精品解析：四川省德阳市2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题

德阳市高中2022级第二学年教学质量监测考试 物理试卷 说明： 1.本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，共8页。考生作答时，须将答案答在答题卡上，在本试卷、草稿纸上答题无效。考试结束后，将答题卡交回。 2.本试卷满分100分，90分钟完卷。 第Ⅰ卷（选择题共44分） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对得3分，选错得0分.） 1. 分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质，据此可判断下列说法中正确的是（ ） A. 分子势能一定随着分子间距离增大而增大 B. 分子间的相互作用力随分子间距离的增大而增大 C. 气缸内氧气的温度降低，则气缸内氧气分子的平均动能减小 D. 墨水中小炭粒的无规则运动，就是水分子的无规则热运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．分子力做正功时分子势能减小，分子力做负功时分子势能增加，当分子间距从小于平衡间距开始增加时，分子势能先减小后增加，故A错误； B．分析分子力与分子间距关系图可以看出，若初始时刻分子间距等于平衡间距r0，间距增加时，分子力先增加后减小，故B错误； C．气体的温度降低，分子平均动能变小，故C正确； D．墨水中小炭粒的无规则运动是炭粒的运动，反映了液体分子运动的无规则性，故D错误； 故选C。 2. 5G自动驾驶是基于5G通信技术实现网联式全域感知、协同决策与智慧云控，5G网络使用的无线电波通信频率是3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比4G（通信频率在0.3GHz~3.0GHz间）拥有更大的带宽，则下列说法正确的是（ ） A. 麦克斯韦通过自制的实验装置证实了电磁波的存在 B. 在真空中5G信号比4G信号传播得更快 C. 发射5G信号的LC振荡电路比发射4G信号的LC振荡电路的电感自感系数更大 D. 5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更加密集的基站 【答案】D 【解析】 【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过自制的实验装置证实了电磁波的存在，故A错误； B．在真空中5G信号与4G信号传播一样快，故B错误； C．5G信号比4G信号波长小，频率高，根据可知，发射5G信号的LC振荡电路自感系数更小，故C错误； D．因5G信号的频率高，则波长小，4G信号的频率低，则波长长，则5G信号比4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，故D正确。 故选D。 3. 两个半径均为的彼此绝缘的相同金属圆环、，相互垂直放置，其中金属圆环水平放置，两金属圆环的圆心重合于点，通有大小相同、方向如图所示的电流。若将一个单独的通电金属圆环在其内部产生的磁场近似的视作均匀的，且磁感应强度大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 穿过水平金属圆环的磁通量为 B. 穿过水平金属圆环的磁通量为 C. 圆心处的磁感应强度大小为 D. 圆心处的磁感应强度大小为零 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据题意知，通电水平金属圆环在其内部产生磁感应强度大小为，根据右手螺旋定则知，方向水平向左，通电水平金属圆环产生的磁感应强度大小为，方向竖直向下，故穿过水平金属圆环的磁通量为，故A正确，B错误； CD．由题知，通电圆环在O点处的磁感应强度大小均为B，方向相互垂直，则由几何关系知，圆心处的磁感应强度大小为 故CD错误。 故选A。 4. 日本将100多万吨核污水从2023年8月24日开始逐步向海洋排放，计划排放30年。这种不负责任的行为造成环境、人类安全受到影响.核污水中含有大量的放射性物质，其中一种物质的核反应为，质量为的经过时间后剩余的质量为，其图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. X是 B. 半衰期是30年 C. 半衰期随着压强增大、温度升高而减小 D. 的比结合能大于的比结合能 【答案】B 【解析】 【详解】A．核反应遵循质量数守恒，电荷数守恒，可知X是，A错误； B．设的半衰期为，则 解得 B正确； C．半衰期只由原子核自身决定，与环境温度、压强无关，所以半衰期不会随着压强增大、温度升高而减小，C错误； D．比稳定，所以的比结合能小于的比结合能，D错误。 故选B。 5. 如图所示，一个正方形与内接圆相切于M、N、P、Q四点。正方形的对角线与圆分别相交于A、B、C、D四点，O是正方形对角线的交点。四个电荷量大小均为Q的点电荷分别置于正方形的四个顶点，电性如图所示。则下列说法正确的是（ ） A. O点电场强度的方向为沿O指向A B. A、C两点电势的大小关系为 C. 将检验电荷-q沿直线从O点移至B点，电势能一直增大 D 将检验电荷+q沿直线从A点移至C点，电场力对检验电荷先做负功再做正功 【答案】C 【解析】 【详解】A．三个正电荷在O点电场强度的方向沿OB方向，一个负电荷在O点的电场强度也沿OB方向，所以O点电场强度方向为沿O指向B，A错误； B．如图所示，在1、3电荷的电场中，根据对称性得 在2、4电荷的电场中 所以在四个电荷的电场中 B错误； C．将检验电荷-q沿直线从O点移至B点，1、3电荷的电场力做负功，2、4电荷的电场力也做负功，所以电势能一直增大，C正确； D．将检验电荷+q沿直线从A点移至C点，2、4电荷的电场力不做功，1、3电荷的电场力先做正功后做负功，所以电场力对检验电荷先做正功再做负功，D错误。 故选C。 6. 如图（a）所示，线框固定于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场变化时，线框有收缩的趋势，且线框边所受安培力大小变化规律如图（b）所示，则磁场的变化情况可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】C．根据楞次定律的增缩减扩可知，磁场变化时，线框有收缩的趋势，则磁感应强度B是增大的，故C错误； A．由法拉第电磁感应定律 综合 B随时间越来越大，越来越小，F有可能均匀变小，故A正确； B．同理可知，B随时间越来越大，越来越大，F只能越来也大，故B错误； D．同理可知，B随时间越来越大，为定值，F只能越来也大，故D错误； 故选A。 7. 如图所示，圆心为、半径为的光滑半圆弧绝缘轨道固定在竖直面内，、两点等高，点为圆弧轨道最低点，在轨道的左半边有方向垂直于轨道平面向里的匀强磁场，点为圆弧上的一点，连线与夹角为45°。一带负电的小球（可视为质点），从轨道右端点无初速度释放，运动过程中始终未脱离轨道，已知点在磁场内，重力加速度大小为，则下列说法中正确的是（ ） A. 小球滑到轨道左侧后，不会到达点 B. 小球经过点时的向心加速度大小为 C. 小球由点滑到点与从点滑到点所用的时间相等 D. 小球在磁场中，向左经过点时对轨道的压力大于向右经过点时对轨道的压力 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于洛伦兹力不做功，所以小球在光滑半圆弧绝缘轨道运行时，小球的机械能守恒，则小球滑到轨道左侧后，刚好能到达点，故A错误； B．小球从点到点，根据动能定理可知 球经过点时的向心加速度大小为 联立解得 故B错误； C．由于小球在光滑半圆弧绝缘轨道运行时机械能守恒，则小球经过任意同一水平面的左右两侧圆弧轨道的速度大小相等，根据对称性可知小球由点滑到点与从点滑到点所用的时间相等，故C正确； D．设小球经过点的速度为，小球在磁场中，当小球向左经过点，根据牛顿第二定律可得 当小球向右经过点，根据牛顿第二定律可得 可得 即小球在磁场中，向左经过点时对轨道的压力小于向右经过点时对轨道的压力，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，空间中存在一矩形磁场区域，在区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ，在区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ，两磁场的磁感应强度大小均为。，一带电粒子以大小为、方向沿的速度进入磁场Ⅰ，运动一段时间后从点离开磁场区域.不计粒子的重力，粒子的比荷为，则下列说法正确的是（ ） A. 的长度可能为 B. 粒子在磁场中运动的总时间可能为 C. 粒子从磁场Ⅰ进入磁场Ⅱ的位置距离点可能为 D. 若粒子能通过边上距离点的一点，则粒子的发射速度大小可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力有 解得 由题意可知粒子不可能偏转一次就到达P点，假设粒子偏转一次到达P点可知 故A错误； B．根据几何关系可知粒子在磁场Ⅰ运动的圆心角为120°，时间为 所以粒子在磁场中运动的总时间为，故B错误； C．画出粒子的运动轨迹如图 根据几何关系可知，粒子从磁场Ⅰ进入磁场Ⅱ的位置距离点 （n=0，1，2…） 不可能为，故C错误； D．若粒子能通过边上距离点的一点，则粒子的轨道半径满足 （n=0，1，2…） 结合 可知 （n=0，1，2…） 当n=2时，解得 故D正确； 故选D。 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分.每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.） 9. 对生活中的物理现象，下列说法正确的是（ ） A. 如图（a）是“彩超”检查身体时，迎着血液流动方向发射超声波，仪器接收到的反射波的频率低于其发射的超声波的频率 B. 如图（b）是某病人拍摄CT胸片，病发区的密度与其他部位不同，片中显示为白色斑点，CT机可以诊断病情是因为利用了γ射线 C. 如图（c）是红外测温枪，它能测温度与温度越高的人体辐射的红外线越强有关 D. 如图（d）是冷冻电子显微镜拍摄到的新冠病毒的3D影像，它比光学显微镜分辨率更高，是因为电子的物质波波长远小于可见光波长，由此可知电子比可见光更不容易发生明显衍射 【答案】CD 【解析】 【详解】A．“彩超”检查身体时，超声波迎着血液流动方向发射，由可知，波速不变，波长变小，仪器接收到的反射回波的频率高于其发射的超声波的频率，故A错误； B．CT机可以诊断病情是因为利用了X射线，故B错误； C．温度越高的物体，辐射的红外线越强，传感器接收到不同强度的红外线即能测出不同人体的温度，故C正确； D．电子的物质波波长远小于可见光波长，根据波长越长，越容易发生明显的衍射，故电子比可见光更不容易发生明显衍射，故D正确； 故选CD。 10. 极紫外线广泛应用于芯片制造行业。如图（a）所示，用能量为11.4eV的极紫外线照射光电管，恰好能发生光电效应。图（b）是氢原子的能级图，若大量处于激发态的氢原子发出的光照射阴极材料K，灵敏电流计G显示有示数，调整电源和滑动变阻器，测得电流计示数与电压表示数U的关系图像如图（c），则下列说法正确的是（ ） A. 阴极材料K的逸出功为 B. 图（c）中截止电压为 C. 大量处于的氢原子向低能级跃迁时产生的光子种类数为4种 D. 若改用波长比极紫外线更长的光照射阴极材料K，一定能产生光电效应 【答案】AB 【解析】 【详解】A．用能量为11.4eV的极紫外线照射光电管，恰好能发生光电效应，可知阴极材料K的逸出功为，故A正确； B．根据光电效应方程可得 根据动能定理可得 其中 联立解得图（c）中截止电压为 故B正确； C．根据 可知大量处于的氢原子向低能级跃迁时产生的光子种类数为10种，故C错误； D．若改用波长比极紫外线更长的光照射阴极材料K，由于波长越长，频率越小，光子能量越小，所以不能产生光电效应，故D错误。 故选AB。 11. 某实验小组在研究变压器的过程中，利用手头的器材，设计了如图（a）、（b）两种电路，使“36V 36W”的两个灯泡均能正常发光如图所示。已知两种电路所使用的器材完全相同，变压器的原副线圈匝数比均为，则下列说法正确的是（　　） A. 图（a）中两端的电压为112V B. 图（b）中两端的电压为184V C. 图（a）、图（b）电路中，的取值相同 D. 图（a）、图（b）电路中，整个电路消耗的总功率相同 【答案】AD 【解析】 【详解】D．根据题意，两个灯泡均能正常发光知，两种电路中通过副线圈的电流都相同，均为 又变压器的原副线圈匝数比均为 故两种电路中通过原线圈的电流也相同，均为 又输入电压相同，故整个电路消耗的总功率相同，故D正确； A．图（a）中根据电压比与匝数比的关系知 解得 故两端的电压为 故A正确； B．图（b）中，根据电压比与匝数比的关系知 解得 故两端的电压为 故B错误; C．图（a）、图（b）电路中，两端的电压分别为，，电流分别为，故的取值不相同，故C错误。 故选AD。 12. 空间中存在范围足够大、方向水平向右的匀强电场，现将一个带正电小球（可视为点电荷）以一定的初速度从点竖直向上抛出，小球从点经过点运动至点（图中未画出），已知点为小球运动轨迹的最高点，点与点等高，小球在点、点的动能均为9J，不计空气阻力，则下列关于小球从点运动到点过程说法正确的是（ ） A. 小球上升过程和下降过程的动量变化量不同 B. 小球上升过程和下降过程的动能变化量不同 C. 小球运动到点时的动能为27J D. 小球的最小动能为4.5J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球受到重力和水平方向的电场力，两个力均为恒力，小球在竖直方向上做竖直上抛运动，水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，小球上升过程和下降过程的时间相等，两过程的合力的冲量相同，根据动量定理可知，小球上升过程和下降过程动量的变化量相同，故A错误。 BC．小球上升过程和下降过程中时间相等，水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，可知上升和下降过程中的水平位移之比为1:3，电场力做功之比为1:3；因M点和O点动能相等，则 从M到O竖直方向 在最高点的动能等于开始的动能 解得 Eq=mg h=x 即上升和下降过程中电场力做功和重力做功大小相等，均为9J，则因 可知从O到N电场力做功27J，即N点的动能为9J+27J=36J，即小球上升过程和下降过程的动能变化量分别为0和36J，选项B正确，C错误； D．因mg=qE可知合力方向与竖直方向夹角为45°，当速度方向与合力方向垂直时动能最小，则最小动能为 选项D正确。 故选BD。 13. 如图所示，间距为的两平行导轨水平放置，长度为、质量为的导体棒垂直放在导轨上且接触良好，导体棒与导轨间的动摩擦因数为.整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒为、方向与金属棒垂直且与水平向右方向的夹角为可调.现给导体棒通以至方向的恒定电流，电流强度大小为，在调节的过程中，发现导体棒恰好能始终保持静止状态.已知导体棒的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当地的重力加速度大小为，则下列说法正确的是（ ） A. 磁感应强度大小为 B. 磁感应强度大小为 C. 若所通电流加倍，当时导体棒加速度达到最大 D. 若所通电流加倍，则导体棒加速时能达的最大加速度大小为5m/s2 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．设安培力与竖直方向夹角为角时，恰好平衡，则有 其中 解得 根据数学方法可知 则磁场 T 故A正确，B错误； CD．若所通电流加倍，设当时加速度最大，则有 水平方向有 其中 解得 根据数学方法可知 则最大加速度为 此时 故C错误，D正确； 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题共56分） 三、实验题（本题共2小题，共14分.把答案填在答题卷相应的横线上或按题目要求作答.） 14. 利用所学物理知识解答下列问题： （1）在做“单摆测定重力加速度”的实验中，某同学用毫米刻度尺测得摆线长为；用游标卡尺测得小球的直径为.将小球拉开一微小角度后释放，从小球某次经过最低点位置开始计时，并记为第1次经过最低点，当记录到小球第次经过最低点时停止计时，测得时间为，则小球摆动周期___________，若用给出的各物理量符号（、、、）表示当地的重力加速度，则的计算表达式为__________； （2）若实验中摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动，则测得的值_________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。. 【答案】（1） ①. ②. （2）偏小 【解析】 【小问1详解】 [1]根据题意可知周期为 [2]根据单摆周期公式有 解得 【小问2详解】 摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动，使摆线长度增加了，L的测量值偏小，g的测量值偏小。 15. 近年来，研发的“刀片电池”使电动汽车的安全性能迈上一个新台阶.某电动汽车的“电池包”两端最大电压为384V，整个“电池包”由15节刀片电池串联而成，每个刀片电池由8块磷酸铁锂电芯串联而成.现提供的器材有：一块磷酸铁锂电芯、电阻箱（最大阻值为）、电流传感器（测量范围0~10mA，电阻为）、定值电阻、开关S和若干导线，某同学为了测量一块磷酸铁锂电芯的电动势和内电阻，设计电路如图所示，实验步骤如下： （1）由题中信息可估算一块磷酸铁锂电芯电动势为_________V； （2）闭合开关S前，将电阻箱的阻值调到最大值； （3）闭合开关S后，减小电阻箱的阻值，电流传感器的示数将_______（选填“增大”或“减小”）； （4）多次记录电流传感器的示数（A）和电阻箱（Ω）相应的阻值，并将数据转化为图像； （5）由图像获得图像的斜率大小为，纵截距大小为，则所测得的磷酸铁锂电芯的电动势为________V，内阻为________Ω。（结果均保留2位有效数字） 【答案】 ①. 3.2 ②. 增大 ③. 3.0 ④. 0.67 【解析】 【详解】（1）[1]一块电芯的额定电压约为 V=3.2V （3）[2]闭合开关S后，减小电阻箱的阻值，干路电流与电流传感器的示数都增大； （5）[3][4]根据闭合电路欧姆定律有 变形可得 根据图像的斜率与截距可知 ， 解得 V， 四、计算题（本大题共4小题，共42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，只写出答案的不能得分，有数字计算的题，答案中必须写出数字和单位.） 16. 如图为一透明介质的横截面，由直角三角形和半圆组成，连线为半圆的直径，点为圆心。一束单色光从空气中沿半径方向射入半圆形透明介质，与直径的夹角为，在边刚好发生全反射，并垂直于边射出，已知半圆的半径为，真空中的光速为，求： （1）透明介质的折射率； （2）该束光线从射入介质到射出介质所用时间。 【答案】（1）2；（2） 【解析】 【详解】（1）如图 AB与DE平行，则 则光在BC边上的入射角 由于刚好发生全反射，所以临界角 透明介质的折射率 （2）如图 由于 则 由于 所以是等边三角形 光在介质中传播的距离 光在介质中的速度 该束光线从射入介质到射出介质所用时间 17. 如图（a）所示，、为两个波源，同时开始振动，振动频率相同，形成的机械波在同种均匀介质中传播，以两波源开始振动为计时起点，、两波源的振动图像分别如图（b）、图（c）所示。为两波源连线上的一质点，与两个波源的距离分别是和，已知两波源的振动形式相隔2s先后到达质点，求： （1）两列波的波长； （2）波源振动10s的过程中，质点通过的路程。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）与两个波源的距离差 波速 由图（b）、图（c）可知，两波的周期 两波的波长 （2）波源开始振动经过波传到，则 波源开始振动经过波传到，则 由图（b）、图（c）可知，两波的振幅分别为 波源振动前4s，质点一直静止。波源振动4s-6s，质点通过的路程 由图（b）、图（c）可知，两波源振动步调相反，波源振动6s-10s，质点通过的路程 波源振动10s的过程中，质点通过的路程 18. 如图所示，在竖直平面内在边界以下存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为，为一根固定的粗糙倾斜绝缘杆，与水平方向的夹角为；边界下方过杆端点的竖直边界两侧分别存在着两个方向相反的水平匀强磁场，左侧磁场方向垂直电场方向向里，磁感应强度的大小为，右侧磁场方向垂直电场方向向外，磁感应强度的大小为.现有一带正电的小球，其质量为、电荷量为，以速度在过点的竖直边界左侧磁场区域做匀速直线运动，当小球经过位置时撤去磁场，运动一段时间后，小球上有一小孔刚好从端沿杆方向套在倾斜绝缘杆上，已知位置与绝缘杆端等高，小球与绝缘杆之间的动摩擦因数为，绝缘杆足够长，不考虑磁场消失引起的电磁感应现象，重力加速度大小为，，求： （1）小球匀速运动的速度的大小； （2）小球套在倾斜杆上后，沿杆下滑最大速度； （3）小球从位置运动至位置，电场力对小球做的功。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球以速度在过点的竖直边界左侧磁场区域做匀速直线运动，则有 解得 （2）小球套在倾斜杆上后，当速度最大时受力平衡，沿杆方向根据平衡条件 解得 （3）在左侧磁场运动过程中，由于重力与电场力大小相等，根据左手定则可知小球匀速时速度方向与水平方向夹角为45°斜向右上，当撤去磁场时，小球做类平抛运动，加速度大小为 运动到M点时速度方向刚好沿杆，则有 解得 ， 根据动能定理 电场力对小球做的功 19. 如图所示，光滑水平面上固定两根间距为、电阻不计的平行金属导轨，导轨之间嵌有两小段由绝缘光滑材料制成的连接块、，导轨的左侧A、间接一定值电阻，导轨的右侧、间接一恒流源（可以输出恒定电流的电源），输出电流大小恒为且方向如圆圈中箭头所示（由流向）。在水平导轨区域内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，一质量为、电阻为的导体棒垂直放置在导轨上，某时刻一水平向右的恒力作用在导体棒上使其从静止开始运动，滑行到之前已达最大速度，到达后立即撤去。导轨区域内存在沿导轨水平向左的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的关系为（导体棒滑入磁场时，开始变化），在区域内还存在垂直导轨平面向上的另一磁感应强度为的匀强磁场，磁场宽度为，区域内平行于导轨水平放置着一个质量为、边长为的正方形金属框，电阻为。已知金属棒始终与导轨垂直且接触良好，与导轨、部分的动摩擦因数为，其余部分导轨均光滑，且导体棒与金属框碰撞前的速度为，此碰撞可视为弹性碰撞，碰后立即将导体棒撤出导轨区域，重力加速度大小为，求： （1）区域内匀强磁场的磁感应强度大小； （2）导体棒通过区域的时间； （3）金属框通过区域产生的热量。 【答案】（1）0.5T；（2）0.3s；（3）1.575J 【解析】 【详解】（1）金属棒滑行到之前已经达到最大速度，此时感应电动势为 感应电流为 根据平衡条件有 解得 （2）金属棒在区域内运动过程，根据动量定理有 由于 则有 则安培力的冲量 解得 （3）导体棒与金属框发生弹性碰撞，则有 ， 解得 金属框从进入磁场到右边恰好出磁场过程有 金属框从左边进入磁场到左边恰好出磁场过程有 其中 ，， 解得 则金属框通过区域产生的热量 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 德阳市高中2022级第二学年教学质量监测考试 物理试卷 说明： 1.本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，共8页。考生作答时，须将答案答在答题卡上，在本试卷、草稿纸上答题无效。考试结束后，将答题卡交回。 2.本试卷满分100分，90分钟完卷。 第Ⅰ卷（选择题共44分） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对得3分，选错得0分.） 1. 分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质，据此可判断下列说法中正确的是（ ） A. 分子势能一定随着分子间距离的增大而增大 B. 分子间的相互作用力随分子间距离的增大而增大 C. 气缸内氧气的温度降低，则气缸内氧气分子的平均动能减小 D. 墨水中小炭粒的无规则运动，就是水分子的无规则热运动 2. 5G自动驾驶是基于5G通信技术实现网联式全域感知、协同决策与智慧云控，5G网络使用的无线电波通信频率是3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比4G（通信频率在0.3GHz~3.0GHz间）拥有更大的带宽，则下列说法正确的是（ ） A. 麦克斯韦通过自制的实验装置证实了电磁波的存在 B. 在真空中5G信号比4G信号传播得更快 C. 发射5G信号的LC振荡电路比发射4G信号的LC振荡电路的电感自感系数更大 D. 5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更加密集的基站 3. 两个半径均为的彼此绝缘的相同金属圆环、，相互垂直放置，其中金属圆环水平放置，两金属圆环的圆心重合于点，通有大小相同、方向如图所示的电流。若将一个单独的通电金属圆环在其内部产生的磁场近似的视作均匀的，且磁感应强度大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 穿过水平金属圆环的磁通量为 B. 穿过水平金属圆环的磁通量为 C. 圆心处的磁感应强度大小为 D. 圆心处的磁感应强度大小为零 4. 日本将100多万吨核污水从2023年8月24日开始逐步向海洋排放，计划排放30年。这种不负责任的行为造成环境、人类安全受到影响.核污水中含有大量的放射性物质，其中一种物质的核反应为，质量为的经过时间后剩余的质量为，其图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. X是 B. 半衰期是30年 C. 半衰期随着压强增大、温度升高而减小 D. 的比结合能大于的比结合能 5. 如图所示，一个正方形与内接圆相切于M、N、P、Q四点。正方形的对角线与圆分别相交于A、B、C、D四点，O是正方形对角线的交点。四个电荷量大小均为Q的点电荷分别置于正方形的四个顶点，电性如图所示。则下列说法正确的是（ ） A. O点电场强度方向为沿O指向A B. A、C两点电势的大小关系为 C. 将检验电荷-q沿直线从O点移至B点，电势能一直增大 D. 将检验电荷+q沿直线从A点移至C点，电场力对检验电荷先做负功再做正功 6. 如图（a）所示，线框固定于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场变化时，线框有收缩的趋势，且线框边所受安培力大小变化规律如图（b）所示，则磁场的变化情况可能是（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，圆心为、半径为的光滑半圆弧绝缘轨道固定在竖直面内，、两点等高，点为圆弧轨道最低点，在轨道的左半边有方向垂直于轨道平面向里的匀强磁场，点为圆弧上的一点，连线与夹角为45°。一带负电的小球（可视为质点），从轨道右端点无初速度释放，运动过程中始终未脱离轨道，已知点在磁场内，重力加速度大小为，则下列说法中正确的是（ ） A. 小球滑到轨道左侧后，不会到达点 B. 小球经过点时的向心加速度大小为 C. 小球由点滑到点与从点滑到点所用的时间相等 D. 小球在磁场中，向左经过点时对轨道的压力大于向右经过点时对轨道的压力 8. 如图所示，空间中存在一矩形磁场区域，在区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ，在区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ，两磁场的磁感应强度大小均为。，一带电粒子以大小为、方向沿的速度进入磁场Ⅰ，运动一段时间后从点离开磁场区域.不计粒子的重力，粒子的比荷为，则下列说法正确的是（ ） A. 的长度可能为 B. 粒子在磁场中运动的总时间可能为 C. 粒子从磁场Ⅰ进入磁场Ⅱ的位置距离点可能为 D. 若粒子能通过边上距离点的一点，则粒子的发射速度大小可能为 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分.每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.） 9. 对生活中的物理现象，下列说法正确的是（ ） A. 如图（a）是“彩超”检查身体时，迎着血液流动方向发射超声波，仪器接收到的反射波的频率低于其发射的超声波的频率 B. 如图（b）是某病人拍摄CT胸片，病发区的密度与其他部位不同，片中显示为白色斑点，CT机可以诊断病情是因为利用了γ射线 C. 如图（c）是红外测温枪，它能测温度与温度越高的人体辐射的红外线越强有关 D. 如图（d）是冷冻电子显微镜拍摄到的新冠病毒的3D影像，它比光学显微镜分辨率更高，是因为电子的物质波波长远小于可见光波长，由此可知电子比可见光更不容易发生明显衍射 10. 极紫外线广泛应用于芯片制造行业。如图（a）所示，用能量为11.4eV的极紫外线照射光电管，恰好能发生光电效应。图（b）是氢原子的能级图，若大量处于激发态的氢原子发出的光照射阴极材料K，灵敏电流计G显示有示数，调整电源和滑动变阻器，测得电流计示数与电压表示数U的关系图像如图（c），则下列说法正确的是（ ） A. 阴极材料K的逸出功为 B. 图（c）中截止电压为 C. 大量处于的氢原子向低能级跃迁时产生的光子种类数为4种 D. 若改用波长比极紫外线更长的光照射阴极材料K，一定能产生光电效应 11. 某实验小组在研究变压器的过程中，利用手头的器材，设计了如图（a）、（b）两种电路，使“36V 36W”的两个灯泡均能正常发光如图所示。已知两种电路所使用的器材完全相同，变压器的原副线圈匝数比均为，则下列说法正确的是（　　） A. 图（a）中两端的电压为112V B. 图（b）中两端电压为184V C. 图（a）、图（b）电路中，的取值相同 D. 图（a）、图（b）电路中，整个电路消耗的总功率相同 12. 空间中存在范围足够大、方向水平向右的匀强电场，现将一个带正电小球（可视为点电荷）以一定的初速度从点竖直向上抛出，小球从点经过点运动至点（图中未画出），已知点为小球运动轨迹的最高点，点与点等高，小球在点、点的动能均为9J，不计空气阻力，则下列关于小球从点运动到点过程说法正确的是（ ） A. 小球上升过程和下降过程的动量变化量不同 B. 小球上升过程和下降过程的动能变化量不同 C. 小球运动到点时的动能为27J D. 小球的最小动能为4.5J 13. 如图所示，间距为的两平行导轨水平放置，长度为、质量为的导体棒垂直放在导轨上且接触良好，导体棒与导轨间的动摩擦因数为.整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒为、方向与金属棒垂直且与水平向右方向的夹角为可调.现给导体棒通以至方向的恒定电流，电流强度大小为，在调节的过程中，发现导体棒恰好能始终保持静止状态.已知导体棒的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当地的重力加速度大小为，则下列说法正确的是（ ） A. 磁感应强度大小为 B. 磁感应强度大小为 C. 若所通电流加倍，当时导体棒加速度达到最大 D. 若所通电流加倍，则导体棒加速时能达的最大加速度大小为5m/s2 第Ⅱ卷（非选择题共56分） 三、实验题（本题共2小题，共14分.把答案填在答题卷相应的横线上或按题目要求作答.） 14. 利用所学物理知识解答下列问题： （1）在做“单摆测定重力加速度”的实验中，某同学用毫米刻度尺测得摆线长为；用游标卡尺测得小球的直径为.将小球拉开一微小角度后释放，从小球某次经过最低点位置开始计时，并记为第1次经过最低点，当记录到小球第次经过最低点时停止计时，测得时间为，则小球摆动周期___________，若用给出的各物理量符号（、、、）表示当地的重力加速度，则的计算表达式为__________； （2）若实验中摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动，则测得的值_________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。. 15. 近年来，研发的“刀片电池”使电动汽车的安全性能迈上一个新台阶.某电动汽车的“电池包”两端最大电压为384V，整个“电池包”由15节刀片电池串联而成，每个刀片电池由8块磷酸铁锂电芯串联而成.现提供的器材有：一块磷酸铁锂电芯、电阻箱（最大阻值为）、电流传感器（测量范围0~10mA，电阻为）、定值电阻、开关S和若干导线，某同学为了测量一块磷酸铁锂电芯的电动势和内电阻，设计电路如图所示，实验步骤如下： （1）由题中信息可估算一块磷酸铁锂电芯电动势为_________V； （2）闭合开关S前，将电阻箱的阻值调到最大值； （3）闭合开关S后，减小电阻箱的阻值，电流传感器的示数将_______（选填“增大”或“减小”）； （4）多次记录电流传感器的示数（A）和电阻箱（Ω）相应的阻值，并将数据转化为图像； （5）由图像获得图像的斜率大小为，纵截距大小为，则所测得的磷酸铁锂电芯的电动势为________V，内阻为________Ω。（结果均保留2位有效数字） 四、计算题（本大题共4小题，共42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，只写出答案的不能得分，有数字计算的题，答案中必须写出数字和单位.） 16. 如图为一透明介质的横截面，由直角三角形和半圆组成，连线为半圆的直径，点为圆心。一束单色光从空气中沿半径方向射入半圆形透明介质，与直径的夹角为，在边刚好发生全反射，并垂直于边射出，已知半圆的半径为，真空中的光速为，求： （1）透明介质的折射率； （2）该束光线从射入介质到射出介质所用时间。 17. 如图（a）所示，、为两个波源，同时开始振动，振动频率相同，形成的机械波在同种均匀介质中传播，以两波源开始振动为计时起点，、两波源的振动图像分别如图（b）、图（c）所示。为两波源连线上的一质点，与两个波源的距离分别是和，已知两波源的振动形式相隔2s先后到达质点，求： （1）两列波的波长； （2）波源振动10s过程中，质点通过的路程。 18. 如图所示，在竖直平面内在边界以下存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为，为一根固定的粗糙倾斜绝缘杆，与水平方向的夹角为；边界下方过杆端点的竖直边界两侧分别存在着两个方向相反的水平匀强磁场，左侧磁场方向垂直电场方向向里，磁感应强度的大小为，右侧磁场方向垂直电场方向向外，磁感应强度的大小为.现有一带正电的小球，其质量为、电荷量为，以速度在过点的竖直边界左侧磁场区域做匀速直线运动，当小球经过位置时撤去磁场，运动一段时间后，小球上有一小孔刚好从端沿杆方向套在倾斜绝缘杆上，已知位置与绝缘杆端等高，小球与绝缘杆之间的动摩擦因数为，绝缘杆足够长，不考虑磁场消失引起的电磁感应现象，重力加速度大小为，，求： （1）小球匀速运动的速度的大小； （2）小球套在倾斜杆上后，沿杆下滑最大速度； （3）小球从位置运动至位置，电场力对小球做的功。 19. 如图所示，光滑水平面上固定两根间距为、电阻不计的平行金属导轨，导轨之间嵌有两小段由绝缘光滑材料制成的连接块、，导轨的左侧A、间接一定值电阻，导轨的右侧、间接一恒流源（可以输出恒定电流的电源），输出电流大小恒为且方向如圆圈中箭头所示（由流向）。在水平导轨区域内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，一质量为、电阻为的导体棒垂直放置在导轨上，某时刻一水平向右的恒力作用在导体棒上使其从静止开始运动，滑行到之前已达最大速度，到达后立即撤去。导轨区域内存在沿导轨水平向左的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的关系为（导体棒滑入磁场时，开始变化），在区域内还存在垂直导轨平面向上的另一磁感应强度为的匀强磁场，磁场宽度为，区域内平行于导轨水平放置着一个质量为、边长为的正方形金属框，电阻为。已知金属棒始终与导轨垂直且接触良好，与导轨、部分的动摩擦因数为，其余部分导轨均光滑，且导体棒与金属框碰撞前的速度为，此碰撞可视为弹性碰撞，碰后立即将导体棒撤出导轨区域，重力加速度大小为，求： （1）区域内匀强磁场的磁感应强度大小； （2）导体棒通过区域的时间； （3）金属框通过区域产生热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$