代入可得
（2）设轮胎的容积为，放气前轮胎内气体压强为，体积为，放气后压强为，体积为，根据玻意耳定律，将数值代入可得
那么放出气体的体积
所以放出气体与放气前轮胎内气体的质量之比
15．(1)
(2)粒子刚好打到M处
(3)
【详解】（1）当OANP区域不加电场时，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，如图所示，根据牛顿第二定律有
解得轨道半径
则NP的长度
（2）由题意知
粒子在电场中水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，水平方向
解得
竖直方向，加速度
竖直方向速度
竖直方向的位移
也即粒子刚好从N点进入磁场，粒子进入磁场时的合速度
速度方向与水平方向夹角，满足
解得
粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力，
解得
所以粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系，粒子在磁场中做圆周运动的圆心角也为，则粒子在磁场中运动的竖直偏移量
即粒子刚好打到M处。
（3）粒子在磁场中圆周运动的圆心角为，圆周运动的周期
则粒子在磁场中运动的时间为
所以总的运动时间为
16．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）物块A恰好能经过P点做圆周运动，此时重力刚好提供向心力，则有
根据能量关系，弹射装置储存的弹性势能为
联立解得
（2）从P点到Q点，根据机械能守恒
解得
根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，物块A对半圆形轨道的压力大小为
（3）物块A与物块B发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得，
解得碰撞后物块B的速度变为
物块B滑到水平轨道最右端刚好与小车共速，此时最大，根据动量守恒得
根据能量守恒可得
联立解得
物块B刚好滑到圆弧最高点，即在最高点与小车共速，此时最小，根据水平方向动量守恒得
根据能量守恒可得
解得
为使物块B能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，故物块B与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围为。

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