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江苏省盐城市2023-2024学年高二下学期5月联考物理试题（含答案）
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这是一份江苏省盐城市2023-2024学年高二下学期5月联考物理试题（含答案），共14页。试卷主要包含了本卷主要考查内容等内容，欢迎下载使用。
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
5．本卷主要考查内容：选择性必修第一～三册。
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意．
1．《大国重器》节目介绍的GIL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示．管道内部有三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆A、B连线水平．某时刻A、C中电流方向垂直于纸面向里，B中电流方向垂直于纸面向外，A、B、C中电流大小均为I，则
A．正三角形中心O处的磁感应强度为0
B．A、B连线中点处的磁感应强度斜向左上方
C．A、C输电线缆相互吸引
D．A、B输电线缆相互吸引
2．“挤毛巾”和“液桥”都是国际空间站展示的有趣实验．宇航员先将干毛巾一端沾水后能使得整个毛巾完全浸湿，然后再用力拧毛巾，只见毛巾被挤出的水像一层果冻一样紧紧地吸附在毛巾的外表面，宇航员的手也粘有一层厚厚的水．我国宇航员王亚平在空间站做“液桥实验”的情形如图所示．下列关于这两个现象的描述正确的是
A．干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象
B．水对宇航员的手和液桥板都是不浸润的
C．“液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，是由于液桥板分子之间的相互吸引
D．在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为水不能浸润毛巾
3．如图所示为LC振荡电路中，从t＝0时刻开始描绘的两平行板电容器所带的电荷量q关于时间t的变化规律．则下列说法正确的是
A．时间内，LC振荡电路中的电流正在增加
B．时刻线圈产生的磁场最强
C．时间内，回路中的磁场能正向电场能转化
D．时刻，两极板之间的电场能最少
4．如图所示电路，L是一直流电阻可忽略的自感线圈，A、B、C为完全相同的三个灯泡．下列说法正确的是
A．闭合电键S的瞬间，A、B、C三灯一样亮
B．闭合电键S稳定后，A灯最暗
C．闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C灯都立即熄灭
D．闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C灯都缓慢熄灭
5．如图所示是舞蹈《一条大河波浪宽》中的“波浪”表演．演员手挽手排成一行，从右侧第一位演员开始，周期性地举起或放下手中的扇子，呈现出类似“波浪”的效果，则下列说法正确的是
A．“波浪”是纵波
B．当演员举起或放下扇子的动作越频繁，“波浪”传播的速度一定越快
C．图片右侧第一位演员正在举起扇子
D．“波浪”向左传播，演员也随“波浪”向左移动
6．如图所示为一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C、D后再回到状态A的p—V图像，其中，A→B和C→D图线为双曲线的一部分，D→A为绝热过程．下列说法正确的是
A．A→B过程中，气体可能向外界放出热量
B．B→C过程中，气体一定向外界放出热量
C．C→D和D→A过程中，气体压强都增大的微观机制完全相同
D．整个过程中气体从外界吸收热量
7．图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比，输入端M、N所接的正弦式交变电压u随时间t的变化关系如图乙所示．为定值电阻，为滑动变阻器，两电压表均为理想交流电表，下列判断正确的是
A．电压表的示数为
B．电压表的示数为25 V
C．若将变阻器的滑片P向上滑动，示数变大
D．若将变阻器的滑片P向下滑动，示数不变
8．如图，实验小组用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验．瓶内装有适量清水，水从小孔中流出后形成了弯曲的水流．让激光水平射向小孔，使光束与水流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的水流传播．下列现象的原理与“液流导光”原理相同的是
A．观看立体电影（3D电影）时，需戴上特制的眼镜
B．利用光导纤维传输光信号
C．泊松亮斑
D．光的双缝干涉实验
9．下面课本中四幅插图相关的说法中正确的是
A．卢瑟福否定了汤姆孙枣糕式原子模型的依据是α粒子散射实验现象中，绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进
B．在康普顿效应中，散射的光子波长变大，光子的能量减小
C．图丙是黑体辐射电磁波的强度与波长的关系，温度升高，所辐射的电磁波的强度都增大，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
D．用图丁所示的电路图研究光电效应，用某一频率的光照射光电管，当电压表示数为时，电流表示数恰好为零，已知阴极K的逸出功为，普朗克常量为h，电子的电荷量大小为e，则该入射光的频率为
10．如图所示的截面为一棱镜的截面图，其中∠C、∠D均为直角，∠A＝60°，某单色光的细光束垂直AD边射入该棱镜．已知AB＝BC＝16 cm，入射点O到A的间距为6 cm，棱镜的折射率为．则下列说法正确的是
A．光束第一次到AB界面时，光束能从AB界面射出
B．光束第一次到BC界面时，光束能从BC界面射出
C．光束第一次射出棱镜的出射光线，相对入射光线的偏角为45°
D．光束第一次射出棱镜时出射点到C点的距离为
11．如图所示，一带正电的小球用绝缘细绳悬于O点，将小球拉开较小角度后静止释放，形成一个单摆，下列操作能使其做简谐运动的周期变大的是
A．减小摆长
B．初始拉开的角度更小一点
C．在此空间加一竖直向上的匀强电场
D．在悬点O处放置一个带负电的点电荷
二、非选择题：共5题，共56分，其中第13～16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
12．（12分）某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”，AB为斜槽，BC为斜面、已知入射小球的质量为，被碰小球的质量为，两小球半径相等．
（1）下列实验操作步骤，正确顺序是________．
①将BC连接在斜槽末端
②将AB固定在桌边，使槽的末端水平
③测量出落点D、F、E到B点的距离、、
④让入射小球从斜槽顶端A处由静止释放，多次实验后，标记小球在斜面上的平均落点位置F
⑤将被碰小球放在斜槽末端B处，仍让入射小球从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，多次实验后，分别标记两球在斜面上的平均落点位置D、E
（2）入射小球与被碰小球的质量关系为________（填“＞”“＝”或“＜”）．
（3）若实验满足关系式________（用题中物理量表示），则说明两球碰撞前后动量守恒．
（4）该同学在操作步骤⑤时，发现在步骤④的操作中，槽的末端是不水平的，有些向上倾斜，于是把它调为水平，调整后的斜槽末端离地面高度跟原来相同，然后继续操作步骤⑤，且其他实验操作都正确．若调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可忽略不计，则该实验得到的结果是________________．（用题中物理量表示）
13．（8分）如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度与质量均不计，在B处设有限制装置，使活塞只能在B以上运动，B以下汽缸的容积为，A、B之间的容积为．开始时活塞在A处，温度为87℃，大气压强为，现缓慢降低汽缸内气体的温度，直至活塞移动到A、B的正中间，然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，然后再缓慢降低汽缸内气体的温度，直到－3℃．求：
（1）活塞刚到达B处时的温度；
（2）缸内气体最后的压强p；
（3）在图乙中画出整个过程的p—V图线．
14．（10分）在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性材料——作为发电能源为火星车供电（中的Pu是）．已知衰变后变为和一个X粒子．若静止的在磁感应强度大小为B的匀强磁场中发生衰变，衰变后产生的两粒子速度方向相反并与匀强磁场的方向垂直，其中X粒子的速度大小为v．已知X粒子的质量为m，电荷量为q，衰变释放的能量全部转化为两粒子的动能，光在真空中的传播速度为c．
（1）写出发生衰变的核反应方程；
（2）求与X粒子做圆周运动的周期之比；
（3）求该核反应释放的能量和质量亏损．
15．（10分）如图甲所示，两根足够长的、电阻不计的平行光滑金属导轨MN、PQ间距d＝1 m，倾角θ＝37°，轨道顶端连有一阻值为R＝2Ω的定值电阻，整个空间存在着垂直轨道平面向下的磁场，磁感应强度B的变化规律如图乙所示，现用力将质量m＝0.4 kg、电阻r＝2Ω的导体棒ab从0时刻开始固定于离轨道顶端l＝2 m处，在t＝4 s时刻撤去外力，之后导体棒下滑距离后达到最大速度，导体棒与导轨始终接触良好．（g取，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）求：
（1）0～4 s内通过导体棒ab的电流大小和方向；
（2）导体棒ab的最大速度；
（3）从t＝0时刻到导体棒ab下滑1.5 m的过程中，在ab棒上产生的焦耳热Q．
16．（16分）如图所示，在xOy坐标系所在的平面内，在第Ⅰ、Ⅳ象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场，在第Ⅱ象限内有沿x轴负方向的匀强电场．在x轴上C点沿y轴正方向发射一质量为m、电荷量为－q的带负电粒子，粒子速度为，C点坐标为（－d，0），粒子从y轴上的D点离开电场，D点坐标为（0，2d），粒子经磁场后再次到达y轴时刚好从坐标原点O处经过．不计粒子重力．求：
（1）匀强电场的场强E的大小和匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）粒子从C点运动到O点经历的时间；
（3）若让该粒子从x轴上x＜0的任意位置沿y轴正方向以速度发射，求它第二次通过y轴时的纵坐标．
高二年级2023～2024学年度第二学期考试·物理
参考答案、提示及评分细则
1．C A输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OA指向左下方，B输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OB指向右下方，根据对称性可知，A、B输电线缆在O处的合磁感应强度方向竖直向下，而C输电线在O点的磁感应强度方向垂直OC水平向右，所以O处合磁感应强度方向应斜向右下方，故A错误；根据右手螺旋定则可知，A、B输电线缆在A、B圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向下，而C线缆在该处的磁感应强度水平向右，则该点的合磁感应强度方向斜向右下方，故B错误；由于A、B输电线缆通入的电流方向相反，所以两线缆相互排斥，故D错误；A、C输电线缆通入的电流方向相同，所以两线缆相互吸引，C正确．
2．A 水是可以浸润毛巾的，毛巾中有很多的小缝隙，就相当于有很多的玻璃管，水会往毛巾缝隙扩散，干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象，A正确；浸润指液体与固体发生接触时，液体附着在固体表面或渗透到固体内部的现象，此时对该固体而言，该液体叫做浸润液体．水对宇航员的手和液桥板都是浸润的，B错误；“液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，这是水的表面张力在起作用，C错误；水能浸润毛巾，在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为重力的作用，D错误．
3．A 时间内，两极板所带的电荷量正在逐渐减少，电容器正在放电，LC振荡电路中的电流正在增加，A正确；、时刻两极板所带的电荷量最多，两极板间的电压最大，回路中的电场能最强，回路中的电流最小，线圈产生的磁场最弱，BD错误；时间内，电容器的电荷量正在逐渐减少，电容器正在放电，则回路中的电场能正向磁场能转化，C错误．
4．D 由于A灯与自感线圈L串联，因此，当闭合电键瞬间，B、C立即亮起，而由于自感线圈在闭合电键瞬间产生自感电动势，阻碍电流的通过，通过A灯的电流逐渐增大，因此A灯不会立即变亮，而是缓慢变亮，又因为自感线圈的电阻可忽略，因此当电路稳定后A灯所在支路的电流大于B、C两灯所在支路电流，则A灯比B、C两灯亮，故A、B错误；闭合电键稳定后，断开电键瞬间，自感线圈会产生自感电动势，B、C灯所在支路的原电流瞬间消失，线圈产生的自感电动势阻碍A灯中电流的减小，因此A灯中电流方向不变，并与B、C灯所在电路构成闭合回路，A、B、C三灯都缓慢熄灭，故C错误，D正确．
5．C 演员举起或放下扇子时身体的运动方向与“波浪”传播的方向垂直，则可知“波浪”是横波，故A错误；“波浪”传播的速度快慢与演员举起或放下扇子的动作频率无直接关系，故B错误；“波浪”向左传播，根据同侧法，可知右边第一位演员正在举起扇子，C正确；学生只在自己所站位置将扇子举起或放下，并不会随波移动，故D错误．
6．D A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，气体吸热，A错误；B→C过程中，由p—V图像可知，温度降低，内能减小，体积增大，对外界做功，热传递不能确定，B错误；C→D，等温压缩，温度不变，单位体积内的分子数增多，压强增大．D→A过程中，绝热压缩，体积减小，分子内能增加，单位体积内的分子数增多，且分子平均撞击力增大，导致压强增大，故两种气体压强都增大的微观机制不相同，C错误；由p—V图像可知，整个过程气体对外界做功，由热力学第一定律可知，整个过程中气体从外界吸收热量，D正确．
7．D 电压表测的是原线圈电压，也就是输入电压，正弦式交流电的有效值是峰值的倍，所以电压表的示数是50 V，选项A错误；因原、副线圈匝数比为2∶1，所以副线圈两端电压为25 V，电压表测的是两端电压，应该小于25 V，选项B错误；若将变阻器的滑片P向上滑动，电阻减小，阻值不变，分得的电压变小，减小，选项C错误；若将变阻器的滑片P向下滑动，电压表测的是原线圈电压，也就是输入电压，不变，选项D正确．
8．B 若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内发生全反射现象，观看3D电影时戴的眼镜为偏振片，A错误；利用光导纤维传输光信号原理为全反射，B正确；泊松亮斑为光的衍射，C错误；光的双缝干涉实验为光的干涉，D错误．
9．B 卢瑟福否定了汤姆孙枣糕式原子模型的依据是无法解释α粒子散射实验现象中，少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转，A错误；在康普顿效应中，根据可知，散射的光子波长变大，说明该光子的能量减小，B正确；温度升高，黑体辐射的电磁波的强度都增大，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，C错误；根据，可得该实验的入射光频率为，D错误．
10．D 设发生全反射的临界角为C，由折射定律可得，解得C＝45°，光束第一次到AB界面时的入射角为60°＞45°，显然光束在该界面发生了全反射，A错误；光路图如图所示，由几何关系可知光线在BC边的入射角也为60°＞45°，因此光束在BC界面发生全反射，B错误；设光线在CD边的入射角为α，折射角为β，由几何关系可得α＝30°，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在CD边，由折射定律可得，解得β＝45°，所以入射光偏转了135°，C错误；如图MO光线垂直于AD进入棱镜，AO＝6 cm，∠OAE＝60°，，因为在AB面和BC面发生全反射，所以BE＝BF＝4 cm，BC＝16 m，FC＝12 cm，由几何关系可知，D正确．
11．C 单摆周期公式为，减小摆长，周期变小，A错误；初始拉开的角度更小一点，不影响周期，B错误；在此空间加一竖直向上的匀强电场，小球所受电场力与重力反向，即等效重力加速度减小，周期变大，C正确；在悬点O处放置一个带负电的点电荷，则库仑力始终沿绳的方向，不影响回复力，则单摆周期不变，D错误．
12．（1）②①④⑤③（3分）
（2）＞（3分）
（3）（3分）
（4）（3分）
解析：（1）根据“验证动量守恒定律”的操作步骤，应将AB固定在桌边，使槽的末端水平，然后将BC连接在斜槽末端，然后让入射小球从斜槽顶端A处由静止释放，多次实验后，标记小球在斜面上的平均落点位置F，然后将被碰小球放在斜槽末端B处，仍让入射小球从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，多次实验后，分别标记两球在斜面上的平均落点位置D、E，最后，测量出落点D、F、E到B点的距离、、，故顺序为：②①④⑤③．
（2）入射小球的质量大于被碰小球的质量才不致于使入射球出现反弹，所以要．
（3）设BC斜面倾角为θ，小球碰撞前后均落在斜面上，由平抛的规律，
水平方向上有：
竖直方向有：
联立以上两式可得：（与成正比），
从而可得：碰撞前入射球的可用表示，
碰撞后两球的速度用和表示，故要验证的达式为：
（4）因为槽的末端倾斜导致速度的水平分量减小，对应水平位移也相应减小，所以．
13．解：（1）缓慢降低汽缸内气体的温度，直至活塞移动到A、B的正中间，这个过程是等压过程
根据盖吕萨克定律（1分）
代入数据解得（1分）
然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，这个过程是等温过程，故活塞刚到达B处时的温度就为330 K（1分）
（2）保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，这个过程是等温过程
根据玻意耳定律有（1分）
解得（1分）
再接下是等容过程，根据查理定律有（1分）
解得（1分）
（3）整个过程的p－V图线，如图所示（1分）
14．解：（1）衰变方程为（1分）
（2）两粒子在磁场中做匀速圆周运动
（1分）
（1分）
可得（1分）
其中，，，
解得（1分）
（3）根据动量守恒定律可知发生α衰变生成的α粒子和粒子动量大小相等，方向相反
即（1分）
其中
解得（1分）
根据能量守恒释放的核能（1分）
根据质能方程（1分）
解得（1分）
15．解：（1）根据法拉第电磁感应定律有（1分）
根据闭合电路欧姆定律，通过导体棒ab的电流为（1分）
解得（1分）
根据楞次定律可知，通过导体棒ab的电流方向为从a到b（1分）
（2）当导体棒ab达到最大速度时，导体棒做匀速直线运动，根据受力平衡可得
（1分）
根据欧姆定律可得
切割磁感线产生的感应电动势（1分）
解得（1分）
（3）在0～4 s内，根据焦耳定律有
（1分）
解得
由于定值电阻与导体棒电阻相等，通过的电流相等，则下滑过程中电阻R与导体棒产生的热量相等
根据能量守恒定律有（1分）
解得
（1分）
16．解：（1）粒子在电场中做类平抛运动，设经历时间为，则
竖直方向：（1分）
水平方向：（1分）
整理得（1分）
设粒子离开电场时速度大小为v，与y轴夹角为α，则
（1分）
（1分）
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，则2Rsinα＝2d（1分）
（1分）
整理得（1分）
（2）由（1）可知
所以粒子在磁场中运动的时间（1分）
故 解得（1分）
（3）设坐标为（－x，0），粒子发射时，第一次经过y轴时纵坐标为，速度方向与y轴夹角为θ，
由（1）可知
（1分）
（1分）
（1分）
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，粒子第2次经过y轴时，纵坐标为，由几何关系知（1分）
，（1分）
联立解得即粒子第2次经过y轴时，从坐标原点经过（1分）
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
5．本卷主要考查内容：选择性必修第一～三册。
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意．
1．《大国重器》节目介绍的GIL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示．管道内部有三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆A、B连线水平．某时刻A、C中电流方向垂直于纸面向里，B中电流方向垂直于纸面向外，A、B、C中电流大小均为I，则
A．正三角形中心O处的磁感应强度为0
B．A、B连线中点处的磁感应强度斜向左上方
C．A、C输电线缆相互吸引
D．A、B输电线缆相互吸引
2．“挤毛巾”和“液桥”都是国际空间站展示的有趣实验．宇航员先将干毛巾一端沾水后能使得整个毛巾完全浸湿，然后再用力拧毛巾，只见毛巾被挤出的水像一层果冻一样紧紧地吸附在毛巾的外表面，宇航员的手也粘有一层厚厚的水．我国宇航员王亚平在空间站做“液桥实验”的情形如图所示．下列关于这两个现象的描述正确的是
A．干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象
B．水对宇航员的手和液桥板都是不浸润的
C．“液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，是由于液桥板分子之间的相互吸引
D．在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为水不能浸润毛巾
3．如图所示为LC振荡电路中，从t＝0时刻开始描绘的两平行板电容器所带的电荷量q关于时间t的变化规律．则下列说法正确的是
A．时间内，LC振荡电路中的电流正在增加
B．时刻线圈产生的磁场最强
C．时间内，回路中的磁场能正向电场能转化
D．时刻，两极板之间的电场能最少
4．如图所示电路，L是一直流电阻可忽略的自感线圈，A、B、C为完全相同的三个灯泡．下列说法正确的是
A．闭合电键S的瞬间，A、B、C三灯一样亮
B．闭合电键S稳定后，A灯最暗
C．闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C灯都立即熄灭
D．闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C灯都缓慢熄灭
5．如图所示是舞蹈《一条大河波浪宽》中的“波浪”表演．演员手挽手排成一行，从右侧第一位演员开始，周期性地举起或放下手中的扇子，呈现出类似“波浪”的效果，则下列说法正确的是
A．“波浪”是纵波
B．当演员举起或放下扇子的动作越频繁，“波浪”传播的速度一定越快
C．图片右侧第一位演员正在举起扇子
D．“波浪”向左传播，演员也随“波浪”向左移动
6．如图所示为一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C、D后再回到状态A的p—V图像，其中，A→B和C→D图线为双曲线的一部分，D→A为绝热过程．下列说法正确的是
A．A→B过程中，气体可能向外界放出热量
B．B→C过程中，气体一定向外界放出热量
C．C→D和D→A过程中，气体压强都增大的微观机制完全相同
D．整个过程中气体从外界吸收热量
7．图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比，输入端M、N所接的正弦式交变电压u随时间t的变化关系如图乙所示．为定值电阻，为滑动变阻器，两电压表均为理想交流电表，下列判断正确的是
A．电压表的示数为
B．电压表的示数为25 V
C．若将变阻器的滑片P向上滑动，示数变大
D．若将变阻器的滑片P向下滑动，示数不变
8．如图，实验小组用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验．瓶内装有适量清水，水从小孔中流出后形成了弯曲的水流．让激光水平射向小孔，使光束与水流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的水流传播．下列现象的原理与“液流导光”原理相同的是
A．观看立体电影（3D电影）时，需戴上特制的眼镜
B．利用光导纤维传输光信号
C．泊松亮斑
D．光的双缝干涉实验
9．下面课本中四幅插图相关的说法中正确的是
A．卢瑟福否定了汤姆孙枣糕式原子模型的依据是α粒子散射实验现象中，绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进
B．在康普顿效应中，散射的光子波长变大，光子的能量减小
C．图丙是黑体辐射电磁波的强度与波长的关系，温度升高，所辐射的电磁波的强度都增大，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
D．用图丁所示的电路图研究光电效应，用某一频率的光照射光电管，当电压表示数为时，电流表示数恰好为零，已知阴极K的逸出功为，普朗克常量为h，电子的电荷量大小为e，则该入射光的频率为
10．如图所示的截面为一棱镜的截面图，其中∠C、∠D均为直角，∠A＝60°，某单色光的细光束垂直AD边射入该棱镜．已知AB＝BC＝16 cm，入射点O到A的间距为6 cm，棱镜的折射率为．则下列说法正确的是
A．光束第一次到AB界面时，光束能从AB界面射出
B．光束第一次到BC界面时，光束能从BC界面射出
C．光束第一次射出棱镜的出射光线，相对入射光线的偏角为45°
D．光束第一次射出棱镜时出射点到C点的距离为
11．如图所示，一带正电的小球用绝缘细绳悬于O点，将小球拉开较小角度后静止释放，形成一个单摆，下列操作能使其做简谐运动的周期变大的是
A．减小摆长
B．初始拉开的角度更小一点
C．在此空间加一竖直向上的匀强电场
D．在悬点O处放置一个带负电的点电荷
二、非选择题：共5题，共56分，其中第13～16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
12．（12分）某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”，AB为斜槽，BC为斜面、已知入射小球的质量为，被碰小球的质量为，两小球半径相等．
（1）下列实验操作步骤，正确顺序是________．
①将BC连接在斜槽末端
②将AB固定在桌边，使槽的末端水平
③测量出落点D、F、E到B点的距离、、
④让入射小球从斜槽顶端A处由静止释放，多次实验后，标记小球在斜面上的平均落点位置F
⑤将被碰小球放在斜槽末端B处，仍让入射小球从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，多次实验后，分别标记两球在斜面上的平均落点位置D、E
（2）入射小球与被碰小球的质量关系为________（填“＞”“＝”或“＜”）．
（3）若实验满足关系式________（用题中物理量表示），则说明两球碰撞前后动量守恒．
（4）该同学在操作步骤⑤时，发现在步骤④的操作中，槽的末端是不水平的，有些向上倾斜，于是把它调为水平，调整后的斜槽末端离地面高度跟原来相同，然后继续操作步骤⑤，且其他实验操作都正确．若调节斜槽引起小球在空中运动时间的变化可忽略不计，则该实验得到的结果是________________．（用题中物理量表示）
13．（8分）如图甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度与质量均不计，在B处设有限制装置，使活塞只能在B以上运动，B以下汽缸的容积为，A、B之间的容积为．开始时活塞在A处，温度为87℃，大气压强为，现缓慢降低汽缸内气体的温度，直至活塞移动到A、B的正中间，然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，然后再缓慢降低汽缸内气体的温度，直到－3℃．求：
（1）活塞刚到达B处时的温度；
（2）缸内气体最后的压强p；
（3）在图乙中画出整个过程的p—V图线．
14．（10分）在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性材料——作为发电能源为火星车供电（中的Pu是）．已知衰变后变为和一个X粒子．若静止的在磁感应强度大小为B的匀强磁场中发生衰变，衰变后产生的两粒子速度方向相反并与匀强磁场的方向垂直，其中X粒子的速度大小为v．已知X粒子的质量为m，电荷量为q，衰变释放的能量全部转化为两粒子的动能，光在真空中的传播速度为c．
（1）写出发生衰变的核反应方程；
（2）求与X粒子做圆周运动的周期之比；
（3）求该核反应释放的能量和质量亏损．
15．（10分）如图甲所示，两根足够长的、电阻不计的平行光滑金属导轨MN、PQ间距d＝1 m，倾角θ＝37°，轨道顶端连有一阻值为R＝2Ω的定值电阻，整个空间存在着垂直轨道平面向下的磁场，磁感应强度B的变化规律如图乙所示，现用力将质量m＝0.4 kg、电阻r＝2Ω的导体棒ab从0时刻开始固定于离轨道顶端l＝2 m处，在t＝4 s时刻撤去外力，之后导体棒下滑距离后达到最大速度，导体棒与导轨始终接触良好．（g取，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8）求：
（1）0～4 s内通过导体棒ab的电流大小和方向；
（2）导体棒ab的最大速度；
（3）从t＝0时刻到导体棒ab下滑1.5 m的过程中，在ab棒上产生的焦耳热Q．
16．（16分）如图所示，在xOy坐标系所在的平面内，在第Ⅰ、Ⅳ象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场，在第Ⅱ象限内有沿x轴负方向的匀强电场．在x轴上C点沿y轴正方向发射一质量为m、电荷量为－q的带负电粒子，粒子速度为，C点坐标为（－d，0），粒子从y轴上的D点离开电场，D点坐标为（0，2d），粒子经磁场后再次到达y轴时刚好从坐标原点O处经过．不计粒子重力．求：
（1）匀强电场的场强E的大小和匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）粒子从C点运动到O点经历的时间；
（3）若让该粒子从x轴上x＜0的任意位置沿y轴正方向以速度发射，求它第二次通过y轴时的纵坐标．
高二年级2023～2024学年度第二学期考试·物理
参考答案、提示及评分细则
1．C A输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OA指向左下方，B输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直OB指向右下方，根据对称性可知，A、B输电线缆在O处的合磁感应强度方向竖直向下，而C输电线在O点的磁感应强度方向垂直OC水平向右，所以O处合磁感应强度方向应斜向右下方，故A错误；根据右手螺旋定则可知，A、B输电线缆在A、B圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向下，而C线缆在该处的磁感应强度水平向右，则该点的合磁感应强度方向斜向右下方，故B错误；由于A、B输电线缆通入的电流方向相反，所以两线缆相互排斥，故D错误；A、C输电线缆通入的电流方向相同，所以两线缆相互吸引，C正确．
2．A 水是可以浸润毛巾的，毛巾中有很多的小缝隙，就相当于有很多的玻璃管，水会往毛巾缝隙扩散，干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象，A正确；浸润指液体与固体发生接触时，液体附着在固体表面或渗透到固体内部的现象，此时对该固体而言，该液体叫做浸润液体．水对宇航员的手和液桥板都是浸润的，B错误；“液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，这是水的表面张力在起作用，C错误；水能浸润毛巾，在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为重力的作用，D错误．
3．A 时间内，两极板所带的电荷量正在逐渐减少，电容器正在放电，LC振荡电路中的电流正在增加，A正确；、时刻两极板所带的电荷量最多，两极板间的电压最大，回路中的电场能最强，回路中的电流最小，线圈产生的磁场最弱，BD错误；时间内，电容器的电荷量正在逐渐减少，电容器正在放电，则回路中的电场能正向磁场能转化，C错误．
4．D 由于A灯与自感线圈L串联，因此，当闭合电键瞬间，B、C立即亮起，而由于自感线圈在闭合电键瞬间产生自感电动势，阻碍电流的通过，通过A灯的电流逐渐增大，因此A灯不会立即变亮，而是缓慢变亮，又因为自感线圈的电阻可忽略，因此当电路稳定后A灯所在支路的电流大于B、C两灯所在支路电流，则A灯比B、C两灯亮，故A、B错误；闭合电键稳定后，断开电键瞬间，自感线圈会产生自感电动势，B、C灯所在支路的原电流瞬间消失，线圈产生的自感电动势阻碍A灯中电流的减小，因此A灯中电流方向不变，并与B、C灯所在电路构成闭合回路，A、B、C三灯都缓慢熄灭，故C错误，D正确．
5．C 演员举起或放下扇子时身体的运动方向与“波浪”传播的方向垂直，则可知“波浪”是横波，故A错误；“波浪”传播的速度快慢与演员举起或放下扇子的动作频率无直接关系，故B错误；“波浪”向左传播，根据同侧法，可知右边第一位演员正在举起扇子，C正确；学生只在自己所站位置将扇子举起或放下，并不会随波移动，故D错误．
6．D A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，气体吸热，A错误；B→C过程中，由p—V图像可知，温度降低，内能减小，体积增大，对外界做功，热传递不能确定，B错误；C→D，等温压缩，温度不变，单位体积内的分子数增多，压强增大．D→A过程中，绝热压缩，体积减小，分子内能增加，单位体积内的分子数增多，且分子平均撞击力增大，导致压强增大，故两种气体压强都增大的微观机制不相同，C错误；由p—V图像可知，整个过程气体对外界做功，由热力学第一定律可知，整个过程中气体从外界吸收热量，D正确．
7．D 电压表测的是原线圈电压，也就是输入电压，正弦式交流电的有效值是峰值的倍，所以电压表的示数是50 V，选项A错误；因原、副线圈匝数比为2∶1，所以副线圈两端电压为25 V，电压表测的是两端电压，应该小于25 V，选项B错误；若将变阻器的滑片P向上滑动，电阻减小，阻值不变，分得的电压变小，减小，选项C错误；若将变阻器的滑片P向下滑动，电压表测的是原线圈电压，也就是输入电压，不变，选项D正确．
8．B 若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内发生全反射现象，观看3D电影时戴的眼镜为偏振片，A错误；利用光导纤维传输光信号原理为全反射，B正确；泊松亮斑为光的衍射，C错误；光的双缝干涉实验为光的干涉，D错误．
9．B 卢瑟福否定了汤姆孙枣糕式原子模型的依据是无法解释α粒子散射实验现象中，少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转，A错误；在康普顿效应中，根据可知，散射的光子波长变大，说明该光子的能量减小，B正确；温度升高，黑体辐射的电磁波的强度都增大，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，C错误；根据，可得该实验的入射光频率为，D错误．
10．D 设发生全反射的临界角为C，由折射定律可得，解得C＝45°，光束第一次到AB界面时的入射角为60°＞45°，显然光束在该界面发生了全反射，A错误；光路图如图所示，由几何关系可知光线在BC边的入射角也为60°＞45°，因此光束在BC界面发生全反射，B错误；设光线在CD边的入射角为α，折射角为β，由几何关系可得α＝30°，小于临界角，光线第一次射出棱镜是在CD边，由折射定律可得，解得β＝45°，所以入射光偏转了135°，C错误；如图MO光线垂直于AD进入棱镜，AO＝6 cm，∠OAE＝60°，，因为在AB面和BC面发生全反射，所以BE＝BF＝4 cm，BC＝16 m，FC＝12 cm，由几何关系可知，D正确．
11．C 单摆周期公式为，减小摆长，周期变小，A错误；初始拉开的角度更小一点，不影响周期，B错误；在此空间加一竖直向上的匀强电场，小球所受电场力与重力反向，即等效重力加速度减小，周期变大，C正确；在悬点O处放置一个带负电的点电荷，则库仑力始终沿绳的方向，不影响回复力，则单摆周期不变，D错误．
12．（1）②①④⑤③（3分）
（2）＞（3分）
（3）（3分）
（4）（3分）
解析：（1）根据“验证动量守恒定律”的操作步骤，应将AB固定在桌边，使槽的末端水平，然后将BC连接在斜槽末端，然后让入射小球从斜槽顶端A处由静止释放，多次实验后，标记小球在斜面上的平均落点位置F，然后将被碰小球放在斜槽末端B处，仍让入射小球从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，多次实验后，分别标记两球在斜面上的平均落点位置D、E，最后，测量出落点D、F、E到B点的距离、、，故顺序为：②①④⑤③．
（2）入射小球的质量大于被碰小球的质量才不致于使入射球出现反弹，所以要．
（3）设BC斜面倾角为θ，小球碰撞前后均落在斜面上，由平抛的规律，
水平方向上有：
竖直方向有：
联立以上两式可得：（与成正比），
从而可得：碰撞前入射球的可用表示，
碰撞后两球的速度用和表示，故要验证的达式为：
（4）因为槽的末端倾斜导致速度的水平分量减小，对应水平位移也相应减小，所以．
13．解：（1）缓慢降低汽缸内气体的温度，直至活塞移动到A、B的正中间，这个过程是等压过程
根据盖吕萨克定律（1分）
代入数据解得（1分）
然后保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，这个过程是等温过程，故活塞刚到达B处时的温度就为330 K（1分）
（2）保持温度不变，在活塞上缓慢加沙，直至活塞刚好移动到B，这个过程是等温过程
根据玻意耳定律有（1分）
解得（1分）
再接下是等容过程，根据查理定律有（1分）
解得（1分）
（3）整个过程的p－V图线，如图所示（1分）
14．解：（1）衰变方程为（1分）
（2）两粒子在磁场中做匀速圆周运动
（1分）
（1分）
可得（1分）
其中，，，
解得（1分）
（3）根据动量守恒定律可知发生α衰变生成的α粒子和粒子动量大小相等，方向相反
即（1分）
其中
解得（1分）
根据能量守恒释放的核能（1分）
根据质能方程（1分）
解得（1分）
15．解：（1）根据法拉第电磁感应定律有（1分）
根据闭合电路欧姆定律，通过导体棒ab的电流为（1分）
解得（1分）
根据楞次定律可知，通过导体棒ab的电流方向为从a到b（1分）
（2）当导体棒ab达到最大速度时，导体棒做匀速直线运动，根据受力平衡可得
（1分）
根据欧姆定律可得
切割磁感线产生的感应电动势（1分）
解得（1分）
（3）在0～4 s内，根据焦耳定律有
（1分）
解得
由于定值电阻与导体棒电阻相等，通过的电流相等，则下滑过程中电阻R与导体棒产生的热量相等
根据能量守恒定律有（1分）
解得
（1分）
16．解：（1）粒子在电场中做类平抛运动，设经历时间为，则
竖直方向：（1分）
水平方向：（1分）
整理得（1分）
设粒子离开电场时速度大小为v，与y轴夹角为α，则
（1分）
（1分）
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，则2Rsinα＝2d（1分）
（1分）
整理得（1分）
（2）由（1）可知
所以粒子在磁场中运动的时间（1分）
故 解得（1分）
（3）设坐标为（－x，0），粒子发射时，第一次经过y轴时纵坐标为，速度方向与y轴夹角为θ，
由（1）可知
（1分）
（1分）
（1分）
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，粒子第2次经过y轴时，纵坐标为，由几何关系知（1分）
，（1分）
联立解得即粒子第2次经过y轴时，从坐标原点经过（1分）
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