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2023-2024学年湖南省浏阳市高二（下）期末质量监测物理试卷（含答案）
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这是一份2023-2024学年湖南省浏阳市高二（下）期末质量监测物理试卷（含答案），共9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。
1.日本从2023年8月24日开始将福岛核电站核污水排入海洋，核污水中有一种难以被清除的放射性同位素氚，若进入人体可能会引起基因突变。氚也称超重氢，是氢的同位素之一，有放射性，会发生β衰变，其半衰期为12.43年。下列有关氚的说法正确的是
A. 氚和氢是两种不同的元素
B. 100个氚经过12.43年剩下50个
C. 用中子轰击锂能产生氚，其核反应方程式为： 36Li+01n→24He+13H
D. β射线是高速运动的氦原子核，其穿透能力很强
2.图示为氢原子能级图。一群氢原子处于n=4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，可以辐射出6种不同频率的光，其中有几种频率的光可以使逸出功为6.20eV的金属板发生光电效应：
A. 4B. 3C. 2D. 1
3.如图所示，L是直流电阻可忽略的线圈，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是( )
A. 开关S闭合瞬间，c灯立即亮，a、b灯逐渐变亮
B. 开关S闭合电路稳定后，a、b灯都亮，c灯不亮
C. 开关S断开后，流过a灯的电流方向与原来相反
D. 开关S断开后，流过c灯的电流方向与原来相反
4.在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带电粒子(重力不计)从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子( )
A. 一定带正电
B. 速度v=EB
C. 若速度v>EB，粒子一定不能从板间射出
D. 若此粒子从右端沿虚线方向进入，仍做直线运动
5.关于下列各图，说法正确的是( )
A. 图甲中，实验现象说明薄板材料是非晶体
B. 图乙当分子间距离为r0时，分子力为零
C. 图丙中，T1对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D. 图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
6.无线充电是充电器与用电装置之间以磁场传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露，小功率无线充电常采用电磁感应式，充电原理图简化如图所示。发射线圈所加电压有效值为U=220V的家用交流电，匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，该无线充电装置可视为理想变压器，下列说法正确的是
A. 接收线圈的输出电压的最大值为10V
B. 发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比约为1：22
C. 发射线圈与接收线圈中电流之比约为22：1
D. 若增大接收线圈中的电流，则发射线圈中电流也增大
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
7.关于电磁波，下列叙述正确的是
A. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度平行
B. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C. 电磁波可以在真空中传播
D. 电磁波的频率越高，在真空中传播的速度越大
8.在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图像如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为电流i的正方向，则
A. 1.5ms至2ms内，由于电流在减小，可推断磁场能在减小
B. 1ms至1.5ms内，电容器极板上电荷量减小
C. 0至0.5ms内，电容器C正在充电
D. 0.5ms至1ms内，电容器上极板带正电
9.一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程1到达状态b，经历过程2到达状态c，经历过程3到达状态d，经历过程4回到状态a。其体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，且cd与V轴平行，ab的延长线过原点，ad与T轴平行。关于这四个过程，下列说法正确的是
A. 在过程1中，理想气体的压强不变
B. 在过程2中，理想气体内能不变
C. 在过程3中，气体对外做功，气体分子平均动能不变
D. 气体在a、b、c、d四个状态时，在状态d时的压强最大
10.某质谱仪的原理图如图所示。加速电场上、下两极板间的电压为U，其中心处和感光片的中心均开有一个小孔(三个小孔共线)，其下有另两块左右相对的极板。在左右极板之间还存在垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B1的匀强磁场。右极板电势高于左极板，他们之间形成电场强度为E的匀强电场。感光片下方存在垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B2的匀强磁场。现将质量为m，带电量为+e的质子从加速电场上极板小孔处由静止释放，恰能形成轨迹1。轨迹1、2的半径之比为1:3。下列说法正确的是( )
A. 轨迹1是直径为2mEeB1B2的半圆
B. 将质子换为氘核，并将B2减小到原来的12，即可得到轨迹2
C. 将质子换为氚核，并将B1、B2加倍，为使粒子沿轨迹2运动，应将U、E分别增大到原来的12、4倍
D. 将质子换为α粒子，并将U、E各自增大到原来的4、2倍，即可得到轨迹2
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素
(1)通过实验得知：当磁体向上运动时，电流计指针向右偏转，此时线圈中磁通量在________(选填“增加”或“减少”)。
(2)为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图b的电路。若图b电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最_____(选填“左”或“右”)端。
(3)若图b电路连接正确，开关闭合后，将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。
12.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小；
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确的顺序是_________。(填写步骤前的数字)
(2)油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_________mL，油酸膜的面积是_________cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_________m。(结果均保留两位有效数字)
(3)某学生在做该实验时，发现计算的油酸分子直径偏大，可能的原因是__________。
A.痱子粉撒得过少
B.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C.计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴
D.在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，两个壁厚可忽略的圆柱形金属筒A和B套在一起，两者横截面积相等，光滑接触且不漏气。将A系于天花板上，用手托住B，使筒底部到顶部的高度为20cm，此时它们密封的气体压强与外界大气压相同，均为1.1×105Pa。然后缓慢松开手，让B下沉，当筒底部到顶部高度变为22cm时，B停止下沉并处于静止状态，下沉过程中气体温度保持不变。求：
(1)此时金属筒内气体的压强；
(2)若当时的温度为308K，欲使下沉后的套筒恢复到下沉前的位置，应将温度变为多少？
14.如图所示，真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的矩形匀强磁场，方向垂直于纸面向里，MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)沿着与MN夹角为θ=30∘的方向垂直射入磁场中，刚好垂直于PQ边界射出，并沿半径方向垂直进入圆形磁场。圆形磁场半径为L，方向垂直纸面向外，粒子最后从圆心O的正下方O’点离开磁场。求：
(1)粒子在矩形磁场中运动的轨迹半径；
(2)粒子射入磁场的速度大小；
(3)圆形磁场的磁感应强度。
15.如图所示，空间存在竖直向下的有界匀强磁场B，一单匝边长为L，质量为m的正方形线框abcd放在水平桌面上，在水平外力作用下从左边界以速度v匀速进入磁场，当cd边刚好进入磁场后立刻撤去外力，线框ab边恰好到达磁场的右边界，然后将线框以ab边为轴，以角速度ω匀速翻转到图示虚线位置。已知线框与桌面间动摩擦因数为μ，磁场宽度大于L，线框电阻为R，重力加速度为g，求：
(1)当ab边刚进入磁场时，ab两端的电压Uab；
(2)水平拉力F的大小和磁场的宽度d；
(3)匀速翻转过程中线框产生的热量Q。
参考答案
1.C
2.B
3.C
4.B
5.B
6.D
7.BC
8.AB
9.AC
10.AC
11.(1)减少; (2)左; (3)偏转．
12.(1)④①②⑤③
(2) 5.0 × 10−6；40；1.3 × 10−9；
(3)B。
13.(1)设两者横截面积为S，根据玻意耳定律得
p1V1=p2V2
解得
p2=p1V1V2=1.1×105×20S22SPa=1.0×105Pa
(2)根据盖−吕萨克定律得
V2T2=V3T3
解得
T3=V3T2V2=20×30822K=280K
14.解：画出轨迹图如图：
；
(1)在矩形磁场区域，根据几何关系L=Rsin60∘
求得R=2 33L。
(2)根据 qvB=mv2R
解得v=2 3qBL3m。
(3)粒子在圆形磁场区域内，根据qvB’=mv2L
解得B’=2 33B。
15.解：(1)ab边相当于电源，根据切割公式，有：
E=BLv
根据闭合电路欧姆定律，有：
I=ER=BLvR
根据欧姆定律，有：
Uab=I×34R=34BLv
(2)根据平衡条件，有：
F=FA+μmg=B2L2vR+μmg
撤去拉力后，线框匀减速运动，加速度为−μg，根据速度位移关系公式，有：
x1=v22μg
所以：d=L+v22μg
(3)线框在绕ab轴翻转过程中，Em=BL2ω，有效值： E= 22BL2ω
时间t=14T=π2ω
产生焦耳热：
Q=I2Rt=E2Rt=πB2L4ω4R；
答：
(1)当ab边刚进入磁场时，ab两端的电压Uab为34BLv；
(2)水平拉力F的大小为B2L2vR+μmg，磁场的宽度d为L+v22μg；
(3)整个过程中产生的总热量Q为πB2L4ω4R；
1.日本从2023年8月24日开始将福岛核电站核污水排入海洋，核污水中有一种难以被清除的放射性同位素氚，若进入人体可能会引起基因突变。氚也称超重氢，是氢的同位素之一，有放射性，会发生β衰变，其半衰期为12.43年。下列有关氚的说法正确的是
A. 氚和氢是两种不同的元素
B. 100个氚经过12.43年剩下50个
C. 用中子轰击锂能产生氚，其核反应方程式为： 36Li+01n→24He+13H
D. β射线是高速运动的氦原子核，其穿透能力很强
2.图示为氢原子能级图。一群氢原子处于n=4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，可以辐射出6种不同频率的光，其中有几种频率的光可以使逸出功为6.20eV的金属板发生光电效应：
A. 4B. 3C. 2D. 1
3.如图所示，L是直流电阻可忽略的线圈，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是( )
A. 开关S闭合瞬间，c灯立即亮，a、b灯逐渐变亮
B. 开关S闭合电路稳定后，a、b灯都亮，c灯不亮
C. 开关S断开后，流过a灯的电流方向与原来相反
D. 开关S断开后，流过c灯的电流方向与原来相反
4.在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带电粒子(重力不计)从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子( )
A. 一定带正电
B. 速度v=EB
C. 若速度v>EB，粒子一定不能从板间射出
D. 若此粒子从右端沿虚线方向进入，仍做直线运动
5.关于下列各图，说法正确的是( )
A. 图甲中，实验现象说明薄板材料是非晶体
B. 图乙当分子间距离为r0时，分子力为零
C. 图丙中，T1对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D. 图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
6.无线充电是充电器与用电装置之间以磁场传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露，小功率无线充电常采用电磁感应式，充电原理图简化如图所示。发射线圈所加电压有效值为U=220V的家用交流电，匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，该无线充电装置可视为理想变压器，下列说法正确的是
A. 接收线圈的输出电压的最大值为10V
B. 发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比约为1：22
C. 发射线圈与接收线圈中电流之比约为22：1
D. 若增大接收线圈中的电流，则发射线圈中电流也增大
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
7.关于电磁波，下列叙述正确的是
A. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度平行
B. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C. 电磁波可以在真空中传播
D. 电磁波的频率越高，在真空中传播的速度越大
8.在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图像如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为电流i的正方向，则
A. 1.5ms至2ms内，由于电流在减小，可推断磁场能在减小
B. 1ms至1.5ms内，电容器极板上电荷量减小
C. 0至0.5ms内，电容器C正在充电
D. 0.5ms至1ms内，电容器上极板带正电
9.一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程1到达状态b，经历过程2到达状态c，经历过程3到达状态d，经历过程4回到状态a。其体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，且cd与V轴平行，ab的延长线过原点，ad与T轴平行。关于这四个过程，下列说法正确的是
A. 在过程1中，理想气体的压强不变
B. 在过程2中，理想气体内能不变
C. 在过程3中，气体对外做功，气体分子平均动能不变
D. 气体在a、b、c、d四个状态时，在状态d时的压强最大
10.某质谱仪的原理图如图所示。加速电场上、下两极板间的电压为U，其中心处和感光片的中心均开有一个小孔(三个小孔共线)，其下有另两块左右相对的极板。在左右极板之间还存在垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B1的匀强磁场。右极板电势高于左极板，他们之间形成电场强度为E的匀强电场。感光片下方存在垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B2的匀强磁场。现将质量为m，带电量为+e的质子从加速电场上极板小孔处由静止释放，恰能形成轨迹1。轨迹1、2的半径之比为1:3。下列说法正确的是( )
A. 轨迹1是直径为2mEeB1B2的半圆
B. 将质子换为氘核，并将B2减小到原来的12，即可得到轨迹2
C. 将质子换为氚核，并将B1、B2加倍，为使粒子沿轨迹2运动，应将U、E分别增大到原来的12、4倍
D. 将质子换为α粒子，并将U、E各自增大到原来的4、2倍，即可得到轨迹2
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素
(1)通过实验得知：当磁体向上运动时，电流计指针向右偏转，此时线圈中磁通量在________(选填“增加”或“减少”)。
(2)为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图b的电路。若图b电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最_____(选填“左”或“右”)端。
(3)若图b电路连接正确，开关闭合后，将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。
12.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小；
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确的顺序是_________。(填写步骤前的数字)
(2)油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_________mL，油酸膜的面积是_________cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_________m。(结果均保留两位有效数字)
(3)某学生在做该实验时，发现计算的油酸分子直径偏大，可能的原因是__________。
A.痱子粉撒得过少
B.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C.计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴
D.在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，两个壁厚可忽略的圆柱形金属筒A和B套在一起，两者横截面积相等，光滑接触且不漏气。将A系于天花板上，用手托住B，使筒底部到顶部的高度为20cm，此时它们密封的气体压强与外界大气压相同，均为1.1×105Pa。然后缓慢松开手，让B下沉，当筒底部到顶部高度变为22cm时，B停止下沉并处于静止状态，下沉过程中气体温度保持不变。求：
(1)此时金属筒内气体的压强；
(2)若当时的温度为308K，欲使下沉后的套筒恢复到下沉前的位置，应将温度变为多少？
14.如图所示，真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的矩形匀强磁场，方向垂直于纸面向里，MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)沿着与MN夹角为θ=30∘的方向垂直射入磁场中，刚好垂直于PQ边界射出，并沿半径方向垂直进入圆形磁场。圆形磁场半径为L，方向垂直纸面向外，粒子最后从圆心O的正下方O’点离开磁场。求：
(1)粒子在矩形磁场中运动的轨迹半径；
(2)粒子射入磁场的速度大小；
(3)圆形磁场的磁感应强度。
15.如图所示，空间存在竖直向下的有界匀强磁场B，一单匝边长为L，质量为m的正方形线框abcd放在水平桌面上，在水平外力作用下从左边界以速度v匀速进入磁场，当cd边刚好进入磁场后立刻撤去外力，线框ab边恰好到达磁场的右边界，然后将线框以ab边为轴，以角速度ω匀速翻转到图示虚线位置。已知线框与桌面间动摩擦因数为μ，磁场宽度大于L，线框电阻为R，重力加速度为g，求：
(1)当ab边刚进入磁场时，ab两端的电压Uab；
(2)水平拉力F的大小和磁场的宽度d；
(3)匀速翻转过程中线框产生的热量Q。
参考答案
1.C
2.B
3.C
4.B
5.B
6.D
7.BC
8.AB
9.AC
10.AC
11.(1)减少; (2)左; (3)偏转．
12.(1)④①②⑤③
(2) 5.0 × 10−6；40；1.3 × 10−9；
(3)B。
13.(1)设两者横截面积为S，根据玻意耳定律得
p1V1=p2V2
解得
p2=p1V1V2=1.1×105×20S22SPa=1.0×105Pa
(2)根据盖−吕萨克定律得
V2T2=V3T3
解得
T3=V3T2V2=20×30822K=280K
14.解：画出轨迹图如图：
；
(1)在矩形磁场区域，根据几何关系L=Rsin60∘
求得R=2 33L。
(2)根据 qvB=mv2R
解得v=2 3qBL3m。
(3)粒子在圆形磁场区域内，根据qvB’=mv2L
解得B’=2 33B。
15.解：(1)ab边相当于电源，根据切割公式，有：
E=BLv
根据闭合电路欧姆定律，有：
I=ER=BLvR
根据欧姆定律，有：
Uab=I×34R=34BLv
(2)根据平衡条件，有：
F=FA+μmg=B2L2vR+μmg
撤去拉力后，线框匀减速运动，加速度为−μg，根据速度位移关系公式，有：
x1=v22μg
所以：d=L+v22μg
(3)线框在绕ab轴翻转过程中，Em=BL2ω，有效值： E= 22BL2ω
时间t=14T=π2ω
产生焦耳热：
Q=I2Rt=E2Rt=πB2L4ω4R；
答：
(1)当ab边刚进入磁场时，ab两端的电压Uab为34BLv；
(2)水平拉力F的大小为B2L2vR+μmg，磁场的宽度d为L+v22μg；
(3)整个过程中产生的总热量Q为πB2L4ω4R；
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