湖南省浏阳市2023-2024学年高二下学期期末质量监测物理试卷（含答案）

第第页湖南省浏阳市2023-2024学年高二下学期期末质量监测物理试卷一、单选题：本大题共6小题，共24分。1．日本从2023年8月24日开始将福岛核电站核污水排入海洋，核污水中有一种难以被清除的放射性同位素氚，若进入人体可能会引起基因突变。氚也称超重氢，是氢的同位素之一，有放射性，会发生β衰变，其半衰期为12.43年。下列有关氚的说法正确的是（）A．氚和氢是两种不同的元素B．100个氚经过12.43年剩下50个C．用中子轰击锂能产生氚，其核反应方程式为： D．β射线是高速运动的氦原子核，其穿透能力很强2．图示为氢原子能级图。一群氢原子处于n=4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，可以辐射出6种不同频率的光，其中有几种频率的光可以使逸出功为6.20eV的金属板发生光电效应（）A．4 B．3 C．2 D．13．如图所示，L是直流电阻可忽略的线圈，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（）A．开关S闭合瞬间，c灯立即亮，a、b灯逐渐变亮B．开关S闭合电路稳定后，a、b灯都亮，c灯不亮C．开关S断开后，流过a灯的电流方向与原来相反D．开关S断开后，流过c灯的电流方向与原来相反4．在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直．一带电粒子(重力不计)从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子()A．一定带正电B．速度v=EC．若速度v＞EBD．若此粒子从右端沿虚线方向进入，仍做直线运动5．关于下列各图，说法正确的是（）A．图甲中，实验现象说明薄板材料是非晶体B．图乙当分子间距离为r0C．图丙中，T1D．图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显6．无线充电是充电器与用电装置之间以磁场传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露，小功率无线充电常采用电磁感应式，充电原理图简化如图所示。发射线圈所加电压有效值为U=220VA．接收线圈的输出电压的最大值为10VB．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比约为1：22C．发射线圈与接收线圈中电流之比约为22：1D．若增大接收线圈中的电流，则发射线圈中电流也增大二、多选题：本大题共4小题，共16分。7．关于电磁波，下列叙述正确的是（  ）A．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度平行B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波可以在真空中传播D．电磁波的频率越高，在真空中传播的速度越大8．在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图像如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为电流i的正方向，则（）A．1.5msB．1ms至1.5msC．0至0.5msD．0.5ms9．一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程1到达状态b，经历过程2到达状态c，经历过程3到达状态d，经历过程4回到状态a。其体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，且cd与V轴平行，ab的延长线过原点，ad与T轴平行。关于这四个过程，下列说法正确的是（  ）A．在过程1中，理想气体的压强不变B．在过程2中，理想气体内能不变C．在过程3中，气体对外做功，气体分子平均动能不变D．气体在a、b、c、d四个状态时，在状态d时的压强最大10．某质谱仪的原理图如图所示。加速电场上、下两极板间的电压为U，其中心处和感光片的中心均开有一个小孔（三个小孔共线），其下有另两块左右相对的极板。在左右极板之间还存在垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B1的匀强磁场。右极板电势高于左极板，他们之间形成电场强度为E的匀强电场。感光片下方存在垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B2的匀强磁场。现将质量为m，带电量为+e的质子从加速电场上极板小孔处由静止释放，恰能形成轨迹1。轨迹1、2的半径之比为A．轨迹1是直径为2mEeB．将质子换为氘核，并将B2减小到原来的1C．将质子换为氚核，并将B1、B2加倍，为使粒子沿轨迹2运动，应将U、D．将质子换为α粒子，并将U、E各自增大到原来的4、2倍，即可得到轨迹2三、实验题：本大题共2小题，共18分。11．某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素（1）通过实验得知：当磁体向上运动时，电流计指针向右偏转，此时线圈中磁通量在（选填“增加”或“减少”）。（2）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图b的电路。若图b电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最（选填“左”或“右”）端。（3）若图b电路连接正确，开关闭合后，将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针（选填“偏转”或“不偏转”）。12．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，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将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小；④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；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。完成下列填空：（1）上述步骤中，正确的顺序是。（填写步骤前的数字）（2）油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是mL，油酸膜的面积是cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是m。（结果均保留两位有效数字）（3）某学生在做该实验时，发现计算的油酸分子直径偏大，可能的原因是__________。A．痱子粉撒得过少B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格C．计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴D．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间四、计算题：本大题共3小题，共30分。13．如图所示，两个壁厚可忽略的圆柱形金属筒A和B套在一起，两者横截面积相等，光滑接触且不漏气。将A系于天花板上，用手托住B，使筒底部到顶部的高度为20cm，此时它们密封的气体压强与外界大气压相同，均为1.1×10（1）此时金属筒内气体的压强；（2）若当时的温度为308K，欲使下沉后的套筒恢复到下沉前的位置，应将温度变为多少？14．如图所示，真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的矩形匀强磁场，方向垂直于纸面向里，MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）沿着与MN夹角为θ=30∘的方向垂直射入磁场中，刚好垂直于PQ边界射出，并沿半径方向垂直进入圆形磁场。圆形磁场半径为L，方向垂直纸面向外，粒子最后从圆心O的正下方（1）粒子在矩形磁场中运动的轨迹半径；（2）粒子射入磁场的速度大小；（3）圆形磁场的磁感应强度。15．如图所示，空间存在竖直向下的有界匀强磁场B，一单匝边长为L，质量为m的正方形线框abcd放在水平桌面上，在水平外力作用下从左边界以速度v匀速进入磁场，当cd边刚好进入磁场后立刻撤去外力，线框ab边恰好到达磁场的右边界，然后将线框以ab边为轴，以角速度ω匀速翻转到图示虚线位置。已知线框与桌面间动摩擦因数为μ，磁场宽度大于L，线框电阻为R，重力加速度为g，求：（1）当ab边刚进入磁场时，ab两端的电压Uab；（2）水平拉力F的大小和磁场的宽度d；（3）匀速翻转过程中线框产生的热量Q。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A．氚是氢的同位素，是同种元素，故A错误；B．半衰期是大量放射性原子衰变的统计规律，对个别（少数）的放射性氚原子核没有意义，故B错误；C．根据质量数和电荷数守恒，用中子轰击锂能产生氚，其核反应方程式为 3D．β射线是高速运动的电子流，穿透能力比γ射线弱，故D错误。故选C。

【分析】1、所有氢的同位素（氕、氘、氚）都是氢元素。

2、半衰期是统计规律，对于大量原子（如阿伏加德罗常数级别）可以准确预测。对于少量原子（如100个），实际衰变数量会有统计涨落，可能不精确为50个。

3、β射线是高速运动的电子（β-）或正电子（β+），不是氦原子核。β射线的穿透能力中等（强于α，弱于γ）。2．【答案】B【解析】【解答】一群氢原子处于n=4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，可以释放6种不同能量的光子：从n=4跃迁到n=1，辐射的光子能量为12.75eV，从n=4跃迁到n=2，辐射的光子能量为2.55eV，由n=4跃迁到n=3，辐射的光子能量为0.66eV，从n=3跃迁到n=1，辐射的光子能量为12.09eV，从n=3跃迁到n=2，辐射的光子能量为1.89eV，由n=2跃迁到n=1，辐射的光子能量为10.2eV，可见有3种光子能量大于金属板的逸出功6.20eV，所以有3种频率的光能使金属板发生光电效应，故ACD错误，B正确。

故选B。

3．【答案】C【解析】【解答】A．开关S闭合瞬间，a、b灯立即亮，c灯所在电路中由于有线圈产生自感电动势阻碍电流增加，可知c灯逐渐变亮，故A错误；B．开关S闭合电路稳定后，线圈的阻碍作用消失，则a、b、c三灯都亮，故B错误；CD．开关S断开后，原来通过a灯的电流立即消失，通过线圈产生自感电动势阻碍电流减小，则线圈所在支路的电流要通过a灯和c灯重新组成回路，则流过a灯的电流方向与原来相反，流过c灯的电流方向与原来相同，故C正确，D错误。故选C。

【分析】1、开关S闭合瞬间，c灯所在电路中由于有线圈产生自感电动势阻碍电流增加，c灯逐渐亮，a、b灯不受影响立即亮。

2、开关S闭合电路稳定后，线圈的阻碍作用消失，则a、b、c三灯都亮。

3、开关S断开后，线圈所在支路的电流要通过a灯和c灯重新组成回路，流过a灯的电流方向与原来相反，流过c灯的电流方向与原来相同。4．【答案】B【解析】【解答】AB.带电粒子在复合场中做直线运动，根据受力：Bqv=Eq,所以E=Bv，对电性无要求，故A错误；B正确。

C.若速度v＞EB，粒子会发生偏转，可能会离开复合场，故C错误。

D.粒子的运动方向变成从右端进入则电场力方向与洛仑兹力方向一致，不可能做直线运动，故D错误．

【分析】1、带电粒子在复合场中做直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，可判断电性得出速度大小。

2、若速度v＞EB，电场力与洛伦兹力不平衡，粒子会发生偏转。5．【答案】B【解析】【解答】A．图甲中，实验现象说明薄板材料在导热性上具有各向同性，但薄板材料可能是非晶体，也可能是多晶体，故A错误；B．图乙当分子间距离为r0C．图丙中，T2D．图丁中，微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，不平衡性越明显，布朗运动越明显，故D错误。故选B。

【分析】1、薄板材料在导热性上具有各向同性，但薄板材料可能是非晶体，也可能是多晶体。

2、当分子间距离为r0时，分子力为零。

3、温度越高，气体分子速率分布曲线更扁平，最概然速率（峰值）向高速方向移动。

6．【答案】D【解析】【解答】A．由理想变压器的原理有UU2=B．发射线圈与接收线圈中磁通量变化的频率相等，所以发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相等，故B错误；C．理想变压器的电流之比等于匝数的反比，即I1I2=n故选D。

【分析】1、由理想变压器的原理有UU2=n1n2，U为有效值则计算出U7．【答案】B,C【解析】【解答】A．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，故A错误；B．根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，相互激发，形成电磁波，故B正确；CD．电磁波的传播不需要靠介质，可以在真空中传播，任何频率的电磁波在真空中的传播速度都相同，故C正确，D错误。故选BC。

【分析】1、电磁波传播时，电场方向、磁场方向和传播方向三者是互相垂直的关系，而不是平行。2、根据电磁学基本原理，变化的电场会产生磁场，变化的磁场又会产生电场，这种相互激发的过程就形成了电磁波。特别是周期性变化的电磁场，正是电磁波产生的必要条件。3、电磁波的一个重要特性就是不需要介质也能传播，可以在完全真空中传播。我们接收到的太阳光就是最好的例子，它穿越太空真空到达地球。4、在真空环境中，所有频率的电磁波都以相同的速度传播，这个速度就是光速。8．【答案】A,B【解析】【解答】A．1.5msB.1ms至1.5msC.0至0.5msD．0.5ms故选AB。

【分析】1、LC振荡电路中电流减小，为充电过程，磁场能减小转化为电场能。

2、LC振荡电路中电流增大，为放电过程，电容器极板上电荷量减小。9．【答案】A,C【解析】【解答】A．根据pVT=C，B．由图可知，在过程2中温度升高，气体内能增大，故B错误；C．在过程3中，体积增大，气体对外做功，温度不变，气体分子平均动能不变，故C正确；

D．根据pVT=C可知由图可知，O与c的连线的斜率最小，压强最大，即c状态压强最大，故D错误。故选AC。

【分析】根据一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图像可知：1、延长线经过坐标原点O，则过程1是等压变化。2、在过程2中温度升高，气体内能增大。3、在过程3中，体积增大，气体对外做功，温度不变，气体分子平均动能不变。10．【答案】A,C【解析】【解答】A．设质子进入磁场的速度为v，质子在复合场B1、EeE=evB1，质子在偏转磁场B联立解得r1=mvB．将质子换为氘核12H，并将B2减小到原来的12，质子11H和氘核12H在加速电场中，根据动能定理分别可得eU=12mv2，eU=12×2mv'2，解得v'vC．将质子11H换为氚核13H，并将B1、B2加倍，质子11H和氚核13H在加速电场中，根据动能定理分别可得eU=12mv2，eU'=12×3mv'2，质子11H和氚核13D．将质子11H换为α（24He）粒子，并将U、E各自增大为U'、E'，质子11H和α（24He）粒子在加速电场中，根据动能定理分别可得eU=12mv2，2e⋅U'=12×4mv'2为使α（24He）粒子沿轨迹2运动，则有r2r1=故选AC。

【分析】本题考查质谱仪原理，粒子在加速电场中直线运动用动能定理列等式得出进入下一个复合场的速度，在复合场中匀速直线运动电场力与洛伦兹力平衡列等式，在磁场中匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力列等式，联立可求解轨迹半径，将质子换成其他粒子思路不变列等式求解。11．【答案】（1）减少（2）左（3）偏转【解析】【解答】（1）当磁体向上运动时，穿过螺旋管的磁场为竖直向下，磁通量减少。（2）闭合开关瞬间，电路中电流增大，电磁铁的磁性增强，穿过螺线管的磁通量增加，会产生感应电流，为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表，闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端，即最大阻值处。（3）将铁芯从线圈P中快速抽出时，穿过螺线管的磁通量减少，会产生感应电流，则观察到电流计指针偏转。【分析】探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素实验。

（1）当磁体向上运动时螺旋管远离磁场，螺旋管磁通量减少。

（2）闭合开关瞬间，电路中电流增大，为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表，闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。

（3）将铁芯从线圈P中快速抽出时，穿过螺线管的磁通量减少，会产生感应电流。（1）当磁体向上运动时，穿过螺旋管的磁场为竖直向下，磁通量减少。（2）闭合开关瞬间，电路中电流增大，电磁铁的磁性增强，穿过螺线管的磁通量增加，会产生感应电流，为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表，闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端，即最大阻值处。（3）将铁芯从线圈P中快速抽出时，穿过螺线管的磁通量减少，会产生感应电流，则观察到电流计指针偏转。12．【答案】（1）④①②⑤③（2）5.0×10－6；40；1.3×10－9（3）B【解析】【解答】（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液→测定一滴酒精油酸溶液的体积V0=Vnn→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，故实验步骤为④（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是V=若每一小方格的边长为1cm，由题图可知轮廓中大约有40个小方格，则油酸薄膜的面积40cm2。油酸分子的直径d=（3）A．水面上扉子粉撒得过少，油膜边界不明显，往往会造成测量的面积S偏大，导致结果计算偏小，故A错误；B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测量的面积S偏小，会导致计算结果偏大，故B正确；C．计算每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴，则计算得到的每滴油滴的体积偏小，会导致计算结果偏小，故C错误；D．滴入量筒之前配制的溶液在空气中搁置了较长时间，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故D错误。故选B。

【分析】（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤应首先配制酒精油酸溶液，再测定溶液形成油膜再描绘油膜边缘再测量油膜面积，最后计算分子直径。

（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是一滴溶液体积乘以浓度。由题图数出轮廓中小方格个数，再计算油酸薄膜的面积。油酸分子的直径d=VS。

（3）考查实验误差，根据油酸分子的直径公式（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积V0=Vnn→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘