德安县第一中学2022-2023学年高二下学期7月期末物理试卷（含答案）

这是一份德安县第一中学2022-2023学年高二下学期7月期末物理试卷（含答案），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
德安县第一中学2022-2023学年高二下学期7月期末物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1、物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史的说法，其中错误的是( )
A.α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础
B.光电效应实验表明光具有粒子性
C.电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒
D.康普顿效应进一步证实了光的波动特性
2、如图所示，竖直轻质弹簧下端固定在水平面上，上端连一质量为m的物块A，A的上面放置一质量为m的物块B，系统可在竖直方向做简谐运动，则( )

A.当振动到最低点时，B的回复力最小
B.当振动到最高点时，B对A的压力最小
C.当向上振动经过平衡位置时，B对A的压力最大
D.当向下振动经过平衡位置时，B对A的压力最大
3、如图所示，光滑“Ⅱ”型金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒与框架接触良好。空间存在连续多个方向相反的有界匀强磁场，已知磁场方向与导体框垂直且磁感应强度大小。将金属棒从图示位置由静止释放，则( )

A.金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，最终匀速运动
B.若金属棒已经匀速运动，进入下一个磁场区域后，会做减速运动
C.若金属棒已经匀速运动，进入下一个磁场区域后，会做加速运动
D.金属棒每次进入下一个磁场区域后，安培力的方向都会发生变化
4、如图是一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的图像。已知气体在状态A时的压强是。则( )

A.B到C过程，气体对外界做功
B.B到C过程，气体吸热，内能增大
C.A到B过程，单位时间内气体分子对单位面积器壁的冲量减小
D.A到B过程，单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增多
5、图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则( )

A.在时，质点P的加速度方向为沿y轴负方向
B.质点Q简谐运动的表达式为
C.从到，质点P沿x轴负方向传播了4m
D.从到，质点P通过的路程大于30cm
6、如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的导热活塞将一定质量的理想气体封闭在内壁光滑的圆柱形汽缸中，开始时活塞和汽缸静止，此时气柱长度为l，现使汽缸底部绕一竖直轴由静止开始转动，缓慢增大转动的角速度ω，当汽缸转动的角速度为时，气柱长度为2l，当汽缸转动的角速度为时，气柱长度为3l，若外界大气压不变，则与的比值为( )

A. B. C. D.
7、用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为的光照射到光电管上时发生了光电效应，毫安表的示数不为零；移动变阻器的触头，发现当电压表的示数大于或等于时，毫安表示数为0，则下列说法正确的是( )

A.光电管阴极的逸出功为
B.光电子的最大初动能为
C.入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大
D.实验中用光子能量为照射到光电管阴极上也能发生光电效应
二、多选题
8、如图所示，光滑球面半径为R，将A、B两小球置于球面上等高处，它们距球面最低点O的距离远远小于R，C球处于球面的球心处，在小球B所处位置和O点之间放置一光滑直线轨道，小球B可以沿直线轨道下滑，不计空气阻力，若将三球同时由静止释放，则下列说法中正确的是( )

A.A球比C球先到达O点 B.C球比A球先到达O点
C.A球比B球先到达O点 D.B球比A球先到达O点
9、如图所示，正方形abcd区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，O点是cd边的中点.一个带正电的粒子（重力忽略不计）从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t刚好从c点射出磁场.若只改变带电粒子射入磁场时的速度方向，则下列说法中正确的是( )

A.该带电粒子可能从a、b之间射出磁场
B.该带电粒子不可能从b、c（不包括b、c两点）之间射出磁场
C.该带电粒子在磁场中运动的时间不可能小于
D.该带电粒子在磁场中运动的时间可能是
10、如图所示是交流发电机的示意图.线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接.下列说法正确的是( )

A.当线圈转到图甲位置时，磁通量的变化率最大
B.从图乙所示位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是
C.当线圈转到图丙位置时，感应电流最小
D.当线圈转到图丁位置时，流经外电路的电流方向为
11、如图所示是导轨式电磁炮的结构原理示意图，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放炮弹，炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。内阻为r的可控电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过炮弹，再从另一根导轨流回电源。炮弹被导轨中电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，在炮弹所在位置的导轨电流形成的磁场始终可以简化为磁感应强度为B的匀强磁场。已知两导轨内侧间距为L，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R，若炮弹滑行s后获得的发射速度为v，不计空气阻力，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势，导轨电阻不计，下列说法正确的是( )

A.匀强磁场的方向为竖直向上
B.炮弹受到的安培力大小为
C.可控电源的电动势是
D.这一过程中系统消耗的总能量是
三、实验题
12、利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图甲所示，分划板在图甲中位置时游标卡尺的读数如图乙所示，则：

（1）分划板在图甲中位置时游标卡尺的读数分别为_______mm，______mm，则相邻两条纹间距_______mm。
（2）该单色光的波长__________m。
（3）若增大双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将________（选填“变大”“不变”或“变小”）；若改用频率较大的单色光照射，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将_________（选填“变大”“不变”或“变小”）。
13、在学校实验室中测绘一只“2.5V，0.5W”小灯泡的伏安特性曲线，实验室备有下列实验器材：
A.电压表V(量程0~3V~15V，内阻很大)
B.电流表A(量程0~0.6A~3A，内阻约为1Ω)
C.变阻器(0~10Ω，0.6A)
D.变阻器(0~2000Ω，0.1A)
E.电池组E(电动势为3V，内阻约为0.3Ω)
F.开关S，导线若干

（1）实验中应选用的滑动变阻器为_______；(填写序号)
（2）在实验时小杰同学采用了如图甲所示的实物电路，并且准备合上开关开始测量。则具体实验操作前该电路存在错误或需改进的地方有_______；_______。(请写出两处)
（3）在改正电路需改进之处后，小杰同学进行了实验，电流表示数比小灯泡中实际通过的电流_______；(填“偏大”“偏小”或“相等”)
（4）图乙是改进后的实验中得到的图象，若图象中的虚线Ⅰ或Ⅱ表示小灯泡真实的伏安特性曲线，与实验中得到的实线相比，虚线_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)才是其真实的伏安特性曲线。
四、计算题
14、氙气灯在亮度、耗能及寿命上都比传统灯有优越性。某轿车的灯泡的容积，充入氙气的密度，摩尔质量，阿伏加德罗常数,试估算灯泡中：（结果均保留一位有效数字）
（1）氙气分子的总个数；
（2）氙气分子间的平均距离。
15、某温度报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的导热性能良好的圆柱形容器内，用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦上下滑动。整个装置放在水平地面上，开始时环境温度为，活塞与容器底部的距离，在活塞上方处有一压力传感器制成的固定卡口，当传感器受到压力达到5N时，就会触发报警装置。已知大气压强为，重力加速度g取。

（1）求触发报警装置的环境温度（计算结果保留三位有效数字）；
（2）环境温度升高到刚触发报警装置的过程中，气体吸收了3J的热量，求此过程气体的内能改变量。
16、如图，电阻不计的足够长“U”形金属框abcd置于水平绝缘平台上，ad与bc边平行，质量为m、阻值为R的光滑导体棒MN平行ab边置于金属框上，且与金属框保持良好接触。整个装置始终处于竖直向下，磁感应强度大小为的匀强磁场中。已知ab边、MN棒长度均为L，ab边与MN距离为，金属框abcd与绝缘平台间的滑动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：

（1）若保持金属框静止，导体棒以速度v匀速运动时，回路中的电流大小I；
（2）若对导体棒MN施加水平向右恒力，MN棒所能到达的最大速度；
（3）若对导体棒MN施加水平外力使其保持静止，磁感应强度大小随时间变化满足，当金属框将要发生滑动的时刻t。
参考答案
1、答案：D
解析：卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出原子的核式结构学说,A正确；光电效应实验证实了光具有粒子性,B正确；电子的发现,知原子还可以再分,原子不是构成物质的最小微粒,C正确；康普顿效应证实了光的粒子特性,D错误。
本题选错误的,故选D。
2、答案：B
解析：由于简谐运动的对称性，A、B一起做简谐运动，B做简谐运动的回复力是由B的重力和A对B的作用力的合力提供。做简谐运动的物体在最大位移处时有最大回复力，即具有最大的加速度，在最高点和最低点加速度大小相等，最高点时加速度向下，最低点时加速度向上，由牛顿第二定律对B在最高点时，有，解得，在最高点时B对A的压力最小；在最低点时，有，解得，在最低点时B对A的压力最大；经过平衡位置时，加速度为零，A对B的作用力，故选B。
3、答案：A
解析：A、开始金属棒的速度为零，合力只有重力，加速度为g，当导体棒运动后，切割磁感应线产生感应电动势，产生感应电流，由此金属棒受到向后的安培力，根据牛顿第二定律可得加速度大小为：，随着速度的增大，加速度逐渐减小，当加速度为零时，导体棒匀速运动，故A正确；
BCD、若金属棒已经匀速运动，进入下一个磁场区域后，金属棒受到的安培力大小不变，由楞次定律得知，安培力方向仍竖直向上，安培力与重力仍平衡，故金属棒仍将保持匀速下滑，故BCD错误。
故选：A。
4、答案：B
解析：A.气体由状态B变为状态C是等容变化，气体的体积不变，气体对外不做功，故A错误；
B.由状态B变为状态C的过程中体积不变，则外界不对气体做功、气体也不对外界做功，但温度升高即内能增大，根据热力学第一定律知气体吸收了热量；故B正确
C.由题意可知，A与B连线的延长线过原点O，所以气体由状态A变为状态B是一个等压变化，即压强保持不变，所以单位时间内气体分子对单位面积器壁的冲量不变，故C错误；
D.由题图可知，从A到B温度升高，气体平均动能增大，压强不变，所以单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小，故D错误；
故选B。
5、答案：B
解析：A、由乙图知，在时，图象的斜率为负，说明质点Q向下运动，根据波形平移法可知，该波沿x轴负方向传播，由图甲所示波形图可知，时，质点P向上运动，由图乙可知周期为，从到，经历时间，则知在时，质点P位于x轴下方，其加速度方向与y轴正方向相同，故A错误；
B、质点振动的周期，则，则质点Q简谐运动的表达式为，故B正确；
C、质点P不会随波迁移，故C错误；
D、从到经过的时间为，由于时刻质点P不在平衡位置和波峰、波谷处，所以从到的一周期内，质点P通过的路程不等于，故D错误；
故选：B。
6、答案：A
解析：活塞随气缸一起做匀速圆周运动，大气压力与气缸内被封闭气体压力的合力提供向心力，设大气压强为，活塞的横截面积为S，角速度为时气缸内气体的压强为，角速度为时气缸内气体的压强为，设活塞的质量为m，对活塞，由牛顿第二定律得：，，气体温度不变，对气缸内气体，由玻意耳定律得：，，解得：，故A正确，BCD错误。故选：A。
7、答案：D
解析：AB、该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0，知道光电子的最大初动能为1.7eV，根据光电效应方程，可得，故AB错误；
C.根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，故C错误；
D.改用能量为1.6eV的光子照射，1.6eV大于逸出功0.8eV，可以发生光电效应，故D正确。
故选：D。
8、答案：BC
解析：由于A小球距球面最低点O的距离远远小于R，故A球的运动可视为单摆，由单摆周期公式可知A球到达O点的时间为，C球做自由落体运动，故C球到达O点的时间为，设C球与B球连线与竖直方向的夹角为θ，则B球运动到O点的距离为，根据力的分解可知B球下滑的加速度大小为，根据匀变速直线运动位移—时间公式可得B球到达O点的时间为，解得：，故，故BC正确，AD错误；
故选：BC。
9、答案：BD
解析：
10、答案：BC
解析：
11、答案：ACD
解析：本题通过导轨式电磁炮的原理考查磁场对电流的作用。由题图中的发射方向可知，安培力方向应水平向右，根据左手定则，磁场方向为竖直向上，故A正确；根据动能定理有，所以，B错误；由匀加速直线运动规律有，由安培力公式和牛顿第二定律知，根据合电路欧姆定律有，联立解得，C正确；因这一过程所需的时间为，所以系统产生的内能为，因为，联立解得，炮弹的动能为，由能量守恒定律得这一过程中系统消耗的总能量为，D正确。

12、
（1）答案：11.1；15.6；0.75
解析：A位置读数为，B位置读数为，则相邻两条纹间距为。
（2）答案：
解析：由，得。
（3）答案：变小；变小
解析：由可知，其他条件保持不变时，双缝间距d变大，则条纹间距变小。根据频率、光速与波长的关系可知，频率越大的光，波长λ越小，所以其他条件保持不变时，改用频率较大的单色光照射，则条纹间距变小。
13、答案：（1）C（2）电流表应外接；滑线变阻器滑片应置于左端（3）偏大（4）Ⅱ
解析：（1）测量小灯泡的伏安特性曲线，需要电压从零开始调节，所以电路采用分压式接法，为了方便调节，滑动变阻器选择总阻值较小的。
故选C。
（2）电流表采用外接法。滑线变阻器滑片应置于左端。
（3）电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，导致测量的灯泡的电流值偏大。
（4）电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，导致测量的灯泡的电流值偏大，在相同电压情况下，灯泡实际电流比测量值偏小，因此Ⅱ是真实的伏安特性曲线。
14、
（1）答案：个
解析：设氙气的物质的量为n，则，
氙气分子的总个数

（2）答案：
解析：设每个分子所占的空间为，则
设分子间平均距离为a，则有，
则
15、答案：（1）328K（2）增加0.95J
解析：（1）封闭气体初始状态压强，启动报警时压强，由平衡条件有


对气体由理想气体状态方程有

代入数值得
（2）依据热力学第一定律有


整理并代入
解得
即在该过程中气体的内能增加了0.95J。
16、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）金属框静止，导体棒以速度v匀速运动时，金属棒两端的感应电动势为

回路中的电流的大小为

代入解得

（2）对导体棒MN施加水平向右恒力F，导体棒MN两端的感应电动势为

导体棒MN受到的安培力

根据牛顿第二定律有

导体棒MN做加速度逐渐减小的加速运动，当时速度最大，则有

所以MN棒所能到达的最大速度为

（3）由法拉第电磁感应定律得

回路中的电流大小为

金属框受到的安培力为

对金属框受力分析可得当金属框将要发生滑动的时

联立解得