江苏省扬州市宝应县汜水高级中学2023-2024学年高二下学期期末物理试题（解析版）

第1页/共1页2023-2024学年氾水高中高二（下）期末联考物理模拟试卷一、单选题：本大题共11小题，共44分。1.下列实验不能用光的粒子性解释的是（）A.黑体辐射 B.光电效应C.康普顿效应 D.电子束衍射【答案】D【解析】【详解】ABC．黑体辐射、光电效应、康普顿效应都说明光具有粒子性，能用光的粒子性解释，故ABC错误；D．电子束衍射说明电子具有波动性，不能用光的粒子性解释，故D正确。故选D。2.下列说法不正确的是（）A.做变速运动的电荷会在空间产生电磁波B.分子势能和分子间作用力有可能同时随分子间的距离增大而增大C.烧热针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡具有各向异性D.振荡频率越高，振荡电路发射电磁波的本领越大【答案】C【解析】【详解】A．根据电磁场理论，做变速运动的电荷会在空间产生电磁波，故A正确；B．在分子间的距离从平衡位置逐渐增大的开始的一小范围内，分子势能和分子间作用力有可能同时随分子间的距离增大而增大，故B正确；C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母具有各向异性，故C错误；D．理论的研究证明，振荡电路向外界辐射能量的本领，即单位时间内辐射出去的能量，与频率有关，频率越高，发射电磁波的本领越大，故D正确。本题是选不正确的，故选C。3.如图所示，为研究光电效应的装置，若用频率v的光照射光电管，阴极K有光电子逸出，则滑动变阻器的滑片P向a端移动的过程中（）A.若开关接1时，光电流一直变大B.若开关接1时，光电流一直减小，最终可能为零C.若开关接2时，光电流一直变大D.若开关接2时，光电流一直减小，最终可能为零【答案】D【解析】【详解】AB．若开关接1时，光电管加正向电压，滑片P向a端移动的过程中光电流可能先增大，达到饱和电流后再不变，故AB错误；CD．若开关接2时，光电管加反向电压，滑片P向a端移动的过程中，光电管两端反向电压增大，光电流一直减小，最终可能为零，故C错误，D正确；故选D。4.如图所示，两端开口的细玻璃管竖直插入水中，由于毛细现象管中水会沿管上升一段高度。如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后的现象是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】因开始时液柱在管中上升一定高度且液面呈现凹状，可知液体关于玻璃管是浸润的；如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后液面仍呈现凹状，且液体不可能向外喷出。故选D。5.一定质量理想气体的状态变化如图所示，dabc为圆弧，cd为半径相同的圆弧。气体从状态a沿经状态b、c、d，最终回到状态a，则（）A.从状态a到状态b是等温膨胀过程B.从状态a到状态c，气体吸收热量，内能增大C.处于状态c时气体分子单位时间撞击单位面积的次数一定比状态a少D.从状态a经b、c、d回到状态a，气体吸收热量【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．题意可知从状态a到状态b是圆弧而不是双曲线，所以不是等温膨胀过程，故错误；B．状态a到状态c，气体压强相等，体积增大，根据理想气体状态方程可知其温度必定升高，内能增加，又对外界做功，根据热力学第一定律，有气体吸收热量,故B正确；C．据上一选项分析，在状态c，气体体积较大，分子数密度较小，气体温度升高导致分子平均动能增加，在保持压强不变的情况下单位时间撞击单位面积的次数一定较少，故C正确；D．状态a经b、c、d回到状态a，气体的温度不变，内能不变，外界对气体做功等于图形的面积，根据热力学第一定律，有气体放出热量，D错误。故选BC。6.如图，导体棒a放置在光滑绝缘水平面上，固定的长为L的长直导线b与a平行放置在同一水平面上，导体棒a与力传感器相连a、b中分别通有大小为Ia、Ib的恒定电流，Ia方向如图所示，Ib方向未知，导体棒a静止时，通过分析传感器数据，发现a受到b的吸引力大小为F，则Ib的方向和Ia在b处产生的磁感应强度的大小为（）A.与Ia同向， B.与Ia同向，C.与Ia反向， D.与Ia反向，【答案】A【解析】【详解】根据同向电流相吸，异向电流相斥，则它们的电流方向相同，a受到的安培力为F，电流为Ia，长度为L，则所以Ia在b处产生的磁感应强度的大小为故选A。7.如图所示，通入电流为I的导体板放在磁感应强度为B的匀强磁场中，电流与磁场方向垂直时，导体板上、下面A、A'间产生一定的电势差UH，这种现象称为霍尔效应。导体板中自由电子电荷量为e，导体板的宽度为d，厚度为h，下列说法正确的是（）A.仅改变I，UH与h成正比B.仅改变d，UH与d成正比C.电势差稳定后，电子受到的洛伦兹力大小为D.A'面电势比A面电势高【答案】D【解析】【详解】ABC．电势差稳定后，电子受到的电场力与洛伦兹力平衡，可得可得导体板通过的电流可得则有可知与h无关，与d成反比，故ABC错误；D．由题图可知，电流方向向右，电子的定向移动方向向左，由左手定则可知，电子受洛伦兹力方向向上，则导体板上表面带负电，下表面带正电，因此A面电势比面电势低，故D正确。故选D。8.不久前，某移动分公司与华为合作，成功实现该地商用手机下行速率达到5.4Gbps，创下业界最高记录，接近理论极限。产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（）A.线圈中磁场的方向向上B.电容器两极板间电场强度正在变大C.电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加D.线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反【答案】B【解析】详解】A．根据线圈中电流方向，应用右手螺旋定则判断出线圈中磁场方向向下，故A错误；B．电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，板间电场强度在变大，故B正确；CD．电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，电容器中的电场能正在增大，则线圈储存的磁场能正在减小，线路中的电流正在减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向与线路中的电流方向相同，故CD错误。故选B。9.如图为交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴按图示方向匀速转动，转动角速度，线圈的匝数匝、总电阻，线圈围成的面积。线圈两端与阻值的电阻相连，交流电压表可视为理想电表。已知磁场的磁感应强度，图示位置矩形线圈与磁感线平行。则下列说法错误的是（）A.图示位置时，线圈中的电流最大，电流方向为B.电路中交流电压表的示数为90VC.从图示位置开始计时，线圈产生的电动势的瞬时值表达式为D.线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为【答案】B【解析】【详解】A．图示位置磁通量为零，电动势最大，电流最大，根据右手定则可知，线圈中电流方向为，故A正确；B．电动势的最大值为则电动势的有效值为由闭合电路欧姆定律，可得电路中交流电压表的示数故B错误；C．从图示位置开始计时，通过矩形线圈的磁通量随时间t变化的关系式为故C正确；D．线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为故D正确。本题选错误的，故选B。10.圆心为O、半径为R的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面的匀强磁场（未画出），磁场边缘上的A点有一带正电粒子源，半径OA竖直，MN与OA平行，且与圆形边界相切于B点，在MN的右侧有范围足够大且水平向左的匀强电场，电场强度大小为E。当粒子的速度大小为v0且沿AO方向时，粒子刚好从B点离开磁场，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（）A.圆形区域内磁场方向垂直纸面向外B.粒子的比荷为C.粒子在磁场中运动的总时间为D.粒子在电场中运动的总时间为【答案】C【解析】【详解】A．根据题意可知，粒子从A点进入磁场时，受到洛伦兹力的作用，根据左手定则可知，圆形区域内磁场方向垂直纸面向外，故A正确，不符合题意；B．根据题意可知，粒子在磁场中的运动轨迹如图甲所示根据几何关系可知，粒子做圆周运动的半径为R，粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角为，根据洛伦兹力提供向心力有所以故B正确，不符合题意；C．根据题意可知，粒子从B点进入电场之后，先向右做减速运动，再向左做加速运动，再次到达B点时，速度的大小仍为v0，再次进入磁场，运动轨迹如图乙所示粒子在磁场中的运动时间为故C错误，符合题意；D．粒子在电场中，根据牛顿第二定律有解得结合对称性可得，粒子在电场中运动的总时间为故D正确，不符合题意。故选C。11.如图所示，两光滑平行长直导轨，间距为d，放置在水平面上，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直，两质量都为m、电阻都为r的导体棒、垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，两棒两导体棒距离足够远，静止，以初速度向右运动，不计导轨电阻，忽略感生电流产生的磁场，则（）A.导体棒最终速度为 B.导体棒产生的焦耳热为C.通过导体棒横截面的电量为 D.两导体棒的初始距离最小为【答案】D【解析】【详解】A．根据楞次定律，导体棒、最终以相同的速度匀速直线运动，设共同速度为，水平向右为正方向，根据动量守恒定律可得解得故A错误；B．设导体棒、在整个过程中产生的焦耳热为，根据能量守恒定律可得解得导体棒、的电阻都为r，因此导体棒产生的焦耳热为故B错误；C．对导体棒，由动量定理得因为，故因此通过导体棒横截面的电量为故C错误；D．当导体棒、速度相等时距离为零，则两棒初始距离最小，设最小初始距离为l，则通过导体棒横截面的电量解得故D正确。故选D。二、实验题：本大题共1小题，共10分。12.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，有下列实验步骤：①往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。③将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小。④将8mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入100滴，量筒内的溶液增加1mL。⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。（1）上述步骤中，正确的顺序是④①___________（填写步骤前面的数字，前两步已给出）；（2）完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是（）A.将油酸分子视为球形 B.油膜中分子沿直线排列C.将油膜看成单分子层 D.油酸分子紧密排列无间隙（3）在“油膜法”估测分子大小的实验中，体现的物理思想方法是（）（用序号字母填写）A.理想模型法 B.控制变量法 C.等效替代法（4）油膜形状稳定后，数得油膜所占格数约为128格（已知坐标纸正方形小方格的边长为1cm，则可估算出油酸分子的直径约为___________m（此空保留一位有效数字）；（5）实验后，某小组发现自己所测得的分子直径d明显偏小，出现这种情况的可能原因是（）A.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开B.求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数计多了C.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算D.油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化【答案】（1）②⑤③（2）B（3）A（4）6×10-10（5）BD【解析】【小问1详解】“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配置油酸酒精溶液④→准备浅水盆，撒上痱子粉①→滴入油酸酒精溶液，形成油膜②→描绘油膜边缘⑤→测量油膜面积，计算分子直径③，故正确顺序为：④①②⑤③。【小问2详解】该实验中的理想化假设是：把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜；不需要考虑分子间隙，把形成油膜的分子看作紧密排列的球形分子；将油酸分子视为球体模型。故选B。【小问3详解】在“油膜法”估测分子大小的实验中，体现的物理思想方法是理想模型法。故选A。【小问4详解】一滴油酸酒精溶液的体积为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为面积超过正方形一般的正方形个数为128个，故油膜的面积为油酸分子的直径为【小问5详解】A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果偏大，故A错误；B．求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数计多了，则一滴油酸的体积减小了，会导致计算结果偏小，故B正确；C．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算时所用的体积数值偏大，会导致结果偏大，故C错误；D．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故D正确。故选BD。三、计算题：本大题共4小题，共46分。13.如图所示，高为3L的绝热汽缸竖直放置在水平面上，汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体。外界大气压强为，活塞横截面积为S，活塞与汽缸之间的最大静摩擦力为。当气体温度为时，活塞与汽缸底部的距离为L，且活塞恰好不下滑，活塞质量、电热丝的体积以及汽缸和活塞的厚度均不计，活塞在移动过程中与汽缸密闭性良好。（1）对缸内气体缓慢加热，求当活塞刚要向上滑动时缸内气体的温度；（2）继续对缸内气体缓慢加热，求当活塞恰好上升到汽缸顶部时缸内气体的温度。【答案】（1）1.5T0；（2）4.5T0【解析】【详解】（1）开始时，对活塞受力分析可知当活塞刚要向上滑动时气体进行等容变化解得T1=1.5T0（2）继续对缸内气体缓慢加热，当活塞恰好上升到汽缸顶部时，气体进行等压变化，则即解得T2=4.5T014.如图1所示为氢原子的能级图。一群氢原子处于量子数的能级状态。（1）这群氢原子跃迁时能辐射出几种频率的光子？这些光子中波长最长的光子的能量为多少eV？（2）用能级跃迁到的能级辐射的光子照射某种金属，测得光电流与电压的关系如图2所示，求光电管阴极金属的逸出功。【答案】（1）6种，；（2）【解析】【详解】（1）根据题意，由可知，跃迁时能辐射出6种频率的光子。由公式可知，波长最长的光子能量最小，对应跃迁的能级差也最小，所以从向跃迁，发出的光子波长最长，即有（2）的能级跃迁到的能级辐射的光子能量为由光电流与电压的关系图可知，遏止电压为逸出光电子的最大初动能光电管阴极金属的逸出功是15.如图所示，MN、PQ是两条水平、平行放置、宽L=5m的光滑金属导轨，垂直轨道平面有磁感应强度B=0.4T的匀强磁场。导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2=1∶10，副线圈与R=20Ω的电阻组成闭合回路。质量m=0.2kg的导体棒ab垂直MN、PQ放置，从t=0时刻开始在水平外力F作用下在磁场中运动，其速度随时间按v=2sin20πt（m/s）变化。不计导轨、导线、导体棒电阻。求：（1）在ab棒中产生的电动势的表达式e；（2）电阻R上的热功率P；（3）从t=0到t1=0.125s的时间内，外力F做的功W。【答案】（1）e=4sin20πt（V）；（2）40W；（3）5.4J【解析】【详解】（1）ab棒切割磁感线产生的电动势为而可得（2）设原线圈上电压的有效值为U1，根据电动势的表达式可知，ab棒切割磁感线产生的电动势的最大值为根据最大值与有效值之间的关系可得U1=V=2V设副线圈上电压的有效值为U2，则由原副线圈匝数与电压之间的关系可得解得U2=20V由此可得电阻R上的热功率P==