[物理]2023_2024学年6月山东枣庄滕州市滕州市第一中学高二下学期月考物理试卷(原题版+解析版)

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2023~2024学年6月山东枣庄滕州市滕州市第一中学高二下学期月考物理试卷
1. 在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的
，其衰变方程为
。以下说法正确的是（ ）
A. 衰变方程中的X是正电子
B. 升高温度可以加快
的衰变
C.
与
的质量差等于衰变的质量亏损
内中子向质子的转化
D. 方程中的X来自于
答案
解析
D
【详解】
A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X是电子，故A错误；
B．半衰期非常稳定，不受温度，压强以及该物质是单质还是化合物的影响，故B错误；
C． 和电子X的质量差等于衰变的质量亏损，故C错误；
与
D．方程中的X来自于
故选D。
内中子向质子的转化，故D正确。
2. 一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为
以下判断正确的是（ ）
、
、
A. 气体在a→b过程中对外界做的功等于在b→c过程中外界对气体做的功
B. 气体在a→b过程中从外界吸收的热量小于在b→c过程中从外界吸收的热量
C. 在c→a过程中，外界对气体做的功大于气体向外界放出的热量
D. 气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量
答案
解析
B
【详解】
A．根据气体做功的表达式
W＝Fx＝pSx＝
可知p－V图线和体积横轴围成的面积即为做功大小，所以气体在a→b过程中对外界做的功等于b→c过程中对外界做的功，气体在a→b
过程中对外界做正功，在b→c过程中对外界也做正功，故A错误；
B．气体从a→b，满足玻意尔定律
pV＝C
所以
Ta＝Tb
所以
Uab＝0
根据热力学第一定律
U＝Q＋W
可知
0＝Qab＋Wab
气体从b→c，温度升高，所以
Ubc>0
根据热力学第一定律可知
Ubc＝Qbc＋Wbc
结合A选项可知

Wab＝Wbc<0
所以
Qbc>Qab
气体在a→b过程中从外界吸收的热量小于在b→c过程中从外界吸收的热量，故B正确；
C．气体从c→a，温度降低，所以
Uca<0
气体体积减小，外界对气体做功，所以
Wca>0
根据热力学第一定律可知
Qca<0
放出热量，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，故C错误；
D．理想气体的内能只与温度有关，根据
Ta＝Tb
可知从
所以气体从c→a过程中内能的减少量等于b→c过程中内能的增加量，故D错误。
故选B。
3. 如图所示是质谱仪的工作原理示意图。三个带电粒子先后从容器A正下方的小孔 飘入电势差为U的加速电场，其初速度大小都几乎为零，经电场
加速后，分别从小孔 离开，再从小孔 沿着与磁场垂直的方向竖直向下进入匀强磁场中，最后打到照相底片D上的a、b、c三个不同位置。整个装
置放在真空中，均不计带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力。根据图中三个带电粒子在质谱仪中的运动轨迹，下列说法正确的是（ ）
A. 三个带电粒子均带负电荷
B. 三个带电粒子进入磁场的动能与带电量成反比
D. 打在a处的带电粒子在磁场中运动的时间最短
C. 打在c处的带电粒子的比荷最大
答案
解析
C
【详解】
A．由左手定则，带电粒子均带正电荷，故A错误；
B．在加速电场中，由动能定理，带电粒子进入磁场的动能为
所以三个带电粒子进入磁场的动能与带电量成正比，故B错误；
C．带电粒子进入磁场的动能，由动能定理
则
带电粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力有
解得
由图可知打在c处的带电粒子在磁场中做圆周的轨道半径最小，比荷最大，故C正确；
D．由带电粒子在磁场中运动的周期
故选C。
，打在a处的带电粒子在磁场中运动的轨道半径最大，比荷最小，时间最长，故D错误。
4. “夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为 。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星
探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，则太阳辐射硬
X射线的总功率（
）

A.
C.
B.
D.
答案
解析
A
【详解】
每个光子的能量为
太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，根据题意设t秒发射总光子数为n，则
可得
所以t秒辐射光子的总能量
太阳辐射硬X射线的总功率
故选A。
5. 旅行者1号探测器是目前离地球最远的人造天体，探测器内电磁波发生电路包含LC电磁振荡电路，设在某时刻电路中电流的方向和电容器上、下极
板带电情况如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 电容器所带电荷量正在逐渐增大
B. 电路中磁场能正在转化为电场能
C. 若增大电容器的电容，则发射的电磁波频率变大
D. 若减小线圈的自感系数L，则发射的电磁波波长变短
答案
解析
D
【详解】
A．电路中有如图的电流，说明电容器正在放电，所以电容器所带电荷量逐渐减小，故A错误；
B．电路中电容器放电，电场能转化为磁场能，故B错误；
CD．增大电容器的电容，由简谐振荡的频率公式
可知振荡频率减小，发射电磁波的频率变小；减小线圈的自感系数，简谐振荡的频率变大，电磁波的频率变大，根据
可知电磁波的波长变短，故C错误，D正确。
故选D。
6. 用阴极K为金属铷的光电管观测光电效应现象，实验装置如图甲所示。实验中测得铷的遏止电压 与入射光频率 之间的关系如图乙所示，纵轴与
横轴交点的横坐标为 ，图线与横轴交点的横坐标为 。已知普朗克常量为h，电子的电荷量为e。则下列说法中正确的是（ ）

A.
B. 金属铷的逸出功为
图乙中图线的斜率为
C. 欲测遏止电压，电源左端应为正极
D. 当电源左端为正极时，微安表示数随电压表示数的增大而持续增大
答案
解析
A
【详解】
A．根据
结合
联立可得
可知图乙中图线的斜率为 ，故A正确；
B．由图可知，金属铷截止频率为 ，则金属铷的逸出功为
故B错误；
C．由图甲可知，欲测遏止电压，电源右端应为正极，故C错误；
D．当电源左端为正极后，当电流达到饱和光电流时，微安表示数不再随电压表示数的增大而增大，故D错误。
故选A。
7. 通电螺线管外套着a、b两个金属环。两个环的圆心在螺线管的轴线上，如图所示。闭合开关S，在移动滑动变阻器的滑动头P时，下列说法正确的
（ ）
A. 磁通量
B. a、b两环中感应电流的磁场与螺线管内部磁感应强度方向相同
C. 当P向右滑动时，b环中的感应电流方向为顺时针方向（从左向右看）
D. 当P向右滑动时，a、b两环的面积有缩小的趋势
答案
解析
C
【详解】
A．根据通电螺线管产生的磁场的特点，结合安培定则可知，螺线管内磁场的方向向左，而螺线管外磁场的方向向右，由于螺线管外磁
场的方向与螺线管内磁场的方向相反，所以环的横截面积越大，螺线管外的磁通量将螺线管内的磁通量抵消越多，所以
故A错误；
B．没有说明滑片P移动方向的前提下，不能判断感应电流的磁场与螺线管内部磁感应强度方向是相同还是相反，故B错误；
C．当滑动头P向右移动时，滑动变阻器的接入电路中的电阻值减小，电路中的电流变大，结合左手定则可知，穿过环的磁通量向左变
大，根据楞次定律可知，b环中的感应电流方向为顺时针方向（从左向右看），故C正确；
D．当滑动头P向右移动时，穿过环的磁通量向左变大，根据楞次定律的推论可知，两环的面积变化都阻碍穿过环的磁通量增大，所以
两环的面积都有扩张的趋势，故D错误。
故选C。

8. 我国自主研发的氢原子钟已运用于北斗导航系统中，它通过氢原子能级跃迁过程中产生的电磁波校准时钟。如图所示为氢原子能级及核外电子在两
能级间跃迁时辐射或吸收光子波长的示意图，设原子处于 的能级时，对应能量为 ，则下列判断正确的是（ ）
、
、 、
、
、
、
A.
B. 一个处在
C. 氢原子从
能级的氢原子向低能级跃迁时最多可发射出3种不同波长的光
跃迁到 时，吸收光的波长约为778nm
跃迁到
D. 用波长为656nm的光照射，氢原子能从
能级
答案
解析
B
【详解】
A．由图可知
故A错误；
B．一个处在
能级的氢原子向低能级跃迁时最多可发射出3种不同波长的光，能级跃迁分别为
，
，
，故B正确；
C．根据图可知n=3和n=2之间的能量差为
n=2和n=1之间的能量差为
所以n=3和n=1之间的能量差为
即氢原子从
D．由图可知
故选B。
跃迁到
和
时，吸收光的波长约为103nm，故C错误；
能级之间跃迁时需要吸收1875nm的光，故D错误。
9. 输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为
的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R
；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是
的阻值为
（ ）
。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为
A.
C.
B.
D.
答案
解析
BD
当开关S接1时，左侧变压器次级电压
电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压
电流
U2=3×7.5V=22.5V

则右侧变压器初级电压
电流
则
当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I；右侧变压两边电压关系可知
解得
I=3A
则R上的功率
故答案为BD。
10. 用图甲所示的洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动时发现，有时玻璃泡中的电子束在匀强磁场中的运动轨迹呈“螺旋”状。现将这
一现象简化成如图乙所示的情境来讨论：在空间存在平行于x轴的匀强磁场，在xOy平面内，电子由坐标原点以初速度 沿与x轴正方向成 角的方向
射入磁场，运动轨迹为螺旋线，其轴线平行于x轴，直径为D，螺距为
，下列说法中正确的是（
）
A．匀强磁场的方向为沿x轴负方向
B．若仅增大 ，则直径D增大，螺距
角
减小
C．若仅增大匀强磁场的磁感应强度，则直径D减小，螺距
D．若仅增大电子入射的初速度 ，则直径D增大，螺距
不变
增大
答案
解析
BD
【详解】
A．电子“螺旋”状的运动可分解为x轴方向的匀速直线运动，速度为
x轴方向做匀速直线运动，不受洛伦兹力，所以磁场方向与x轴平行，又沿z轴方向的速度沿y轴的正方向，并做匀速圆周运动，利用左
手定则可知匀强磁场的方向为沿x轴正方向，故A错误；
BCD．沿z轴方向的速度为
（
）
（
）
得
（
）
螺距为

所以 变大，R变大，D变大，螺距 减小，故B正确；
B变大，T变小，R变小，D变小，螺距 变小，故C错误；
增大v0，R增大，D增大，T不变，螺距 增大，故D正确。
故选BD。
11. 图甲是三颗微粒做布朗运动的位置连线图，图乙是氧气分子速率分布图像，图丙是分子间作用力和分子间距离的关系图像，图丁是分子势能和分
子间距离的关系图像。下列说法正确的是（
）
A．图甲中，微粒越小，布朗运动越明显，但连线并不是微粒的运动轨迹
B．图乙中，曲线Ⅰ对应的温度比曲线Ⅱ对应的温度高
C．由图丙可知，当分子间的距离从r0开始增大时，分子间的作用力先增大后减小
D．由图丁可知，当分子间的距离从r1开始增大时，分子势能先增大后减小
答案
解析
AC
略
12. 如图所示，在直角坐标系xy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。 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（不发生转动）。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、外力F随时间t变化的图像
中可能正确的是（
）
A．
C．
B．
D．
答案
解析
BC
【详解】
AB．线框前进0~L过程中，单边（右边框）切割磁感线，有
其中l为实际切割磁感线长度，大小为

则有
故感应电流均匀增大，电流方向沿逆时针方向，为正值；
同理导线框前进L~2L过程中，也是单边（左边框）切割，其切割切割长度一直在增大，其感应电流反向随时间线性关系增大，故A错
误，B正确；
CD．由左手定则判断可知，穿过磁场过程中线框受到的安培力一直向左，在线框前进0~L过程中，其大小为
导线框前进L~2L过程中
故C正确，D错误。
故选BC。
13. 山东省有全国最大的温室智能化育苗蔬菜基地，蔬菜育苗过程对环境要求严格，温室内的空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度以及光照强度
等都很重要。其中光照强度简称照度，可以反映光的强弱，光越强。照度越大，照度单位为勒克斯（lx）。
（1）智能光控电路的核心元件是光敏电阻R0，某同学根据图甲所示电路测量光敏电阻在不同照度时的电阻，请根据图甲所示的电路，在图乙所示的
实物图上完善连线。
（2）通过测量得出了电阻随照度变化的规律如图丙所示，实验中增大光照强度。要想保持电压表示数不变，需要把滑动变阻器滑片向
（选填“左”或“右”）。
滑动
（3）如图丁所示，要求当照度低至1.0lx时光敏电阻R。两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸引照明电路中开关K的衔铁实现启动照明系统此时
光敏电阻R。两端的电压叫做放大电路的激励电压。已知直流电源电动势E=9.0V，内阻r=10Ω，放大电路的激励电压为2V，为实现照度低至1.0lx时
电磁开关启动照明电路电阻箱R的阻值应调为
Ω。
（4）该光控装置使用较长时间后电源内阻变大，会使得自动控制系统恰好启动时的照度
1.0lx（选填“大于”“小于”或“等于”）。
答案
解析
略

14. 某小组用油膜法估测油酸分子的大小，请完成以下问题：
（1）如图所示的四个图是实验中的四个步骤，将其按操作先后顺序排列应是
（用符号表示）；
（2）实验中用p毫升的油酸与一定量酒精配制成q毫升的油酸酒精溶液，并测得n滴该溶液的总体积为V；将一滴该溶液滴入浅盘，稳定后在坐标纸上
得到如下图所示的轮廓，已知坐标纸上每个小正方形的边长为a。估算油膜分子的直径为
；
（3）某同学测得的油酸分子直径明显偏大，可能的原因是
A.油酸中含有大量酒精
。
B.痱子粉撤太多，油膜未能充分展开
C.计算油膜面积时，将所有不完整的方格都当作一格保留
答案
解析
acbd
B
【详解】
（1）[1]按操作先后顺序排列应是a．测量一滴纯油酸的体积。c．取一滴油酸酒精溶液滴入水中。b．在玻璃板上画出单分子油膜的轮
廓。d．通过数格子的方法得出油膜的面积。
（2）[2]一滴纯油酸的体积为
油酸
估算出油酸薄膜的面积为
油膜分子的直径为
油酸
（3）[3]A．酒精可以融入水中，所以油酸中含有大量酒精不会影响油酸分子直径的测量。故A错误；
B．痱子粉撤太多，油膜未能充分展开，会使多层油酸分子堆积在一起，造成油膜面积的估算值偏小，所以油酸分子直径的测量偏大。
故B正确；
C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都当作一格保留，造成油膜面积的估算值偏大，所以油酸分子直径的测量偏小。故C错误。
故选B。
15. 如图，一个质量为m=3kg的活塞在气缸内封闭一定量的理想气体，活塞下方连接一个劲度系数为k=600N/m的轻质弹簧，活塞体积可忽略不计，
距气缸底部h =4cm处连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计），初始时，封闭气体温度为T =390K，活塞距离气缸底部为h =20cm，两边水银
1
1
2
5
-3
2
2
柱存在高度差。已知大气压强为p =1×10 Pa，气缸横截面积为S=1×10 m ，弹簧原长为L=10cm，重力加速度为g取10m/s ，求：
0
（1）通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两边水银面恰好相平；
（2）从开始至两水银面恰好相平的过程中，若气体向外界放出的热量为20J，气体内能的变化量
。
答案
解析
（1）
；（2）

【详解】
（1）初态时，对活塞受力分析，可求气体压强为
体积为
要使两边水银面相平，气缸内气体的压强为
此时弹簧下端一定与气缸底接触，对活塞进行受力分析有
解得弹簧的压缩量为
则有
设此时温度为 ，由理想气体状态方程有
联立解得
（2）从开始至弹簧恰与气缸底接触，气体压强不变，外界对气体做功为
在之后弹簧被压缩
弹簧弹力做功为
的过程中，活塞重力做功为
弹
外界大气做功为
由热力学第一定律可得气体内能的变化量为
16. 某发电机输电电路的简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为
的水平匀强磁场中，线框面积为S=0.25m2，匝数
为100匝，电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω=100πrad/s匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之
比1：20 ，降压变压器的副线圈接入若干“220V，100W”的灯泡，两变压器间的输电线等效电阻R=20Ω，变压器均为理想变压器．当发电机输出
功率为
时，灯泡正常发光.求：
(1)电压表读数；
(2)输电线上损失的功率；
(3)降压变压器原、副线圈的匝数之比.
答案
解析
(1)250V，（2）2000W，（3）240：:11
（1）矩形闭合导体框ABCD在匀强磁场中转动时，产生的交流电的最大值为：
，
电压表读数为电压的有效值：
；
（2）发电机的输出电压为
升压变压器的输出电压：
，

当发电机输出功率为
时，
则输电线上损失的功率为：
(3) 压变压器原线圈上点的电压为：
，
又根据题意分析可知，灯泡正常发光，所以
所以降压变压器原、副线圈的匝数之比为：
17. 如图甲所示，两根足够长的固定的平行光滑金属导轨间距为L，导轨所在平面与水平面的夹角
，导轨上端接有阻值为R的电阻。长度均为L
的金属棒ab、cd与导轨垂直接触，相距为d，电阻均为R。ab被锁定在导轨上，ab、cd用不可伸长的细线连接，整个装置静止且处在垂直导轨平面向
上的磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。开始时开关S断开，当磁感应强度达到 时，细线拉力恰好为零，此时烧断细线并闭合S。
已知从闭合S到cd速度达到最大的过程中通过cd的电荷量为q，重力加速度大小为g，cd的质量为m，导轨电阻不计。求
（1）烧断细线前回路中的感应电流的大小；
（2）从开始到烧断细线的时间；
（3）从闭合开关到cd达到最大速度需要的时间；
（4）从闭合开关到cd达到最大速度的时间内ab消耗的电能。
答案
（1）
；（2）
；（3）
；（4）
解析
【详解】
（1）导体棒平衡，有
安
安
解得电流为
（2）根据全电路的欧姆定律有
解得
（3）从闭合开关到cd棒达到最大速度 ，需要的时间为 ，则
总
总

由动量定理有
解得
（4）从闭合开关到速度最大，cd下滑的位移为x，则
总
解得
18. 如图所示，在O-xyz三维坐标系中以yOz平面为界，x＜0空间有沿x轴正方向的匀强电场，x＞0空间有沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为
B。一质量为m、电量为q的带正电粒子，由A点（－d，－d，0）沿y轴正方向以大小为v0的速度射出，之后粒子恰好能从O点射入磁场，粒子重力不
计，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）粒子到达O点时的速度大小；
（3）粒子在磁场中运动时到xOy平面的最大距离；
（4）从粒子进入磁场开始计时，其经过x轴的时刻及经过x轴时的位置坐标。
答案
（1）
；（2）
；（3）
；（4）
，
， ，
， ， ， ，
， ， ， ，
解析
【详解】
（1）粒子先在xOy平面内做类平抛运动，加速度大小为
根据运动学规律有
联立以上三式解得
（2）粒子到达O点时的速度方向的反向延长线一定经过水平位移的中点，设速度方向与x轴正方向夹角为θ，则
解得粒子在O点处的x轴分速度大小为
根据速度的合成可得粒子到达O点时的速度大小为
（3）粒子进入磁场后，在沿x方向以vx做匀速直线运动，在yOz平面内做匀速圆周运动，设其运动半径为R，根据牛顿第二定律有
解得

所以粒子在磁场中运动时到xOy平面的最大距离为
（4）粒子做匀速圆周运动的周期为
粒子在空间中做螺旋运动，从粒子进入磁场开始计时，每经过一个周期的时间，粒子经过x轴一次，所以其经过x轴的时刻为
，
， ， ，
经过x轴时粒子到O点的距离为
，
， ， ，
即位置坐标为
，
，
，
，
，
，
。