2024武汉江岸区高二下学期7月期末物理试题含答案

这是一份2024武汉江岸区高二下学期7月期末物理试题含答案，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
本试题卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
祝考试顺利
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.如图所示为课本中关于近代物理的四幅插图，下列说法正确的是( )
A.图甲是黑体辐射的实验规律，爱因斯坦在研究黑体辐射时提出了能量子概念，成功解释了光电效应现象
B.图乙是α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型并估测原子核半径的数量级是 10⁻¹⁰m
C.图丙是射线测厚装置，轧钢厂利用α射线的穿透能力来测量钢板的厚度
D.图丁是核反应堆示意图，镉棒插入深一些可减小链式反应的速度
2.如图所示为LC振荡电路，某一时刻线圈中磁感应强度正在逐渐增强，且方向向上，下列说法正确的是( )
A.此时线圈中的磁场均匀变化，在空间产生了均匀变化的电场
B.此时振荡电路中的电流正在减小，a 点电势比b点低
C.如果用该电路来接收电磁波，则当电路的固有频率与所接收电磁波的频率相同时，会出现电谐振
D.如果在线圈中插入铁芯，则可使电路的振荡周期变小
3.科学技术是第一生产力，现代科技发展与物理学息息相关，下列关于磁场与现代科技的说法正确的是( )
A.图甲是磁流体发电机的结构示意图，由图可以判断出 A 板是发电机的正极，若只增大磁感应强度，则可以增大电路中的电流
B.图乙是霍尔效应板的结构示意图，若导体中的载流子为电子，则稳定时一定有φм>φw
C.图丙是电磁流量计的示意图，在B、d 一定时，流量 Q 反比于UNM
D.图丁是回旋加速器的示意图，若只增大加速电压U，则可使粒子获得的最大动能增大
4.固定半圆形光滑凹槽ABC 的直径 AC 水平，O 为圆心，B 为最低点，通电直导体棒a 静置于B点，电流方向垂直于纸面向里，截面图如图所示。现在纸面内施加与OB方向平行的匀强磁场，并缓慢改变导体棒a 中电流的大小，使导体棒a 沿凹槽ABC 内壁向A 点缓慢移动，在移动过程中导体棒a 始终与纸面垂直。下列说法正确的是( )
A.磁场方向平行于OB 向上
B.导体棒a能缓慢上移到A 点并保持静止
C.在导体棒a缓慢上移过程中，导体棒a中电流逐渐增大
D.在导体棒a 缓慢上移过程中，导体棒a 对凹槽ABC 的压力逐渐变小
5.氢原子的能级图如图1所示，氢原子从能级n=6跃迁到能级n=2产生可见光Ⅰ，从能级n=3跃迁到能级n=2产生可见光Ⅱ。用两种光分别照射如图2所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是( )
A.可见光Ⅱ的动量大于可见光Ⅰ的动量
B.两种光分别照射阴极K产生的光电子到达阳极 A 的动能之差一定为1.13eV
C.欲使微安表示数变为0，滑片 P 应向 b端移动
D.滑片P向 b端移动过程中，微安表示数可能先增大后不变
6.如图为某一型号电吹风的电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片 P 可同时接触两个触点。触片 P 处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。表格内数据为该电吹风规格。设吹热风状态时电热丝电阻恒定不变，理想变压器原、副线圈的匝数分别记为n₁和n₂。下列说法正确的是( )
A.触片 P 位于ab时，电吹风属于吹冷风状态
B.电热丝在工作状态时电阻大小为 120Ω
C.小风扇的内阻为 4Ω
D.理想变压器原、副线圈的匝数比 n₁:n₂=2:11
7.如图所示，在直角坐标系xOy 的第一象限中有一等腰直角三角形OAC 区域，其内部存在垂直纸面向里的匀强磁场，它的OC 边在x轴上且长为L。边长也为L 的正方形导线框的一条边也在x轴上，t=0时刻，该线框恰好位于图中所示位置，此后线框在外力 F 的作用下沿x轴正方向以恒定的速度v通过磁场区域。规定逆时针方向为导线框中电流的正方向，则线框通过磁场区域的过程中，线框中的感应电流 i、穿过线框平面的磁通量φ、通过线框横截面的电荷量q、外力 F 的大小随线框的位移x变化的图像中错误的是(图中曲线是抛物线的一部分)( )
8.如图为一定质量的理想气体经历a→b→c 过程的压强p 随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于t轴，cb 的延长线过坐标原点。下列判断正确的是( )
A.a→b过程，有些气体分子的运动速率会增加
B.a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少
C.b→c 过程，气体可能从外界吸收热量
D.b→c 过程，单位体积内气体分子数不变
9.面积均为S的两个电阻相同的线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁场中，甲图中是磁感应强度为B。的匀强磁场，线圈在磁场中以周期 T 绕 OO'轴匀速转动，乙图中磁场变化规律为 B=B0sin2πTt,从图示位置开始计时，则( )
A.两线圈的磁通量变化规律相同
B.甲线圈中感应电动势达到最大值时，乙线圈中感应电动势达到最小值
C.经任意相同的时间t，两线圈产生的热量总相等
D.在 T4∼T2时间，通过两线圈横截面的电荷量相同
10.在磁感应强度为 B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核(2X)发生α衰变放出了一个α粒子。放射出的α粒子(1-He)及生成的新核Y在与磁场垂直的平面内做圆周运动。α粒子的运动轨道半径为R，质量为m，电荷量为q。下面说法正确的是( )
A.衰变后产生的α粒子与新核 Y在磁场中运动的轨迹(箭头表示运动方向)正确的是图丙
B.衰变后经过时间 t=A-4Z-2πmBq,新核 Y 可能与α粒子再次相遇
C.α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为 q2B2πm
D.若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为 Δm=ABqR22mA-4c2
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.(8分)关于“油膜法估测分子直径”的实验，回答以下问题：
(1)此实验中使用到的研究方法是 。
A.等效替代法 B.微元求和法 C.理想模型法 D.控制变量法
(2)现将体积为V₁的纯油酸与酒精混合，配置成体积为 V₂的酒精油酸溶液，用滴管从量筒中取体积为 V₀的该种溶液，让其自由滴出，全部滴完共 N₀滴。把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，正确描绘出油膜的形状如图所示，在坐标纸上数出油膜占 N₁个小方格。已知坐标纸上每个小方格面积为S，根据以上数据可估算出油酸分子直径为d= 。
(3)某同学在该实验中，计算出的分子直径明显偏大，可能由于 。
A.油膜面积不稳定，油酸未完全散开
B.计算纯油酸的体积时，忘记了将油酸酒精溶液的体积乘上溶液的浓度
C.计算油膜面积时，将所有不足一格的方格全部数上了
D.求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL 的溶液滴数多计了1滴
(4)若阿伏加德罗常数为 NA，油酸的摩尔质量为 M，油酸的密度为ρ，则下列说法正确的是 。
A.质量为m 的油酸所含有分子数为 MNAm' B.体积为V的油酸所含分子数为 ρVNAM
C.1个油酸分子的质量为 MNΛ D.油酸分子的直径约为 36MρNΛ
12.(8分)我国《道路交通安全法》规定驾驶员的血液酒精含量达到20mg/m³(含 20mg/m³)属于酒驾，达到80mg/m³(含80mg/m³)属于醉驾。只要酒驾就属于违法行为，可能被处以行政拘留或者罚款，如果醉驾，就要追究刑事责任。半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的原理图，图中电源电动势为4.8V，内阻可忽略不计；电压表V的量程为5V，内阻很大；定值电阻R₁的阻值为 60Ω；实验测得酒精气体传感器R₂的电阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线如图乙所示。(计算结果均保留2位有效数字)。
(1)当 R₂=40Ω时，该血液中酒精含量属于 (选填“酒驾”或“醉驾”)。
(2)按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为0的刻度线应刻在电压刻度线为 V处；刚好醉驾时应刻在电压刻度线为 V处；该酒精浓度表刻度 (选填“均匀”或“不均匀”)。
13.(12分)气钉枪是一种广泛应用于建筑、装修等领域的气动工具，工作时以高压气体为动力，如图甲所示是气钉枪和与之配套的气罐、气泵。图乙是气钉枪发射装置示意图，气缸通过细管与气罐相连。射钉时打开开关，气罐向气缸内压入高压气体推动活塞运动，活塞上的撞针将钉子打入物体，同时切断气源，然后阀门自动打开放气，复位弹簧将活塞拉回原位置。气钉枪配套气罐的容积 V₀=8L,气缸有效容积V=25mL，气钉枪正常使用时气罐内压强范围为4p₀~6.5p₀,p。为大气压强，当气罐内气体压强低于4p。时气泵会自动启动充气，压强达到6.5p。时停止充气。假设所有过程气体温度不变，已知气罐内气体初始压强为 6.5p0,320321100≈0.732。
(1)充气结束后用气钉枪射出 100颗钉子后，通过具体计算判断气泵是否会自动启动充气；
(2)使用过程中，当气罐内气体压强降为4p₀，此时气罐内空气质量m₀，气泵启动充气，充气过程停止使用气钉枪，当充气结束时，气泵向气罐内泵入的空气质量为m₁，求 m1m0。
14.(14分)在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。为了准确地注入离子，需要在一个有限空间中用电磁场对离子的运动轨迹进行调控。如图所示，在空间直角坐标系O-xyz内的长方体 OABC-O₁A₁B₁C₁区域， OA=OO₁=L₁=0.6m,OC=L₂=0.8m,粒子源在y轴上 OO₁区域内沿x轴正方向连续均匀辐射出带正电粒子。已知粒子的比荷 qm=1.0×105C/kg,初速度大小为 v₀=8×10⁴m/s,sin53°=0.8,cs53°=0.6,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。
(1)仅在长方体区域内加沿z轴正方向的匀强电场，所有的粒子从 BB,边射出电场，求电场强度的大小. E₀;
(2)仅在长方体区域内加沿y 轴正方向的匀强磁场，所有的粒子都经过 A,ABB₁面射出磁场，求磁感应强度大小. B₀的范围；
(3)在长方体区域内加沿z轴正方向的匀强电场、匀强磁场，已知磁感应强度 B=43T,电场强度 E=192π2×104V/m,求从 A₁ABB₁面射出的粒子数占粒子源射出粒子总数的百分比。
15.(18分)如图所示，足够长的光滑水平长直金属导轨放在磁感应强度大小为 B=0.4T的匀强磁场中，导轨平面位于水平面内，匀强磁场的方向与轨道面垂直，轨道宽 l₀=0.5m,将一质量为 m =0.2kg、电阻为 r=0.05Ω的导体棒MN垂直静置于导轨上。当开关S与a 接通时，电源可使得回路电流强度恒为I=2A，电流方向可根据需要进行改变；开关S与b 接通时，所接定值电阻的阻值 R=0.15Ω;开关S与c 接通时，所接电容器的电容C=15F(耐压值足够大)；开关S与d接通时，所接电感线圈的自感系数L=5H(不计直流电阻)。若开关S的切换与电流的换向均可在瞬间完成，不计导轨的电阻，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好。
(1)若开关S始终接a，导体棒向左运动，求导体棒在运动过程中的加速度大小；
(2)若开关S先接a，当导体棒向左运动到速度为 v₀=4m/s吋:
①立即与b接通，求此时棒MN 两端的电势差UMN及此后全过程中电阻 R 上产生的焦耳热Q；
②立即与c 接通，求此后电容器所带电荷量的最大值qm；
(3)若不计导体棒 MN 的电阻，给其一个水平向右的初速度，使其始终在导轨上运动，此过程中回路中的电流满足表达式i=sinωt(A)。已知自感电动势的大小为 En=LIt,求导体棒向右运动的最大位移xm。
2023~2024学年度第二学期期末质量检测
高二物理试卷参考答案
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.(每空 2分,共8分)(1)C; 2V1V0N0N1V2S; (3)CD; (4)BC
12.(每空2分,共8分)(1)酒驾; (2)2.4; 3.2; 不均匀
13.(12分)【答案】 J1p=4.758p₀>4p₀,故气泵不会自动启动充气； 2m₁/m₀=5/8
【解析】(1)由理想气体等温变化，设发射第一个钉子有：
6.5p₀V₀=p₁V₀+p₁V 解得 p1=6.5p0V0V0+V…(2分)
发射第二个钉子有 p₁V₀=p₂V₀+p₂V 解得 p2=6.5p0V02V0+V2…(1分)
发射第三个钉子有 p₂V₀=p₃V₀+p₃V 解得 p3=6.5p0V03V0+V3
由此类推，则发第100个钉子后，有 p=6.5p0V0100V0+V100…(1分)
将题中数据带入，解得 p=4.758p₀>4p₀,故气泵不会自动启动充气。………(2分)
(2)充气之前，气罐内气体的压强为4p₀，充气后气罐内气体的压强为6.5p₀，充气过程为等温变化，所以有 p₀△V+4p₀V₀=6.5p₀V₀解得 △V=2.5V₀=20L,,………………………………(3分)
又由 PV=nRT得: PV=mMRT,4PV0=mMRT,P0ΔV=m1MRT,
解得 m₁/m₀=5/8……………………………………………………………………………(3分)
(其他合理方法，答案正确均可)
14.(14分)【答案】(1)E。=1.2×10⁵V/m;(2) 2425T≤B。≤ 83T;(3)50%
【解析】(1)所有的粒子都从B B₁边射出，设粒子在电场中运动的时间为t，则有 L2=v0tL1=12⋅E0qmt2
联立解得 E₀=1.2×10⁵V/m…………………………………………………(3分)
(2)所有的粒子都经过 A₁ABB₁面射出磁场，临界状态分别从. AA₁、BB₁边射出，如右图所示。
当粒子从. AA₁边射出时，则有
r1=12L1,qv0B1=mv02r1解得 B1=83T…(2分)
当粒子从 BB₁边射出时
r2-L12+L22=r22,qv0B2=mv02r2
解得 r2=L12+L222L1B2=2425T …(2分)
则磁感应强度大小. B₀的范围为 2425T≤B0≤83T…(1分)
(3)设粒子在磁场中偏转的半径为r，周期为T，粒子从发出到 A₁ABB₁面射
出的运动时间为t₁，则有 L1=Eq2mt12 解得 t1=π4×10-5s…(1分)
根据洛伦兹力提供向心力有 qv0B=mv02r……………(1分)
可得r=0.6m,由 T=2πmBq,粒子在t₁时间内偏转的示意图如图所示
设偏转角度为θ，则有 θ=2πTt1=π3 …(1分)
则有 NN=L1-r-rcsθL1 . … ……………(2分)
代入数据解得 NN0=50%…………………………………………(1分)
15.(18分)【答案】(1)2m/s²; (2)①—0.6V; 1.2J②3C; 3xₘ=25m
【解析】(1)由题意可知，若开关始终接a，棒向左做匀变速运动，设加速度为a，
则有BIL=ma 解得 a=2m/s²…………………………………………………………………(2分)
(2)①产生的感应电动势为 E=BLv₀………………………………………………………(1分)
根据闭合电路欧姆定律，有 I=ER+r,此时棒两端电势差的绝对值为U=IR…(1分)
由左手定则，电源外部M 点电势低于N 点 解得 UMN=-0.6V………………(1分)
对棒应用能量守恒， 12mv02=Q,+QR,…(2分)
导体棒与电阻R 串联 QrQR=rR ……………………(1分)
解得 QR=1.2J…………………………………………………………………………(1分)
②可知棒先做减速运动，当棒的感应电动势等于电容器两端电压时，电容器带电量最大，设此时电容器带电量为q，板间电压为U，此后棒做匀速直线运动，设运动的速度为v，则有 q=CU, U=BLv 从开始减速到开始匀速过程，设该过程中棒中平均电流为 I,所用时间为 △t,则有…………………………………………………………………………………………………(2分)
根据动量定理 -BILΔt=mv-mv0…(2分)
联立解得 q=3C……………………………………………………………………………………(1分)
(3)棒 MN 运动后和电感线圈L 构成回路，棒 MN 产生的感应电动势与电感线圈L 产生的自感电动势始终大小相等。设在 t∼t+△t时间内，棒 MN 的速度为v，电流的变化为 △I。
有 Bdv-LIΔt=0,解得 I=BdvtL
对上式两边求和有Im=BdLxm ……………………………………(2分)
且由题意可知，初始时回路电流大小为零，回复力为零，即初始位置为平衡位置。
则棒做简谐运动的振幅就是最大位移，带入数据得： xₘ=25m…………………………(2分)
热风时输入功率
480W
冷风时输入功率
80W
小风扇额定电压
40V
正常工作时小风扇输出功率
64W
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
C
B
C
D
C
B
AC
BD
BCD