山东省济宁市兖州区第一中学2023-2024学年高二下学期6月月考物理试题

答案第 1页，共 8页 高二物理试题•六月 一、单选题 1．下列关于电磁波、能量子和热辐射的说法正确的是（ ） A．在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大 B．麦克斯韦提出变化的电场产生磁场 C．频率越高的电磁波传播的能量子的能量越低 D．高温物体会发生热辐射，低温物体不会热辐射 2．如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能 沿直线从左向右水平飞越此区域。不计重力，则（ ） A．若电子以相同的速率从右向左飞入，电子也沿直线运动 B．若电子以相同的速率从右向左飞入，电子将向下偏转 C．若电子以相同的速率从左向右飞入，电子将向下偏转 D．若电子以相同的速率从左向右飞入，电子也沿直线运动 3．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为 21mS  ，导体环 的总电阻为 10R  。磁场向上为正，磁感应强度 B随时间 t的变化如乙图所示， 0 0.1TB  。 下列说法正确的是（ ） A． 1st  时，导体环中电流为零 B．第 2s内，导体环中电流为俯视顺时针方向 C．第 3s内，导体环中电流的大小为 0.1A D．第 4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为零 4．在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻 为 RL，则下列说法正确的是（ ） 答案第 2页，共 8页 A．合上开关后，c先亮，a、b后亮 B．断开开关时，N点电势高于M点 C．断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭 D．断开开关后，c马上熄灭，b闪亮一下后缓慢熄灭 5．一理想自耦变压器原线圈的匝数为 1 400n  匝，滑片 P可在原线圈上面上下移动， 从而改变副线圈的匝数 2n ，电路中的定值电阻 1 150R  ， 2 30R  ，交流电压表、电 流表均为理想电表，当从变压器的左端接入  180 2sin100 Vu t 交流电源时，滑片 P 移动到某一位置，电压表 1V与电压表 2V 的示数均为 30V，下列说法正确的是（ ） A．副线圈的匝数为 2 80n  匝 B．电流表的示数为 2A C． 1R消耗的电功率为12W D．若把滑片 P向上滑，则流经 2R 的电流频率会大于 50Hz 6．一定质量的理想气体状态变化的过程如图所示，则（ ） A．整个过程中，气体在状态 b时压强最大 B．从状态 d到状态 a，压强先减小后增大 C．状态 d的单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比 b状态多 D．在气体分子的各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线 的图像中，状态 c时的图像的峰值比状态 a时的图像峰值大 7．如图所示蹦蹦球是一种儿童健身玩具，某同学在 27℃的室内对蹦蹦球充气，已知充 气前两球的总体积为 2L，压强为 1atm，充气筒每次充入 0.2L的气体， 忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化，问，用这个充气 筒要充气多少次才能让气体压强增大到 3atm（ ） A．15次 B．18次 C．20次 D．22次 答案第 3页，共 8页 8．“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航 定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子 吸收频率为 0 的光子从基态能级 I跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为 1 的光 子，跃迁到钟跃迁的上能级 2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级 1，实现受激 辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为 3 的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频 率 2 为（ ） A． 0 1 3    B． 0 1 3    C． 0 1 3    D． 0 1 3    二、多选题 9．如图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是（ ） A．甲图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径无关 B．乙图中不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同 C．丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件，通上如图所示电流和加上如图所示磁场时 N 侧带负电荷 D．丁图长宽高分别为 a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量 Q恒定，则 前后两个金属侧面的电压与 a、c无关 10．关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ） 答案第 4页，共 8页 A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉 B．乙为水中花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线是花粉颗粒做布朗运动的轨迹 C．丙为分子力 F与分子间距 r的关系图，分子间距从 0r 到 1r时，分子力先变大后变小 D．丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②比曲线①对应的温度高 11．如图是某金属光电效应的遏止电压 CU 与入射光频率 v的实验图线。已知电子的电 荷量，由此图像和爱因斯坦光电效应方程可知（ ） A．该金属的逸出功 B．该金属的逸出功与入射光频率无关 C．图中直线的斜率为普朗克常量 D．遏止电压 CU 与入射光频率 v成正比 12．如图所示，在空间中存在垂直纸面向外 的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，一倾角为 的固定绝缘杆上套有质量为 m、电荷量 为 q 的带电小球，小球与杆间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g 。小球由静止开 始滑动，假设磁场区域足够大，杆足够长，则下列说法正确的是（ ） A．小球先做加速度增大的加速运动，紧接着做匀速运动 B．小球的加速度先增大后减小，最大加速度大小为 sing  C．小球的加速度最大时，小球运动速度的大小为 sinmg qB  D．小球最终速度大小为 (sin cos )    mg qB 答案第 5页，共 8页 三、实验题 13．在“探空变压器練两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 (1)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的有关系， 实验中需要运用的科学方法是 ； A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法 (2)如图给出的器材中，本实验需要用到的有哪些 ； A． B． C． D． (3)下列做法正确的是 ； A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过 12V B．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 C．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多 D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 (4)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱上，用电表测得副线圈的 “0”和“400”两个接线柱之间的电压为 3.0V，则原线圈的输入电压可能为 （填字母）。 A．1.5V B．3.0V C．6.0V D．7.0V 答案第 6页，共 8页 14．小默用如图装置验证等温状态下气体的实验定律。已知压力表通过细管与注射器 内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部，未在图中标明。 （1）在实验过程中注射器没有完全竖直而是略微倾斜，则压力 表读数 。 A．偏大 B．偏小 C．没有影响 （2）下列实验操作，正确的有 。 A．柱塞上应该涂油以更好地密封气体 B．应快速推拉柱塞以避免气体与外界热交换 C．用手握住注射器推拉柱塞以使装置更加稳定 （3）注射器内空气柱的体积为 V、压强为 p，若考虑到连接压力表和注射器内空气柱 的细管中有少量气体未计入，从理论上分析 1p V  图像最接近下列哪个图 。 四、解答题 15．如图所示，线圈 abcd的面积是 20.05m ，共 100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻 9ΩR  ， 匀强磁场的磁感应强度为 1 TB   ，当线圈以300r / min的转速匀速转动时，求： （1）若从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈从图示位置转过 90°的过程中通过电阻 R的电荷量。 答案第 7页，共 8页 16．如图，容积均为 V的汽缸 A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门 K2位于细 管的中部，A、B的顶部各有一阀门 K1、K3，B中有一可自由滑动的活塞（质量、体 积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在 B的底部；关闭 K2、K3，通过 K1给 汽缸充气，使 A中气体的压强达到大气压 p0的 5倍后关闭 K1。已知室温为 27℃，汽 缸导热。 （1）打开 K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强； （2）接着打开 K3，活塞稳定后，再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高 60℃，求此时 A中气体的压强。 17．如图，在直角三角形 OPN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为 B、方向垂直 于纸面向外．一带正电的粒子从静止开始经电压 U加速后，沿平行于 x轴的方向射入 磁场；一段时间后，该粒子在 OP边上某点以垂直于 x轴的方向射出．已知 O点为坐 标原点，N点在 y轴上，OP与 x轴的夹角为 30°，粒子进入磁场的入射点与离开磁场 的出射点之间的距离为 d，不计重力．求 （1）带电粒子的比荷； （2）带电粒子从射入磁场到运动至 x轴的时间． 答案第 8页，共 8页 18．两足够长且不计电阻的光滑金属轨道如图甲所示放置，间距为 d=1m，在左端弧形 轨道部分高 h=1.25m处放置一金属杆 a，弧形轨道与平直轨道的连接处光滑无摩擦，在 平直轨道右端放置另一金属杆 b，杆 a、b的电阻分别为 a 2ΩR  、 b 5ΩR  ，在平直轨道区 域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 B=2T。现杆 b以初速度大小 0 5m/sv  开始向左滑 动，同时由静止释放杆 a，杆 a由静止滑到平直轨道的过程中，通过杆 b的平均电流为 0.3A。从杆 a下滑到平直轨道时开始计时，a、b运动的速度—时间图像如图乙所示（以 杆 a运动方向为正方向），其中 a 2kgm  ， b 1kgm  ，g取 210m/s ，求： （1）杆 a由静止滑至弧形轨道与平直轨道连接处时的速度大小； （2）杆 a在弧形轨道上运动的时间； （3）在整个运动过程中杆 b产生的焦耳热。 答案第 1页，共 4页 高二物理试题•六月答案 1．B 2．D 3．B 4．B 5．A【详解】A．由  180 2sin100 Vu t 可知，变压器的左端接入交流电压的有效值为 m 180 2 V=180V 2 2 UU   ，可知理想自耦变压器原线圈的电压为 1 V1 180V 30V 150VU U U     由 1 1 2 2 U n U n  可得 22 1 1 30 400 80 150 Un n U   匝 匝，由欧姆定律可得电流表的示数为 2 2 2 30 A 1A 30 UI R    ，B错误； C．由电功率公式可得 1R消耗的电功率为 2 2 V1 1 30 W 6W 150 UP R    ，C错误； D．由 100  ，可知交流电的频率为 1 100 Hz 50Hz 2 2 f T         ，变压器可以改变交流电的电压，不 可以改变交流电的频率，频率仍是 50Hz，D错误。 6．B【详解】根据题意，由理想气体状态方程 pV C T  可得 CV T p   可知，V T 图像中，斜率越大，压强越小，过原点分别做 'Oa 、 'Ob 与图像相切 7．C【详解】设充气 n次可以让气体压强增大至 3atm，据题充气过程中气体发 生等温变化，以蹦蹦球内原来的气体和所充的气体整体为研究对象，由玻意耳定律得 p1（V+n△V） =p2V代入 1×（2+n×0.2）=3×2，解得 n=20（次），故选 C。 8．D【详解】原子吸收频率为 0ν 的光子从基态能级 I跃迁至激发态能级Ⅱ时有 I 0E E h Ⅱ 且从激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态 I的过程有 I 1 2 3E E h h h    Ⅱ ，联立解得 32 0 1      ，故选 D。 9．BC【详解】A．回旋加速器中，由牛顿第二定律有 2vqvB m R  ，粒子射出时的动能为 2k 1 2 E mv 联立解得 2 2 2 k 2 q B RE m  ，所以回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，A错误； B．带电粒子在加速电场中，由动能定理可得 212 qU mv ， C．带电粒子在复合场中，由共点力平衡条件可得 qvB qE 带电粒子在磁场中运动，由牛顿第二定律可得 2vqvB m R  联立解得 2 2 2q U m B R  ，所以不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同 C．丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时，由左手定则可知，负 电荷所受的洛伦兹力方向向左，所以 N侧带负电荷，故 C正确； 答案第 2页，共 4页 D．最终正负离子会受到电场力和洛伦兹力而平衡，即 qvB qE ， UE b  ，而水的流量为Q vbc 联立可得 QBU c  ，所以前后两个金属侧面的电压与流量 Q、磁感应强度以及 c有关，与 a、b无关， 故 D错误。故选 BC。 10．CD【详解】A．“用油膜法估测油酸分子大小”实验中，如果先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉，则 可能形不成一个完整的油膜，且油膜上没有痱子粉，无法看清油膜轮廓，A错误； B．图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，不能表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹，B 错误；C．图丙中 0r 是分子力等于 0的位置，分子间距从 0r 到 1r时，分子力表现为引力，分子力的大小 先变大后变小，C正确；D．温度越高，分子热运动越剧烈，速率较大的分子数目占总分子数的比例 越大，可知曲线②对应的温度较高，D正确；故选 CD。 11．AB【详解】B．该金属的逸出功由金属自身决定，与入射光频率无关，故 B正确； C．由 0CeU h W  可得 0C WhU e e   ，图中直线的斜率为 hk e  ，故 C错误； D．由 0C WhU e e   可知电压 CU 与入射光频率 v成一次函数关系，不是正比关系，故 D错误； A．当 0CU  时，可得该金属的逸出功 0 0W h h   此时读图可知 144.25 10 Hz   ，故可求出该金属的逸出功，故 A正确。 12．BD【详解】开始运动阶段 cosmg qvB  对小球，根据牛顿第二定律有 1sin ( cos )mg mg qvB ma     加速度为 1 sin cosmg mg qvBa m      （ ） ，小球先做加速度增大的加速运动，当 cosmg qvB  即 cosmgv qB   时，摩擦力等于零，加速度最大，为 sing  ，之后小球受到的支持力垂直杆向下，根据 牛顿第二定律有 2sin ( cos )mg qvB mg ma     ，解得小球的加速度 2 sin cosmg qvB mga m      （ ） 小球做加速度减小的加速运动，加速度减小到 0后做匀速运动，速度达到最大值为 m (sin cos )mgv qB       故选 BD。 13．(1)A (2)BD (3)B (4)D 【详解】（1）实验中需要运用的科学方法是控制变量法。故选 A。 （2）实验中需要交流电源和交流电压表（万用表），不需要干电池和直流电压表。故选 BD。 （3）A．变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用 交流电压不能超过 12V，而用直流电压变压器不能工作，故 A错误； B使用多用代表测电压时，先用最高量程挡测试，再选用恰当的挡位进行测量，故 B正确； 答案第 3页，共 4页 C．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，由变压器工作原理 1 2 2 1 n I n I  则匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少；故 C错误； D．变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线 圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，不是铁芯导电，传输电能，故 D错误。 （4）若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系 1 1 2 2 U n U n  若变压器的原线圈接“0“和”800”两个接线柱，副线圈接“0”和“400”两个接线柱，可知原副线圈的匝数 比为 2：1，副线圈的电压为 3V，则原线圈的电压为 1 6U  V 考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于 6V，可能为 7V。故选 D。 14． C A C 【详解】（1）压力表测量的是注射器中气体的压强，同一位置各个方向的压强大小处处相等，所以实 验过程中注射器没有完全竖直对压力的测量没有影响。故选 C； （2）A．柱塞上涂油是为了避免漏气，即更好地密封气体，故 A正确； B．推拉柱塞时要缓慢进行，让气体更好的与空气进行热交换，避免引起气体温度的变化，故 B错误； C．用手握住注射器会改变注射器内气体的温度，故 C错误。 （3）在软管内气体体积 0V 不可忽略时，被封闭气体的初状态的体积为 0V V ，由 0( )p V V C  即 00 1 1 C Cp VV V V V      ，图线和原点连线的斜率为 01 k CV V   ，随着 1 V 的变大，斜率逐渐变小。 15．（1） 50sin10 (V)e t ；（2） 0.16C 【详解】（1）在图中位置线圈处于中性面，故交变电流的瞬时值 m sine E t ，其中 2 10 rad/sn    m 1100 0.05 10 (V) 50VE NBS         则从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为 50sin10 (V)e t （2）从图示位置转过90的过程中，由法拉第电磁感应定律 E N t    由闭合电路的欧姆定律 EI R r   ，又因为通过电阻 R的电荷量为 q I t  联立可得，线圈从图示位置转过90的过程中通过电阻 R的电荷量为 0 1 C 0.16C 2 BS q N N R r R r         16．（1） 1 3 VV  ， 1 03p p ；（2） 3 03p p 【详解】（1）设打开 K2后，稳定时活塞上方气体的压强为 p1，体积为 V1。依题意，被活塞分开的两 部分气体都经历等温过程，由玻意耳定律，对 B， 0 1 1p V pV 答案第 4页，共 4页 对 A，  0 1 15 2p V p V V  ，联立式得 1 3 VV  ， 1 03p p （2）刚打开 K3时，活塞上方气体压强变为大气压强，则活塞下方气体压强大，活塞将上升。设活塞 运动到顶部之前重新稳定，令下方气体与 A中气体的体积之和为 V2（ 2 2V V ）。由玻意耳定律得 0 0 25p V p V ，得 2 2V V ，则打开 K3后活塞会上升到 B的顶部为止。塞上升到 B的顶部，令汽缸内的 气体压强为 p2，由玻意耳定律得 0 25 2p V p V ，设加热后活塞下方气体的压强为 p3，气体温度从 1 300KT  升高到 2 360KT  的等容过程中，由查理定律得 32 1 2 pp T T  ，得 3 03p p 17．（1） 2 2 4U d B （2） 2 3 4 2 3 Bd U        【详解】（1）粒子从静止被加速的过程，根据动能定理得： 20 1 2 qU mv ，解得： 0 2qUv m  根据题意，下图为粒子的运动轨迹，由几何关系可知，该粒子 在磁场中运动的轨迹半径为： 2 2 r d 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力， 即： 2 0 0 vqv B m r  ，联立方程得： 2 2 4q U m d B  （2）根据题意，粒子在磁场中运动的轨迹为四分之一圆周，长度 1 1 2= 2 4 4 S r d   粒子射出磁场后到运动至 x轴，运动的轨迹长度 2 6tan30 6 S r d   粒子从射入磁场到运动至 x轴过程中，一直匀速率运动，则 1 2 0 S St v   解得： 23 8 12 d Bt U          或 2 3 4 2 3 Bdt U         18．（1）5m/s；（2）5s；（3） 115 J 6 【详解】（1）对杆 a，由机械能守恒定律 2a a a 1 2 m gh m v ，解得 a 5m/sv  （2）设杆 a由静止滑至弧形轨道与平直轨道连接处时杆 b的速度大小为 b0v ，对杆 b运用动量定理  0 0b bBdI t m v v   ，其中： 0 2m/sbv  ， 0 5m/sv  ，代入数据解得 5st  （3）设最后 a、b两杆共同的速度为 v，由动量守恒定律得  a a b b0 a bm v m v m m v   代入数据解得 8 m/s 3 v  ，由能量守恒定律可知杆 a、b中产生的焦耳热为  2 2a b 0 a b 1 1 2 2 Q m gh m v m m v    ， 解得 161 J 6 Q  ，b棒中产生的焦耳热为 5 115 J 2 5 6 Q Q   