安徽省省十联考2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题

田= 物理试题 (考试时间：75分钟满分：100分) 注意事项： 1.答题前，务必在答题卡和答题卷规定的地方填写自己的姓名、准考证号和座位号后两位。 2.答题时，每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需玫动，用橡皮 擦干净后，再选涂其他答案标号。 3.答题时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上书写，要求字体工整、笔迹清晰。作图题 可先用铅笔在答题卷规定的位置绘出，确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号 所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。 4.考试结束，务必将答题卡和答题卷一并上交。 一、 选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要 求的。 1.下列说法正确的是（) A.布朗运动观察到的是液体分子的无规则运动 B.容器内气体压强是分子无规则运动撞击器壁造成的，故与容器形状有关 C.随着物体运动速度增大，其内能也一定增大 D。方解石的双折射现象说明其具有各向异性的属性 2.随着社会的不断进步，人类对能源的需求越来越大。核反应H+H一H+X+17.6MeV释放的能 量巨大，可能成为未来的能量来源。下列说法正确的是() A.X粒子带正电 B.该核反应是聚变反应 C.He的结合能是17.6MeV D.H与H的质量之和小于知e与X的质量之和 3.如图所示，表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是( A.电容器正在充电 B.电感线圈中的磁场能正在减小 C.电感线圈中的电流正在减小 D.此时自感电动势正在阻碍电流的增大 CS扫描全能王 门亿人都在用的归播APe 4.某校实验小组用如图所示的电路研究“光电效应”现象，现用频率为V的红光 窗口 光束 照射光电管，有光电子从K极逸出。下列说法正确的是() A.使用蓝光照射比红光照射需要的逸出功更大 B.仅增大入射光的强度，从K极逃逸出的电子的最大初动能可能增大 C.当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，电流表示数不变 D.将电源正负极反接后，当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，电流表示 数可能一直减小 5.如图所示，水平面上放置一个上下表面均为正方形的霍尔元件，载流子的电荷量大小为，电源输 出电压为U1,空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。元件前后表面间电势差为U2,前 表面的电势低于后表面的电势，下列说法中正确的是() A.图中霍尔元件的载流子带负电 B.若霍尔元件的电源输出电压U1变大，则霍尔电势差U2保 持不变 C.利用上述物理量可以计算霍尔元件的电阻率 D.该霍尔元件中载流子所受的洛伦兹力方向均垂直于电流方向且指向前表面 6.如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场 的轴OO匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为 e=20sin(100m)V。下列说法正确的是（) A.此交流电的频率为100Hz B.此交流电动势的有效值为20V C.当线圈平面转到图示位置时产生的电动势最大 D.当线圈平面转到平行于磁场的位置时磁通量的变化率最大 7.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为22：1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想 的交流电表，定值电阻R=I02,其余电阻均不计。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙 所示的正弦交变电压，则下列说法中正确的是() /(×10-2s) -311 甲 乙 A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为14.14V B.当单刀双掷开关与a连接且1=0.02s时，电流表示数为零 C.当单刀双掷开关由a拨向b后，原线圈的输入功率变大 D.当单刀双掷开关由a拨向b后，副线圈输出电压的频率增大 C③扫描全能王 3亿人藤在用的目猫AP白 8.如图甲所示，一高度为H的汽缸直立在水平地面上，汽缸壁和活塞都是绝热的，活塞横截面积 为S,在缸的正中间和缸口处有固定卡环，活塞可以在两个卡环之间无摩擦运动。活塞下方封闭有 一定质量的理想气体，已知理想气体内能U与温度T的关系为U=T,α为正的常量，重力加速 度为g。开始时封闭气体温度为T,压强等于外界大气压强P,现通过电热丝缓慢加热，封闭气体 先后经历了如图乙所示的三个状态变化过程，则( A.活塞质量为PS g B.从bc过程，气体对外做功3pSH 2 0 C.从a→d全过程，气体内能增加3aT。 图甲 图乙 D.从a→d全过程，气体吸收的热量小于其内能的增量 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分.在每小题给出的选项中，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。 9.如图所示为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围为1.62eV~3.11eV,锌板的电子逸出功 为3.34eV。下列说法正确的是() n E/eV A.用能量为11.0eV的光子照射，可使处于基态的原子跃迁到激发 00- --0 态 -0.85 B.处于=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原 3 -1.51 子电离 -3.40 C.大量处于=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射的光子中有两种 不同频率的光子可使锌板产生光电效应现象 D.大量处于=4能级的氢原子向基态跃迁时所发出的光子通过同一 -13.60 双缝于涉实验装置，以=4直接跃迁到=1能级发出的光子所形成的干涉条纹最宽 10.如图所示，在平面直角坐标系x0y中，oy竖直向下，ox水平。在第一象限（空间足够大）存在垂 直平面向外的磁场区域，磁感应强度沿y轴正方向不变，沿x轴正方向按照B=c(k心0且为已知 常数)规律变化。一个质量为m、边长为L的正方形导线框，电阻为R,初始时一边与x轴重合， 一边与y轴重合。将导线框以速度，沿x轴正方向抛出，整个运动过程中导线框的两邻边分别平 行两个坐标轴。从导线框开始运动到速度恰好竖直向下的过程中，导线框下落高度为，重力加 速度为g,则在此过程中，下列说法正确的是() A,导线框受到的安培力总是与运动方向垂直 B.导线框下落高度为h时的速度小于√2gh C.整个过程中导线框中产生的热量为)m ●●● D.导线框速度恰好竖直向下时左边框的横坐标为x=mR。 ●●● k2L ●● C③扫描全能王 】亿人都在用的目播AP时 三、非选择题：共5题，共58分。 11.(6分)在“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，待薄膜形状稳定； 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④；（填写步骤前面的数字） (2)将1ml的油酸溶于酒精，制成1000ml的油酸酒精溶液；测得1ml的油酸酒精溶液有50滴。现 取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是130cm2。由此估算出油酸 分子的直径为 m;(结果保留2位有效数字) (3)某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算出的分子直径明显偏大，可能是由于 () A.油酸分子未完全散开 B.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 C.油酸中含有大量酒精 D.求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数多计了10滴 12.(10分)电子秤能够准确地测量物体的质量，其中半导体薄膜压力传感器是其关键的电学元件。半 导体薄膜压力传感器在压力作用下会发生微小形变，其阻值R随压力F变化的图线如图甲所示。 某学习小组利用该元件和电流表A等器材设计了如图乙所示的电路，尝试用该装置测量物体的质 量。已知图乙中电源电动势为3.6V(内阻未知)，电流表A的量程为30mA,内阻为9.02。重 力加速度g取10m/s2。请回答以下问题： R/2 压力传感器 10.0 5.0 0 5.0 FN 甲 C③扫描全能王 】亿人都在用的目播Ap时 (1)实验时发现电流表A量程偏小，需要将其量程扩大为0.3A,应该给电流表A （选 填“串联”或“并联”)一个阻值为 2的电阻； (2)用改装后的电流表按图乙所示的电路图进行实验，压力传感器上先不放物体，闭合开关S, 调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表指针满偏。保持滑片P位置不变，然后在压力传感器 上放一物体，电流表的示数为0.2A,此时压力传感器的阻值为 2,则所放物体 的质量m= kg; (3)写出放到传感器上的物体的质量m与电流表的示数1满足的函数关系式m= (表达式中除m、I外，其余相关物理量均代入数值) (4)使用一段时间后，该电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变。调节滑动变阻器R的滑 片P,电流表指针满偏后进行测量，则测量结果 (选填“偏大“偏小”或“不变”)。 (10分)如图所示，活塞将左侧导热汽缸分成容积均为V的A、B两部分，汽缸A部分通过带有阀 门的细管与容积为4、导热性良好的汽缸C相连。开始时阀门关闭，A、B两部分气体的压强分 别为P和1.5P。。现将阀门打开，当话塞稳定时，B的体积变为2，然后再将阀门关闭。已知 A、B、C内为同种理想气体，细管及活塞的体积均可忽略，外界温度保持不变，活塞与汽缸之间 的摩擦力不计。求： (1)阀门打开后活塞稳定时，A部分气体的压强P4 (1)活塞稳定后，C中剩余气体的质量M,与最初C中气体质量M之比。 A B CS扫描全能王 3亿人那在用的目猫AP白 14.(14分)如图甲所示，虚线MN左、右两侧的空间均存在与纸面垂直的匀强磁场，右侧匀强磁场 的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小恒为Bo;左侧匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律 如图乙所示，规定垂直纸面向外为磁场的正方向.一硬质细导线的电阻率为P、横截面积为S, 将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上.求： (1)在0~0内，圆环中产生的焦耳热； M (2)t2时， .Bo 圆环受到的安培力. 2 K o 3 2 XXX ×。 甲 乙 15.(18分)为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设 计了电场和磁场分布如图所示，在Oy平面（纸面）内，在x≤x≤x,区间内存在平行y轴的匀 强电场，x2一x=2d。在x≥x3的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B, x3=3d。一未知粒子从坐标原点与x正方向成日=53°角射入，在坐标为(3d,2d)的P点 以速度，垂直磁场边界射入磁场，并从（3d,0)射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒 子重力，sin53°=0.8。求： (1)该未知粒子的比荷旦； m (2)匀强电场电场强度E的大小及左边界x的值； (3)若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋 状并与磁场左边界相切于点？(：，y3)(未画出)。求粒子由P点运动到2点的时间 以及坐标y3的值。 E 0 ● ● ● a ● 3 CS扫描全能王 】亿人那在用的目播APP物理参考答案 【答案】D 解:A、布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的运动,不是液体分子的无规则运动,而是液体分子 无规则运动的反映,故A错误 B、容器内气体压强是大量气体分子无规则运动撞击器壁造成的,与容器形状无关,故B错误 C、内能与物体的体积、温度等因素有关,随着物体运动速度增大,其动能增大,其内能不一定增大, 故C错误: D、有些晶体的光学性质各向异性,方解石的双折射现象说明其具有各向异性的属性,故D正确。 故选:D。 2.【答案】B 解:A、根据质量数和电荷数守恒可知,X为中子,不带电,故A错误 B、此反应为核聚变反应,故B正确 C、17.6MeV是核反应过程中释放的能量,不是4He的结合能,故C错误; D、反应过程中释放能量,有能量亏损,故H与H的质量之和大于He的质量之和,故D错误; 故选:B。 3.【答案】D 解:根据磁感线的方向可以判断电流方向是逆时针,再根据电容器极板上带电的性质可以判断电容器 在放电,A错误:电容器在放电,所以电流在增大,磁场能在增大,自感电动势正在阻碍电流的增大 B、C错误,D正确 故选:D。 4.【答案】D 解:A. 同种材料的逸出功相同,与入射光的颜色无关,是由材料本身的性质决定的,故A错误; B. 由爱因斯坦光电效应方程E。=h-W。可知,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,而与入 射光的强度无关,故B错误 C. 光电管两端所加电压为正向电压,当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时,正向电压不断增大,可 能滑片滑到最右端时电流尚未达到饱和电流,此过程中电流表示数一直增大,故C错误 D. 将电源正负极反接后,所加电压为反向电压,逸出的光电子要克服电场力做功才能到达A板形成 电流,可能滑动变阻器的滑片滑到最右端时电流表的示数还未减小到零,此过程中电流表示数一直减 小,故D正确。 故选D。 8_□ 5.【答案】A 解:A.根据左手定则,粒子在洛伦兹力的作用下偏向前表面,因为前表面的电势低于后表面的电势 所以霍尔元件的载流子带负电,故A正确: B. 设正方形的霍尔元件长和宽为d,元件厚度为lo,有Bev-V2.e 根据电流的微观表达式有I一nevS三nevdl 当霍尔元件的电源输出电压U.变大,此时电流1变大,可得霍尔电势差U;变大,故B错误 由于题中没有参数n,所以利用上述物理量不能计算出霍尔元件的电阻率,故C错误: D. 根据左手定则,该霍尔元件中只有沿图中电流相反方向运动时载流子所受的洛伦兹力方向垂直于 电流方向且指向前表面,故D错误。 故选:A。 【答案】D 解:A.此交流电的频率为 -100tHz-50Hz 2=2r 故A错误: B. 此交流电动势的有效值为 E-_10vV2V 2 故B错误; C. 当线圈平面转到图示位置时处于中性面,产生的感应电动势为零,故C错误 D. 当线圈平面转到平行于磁场的位置时,垂直于中性面,磁通量的变化率最大,此时产生的电动势 最大,D正确。 故选D。 7.【答案】C 解:由图像可知,电压的最大值为 =311V 交流电的周期为 7-2x10-*s 所以交流电的频率为 f= _=50Hz A. 当单刀双掷开关与a连接时,原线圈输入电压为 根据电压与匝数成正比可知,副线圈的电压为 则电压表的示数为10V,故A错误 B. 当单刀双挪开关与a连接时,副线圈电压为10V,所以副线圈电流为 #. 电流表示数为电流的有效值,不随时间的变化而变化,所以当/=0.02s时,电流表示数为1A:故B 错误: C. 当单刀双掷开关由a拨向时,原线圈的匝数变小,所以副线圈的输出的电压要变大,电阻R上消 耗的功率变大,原线圈的输入功率也要变大,故C正确 D. 变压器不会改变电流的频率,所以输出电压的频率不变,故D错误。 故选C。 8.【答案】C 解:A,气体在等压膨胀过程中由受力平衡,有 1.5poS=poS+Mg 解得 故A错误: B. p一T图像斜率不变时体积不变,只有在b→c过程中气体对外做功 _0 W=1.5ps. 故B错误; C. 在a→d全过程中,由理想气体状态方程,有 P#V2p2V #。 7 由题目条件可知气体内能的变化量 AV=a(T-T)=3aT 故C正确; D. 从a→d全过程,气体对外做功:根据热力学第一定律可知,气体吸收的热量大于其内能的增量 故D错误。 故选C。 9.【答案】BC 解:A、若基态的氢原子吸收的能量等于11.0eV的光子,则能量值为:E=Ei+11.0eV=-13.6eV+11.0eV =-2.6eV,氢原子没有该能级,所以处于基态的氢原子不能吸收11.0eV的光子,故A错误; B、紫外线光子的最小能量为3.1leV,处于n一3级的氢原子的电离能为1.51eV,故紫外线可以使氢 原子电离,故B正确: C、处于n=3能级向基态跃迁时发射出光的能量为AE=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV,大干铎 板的电子逸出功3.34eV,因此能产生光电效应,电子在n一2能级再次向基态跃迁发射出光子的能量 为AE'=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV→334eV则可以产生光电效应,处于n=3能级向基态向n -2跃迁时发射出的光的能量为AE”=-1.51eV-(-3.4eV)=1.89eV,小于大于宰板的电子逸出功 3.34eV不能产生光电效应,故有两种不同频率的光产生光电效应,故C正确 D、双缝干涉实验装置,在光屏上相邻亮条纹间距Ax=.A,由nn=4直接跃迁到n=1能级发出的 光子的频率最大,则波长最短,所以形成的干涉条纹最窄,故D错误。 故选:BC。 10.【答案】CD 【解析】A.根据右手定则可知,线框将产生顺时针方向的电流,根据左手定则可知左边框产生方向 向右的安培力,右边框产生方向向左的安培力,上边框产生方向向下的安培力,下边框产生方向向上 的安培力,再根据磁场的分布规律可知左边框产生的安培力小于右边框产生的安培力,上、下边框产 生的安培力大小相等,可知导线框受到向左的安培力的作用,即沿x轴负方向的安培力作用,而不是 与运动方向垂直,故A错误; B. 导线框在竖直方向所受安培力的合力为零,可知导线框在竖直方向做自由落体运动; 下落高度为 h时的速度满足运动学关系 可得 =、2gh 故B错误; C. 当导线框速度恰好竖直向下时,说明导线框在水平方向速度减小为零,又导线框在竖直方向所受 合力与重力大小相等,即导线框在坚直方向自由落体,所以下落过程中导线框中产生的热量大小等于 机械能的损失,大小为-n^{,故C正确; D. 设导线框在时间7时的水平分速度大小为v,水平位移为x,则在此时刻导线框产生感应电动势大 小为 e=B.Lv-B.Lv=k(x+L)Lv-xLv=k 导线框内的感应电流大小为 ,= ev =RR 所以导线框受到安培力的大小 kv $F=Bi&L-B$iL=klL iL= R 又根据 (-Fr)=(0-mv.) 可得 。 P =7 导线框速度恰好竖直向下时左边框的横坐标为 x= mRv。 ##1 故D正确。 故选CD。 三、非选择题:共5题,共58分。 11.(6分) 答案: ①②③ 1.5x10-* AB 解:[1实验操作时要在浅盘放水、雍子粉,为油膜形成创造条件,然后是滴入油酸、测量油膜面积 计算油膜厚度(即油酸分子直径),所以接下来的步骤是①②③。 50 1000 f130 -x10-}m=15x10*m [3]A.油酸分子未完全散开,则油膜面积偏小,计算出的分子直径明显偏大,故A符合题意 B. 计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格,则油膜面积偏小,计算出的分子直径明显偏大, 故B符合题意: C. 油酸中含有大量酒精,对实验结果无影响,故C不符合题意 D. 求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数多计了10滴,则油酸的体积偏小,计算出的分子 直径明显偏小,故D不符合题意。 故选AB。 12(10分) 解:[1lI2]当小量程的电流表改装成量程较大的电流表时,需要并联一个小电阻,有 [3][4]根据闭合电路欧姆定律可得,当秤盘上不放重物时,调节滑动变阻器使得电流表满偏,有 E 1.+R。+R E-02A r+R+R R=R。+kmg联立得R=110:m=0.6kg r+R。+R r+R+R 036-12 代入数据整理得n三- l6]当电源电动势不变,而内阻增大时,仍可以使得电流表达到满偏,滑动变阻器接入电路的阻值减小 但回路中电源内阻和滑动变阻器接入电路的总电阻不变,所以测量结果不变 13.(10分) 答案: (1)2.5p.(5分); (2) (5分) 解:(1)初始时对活塞有 pS+mg=1.5p.S 得到 mg=0.5p.S 打开阙门后,活塞稳定时,对B气体有 对活塞有 pS+mg=pS 所以得到 P=2.5p (2)设未打开阙门前,C气体的压强为Pc。, 对A、C两气体整体有 V 3V V 得 o-Po 27 所以,C中剩余气体的质量M.与最初C中气体质量M.之比 M。Pc ②_ 14.(14分) 3nBr'S 3B.^So (1) 答案: (8分) 16pto (2)4pto,垂直于MN向左(6分) AB 解析: (1)根据法拉第电磁感应定律,圆环中产生的感应电动势E=AS ABBo 由题图乙可知△=t E 根据闭合电路的欧姆定律有/一R 2πr 根据电阻定律有R-pS。 3nBrS。 2 2 16pf。 1. B0 (2)=2to时,圆环受到的安培力大小F=Bl(2r)+21(2r) 3B02-^S 联立解得F= 4pfo 由左手定则知,方向垂直于MN向左 15.(18分) 答案: 3rd (6分): (3)1= (1) 2v。 m Bd y=d(8分) 解:(1)粒子在磁场中,由洛伦兹力提供向心力可得 又 R-d 联立解得粒子的比荷为 (2)粒子的轨迹如图所示 ___ 粒子在电场中可逆向看成做类平抛运动,则有 2d=v l.=r。 tan53*=at a=f n 联立解得匀强电场电场强度大小为 E- 2.B 3 由几何关系可得 1 (3)若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力,粒子在磁场的运动轨迹如图所 示 qB=mo 可得 3nd =2“ 2v。 取一小段时间A,对粒子在x方向上列动量定理(如图) -ksin9:Ar-qvBcosθ.A1=mAy. 两边同时对过程求和 -ksinθ+-qvBcoseA=m^y. 可得 Z-vsinθ.A+qBZ-vcosθ.Ai=mCAv. 即 -Ax+qBZAy=mZAv 其中 则有 qBAy=-m。 结合 可得 m:-d △=- qB 故有 y=2d-d-d &