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河南省驻马店市2023-2024学年高二下学期期终质量监测物理试题
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这是一份河南省驻马店市2023-2024学年高二下学期期终质量监测物理试题，共11页。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的姓名、准考证号与考生本人姓名、准考证号是否一致。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答案卡上对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。非选择题用黑色墨水签字笔在答题卡上书写作答，在本试卷上作答，答案无效。
3.考试结束后，监考老师将答题卡收回。
第Ⅰ卷(选择题，共43分)
一、选择题(本题共10小题，共43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，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1.关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是
A.卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
B.普朗克通过研究黑体辐射的实验规律，提出了光具有波粒二象性
C.德布罗意提出实物粒子也具有波动性，这种波叫做物质波
D.根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
2.把放射源铀、钍或镭放入用铅做成的容器中，使射线只能从容器的小孔射出成为细细的一束。在射线经过的空间施加垂直于纸面的匀强磁场或水平方向的匀强电场，都可以使射线分成如图所示的A、B、C三束。则下列说法正确的是
A.若施加的是垂直纸面向里的匀强磁场，A 为α射线
B.若施加的是水平向右的匀强电场，C为β射线
C.三种射线中 C 为高速电子流，其穿透能力最强
D.三种射线中 B 的电离本领最强
3.2021年世界上首个第四代核能技术的钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电，该反应堆以放射性较低的Th为核燃料。已知90232Th发生β衰变的半衰期为24天，下列说法正确的是
A.β衰变的电子来自于钍原子的核外电子
B.通过物理方法或化学方法都能改变Th的半衰期
C.N₀(N₀表示阿伏伽德罗常数)个90232Th经过48天后还剩余N0/4个
D. 90232Th经过6次α衰变和6次β衰变可变成82208Pb
4.如图为传统的爆米花机工作时的情景。将玉米倒入铁质容器后，将容器封闭，容器内气体压强为p₀、温度为300K。加热后，当容器内气体压强为3.5 p₀时，将容器打开即爆出爆米花。打开容器前，可以认为容器内玉米的体积不变，气体看成理想气体。下列说法错误的是
A.加热过程，容器内气体温度升高，每个气体分子的速率都增大
B.加热过程，容器内气体压强增大，是因为气体分子的平均动能增大
C.打开容器前瞬间，容器内气体温度达到1050K
D.打开容器瞬间，容器中气体对外做功，容器内气体温度降低
5.某发射星云可认为完全由氢原子构成，其发光机理可简化为：能量为12.09eV的紫外光子照射该星云时，会使其氢原子从基态跃迁到激发态，处于激发态的氢原子会辐射光子。氢原子能级图如图所示，部分颜色的可见光光子能量范围见下表，则观测到该星云的颜色是
A.红色 B.黄色 C.蓝色 D.紫色
6.电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示。两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上。当两线圈中均无电流通过时，天平示数恰好为零。下列说法正确的是
A.当天平示数为正时，两线圈中电流方向相同
B.当天平示数为负时，两线圈中电流方向相同
C.线圈I对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈I的作用力
D.电流相同时，线圈Ⅱ的匝数越少，天平越灵敏
7.某同学自制了一个小型发电机，给规格为“3Ω，3W”的小灯泡供电，图中acdeb 段是一段硬导线，处在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为1T。cd e 是折成的等腰直角三角形，直角边cd长为L=1m。开始时磁场与直角三角形所在平面垂直，通过摇动手柄使cde 段绕垂直磁场的ab段直线匀速转动，使灯泡刚好正常发光。电路中除灯泡外，其余部分电阻不计。则手柄转动的角速度为
A.5rad/s B.52rad/s
C.6rad/s D.62rad/s
8.如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个完全相同的灯泡a、b和一个定值电阻R、电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则
A.电流表的示数不变
B.电压表的示数不变
C.原线圈输入功率增大
D.灯a 消耗的电功率增大
9.如图所示，一长玻璃圆管内壁光滑、竖直放置。有一带正电的小球(可视为质点)，以速率 v₀沿逆时针方向从管口上端贴着管壁水平射入管内，经过一段时间后从底部离开圆管。若再次重复该过程，以相同速度v₀进入管内，同时在此空间加上方向竖直向上、磁感应强度B.随时间均匀减小的磁场，小球从下端离开玻璃管时磁场还没减小到0。设运动过程中小球所带电量不变，空气阻力不计。以下说法正确的是
A.加磁场后小球在管中运动的时间等于没加磁场时的时间
B.加磁场后小球离开管口的速率等于没加磁场时的速率
C.加磁场后小球对玻璃管的压力一定不断增大
D.加磁场后，小球在玻璃管中运动时，小球与地球组成的系统机械能增加
10.如图所示，带电圆环P 套在足够长的、粗糙绝缘水平细杆上，空间中存在与水平成θ角斜向左上方的匀强电场，现给圆环 P 一向右初速度，使其在杆上与杆无挤压地滑行。当圆环 P 滑至A点时，在空间加上水平方向且垂直细杆的匀强磁场，并从此刻开始计时，t₁时刻圆环 P 再次返回A 点。选取水平向右为正方向，则运动过程圆环 P 受到的摩擦力 f、速度 v、加速度a、动能Ek 随时间t变化的图像，可能正确的是
高二物理试题 第 3页 (共 6页 )颜色
红
黄
蓝
紫
能量范围(eV)
1.62~1.99
2.07~2.20
2.78~2.90
2.90~3.11
第Ⅱ卷(非选择题，共57分)
二、实验题(本题共2小题，共14分)
11.(6分)有同学完成“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。
(1)假设将分子看成球形、不考虑各油酸分子间的间隙及将形成的油膜视为单分子油膜，此方法在物理研究方法中被称为
A.理想模型法 B.极限思维法 C.微元法 D.微小量放大法
(2)在实验中油酸体积占油酸酒精溶液总体积的比例最为合适的是
A.1:50 B.1:500 C.1:5000
(3)由于没有方格纸，该同学首先在一张透明胶片上描出油膜的轮廓，测量胶片的面积S₀，并用高精度的电子天平称量出整张胶片的质量M，然后沿轮廓剪下对应的油膜形状的胶片，其质量为m，则油膜的面积为 (用所给物理量符号来表示)；
(4)下列操作有助于减小实验误差的是
A.撒粉时要尽量厚一些，覆盖整个浅盘
B.滴油酸酒精溶液时，针头需远离液面
C.滴油酸酒精溶液后需待油膜稳定后再测其面积
12.(8分)小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示(虚线框内的连接没有画出)。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电源 U₁=5V,内阻不计，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻. R₀=30Ω。。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
(1)由图乙可知，当环境温度为80℃时，热敏电阻阻值为 Ω；
(2)由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)，继电器的磁性将 (选填“增强”、“减弱”或“不变”)；
(3)图甲中指示灯的接线柱D应与接线柱 相连(均选填“A”或“B”)；
(4)当环境温度大于等于 ℃时，警铃报警。
三、计算题(共43分。解答时应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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13.(12分)如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S。将整个装置放在大气压恒为 P。的空气中，开始时气体的温度为T₀，活塞与容器底的距离为h₀，当气体向外界放出热量Q后，活塞缓慢下降d后再次平衡(活塞和气缸壁厚度均忽略不计，导热良好，当地重力加速度大小为g)。求：
(1)外界空气的温度是多少?
(2)在此过程中容气内气体的内能增加了多少?
14.(14分)亥姆霍兹线圈是一对平行的完全相同的圆形线圈。如图所示，两线圈通入方向相同的恒定电流，线圈间形成平行于中心轴线( O₁O₂的匀强磁场。沿( O₁O₂ 建立x轴,一圆形探测屏垂直于x轴放置，其圆心位于x轴上的P 点。在线圈间加上平行于x轴的匀强电场，粒子源从x轴上的Q点以垂直于x轴的方向持续发射初速度大小为v₀的粒子。已知粒子质量为m，电荷量为 q(q>0),，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，电场和磁场均沿x轴正方向，不计粒子重力和粒子间相互作用。若未加电场，粒子在线圈间做匀速圆周运动。
(1)求未加电场时，粒子做圆周运动的半径r；
(2)若要使粒子恰好打在探测屏的中心，求探测屏中心与粒子源间的距离d。
15.(17分)如图所示，在光滑水平面上有一个直角坐标系xy，正方形导线框 abcd 边长为L，质量为m，电阻为R，导线框的d点与坐标原点O重合，cd 边和x轴重合，ad边和y轴重合。在第一象限内存在垂直于水平面向下的磁场，磁感应强度随，x 坐标变化的规律为： B=B₀+kxk0)。在水平方向上给线框一个与x 轴正方向成30°角的初速度v₀，不计所有的摩擦，不考虑电磁辐射，求：
(1)线框刚开始运动时闭合回路中感应电流的大小和方向。
(2)线框达到稳定状态时ad 边的x坐标。
(3)从开始运动到达到稳定状态线框产生的焦耳热。
驻马店市2023~2024学年度第二学期期终质量监测
高二物理试题参考答案
一、选择题 (43分)
二、实验题(本题共 2 小题,共 14分)
11.(6分)【答案】(1) A(1分)(2)B (1分)(3) 504m(2分)(4)C (2分)
12. (8分) 30/29/31(1分) 减小(1分) 增强(2分) A(2分)
40/39/41 (2分)
三、计算题 (本题共3小题，共43分)
13. (12分)
解：(1)取密闭气体为研究对象，活塞下降过程为等压变化，由盖-吕萨克定律
有: VV0=TT0 3分
V=h₀-dS 1分
得外界温度 T=h0-dh0T0 2分
(2)活塞下降的过程，大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功
W=mg+PSd 2分
根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能
△U=Q+W 2分
△U=mg+P₀Sd-Q 2分
14. (14分)
解 (1)粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得
qν0B=mv02r 3分
解得轨道半径为
r=mν0qB 1分
(2)粒子在磁场中运动的周期
T=2πrv0 2分
粒子回到x轴时间为
t=nT=n2πmqBn=1、2、3⋯⋯ 2分
沿x轴方向
d=12at2 2分
qE = ma 2分
联立解得 d2=2n2π2mEqB2n=1、2、3⋯⋯ 2分
15. (17分)
解析：(1)由楞次定律可知，线框刚开始运动时闭合回路中感应电流的方向为逆时针方向 1分
导线框的BC边与AD 边切割磁感线产生感应电动势，有效切割速度为水平方向分速度，线框刚开始运动时大小为 32ν0
BC边所处磁场的磁感应强度为B₂，AD边所处磁场的磁感应强度为B₁，感应电动势为
E=B₂Lνₓ-B₁Lνₓ 2分
B₂-B₁=kx₂-x₁=kL 1分
I=ER=kL2νxR 1分
代入得 I=3kL2v02R 1分
(2)由(1)可知，导线框中的电流与沿x轴方向的速度成正比，在x轴方向上，由动量定理可知，在一段极短时间△t内，有：
-B₂IL-B₁ILΔt=mΔvₓ 2分
从开始运动到最终稳定下来，由积累求和可得
-B2L-B1LkL2R∑νxΔt=m∑Δνx 2分
其中 ∑νxΔt=x∑Δνx=-32mv0 2分
x=3mv0R2k2L4 1分
(3)导线框沿x轴方向的速度在安培力作用下减为零，沿y方向的速度不
受影响 vy=v0sin30∘ 1分
由能量守恒可知：
Q=12mv02-12mvy2 2分
Q=38mv02 1分
1、C.爱因斯坦提出了波粒二象性；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性。
2、A.根据射线偏转情况可以判断。
3、C.半衰期由原子核决定，不受物理化学性质的影响。
4、A.温度升高，平均动能增大，是统计规律，每个分子速率不一定增大。
5、A.能量为12.09eV 的紫外光子照射该星云时，会使其氢原子从基态跃迁n=3能级，从n=3 能级跃迁回n=2能级时发出红光。
6、B.当两线圈中电流方向相同时，表现为相互吸引，电流方向相反时，表现为相互排斥，故当天平示数为正时，两线圈相互排斥，电流方向相反，当天平示数为负时，两线圈相互吸引，电流方向相同，故B正确，A 错误；C.线圈I对线圈Ⅱ的作用力与线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力是一对相互作力，等大反向，故C错误；D.由于线圈Ⅱ放在天平托盘上，线圈Ⅱ的匝数越多，相同电流情况下受的力越大，天平越灵敏，故D 错误。
7、D 由题可知，灯泡的额定电压为 U=PR=3V,灯泡正常发光时，cde段产生的电动势有效值为E=3V，则 Em=BSω=B×12L2ω,U=22Em,解得 ω=62rad/s,D 项正确.
8、BC.开关S闭合后，负载总电阻减小，根据欧姆定律，副线圈输出电流增大；根据理想变压器电流与匝数比的关系 I1I2=n2n1可知，原线圈输入电流增大，即电流表 A 的示数增大。根据理想变压器电压与匝数比的关系，可得副线圈两端电压 U2=n2n1U1原线圈输入电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，电压表 V的示数不变。原线圈的输入功率 P₁=U₁I₁其中U₁不变, I₁增大,所以输入功率增大。灯上电压减小，灯的功率减小。
9、AD.小球进入玻璃管中后，无论是否加磁场，则竖直方向均做自由落体运动，可知加磁场后小球离开管口的时间等于没加磁场时的时间，A对；加磁场后，因磁场方向竖直向上，磁感应强度B随时间均匀减小，根据楞次定律可知，产生感应电场的方向俯视逆时针方向，与带正电的小球的初速度方向相同，可知小球水平方向将不断被加速，则加磁场后小球离开管口的速率大于没加磁场时的速率，离开玻璃管的机械能一定增加，小球与地球组成的系统机械能不守恒，根据 FN-Bqv=mv2r,可知加磁场后因磁场逐渐减弱，则小球对玻璃管的压力不一定不断增大。故选 AD
10、BD.由题意可判断，圆环P带正电，磁场方向垂直纸面向外。圆环P向右运动过程中速度逐渐减小，洛伦兹力逐渐减小，直到速度减小为0。接下来圆环P 向左运动，回到A位置时，整个过程中电场力做功为0，摩擦力做负功，再次到A 的速度一定小于初速度。
11.(1) A(1分)(2)B (1分)(3) 508m(2分)(4)C (2分)
12. 30/29/31(1分) 减小(1分) 增强(2分) A (2分) 40/39/41 (2分)
(1)由图乙可知，当环境温度为80℃时，热敏电阻阻值为30Ω。
(2)由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将减小。
热敏电阻阻值减小，则流过继电器的电流增大，磁性增强。
(3)由于继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮。所以图甲中指示灯的接线柱D应与接线柱 A 相连。
(4)当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。根据欧姆定律. E₁=IR₀+R得R=70Ω 此时温度为40℃，则环境温度大于等于40℃时, 警铃报警。1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
A
C
A
A
B
D
BC
AD
BD
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的姓名、准考证号与考生本人姓名、准考证号是否一致。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答案卡上对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。非选择题用黑色墨水签字笔在答题卡上书写作答，在本试卷上作答，答案无效。
3.考试结束后，监考老师将答题卡收回。
第Ⅰ卷(选择题，共43分)
一、选择题(本题共10小题，共43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，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1.关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是
A.卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
B.普朗克通过研究黑体辐射的实验规律，提出了光具有波粒二象性
C.德布罗意提出实物粒子也具有波动性，这种波叫做物质波
D.根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
2.把放射源铀、钍或镭放入用铅做成的容器中，使射线只能从容器的小孔射出成为细细的一束。在射线经过的空间施加垂直于纸面的匀强磁场或水平方向的匀强电场，都可以使射线分成如图所示的A、B、C三束。则下列说法正确的是
A.若施加的是垂直纸面向里的匀强磁场，A 为α射线
B.若施加的是水平向右的匀强电场，C为β射线
C.三种射线中 C 为高速电子流，其穿透能力最强
D.三种射线中 B 的电离本领最强
3.2021年世界上首个第四代核能技术的钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电，该反应堆以放射性较低的Th为核燃料。已知90232Th发生β衰变的半衰期为24天，下列说法正确的是
A.β衰变的电子来自于钍原子的核外电子
B.通过物理方法或化学方法都能改变Th的半衰期
C.N₀(N₀表示阿伏伽德罗常数)个90232Th经过48天后还剩余N0/4个
D. 90232Th经过6次α衰变和6次β衰变可变成82208Pb
4.如图为传统的爆米花机工作时的情景。将玉米倒入铁质容器后，将容器封闭，容器内气体压强为p₀、温度为300K。加热后，当容器内气体压强为3.5 p₀时，将容器打开即爆出爆米花。打开容器前，可以认为容器内玉米的体积不变，气体看成理想气体。下列说法错误的是
A.加热过程，容器内气体温度升高，每个气体分子的速率都增大
B.加热过程，容器内气体压强增大，是因为气体分子的平均动能增大
C.打开容器前瞬间，容器内气体温度达到1050K
D.打开容器瞬间，容器中气体对外做功，容器内气体温度降低
5.某发射星云可认为完全由氢原子构成，其发光机理可简化为：能量为12.09eV的紫外光子照射该星云时，会使其氢原子从基态跃迁到激发态，处于激发态的氢原子会辐射光子。氢原子能级图如图所示，部分颜色的可见光光子能量范围见下表，则观测到该星云的颜色是
A.红色 B.黄色 C.蓝色 D.紫色
6.电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示。两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上。当两线圈中均无电流通过时，天平示数恰好为零。下列说法正确的是
A.当天平示数为正时，两线圈中电流方向相同
B.当天平示数为负时，两线圈中电流方向相同
C.线圈I对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈I的作用力
D.电流相同时，线圈Ⅱ的匝数越少，天平越灵敏
7.某同学自制了一个小型发电机，给规格为“3Ω，3W”的小灯泡供电，图中acdeb 段是一段硬导线，处在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为1T。cd e 是折成的等腰直角三角形，直角边cd长为L=1m。开始时磁场与直角三角形所在平面垂直，通过摇动手柄使cde 段绕垂直磁场的ab段直线匀速转动，使灯泡刚好正常发光。电路中除灯泡外，其余部分电阻不计。则手柄转动的角速度为
A.5rad/s B.52rad/s
C.6rad/s D.62rad/s
8.如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个完全相同的灯泡a、b和一个定值电阻R、电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则
A.电流表的示数不变
B.电压表的示数不变
C.原线圈输入功率增大
D.灯a 消耗的电功率增大
9.如图所示，一长玻璃圆管内壁光滑、竖直放置。有一带正电的小球(可视为质点)，以速率 v₀沿逆时针方向从管口上端贴着管壁水平射入管内，经过一段时间后从底部离开圆管。若再次重复该过程，以相同速度v₀进入管内，同时在此空间加上方向竖直向上、磁感应强度B.随时间均匀减小的磁场，小球从下端离开玻璃管时磁场还没减小到0。设运动过程中小球所带电量不变，空气阻力不计。以下说法正确的是
A.加磁场后小球在管中运动的时间等于没加磁场时的时间
B.加磁场后小球离开管口的速率等于没加磁场时的速率
C.加磁场后小球对玻璃管的压力一定不断增大
D.加磁场后，小球在玻璃管中运动时，小球与地球组成的系统机械能增加
10.如图所示，带电圆环P 套在足够长的、粗糙绝缘水平细杆上，空间中存在与水平成θ角斜向左上方的匀强电场，现给圆环 P 一向右初速度，使其在杆上与杆无挤压地滑行。当圆环 P 滑至A点时，在空间加上水平方向且垂直细杆的匀强磁场，并从此刻开始计时，t₁时刻圆环 P 再次返回A 点。选取水平向右为正方向，则运动过程圆环 P 受到的摩擦力 f、速度 v、加速度a、动能Ek 随时间t变化的图像，可能正确的是
高二物理试题 第 3页 (共 6页 )颜色
红
黄
蓝
紫
能量范围(eV)
1.62~1.99
2.07~2.20
2.78~2.90
2.90~3.11
第Ⅱ卷(非选择题，共57分)
二、实验题(本题共2小题，共14分)
11.(6分)有同学完成“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。
(1)假设将分子看成球形、不考虑各油酸分子间的间隙及将形成的油膜视为单分子油膜，此方法在物理研究方法中被称为
A.理想模型法 B.极限思维法 C.微元法 D.微小量放大法
(2)在实验中油酸体积占油酸酒精溶液总体积的比例最为合适的是
A.1:50 B.1:500 C.1:5000
(3)由于没有方格纸，该同学首先在一张透明胶片上描出油膜的轮廓，测量胶片的面积S₀，并用高精度的电子天平称量出整张胶片的质量M，然后沿轮廓剪下对应的油膜形状的胶片，其质量为m，则油膜的面积为 (用所给物理量符号来表示)；
(4)下列操作有助于减小实验误差的是
A.撒粉时要尽量厚一些，覆盖整个浅盘
B.滴油酸酒精溶液时，针头需远离液面
C.滴油酸酒精溶液后需待油膜稳定后再测其面积
12.(8分)小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示(虚线框内的连接没有画出)。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电源 U₁=5V,内阻不计，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻. R₀=30Ω。。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
(1)由图乙可知，当环境温度为80℃时，热敏电阻阻值为 Ω；
(2)由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)，继电器的磁性将 (选填“增强”、“减弱”或“不变”)；
(3)图甲中指示灯的接线柱D应与接线柱 相连(均选填“A”或“B”)；
(4)当环境温度大于等于 ℃时，警铃报警。
三、计算题(共43分。解答时应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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13.(12分)如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S。将整个装置放在大气压恒为 P。的空气中，开始时气体的温度为T₀，活塞与容器底的距离为h₀，当气体向外界放出热量Q后，活塞缓慢下降d后再次平衡(活塞和气缸壁厚度均忽略不计，导热良好，当地重力加速度大小为g)。求：
(1)外界空气的温度是多少?
(2)在此过程中容气内气体的内能增加了多少?
14.(14分)亥姆霍兹线圈是一对平行的完全相同的圆形线圈。如图所示，两线圈通入方向相同的恒定电流，线圈间形成平行于中心轴线( O₁O₂的匀强磁场。沿( O₁O₂ 建立x轴,一圆形探测屏垂直于x轴放置，其圆心位于x轴上的P 点。在线圈间加上平行于x轴的匀强电场，粒子源从x轴上的Q点以垂直于x轴的方向持续发射初速度大小为v₀的粒子。已知粒子质量为m，电荷量为 q(q>0),，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，电场和磁场均沿x轴正方向，不计粒子重力和粒子间相互作用。若未加电场，粒子在线圈间做匀速圆周运动。
(1)求未加电场时，粒子做圆周运动的半径r；
(2)若要使粒子恰好打在探测屏的中心，求探测屏中心与粒子源间的距离d。
15.(17分)如图所示，在光滑水平面上有一个直角坐标系xy，正方形导线框 abcd 边长为L，质量为m，电阻为R，导线框的d点与坐标原点O重合，cd 边和x轴重合，ad边和y轴重合。在第一象限内存在垂直于水平面向下的磁场，磁感应强度随，x 坐标变化的规律为： B=B₀+kxk0)。在水平方向上给线框一个与x 轴正方向成30°角的初速度v₀，不计所有的摩擦，不考虑电磁辐射，求：
(1)线框刚开始运动时闭合回路中感应电流的大小和方向。
(2)线框达到稳定状态时ad 边的x坐标。
(3)从开始运动到达到稳定状态线框产生的焦耳热。
驻马店市2023~2024学年度第二学期期终质量监测
高二物理试题参考答案
一、选择题 (43分)
二、实验题(本题共 2 小题,共 14分)
11.(6分)【答案】(1) A(1分)(2)B (1分)(3) 504m(2分)(4)C (2分)
12. (8分) 30/29/31(1分) 减小(1分) 增强(2分) A(2分)
40/39/41 (2分)
三、计算题 (本题共3小题，共43分)
13. (12分)
解：(1)取密闭气体为研究对象，活塞下降过程为等压变化，由盖-吕萨克定律
有: VV0=TT0 3分
V=h₀-dS 1分
得外界温度 T=h0-dh0T0 2分
(2)活塞下降的过程，大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功
W=mg+PSd 2分
根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能
△U=Q+W 2分
△U=mg+P₀Sd-Q 2分
14. (14分)
解 (1)粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得
qν0B=mv02r 3分
解得轨道半径为
r=mν0qB 1分
(2)粒子在磁场中运动的周期
T=2πrv0 2分
粒子回到x轴时间为
t=nT=n2πmqBn=1、2、3⋯⋯ 2分
沿x轴方向
d=12at2 2分
qE = ma 2分
联立解得 d2=2n2π2mEqB2n=1、2、3⋯⋯ 2分
15. (17分)
解析：(1)由楞次定律可知，线框刚开始运动时闭合回路中感应电流的方向为逆时针方向 1分
导线框的BC边与AD 边切割磁感线产生感应电动势，有效切割速度为水平方向分速度，线框刚开始运动时大小为 32ν0
BC边所处磁场的磁感应强度为B₂，AD边所处磁场的磁感应强度为B₁，感应电动势为
E=B₂Lνₓ-B₁Lνₓ 2分
B₂-B₁=kx₂-x₁=kL 1分
I=ER=kL2νxR 1分
代入得 I=3kL2v02R 1分
(2)由(1)可知，导线框中的电流与沿x轴方向的速度成正比，在x轴方向上，由动量定理可知，在一段极短时间△t内，有：
-B₂IL-B₁ILΔt=mΔvₓ 2分
从开始运动到最终稳定下来，由积累求和可得
-B2L-B1LkL2R∑νxΔt=m∑Δνx 2分
其中 ∑νxΔt=x∑Δνx=-32mv0 2分
x=3mv0R2k2L4 1分
(3)导线框沿x轴方向的速度在安培力作用下减为零，沿y方向的速度不
受影响 vy=v0sin30∘ 1分
由能量守恒可知：
Q=12mv02-12mvy2 2分
Q=38mv02 1分
1、C.爱因斯坦提出了波粒二象性；卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性。
2、A.根据射线偏转情况可以判断。
3、C.半衰期由原子核决定，不受物理化学性质的影响。
4、A.温度升高，平均动能增大，是统计规律，每个分子速率不一定增大。
5、A.能量为12.09eV 的紫外光子照射该星云时，会使其氢原子从基态跃迁n=3能级，从n=3 能级跃迁回n=2能级时发出红光。
6、B.当两线圈中电流方向相同时，表现为相互吸引，电流方向相反时，表现为相互排斥，故当天平示数为正时，两线圈相互排斥，电流方向相反，当天平示数为负时，两线圈相互吸引，电流方向相同，故B正确，A 错误；C.线圈I对线圈Ⅱ的作用力与线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力是一对相互作力，等大反向，故C错误；D.由于线圈Ⅱ放在天平托盘上，线圈Ⅱ的匝数越多，相同电流情况下受的力越大，天平越灵敏，故D 错误。
7、D 由题可知，灯泡的额定电压为 U=PR=3V,灯泡正常发光时，cde段产生的电动势有效值为E=3V，则 Em=BSω=B×12L2ω,U=22Em,解得 ω=62rad/s,D 项正确.
8、BC.开关S闭合后，负载总电阻减小，根据欧姆定律，副线圈输出电流增大；根据理想变压器电流与匝数比的关系 I1I2=n2n1可知，原线圈输入电流增大，即电流表 A 的示数增大。根据理想变压器电压与匝数比的关系，可得副线圈两端电压 U2=n2n1U1原线圈输入电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，电压表 V的示数不变。原线圈的输入功率 P₁=U₁I₁其中U₁不变, I₁增大,所以输入功率增大。灯上电压减小，灯的功率减小。
9、AD.小球进入玻璃管中后，无论是否加磁场，则竖直方向均做自由落体运动，可知加磁场后小球离开管口的时间等于没加磁场时的时间，A对；加磁场后，因磁场方向竖直向上，磁感应强度B随时间均匀减小，根据楞次定律可知，产生感应电场的方向俯视逆时针方向，与带正电的小球的初速度方向相同，可知小球水平方向将不断被加速，则加磁场后小球离开管口的速率大于没加磁场时的速率，离开玻璃管的机械能一定增加，小球与地球组成的系统机械能不守恒，根据 FN-Bqv=mv2r,可知加磁场后因磁场逐渐减弱，则小球对玻璃管的压力不一定不断增大。故选 AD
10、BD.由题意可判断，圆环P带正电，磁场方向垂直纸面向外。圆环P向右运动过程中速度逐渐减小，洛伦兹力逐渐减小，直到速度减小为0。接下来圆环P 向左运动，回到A位置时，整个过程中电场力做功为0，摩擦力做负功，再次到A 的速度一定小于初速度。
11.(1) A(1分)(2)B (1分)(3) 508m(2分)(4)C (2分)
12. 30/29/31(1分) 减小(1分) 增强(2分) A (2分) 40/39/41 (2分)
(1)由图乙可知，当环境温度为80℃时，热敏电阻阻值为30Ω。
(2)由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将减小。
热敏电阻阻值减小，则流过继电器的电流增大，磁性增强。
(3)由于继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮。所以图甲中指示灯的接线柱D应与接线柱 A 相连。
(4)当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。根据欧姆定律. E₁=IR₀+R得R=70Ω 此时温度为40℃，则环境温度大于等于40℃时, 警铃报警。1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
A
C
A
A
B
D
BC
AD
BD
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