物理(二)-【步步为赢】2023-2024学年高二下学期物理期末综合冲刺卷

高二下学期期末综合冲刺卷·物理（二） (满分：100分) 國 一、选择题（本题共8个小题，每小题3分，共24分.在每小题给出的四个选项中，只有一项 符合题目要求) 1.三根长直导线垂直于纸面放置，通以大小相同、方向如图所示的电流，且 梁 ☒ ab=ad=ac,导线c在a点的磁感应强度大小为B,则a点处的合磁感应强 度大小为 A.√2B B.3B C./5B D.2B 2.有一只粗细均匀、直径为d、电阻为？的光滑金属圆环水平放置在磁感应强度大小为B、 中 方向竖直向下的匀强磁场B中，其俯视图如图所示.一根长为d,电阻为的金属棒b始 终紧贴圆环以速度v匀速平动，当αb棒运动到圆环的直径位置时，下列说法正确的是 A.ab棒两端电压为2Bdy 3 9 B.ab棒中的电流为2Bd 3r XXXX C.ab棒所受安培力为Bdy 荞 D.外力对ab棒做功的功率为4BdV 3r 3.目前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度，磁强计的原理如图所示，电路中有一 段金属导体，它的横截面是宽为α、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场B中， e 导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流.已知金属导体单位体积中的自由电子数为 n,电子电荷量为，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动.两电极 M、N均与金属导体的前、后两侧接触，用电压表测出金属导体前、后两个侧面间的电势 差为U.则磁感应强度的大小和电极M、N的电性为 2-1 A.ne T,M正，V负 B.neaU ,M正、N负 C.nebU ,M负、N正 D"“C,M负N正 4.如图所示，理想变压器原线圈两端A、B接在电动势为E一8V、内阻 为r=2Ω的交流电源上，理想变压器的副线圈两端与滑动变阻器相 连，变压器原、副线圈的匝数比为n1：2=1：2,当电源输出功率最 大时 A.滑动变阻器接入电路中的阻值R=22 B.最大输出功率P=4W C.副线圈中的电流I2=2A D.滑动变阻器接入电路中的阻值R,=8Ω 5.关于布朗运动，下列说法中正确的是 A.布朗运动就是分子的无规则运动 B.布朗运动是液体分子的无规则运动 C.悬浮颗粒大小一定时，温度越高，布朗运动越剧烈 D.在0℃的环境中布朗运动消失 6.如图所示，竖直放置的汽缸内有一质量不可忽略的光滑活塞，封闭了一定 质量的理想气体，现保持温度不变，把汽缸稍微倾斜一点，重新平衡后，气 体的 ( A.压强不变 B.压强变小 C.体积不变 D.体积变小 7.下列说法中正确的是 A.机械能全部变成内能是不可能的 B.第二类永动机不可能制造成功是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从 一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式 2-2 C.根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体 D.从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的 8.氢光谱在可见光区域内有4条谱线，按照在真空中波长由长到短的顺序，这4条谱线分 别是H。、Ha、H,和H,它们都是氢原子的电子从量子数大于2的可能轨道上跃迁到量 子数为2的轨道时所发出的光，下列判断错误的是 () A.电子处于激发状态时，H所对应的轨道量子数最大 B.H,的光子能量大于H,的光子能量 C.对于同一种玻璃，4种光的折射率中H.为最小 D.对于同一种金属，若H能使它发生光电效应，则H、H,、H也可以使它发生光电效应 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16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，错选和不选的得0分) 9.如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两 小孔中，O为M、N连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称.导 线内均通有大小相等、方向向上的电流.已知长直导线在周围某点 处产生的磁场的磁感应强度B=k!,式中k是常数，I是导线中的 电流，r是该点到导线的距离.一带正电的小球以初速度u,从a点出发沿M、V连线运动 到b点.关于上述过程，下列说法正确的是 () A.小球先做加速运动，后做减速运动 B.小球一直做匀速直线运动 C.小球对桌面的压力先减小后增大 D.小球对桌面的压力一直在增大 10.如图甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为10cm、总电阻为0.12的正方形闭合导线 圈，放在与线圈平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所 示，则下列说法正确的是 () B/T XBX + xd××g 0123456 P A.导线圈中产生的是交变电流 B.在t=2.5s时，导线圈中产生的感应电动势为1V C.在0~2s内，通过导线横截面的电荷量为20C D.在t=1s时，导线圈内电流的瞬时功率为20W 2-3 11.当分子间的距离为r时，分子间的引力和斥力相互平衡，已知r一x=r。一2>0，则() A.当两分子间距离为”1时，分子间的作用力表现为引力 B.当两分子间距离为r2时，分子间的作用力表现为引力 C.当两分子间距离为时，分子间的作用力较大 D.当两分子间距离为2时，分子间的作用力较大 12.如图所示是某研究小组为了探究“鱼鳔的作用”所制作的装置.具体制作方 法如下：在大号可乐瓶中注入半瓶水，在一个小气球中放入几枚硬币并充入 少量空气（忽略气体的分子势能），将其装入可乐瓶中.通过在水中放盐改变 水的密度后，使气球恰好悬浮于水中，并拧紧瓶盖.设初始时瓶中气体、水及 外界大气的温度相同.当用手挤压可乐瓶的上半部分时，下列说法正确的是 A.快速挤压时，瓶内气体压强变大 B.快速挤压时，瓶内气体温度不变 C.快速挤压时，瓶内气体体积不变 D.缓慢挤压时，瓶内气体温度不变 三、非选择题（本题共6小题，共60分） 13.(6分)质子及X粒子同时直射入一匀强磁场中 (1)若两者由静止经同一电势差加速，则旋转半径之比是 (2)若两者以相同的动量进入磁场中，则旋转半径之比是 14.(8分)如图甲所示为“研究电磁感应现象”的实验装置. (1)按实验要求将图甲中所缺的导线补画完整， (2)开关闭合后，下列说法正确的是 A.只要将线圈A放在线圈B中，就会引起电流计指针偏转 B.线圈A插入或拔出线圈B的速度越大，电流计指针偏转的角度越大 C.如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，A线圈插 入B线圈中，将滑动变阻器滑动触头迅速向左拉时，灵敏电流计的指针会向左偏 一下 (3)上述实验中，原线圈A可等效为一个条形磁铁，将线圈B和灵敏电流计连接，如图乙 所示，当电流从正接线柱流入灵敏电流计时，指针向正接线柱一侧偏转.则当条形磁铁 迅速向上拔出时，图中灵敏电流计的指针将向 (填“正”或“负”)接线柱方向 偏转. 2-4 15.(8分)水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接 入电动势为E的电源（不计内阻）.现垂直于导轨放置一根质量为、电阻为R的金属棒 ab,并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向与水平面的夹角为，且 指向右上方，如图所示，问： (1)当ab棒静止时，其受到的支持力和摩擦力各为多大？ (2)若B的大小和方向均能改变，则要使b棒所受支持力为零，磁感应强度B至少应为 多大？此时B的方向如何？ 16.(14分)如图所示为xOy平面直角坐标系，在第二象限内有水平向右的匀强电场，在第 一、第四象限内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小相等，方向如图所示.现有一个质量 为m、电荷量为十q的带电粒子在该平面内从x轴上的P点，以垂直于x轴的初速度v。 进入匀强电场，恰好经过y轴上的Q点且与y轴成45°角射出电场，再经过一段时间又 恰好垂直于x轴进人第四象限的磁场.已知OP之间的距离为d(不计粒子的重力).求： (1)O点到Q点的距离： 2-5 (2)磁感应强度B的大小： (3)带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过x轴所用的时间. 2-6 17.(12分)如图所示，一个内横截面积为S的汽缸水平放置，汽缸左侧有一质量为m、厚度 不计的活塞.汽缸上方有一充气孔，气孔最初与外界相通.已知大气压强为。，汽缸内气 体的温度为T,活塞与汽缸内壁之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等， (1)现对汽缸充气，将两倍于汽缸容积的外部空气从充气孔缓慢充入汽缸中，此时活塞 恰能滑动，求活塞滑动前瞬间汽缸中气体的压强和活塞与汽缸内壁之间的最大静摩擦 力的大小： (2)若用手压住活塞并关闭气孔，将汽缸缓慢地加热至某一温度，撤去手的瞬间，活塞的 加速度a=pS ，求此时汽缸的温度 m 2-7 18.(12分)一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化，问： (1)已知从A到B的过程中，气体的内能减少了300J,则从A到B气体吸收或放出的 热量是多少？ ↑/×10'Pa) 2 46810×102世） (2)试判断气体在状态B、C的温度是否相同？如果知道气体在状态C时的温度 T,=300K,则气体在状态A时的温度为多少？ 2-813.[解析](1)由題意可知，在线图L内电流从b流向a, 通过R的电荷量q=I·△ 而根据楞次定律（增反减同）知，线圈L中产生的磁场 与原磁场方向相反（向上），再根据安培定则可知，感应 解得9驶。 电流的方向为逆时针方向（俯视线图），因此线图绕向 [答案](1)√r BL Vgr (2)7 mgr BrL R R 为顺时针方向（俯视线围）. (2)由题意可知，在线圈L内电流从a流向b,而根搭楞 17.[解析]气体初态： 次定律（增反诚同）知，线图L中产生的磁场与原磁场 p=9.8×10Pa.V1=20m3,T,=280K 方向相同（向上），再根据安培定则可知，感应电流方向 气体末态：p:=1.0×10Pa,V:未知，T:=300K 与(1)题相同，而电流计中电流的流向与(1)题相反，因 由状态方：兴=光 此线圈绕向一定与(1)题相反，为逆时针方向（俯视线 图). 解得V,=2V,=9.8×10×300×20 P:T m3=21.0m 1.0×10×280 [答案](1)顾时针(2)逆时针 因V2>V,故有气体从房间内流出 14.[解析]闭合电键时穿过副线圈的磁通量增大，灵敏 电流计的指针向右偏了一下，说明穿过副线圈的磁通 序间内气体质量m长m,=贺×25kg≈28.8kg V 量增大时电流计指针向右偏转，否则向左偏转 [答案]23.8kg (1)滑片P向右移动，回路中总电阻减小，电流变大，磁 18.[解析](1)处于基态的氢原子吸收光子后，被激发到 感应强度增大，磁通量增大，则指针向右偏 n=4的激发态，氢原子的能级如图所示，由图可以判 (2)合上电键后，将原线图A迅速从副线图B中拔出 断，氢原子可能发生的跃迁共有6种，所以它们的谱线 时，穿过副线图B的磁通量减少，电流计指针将向左 共有6条. 偏：由于穿过线图B的磁通量要减少，根据楞次定律， E/ev 感应电流的磁场与原磁场方向相同，因此两线圈中电 -0.85 -1.51 流的绕行方向相同. -3.40 [答案](1)右偏(2)左偏相同 15.[解析](1)金偏捧匀速运动时，产生的感应电流为 1 -i3.6 (2)频率最大的光子能量最大，对应的跃迁能级差也最 由平衡条件有F=ngsin0十BL, 代入数据解得0=4m/s. 大，即从n=4能级跃迁到=1能级发出的光子能量最 (2)设整个电路中产生的热量为Q,由动能定理得 大.根据玻尔假设，发出光子的能量v=一E,一E, g血一w=古m,6Q=wQ=RQ, 得，=一0.85+13.6)X1.6X10H3.1×10 6.63×101 代入数据解得Q=1.28J. (3)波长最长的光子能量最小，对应的跃迁能级差也最 [答案](1)4m/s(2)1.28J 小，即从n=4能级跃迁到n=3能级，发光的光子的波 16.[解析](1)金属棒到达轨道底端d时，由牛頓第二定 长最长. 律得：2mg一mg=m 根据h天=E一E 解得v=√gr ch 3×10"×6.63×104 得A=E,E-0.85十1.0X1,6X10西m 此时金属棒产生的感应电动势E=BL, ≈1.884×10m. 回路中的感应电流1， [答案](1)6种(2)3.1×10Hz(3)1.884× 联立得I=BL.√旺 10*m R 高二下学期期末综合冲刺卷·物理（二） (2)金属棒从ab下滑到cd的过程中，由能量守恒定律 1.C导线c在a点的磁感应强度方向向下，大小为B:导 得mgr=Q+号m, 线b在a点的磁感应强度方向向左，大小为B:导线d在 a点的磁感应强度方向向左，大小为B:a点处的合磁感 则回路中产生的焦耳热Q=2mgr 应强度大小为B.=√(2B)十B=√5B,故选C. 回路中的平均感应电动势E=△ 2.Db棒始终紧贴圈环以速度U匀速平动，在直径处时 △ 产生的感应电动势大小为E=Bd,根据等效电路分析 回路中的平均感应电流7= E 可知，外电路电阻R,=千，内电阻R=乞，总电阻为 R=子，根搭闭合电路胶好定律有1一長-b棒 强度方向先向桌面内侧，后向桌面外侧，且大小先减小 3r 后增大，带电小球受到的洛伦兹力由∫=gB可知，先向 两施电压为U=R,=,选项A,B错误：最据安培力 上后向下且先减小后增大，由受力分析可知，带电小球 对桌面的压力一直增大：由于洛伦兹力方向与带电小球 公式可得F=B1d=4Bd巴，选项C错误：因ab捧做句 运动方向垂直，小球运动速度不变，故选项B、D正确， 3r 10.AC根据楞次定律可知，在0一2s内的感应电流方向 速直线运动，则有安培力等于外力，所以外力对b棒做 与2一3s内的感应电流方向相反，即为交流电，故A 功的功率等于克服安培力做功的功率，即P=F)一 正确：根据法拉第电磁感应定律，2.5s时的感应电动势 4Bdt,选项D正确 3r 等于28到3s内的感度电动袋，则有：E=N出3 3.C由左手定则知，金属中的自由电子在洛伦滋力的作 用下将向前侧面聚集，故M为负，N为正.由F=F: 100×(2-0)×0.,1X0.1V=2V,故B错误；在0~2s 中吕=m,1=S=m6,解得B=",选项C 时间内，感应电动势为：E=100×号×0.1V=1V 正确， 秀格搭欧号定律1一后，有：山，=A=10八在1=1。 4,D当外电路电压等于内电路电压时，电源输出功率最 大，即U1=4,而且U1十，=8V,故U1=4V,根据欧姆 时，线挺内电流为10A,那么导线框内电流的瞬时功率 为：P=R=102×0.1W=10W,根据q=11解得： 定徘可得1-兰-2A故根据-”可得翻战图中的电流 g=10×2C=20C,故C正确，D错误.故选AC. 为1曰1A旅据受-受可得别度暖药结的电压近一8V故 11.AD由r1-r%=r%->0知， r>r。r<r,则当两分子间距离 =80，最大输出功率为P-U山=8W,故D正确. 为，时，分子间的作用力表现为引 R=1 力，当间距为”时，表现为斥力，A 0 5.C布朗运动是指液体中悬浮颗粒无规则运动的现象， 正确，B错误：如图所示，根据分子 A、B错误：布朗运动是液体分子的无规则运动碰撞悬浮 力图象可知，当两分子间距离为r 颗粒引起的，温度越高，液体分子运动得越刷烈，即布朗 时，分子间作用力较大，C错误，D正确 运动也越剧烈，C正确：分子的运动永不停息，所以布朗 12.AD快速挤压气体时，外界对气体做功，来不及传热， 运动不会消失，只有明显和不明显之分D错误。 由W十Q=△U内能增大，温度上升，体积变小，瓶内压 6.B在前、后两个过程中，活塞均处于平衡状态，分析活 强变大，A正确，B、C错误：缓慢挤压时，温度不变，体 塞的受力情况，可以判断汽缸内气体压强的变化.设活 积变小，瓶内压强变大，D正确 塞的表面积为S,重力为G,当汽缸竖直放置时，根据平 13.1:√22：1 衡条件可知，p1S=G十p。S.当汽缸倾斜放置时，设倾角 14.[解析](1)将电源、开关、滑动变阻器、线图A串联成 为0，在垂直于活塞方向，有p:S=Gcos0+p。S,联立可 一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再 将电流计与线圈B串联成另一个回路，电路图如图 得，p>P:,A选项错误，B选项正确：整个过程封闭气体 微等温变化，根据玻意耳定律V=C,可知压强减小时， 所示 体积变大，C,D选项错误. 7.D。机械能可以全部转化为内能，故A项错误：第二类永 动机不可能制造成功是因为它违背了热力学第二定律， 故B项错误：热量不能自发地从低温物体传到高温物 体，但如果不是自发是可以进行的，故C项错误：从单一 热源吸收热量全部用来微功而不引起其他变化是不可 (2)当将线圈A放在线圈B中时，因磁通量不变，则不 能的，但如果是从单一热源吸收热量全部变为功的同时 会引起电流计指针偏转，故A错误：线图A插入或拔出 也引起了其他的变化是可能的，故D项正确. 线圈B的速度越大，穿过线图的磁道量的变化率越大， 8.A由E=h牙知，波长越长，光子能量越小，故H光子 感应电动势越大，则产生的感应电流越大，那么电流计 指针偏转的角度越大，故B正确：在闭合开关时，电流 能量最小，H,光子能量最大，再由A分=E。一E,得H 增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律发现，灵 对应的轨道量子数最小，A错误， 敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，A线 9.BD根据题意，由于通过M和N的导线内的电流方向 图插入B线图中，将滑动变阻器滑动触头迅速向左拉 都向上且大小相等，在M、N周国产生逆时针方向（俯 时，接入电路中的电阻增大，电流减小，穿过线圈的磁 视)的磁场，由于磁场的叠加，从：到b合磁场的磁感应 通量减小，根据楞次定律可知灵敏电流计的指针向左 偏了一下，故C正确 3 (3)当电流从正接线柱流入灵敏电流计时，指针向正接 由(1)题可知v 线柱一侧偏转，根据楞次定律，题图中螺线管的感应电 c0s45=V2w, 流由上向下，则当条形磁铁迅速向上拔出时，穿过线圆 联立解得B=20 n好 的磁通量减小，螺线管的感应电流由上向下，灵敦电流 2d 计的指针向正接线柱方向偏转 (3)在电场中的运动时间为t1 [答案](1)见解析图 (2)BC 在磁场中，由运动学公式T=2π迟」 (3)正 在第一象限中的运动时间为： 135° ·T= 3T 15.[解析]从b向a看，金属棒受力分析如图所示. 360 在第四象限内的运动时间为山一2： T 带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过x轴所用 的时间为1=t1十1红十t1= (7π十4)d 2vo (1)水平方向： [答案](1)2d (2) (3)7x+4)d 2gd F(=Fasin0① 竖直方向： 17.[解析](1)设汽缸的客积为V, Fx十F&cos0=mg② 初状态气体的压强为P,=p,体积为V,=3V, 末状态气体的压强为p2,体积为V:=V, 又F:=BL=B是@ 由玻意耳定律得pV,=V2, 联立①②③得： 代入数据解得p2=3p, F-mg-BL.Ecos 0,F-BLEsin 0 以活塞为研究对象，滑动瓣间，根据力的平衡条件得 R R P2S=PaS+F (2)要使b棒所受支持力为零，且让磁感应强度最小， 解得Fm=2p。S. 可知安培力坚直向上.制有户'=mg,B一根 (2)设放手瞬间气体压强为：，以活塞为研究对象，根 据牛顿第二定律得 据左手定则判定磁场方向水平向右 [答案](1)mg-BL.Ecos0 BLEsin 0 PS-PoS-Fim=ma, R R 解得p:=4p, (2)mgR 对气体，根据查理定律得 EL 方向水平向右 16.[解析](1)设Q点的纵坐标为h,到达Q点的水平分 速度为U,,P到Q受到的恒定的电场力与初速度方向 解得T,=4T 垂直，则粒子在电场中做类平抛运动，由类平抛运动的 [答案](1)3p。2p。S(2)4T 规律可知： 18.[解析](1)从A到B,气体的体积减小，外界对气体 竖直方向做匀速直线运动，h=1: 做功，有W=p△V=15×10'×(8-2)×101J=900J, 水平方向匀加速直线运动的平均速度可=0十 根据热力学第一定律△U=W十Q, 2 Q=△U-W=-1200J, 则d- 即气体放出热量1200J. 2 (2)由题图可知pmV=peVc, 根据递度的失量合成tan45°=巴，解得h=2d: UD 故Tm=Tc. (2)粒子的运动轨远如图所示，由几何知识可得，粒子 保凝理您气作软态方但有兴-兴】 在磁场中的运动半径R=2√2d. 代入题图中的数据可得T=1200K 由牛颜第二定律得wB=mR,解得R=吧 gB [答案](1)放出热量1200J(2)1200K 高二下学期期末综合冲刺卷·物理（三） 1上A南洛伦按力提保向心力可得加B=m号，县-君 由它们在磁场中的轨迹可知，两个带电粒子M和N轨 x XXX 速的半径关系为ru>rN,如果=，则>，选项 mM my A正确：两个带电粒子M和N在匀强磁场中的轨迹均