12河北省卓越联盟2024-2024学年高二上学期第二次联考物理试题

12河北省卓越联盟2024-2024学年高二上学期第二次联考物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。

(共8题)
第(1)题
质量为m，速度为的A球跟质量为3m的静止的B球发生正碰。

碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此碰撞后B球的速度可能值为（ ）
A．B．C．D．
第(2)题
如图甲所示，在真空中固定的两个相同点电荷A、B关于x轴对称，它们在x轴上的E-x图像如图乙所示（规定x轴正方向为电场强度的正方向）。

若在坐标原点O由静止释放一个正点电荷q，它将沿x轴正方向运动，不计重力。

则（ ）
A．A、B带等量正电荷B．点电荷q在处电势能最大
C．点电荷q在处动能最大D．点电荷q沿x轴正向运动的最远距离为
第(3)题
如图所示为射线测厚装置示意图，它的放射源为铯-137，已知铯-137的衰变方程为，半衰期约为30年，下列说法正确的是（ ）
A．60年后Cs全部衰变完
B．金属板厚度越薄探测器接收到的辐射强度越小
C．Ba原子核的比结合能比Cs原子核的大
D．该反应为β衰变，β射线即为核外电子的逸出
第(4)题
下列对自由落体运动的说法正确的是（ ）
A．做自由落体运动的物体不受任何外力
B．做自由落体运动的物体，质量越大，下落越快
C．“重的物体下落得快”是伽利略自由落体运动的结论
D．自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
第(5)题
“B超”可用于探测人体内脏的病变状况．下图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图．超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为（式中是入射角，是折射角，、分别为
超声波在肝外和肝内的传播速度），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同．已知，入射点与出射点之间的距离是d，入射角为i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h为（）
A．B．
C．D．
第(6)题
如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气．当出射角和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为．已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为
A．B．C．D．
第(7)题
铀、铅测年法是放射测年法中最早使用，并且准确度最高的一种测年方式。

本法可测定距今100万到45亿年前的物体，测定精确度大约是测定范围的。

铀、铅测年法依赖两个独立的衰变链，一是衰变至稳定的，二是衰变至稳定的
，对于两个衰变链，下列说法正确的是（ ）
A．衰变至的半衰期会随外界环境温度的变化而变化
B．一个核可以同时发生衰变和衰变
C．的比结合能小于的比结合能
D．衰变是原子核外电子吸收能量跃迁的结果
第(8)题
如图所示为一乒乓球台的纵截面，AB是台面的两个端点位置，PC是球网位置，D、E两点满足，且E、M、N在同一竖直线上。

第一次在M点将球击出，轨迹最点恰好过球网最高点P，同时落在A点；第二次在N点将同一球水平击出，轨迹同样恰好过球网最高点P，同时落到D点。

球可看做质点，不计空气阻力作用，则两次击球位置到桌面的高度之比为（ ）
A
．B．C．D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

(共4题)
第(1)题
如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，BC一侧用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是（ ）
A．条纹与AD边平行
B．看到的条纹是由薄玻璃板ABCD的上下两个界面的反射光叠加而成的
C．如果用手用力捏右侧三层，会发现条纹保持间距不变，整体向AD侧移动
D．看到的条纹越多，说明薄片的厚度越厚
第(2)题
如图所示，在直角三角形ABC所在平面内存在匀强电场（图中未画出），BC边长为7cm，∠B=30°。

一电荷量为q的带正电粒子从A点移动到C点电场力做功为W，从B点移动到A点克服电场力做功为2W。

已知A、C两点的电势分别为24V、17V，下列说法
不正确的是（ ）
A．匀强电场的方向沿AC方向由A指向C
B．匀强电场的电场强度大小为200V/m
C．B点的电势为38V
D．电子在B点的电势能比在C点的电势能小7eV
第(3)题
（，代表亚稳态同位素）是目前最广泛使用的核医药物，可用于甲状腺、骨骼、心肌、脑部等扫描检查。

如图所示，铀核分裂得到的钼-99（）衰变成，其过程为：（为不带电荷且质量非常小或近乎零的
反微中子），接着将取出，并由注射或口服等方法送入人体内，在特定器官或组织发生衰变，其过程为：，释放出射线作为医学检测分析的讯号。

下列有关此核医药物的叙述正确的是（ ）
A．和两者具有相同的化学性质
B．衰变成过程中产生的是电子
C．衰变半衰期越长，医学检测分析效果越明显
D．射线为核外电子从高能级向低能级跃迁时放射的光子
第(4)题
如图所示，一弹性轻绳（绳的弹力与其伸长量成正比）穿过固定的光滑圆环B，左端固定在A点，右端连接一个质量为m的小球，A、B、C在一条水平线上，弹性绳自然长度为AB。

小球穿过竖直固定的杆，从C点由静止释放，到D点时速度为
零，C、D两点间距离为h。

已知小球在C点时弹性绳的拉力为0.5mg，g为重力加速度，小球和杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A．小球从C点运动到D点的过程中，弹性绳的弹力不断减小
B．整个运动过程中，弹性绳的最大弹性势能为0.75mg h
C．若在D点给小球一个向上的速度v，小球恰好回到C点，则
D．若仅把小球质量变为2m，则小球到达D点时的速度大小为
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
“太空粒子探测器”是一种探测宇宙射线的试验设备，其简化原理图如图所示，两个同心扇形圆弧面PQ、MN之间存在辐射状的加速电场，方向由内弧面指向外弧面，圆心为O，右侧边长为L的正方形边界abcd内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，O点为ad边界的中点，PO、QO与ad边界的夹角均为。

假设太空中质量为m、电荷量为的带电粒子能均
匀地吸附在外弧面PQ的右侧面上，由静止经电场加速后均穿过内弧面从O点进入磁场，从O点垂直于ad边射入磁场的粒子恰能从b点离开，不计粒子重力、粒子间的相互作用力及碰撞。

求：
（1）粒子到达O点时的速率；
（2）内外弧面所加电压U；
（3）现要求外弧面PQ上所有的粒子全部从ab区域离开磁场，求内外弧面所加电压的取值范围。

第(2)题
小明设计了如图所示的弹珠弹射游戏装置。

固定在水平面上的弹珠发射器发射一质量的小弹珠，沿由水平直轨道和竖直半圆形轨道AB运动并从B处水平飞出，然后恰好进入圆弧形管道CD，并从该管道的D处水平滑出，撞击放置在平台上质量的碰撞缓冲装置PQ，该装置中的轻弹簧一端固定在挡板Q上，另一端连接质量可不计、且能自由滑动的小挡板P，小
弹珠碰到挡板P时紧贴挡板一起运动，但不粘连。

已知、、、，不考虑所有摩擦和空气阻力及
碰撞时能量的损失，轨道固定，缓冲装置PQ可在平台上运动，求：
（1）弹珠发射器发出小弹珠的初速度大小；
（2）缓冲装置中弹簧所能获得的最大弹性势能；
（3）小弹珠与P分离时的速度。

第(3)题
8月4日中国人民解放军东部战区按计划在台岛周边进行实战化综合演练。

其中无人机得到了广泛的应用，如图为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器。

一架质量的无人机，其动力系统的最大升力，运动过程中所受
阻力大小恒为，
（1）无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，求在时离地面的高度
（2）当无人机悬停在距离地面高度处由于动力故障，无人机突然失去升力坠落，无人机坠落过程中，在遥控器设备的干预下，动力设备重新启动提供向上最大升力，为保证安全着地，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t1
第(4)题
如图所示为一“太空粒子探测器”的简化图，两个同心扇形圆弧面的圆心为O，两弧面PQ、MN之间存在辐射状的加速电场，方向由内弧面指向外弧面，右侧边长为L的正方形边界abcd内存在垂直纸面向外的匀强磁场，其大小B＝kB0（k＞0，B0已知），k值可以调节。

O点为ad边界的中点，PO、QO与ad边界的夹角均为30°。

假设太空中质量为m、电荷量为e的负电粒子，能均匀地吸附到外弧面PQ的右侧面上，由静止经电场加速后穿过内弧面均从O点进入磁场。

k＝1时，垂直ad边射入磁场的粒子恰好从ab的中点离开磁场区域。

不计粒子重力、粒子间的作用力及碰撞。

求：
（1）弧面MN、PQ间的加速电压U；
（2）若从O点垂直于ad边界射入磁场的粒子恰能从b点离开，求k的值；
（3）若要求外弧面PQ上所有的粒子均从ab边射出磁场，求k值的取值范围。

四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
五一期间，武汉市在长江两岸进行了“2023建设英雄城劳模风采主题灯光秀”，两江沿岸7座桥体、2座山体、近千栋建设以光影为载体，致敬城市追梦的奋斗者与建设者。

小武同学观看后对其中的发光单元产生了兴趣，他查找相关资料，发现一个发光单元是由三个相同的发光二极管和一个定值电阻串联而成（如图甲中虚线框内的结构），供电电压为12V，通过查找相关资料
可知，每个发光二极管的工作电压应在3~4V之间，允许流过的最大电流不超过30mA。

为研究发光二极管的伏安特性并测量
的值，小武同学设计了图甲的电路进行实验。

图中电源电压恒为12V，电压表的量程为0~2V、内阻为，电流表量程为
0~30mA、内阻很小可忽略。

完成下列操作中的要求或填空：
（1）为完成实验并准确测量，定值电阻应该选择( )
A. B. C. D.
（2）正确选择后接通电源，将R的滑动触头从M端向N端滑动，记录多组电压表的示数U和电流表的示数I，并在图乙中绘出了图线。

当R的滑动触头移动到最右端N时，电压表的示数为1.75V，电流表的示数为25.0mA，不考虑电表内阻的影响，
则的阻值为___________；
（3）如果考虑电表内阻的影响，发光二极管D在通过某一电流时的实际功率___________（选填“大于、“小于”或“等于）由图乙得到的测量值；
（4）若将一个发光单元直接接到电动势为12V、内阻为的电源两端，在发光单元中，一个发光二极管的功率约
为___________mW。

（计算结果保留2位有效数字）
第(2)题
某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为R0）、一个电流表（内阻为R A）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。

由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。

某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。

主要实验步骤如下：
（1）将器材如图甲连接。

（2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的____（选填“a”或“b”）端。

（3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I，得到多组数据。

（4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为r0，当接入电路的电阻丝对应的圆心角为θ时，电阻丝接入电路的电阻R x=____（用题中字母表示），根据图乙，该电池电动势和内阻可表示为E=____，r=____（用R0、R A、k、d、r0表示）。