物理(九)-【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（九） (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.质谱仪又称质谱计，是分离和检测不同同位素的仪器.其工作原理如图所示，电荷量均为 梁 十q、质量不同的离子初速度几乎为零地进人电压为U。的加速电场.这些离子经加速后 通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后打在底 片上.已知放置底片的区域MN长度为L,且OM=L.某次测量发现MN中左侧号区域 MQ损坏，检测不到离子，但右侧？区域QN仍能正常检测到离子.在适当调节加速电压 ! 后，原本打在MQ的离子即可在QN检测到.为使原本打在MN中点P的离子能打在 吹 QN区域，则加速电压U的值不可能为 P O B ：！ + 9 16U 100U。 40U. A. 9 B. 81 C. 81 D.2U。 2.在如图所示的电路中，L为自感线圈，其直流电阻与电阻R相等，C 为电容器，电源内阻不可忽略.当开关S由闭合变为断开瞬间，下 列说法中正确的是 荞 A.通过灯A的电流由c到d B.A灯突然闪亮一下再熄灭 C.B灯无电流通过，不可能变亮 D.电容器立即放电 3.物理学重视逻辑，崇尚理性，故其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的 e 是 A.卢瑟福通过α粒子散射实验，发现电荷是量子化的 B.密立根通过油滴实验发现核外电子的轨道是不连续的 C.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构 D.玻尔在普朗克和爱因斯坦的启发下提出了自己的原子结构假说 9-1 4.如图所示，一面积为S的单匝矩形线框处于一个变化的磁场中，磁感应强 X义×义 x×X× 度的变化规律为B=B,sinl.下列说法正确的是 ××× A.线框中不会产生方向不断变化的交变电流 ×××× B.在1=2π时刻，线框中感应电流将达到最大值 C.对应磁感应强度B=0的时刻，线框中感应电流也一定为零 D.若增大磁场变化频率，则线框中感应电流的频率也将同倍数增大，但有效值不变 5.下列关于液品的说法，正确的是 ( A.液晶在电压作用下的光学性质不会改变 B.液晶的状态不会受温度的影响 C.液品和液体没有区别 D.在显示器方面的应用是液品的主要应用方向 6.如图所示，两个完全相同的金属球A和B,其中A球放在不导热的水平面上，B球用不导 热的细线悬挂起来，现供给两球相同的热量，它们的温度分别升高了△4、△1，则() 8 B● A.△tA>△B B.△tA<△tB C.△tA=△tB D.△tA,△tB无法比较 7.如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E与入射光频率y: 的关系图象，由图象可知，下列说法不正确的是 A.图线的斜率表示普朗克常量五 B.该金属的逸出功等于E C.该金属的逸出功等于ho D.入射光的频率为2，时，产生的光电子的最大初动能为2E 8.下列说法中正确的是 A,黑体辐射电磁波的强度按波长分布，与黑体的温度无关 B.将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期 C.放射性同位素Th经a、B衰变会生成Rn,其中经过了3次a衰变和2次B衰变 D.比结合能越大，原子核中核子结合得越不牢固，原子核越不稳定 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日要求，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.如图所示理想变压器原线圈a匝数1，=100匝，副线圈b匝数n2=50匝，线圈a接在 u=50√2sin314t(V)的交流电源上，标有“12V6W”的灯泡L恰好正常发光，电阻 R2=24Ω，电压表为理想电表，下列说法正确的是 ( 9-2 A.交变电流的频率为100Hz B.原线圈两端的电压为50V C.电压表的示数为24V D.R消耗的功率是0.5W 10.如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁 场，圆形区域的左侧有一半径为”的金属线圈，R>r.现让金属线 XX XX 圈沿两圆心的连线方向以大小为？的速度向右匀速运动，在线圈 从左侧进入磁场区域开始到从右侧完全离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是 A.线圈中一直有顺时针方向的电流 B.进入磁场时，线圈中有逆时针方向的电流 C,线圈中有电流的时间为4(R+) D.线圈中有电流的时间为g 11.某同学设计的喷水装置如图所示，内部装有2L水，上部密封1atm打气简 的空气0.5L,保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.1L.设在所 室气 有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法中正确的有 细门 A.充气后，密封气体的压强增大 B.充气后，密封气体的分子平均动能增加 C.打开阀门后，密封气体对外界做正功 D.打开阀门后，不再充气也能把水喷光 12.太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反 应可以看作4个氢核(H)结合成1个氮核(H).下表中列出了部分粒子的质量(1u 相当于931.5MeV的能量)，以下说法中正确的是 粒子名称 质子p a粒子 电子e 中子n 质量/u 1.0073 4.0015 0.00055 1.0087 A.核反应方程式为4H→He十2+e B.核反应方程式为4HHe+2_e C.4个氢核结合成1个氨核时的质量亏损约为0.0266u D.聚变反应过程中释放的能量约为24.8MeV 9-3 三、非选择题（本题共6小题，共60分） 13.(6分)氢原子基态的能量为E,=一13.6eV.大量氢原子处于某一激发态.由这些氢原 子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为一0.96E,,频率最小的光子能量为 eV(保留2位有效数字)，这些光子可能具有 种不同的频率。 14.(8分)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过7000米，再创载人深潜新纪 录.在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K. 某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化.如图所示，导热良好 的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的 温度T。=300K,压强p。=1atm,封闭气体的体积V。=3m3.如果将该汽缸下潜至 990深处，此过程中封闭气体可视为理想气体. (1)求990m深处封闭气体的体积(1atm相当于10m深的海水产生的压强)为 (2)下潜过程中封闭气体 (填“吸热”或“放热”)，传递的热量 (填“大 于”或“小于”)外界对气体所做的功. 15.(12分)如图所示，竖直平面内有足够长的平行金属导轨，间距为0.2m,金属导体ab可 在导轨上无摩擦地上下滑动，ab的电阻为0.42，导轨电阻不计，导体ab的质量为 0.2g,垂直于纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.2T,且磁场区域足够大，当导体 ab自由下落0.4s时，突然闭合开关S,求：(g取10m/s2) (1)开关S闭合后，导体ab的运动情况： ×ax××☐b× XXX 9-4 (2)导体ab匀速下落的速度是多少？ 16.(12分)如图甲所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上， 两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.42,导轨上停放一质量m=0.1kg的金属杆ab,位 于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.1Ω，导轨的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应 强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下.现用一水平外力F水平向右拉金属 杆，使之由静止开始运动.在整个运动过程中，金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理 想电压表的示数U随时间1变化的关系如图乙所示，从金属杆开始运动经t=5s 时，求： (1)通过金属杆的感应电流的大小和方向： M a U/V 0.6 R 0.4 02 01234564 9-5 (2)金属杆的速度大小： (3)外力F的瞬时功率. 17.(10分)如图所示，圆柱形汽缸竖直放置，质量m=3.0kg、横截面积S=1.0×103m2的 活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁封闭良好，不计摩擦，不计活塞和汽缸的 厚度，开始时活塞与汽缸底的距离h1=0.50m,此时温度T,=300K.给汽缸缓慢加热 至温度T,,活塞上升到距离汽缸底h,=0.80m处，同时缸内气体内能增加250J,已知 外界大气压p。=1.0×10°Pa,取g=10m/s2.求： (1)缸内气体加热后的温度T2: 9-6 (2)此过程中缸内气体吸收的热量Q 18.(12分)太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氨核的热核反应，这个核反应释 放出的大量能量就是太阳的能量来源.(m,=1.0073u,m4e=4.0026u,m.=0.00055u) (1)写出这个核反应方程. 9-7 (2)这一核反应能释放多少能量？（结果保留2位小数） (3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×10J,则太阳每秒减少的质量为多少？（结果保 留2位有效数字) 9-8由热力学第一定律得，汽缸内气体放出的热量为 4.B根据法拉第电磁感应定律，线框中会产生方向不断 Q-W+A. 变化的交变电流，选项A错误：在1=红时刻，磁感应强 解得Q-名p,V+aT 度为零，磁感应强度变化率最大，线框中感应电流将达 [答案](1)2V(2)2pV+aT 到最大值，选项B正确、C错误：若增大磁场变化频率，则 线框中感应电流的频率和最大值也将同倍数增大，有效 18.[解析](1)由质能方程得 值也同倍数增大，选项D错误， △E=△m×931.5MeV=(2×2.0136-3.0150- 5.D温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质， 1.0087)×931.5MeV≈3.26MeV. 故A错误；液晶的状态受温度影响，故B错误：液品具有 (2)设氛核和中子的动量大小分别为p:P。,动能分别为 液体和晶体的性质，与一般的液体并不相同，故C错误： Eh、Ea 液品由于受电压等因素的影响可以改变其光学性质，所 由动量守恒定律有0=p一p。, 以目前在显示器方面的应用是液晶的主要应用方向，故 D正确， 1 则其动能Ee=立mk.=2m 6.B两球受热后体积都要增大，A球因为放在不导热的 水平面上，受热膨胀后，重心升高，重力做负功，根据能 E=m,= p 量守恒定律可知，A球吸收的热量一部分转化成自身的 由能量守恒得2Ek十△E=Eae十Em 内能，使温度升高，另一部分需要克服重力做功，使重力 联立以上各式解得 势能增加：对于B球，同样要受热膨胀，膨胀时重心下 降，重力做正功，由能量守恒定律可如，B球吸收的热量 EhuH.≈0.99MeV,En≈2.97McV. 和重力做的功都要转化成自身的内能，从而使温度升 [答案](1)3.26MeV(2)2.97MeV0.99MeV 高.由以上分析可知，B球增加的内能比A球多，B琼的 高二下学期期末综合冲刺卷·物理（九） 温度升高得多，所以有△1A<△n,B正确. 1.D由题意知，开始离子在电场中加速，有心=之m, 7.D根据光电效应方程Ek=v一W。,可知图线的斜率表 在破场中做匀建国周运动，有mB=m,且。=是L, 示普朗克常量h,故A正确：根据光电效应方程Ek= y一W。,当v=0时，E=一W。,由图象知纵轴截距为 部得烟-影当加连电压为U时U-立m。 一E,所以W。=E,即该金属的逸出功等于E,故B正确： 图线与横轴交点的横坐标是，该金属的逸出功等于 0Bm·离子打在Q点时.r=6L,得U=100 ,故C正确：当入射光的频率为2时，根据光电效应 81 方程可知E=h·2y,一hw=E,故D错误. 离子打在N点时一，得U-1:则加走电压U的 8.C一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，还与材料 的种类及表面情况有关，但黑体辐射电磁波的情况只与 范周为109<U<1.D正确， 温度有关，故A错误：放射性元素的半衰期与外界因素 没有任何关系，只与本身性质有关，故B错误：Th衰 2.B开关S闭合待电路稳定时，通过L的电流和通过A 变成氣R,可知质量数少12，电荷数少4，因为经过一 灯的电流方向均向右，且1大于IA:当开关S断开时， 次a衰变，电荷数少2，质量数少4，经过一次月衰变，电 自感线图中将产生自感电动势阻碍原来电流的减小，因 荷效多1，质量数不变，可知经过3次α衰变和2次B衰 此在由L、A,R组成的闭合回路中，有顺时针方向的电 变，故C正确：比结合能越大，原子核越稳定，越牢固，故 流，且从【开始逐渐减小，故A灯突然闪亮一下再想 D错误. 灭，选项A错误，B正确：当开关S断开时，路端电压变 9.D文流电的频率广器一装H=50,选项A错 大，电源继续给电容器充电，故B灯中有电流通过，方向 从a到d,选项C、D错误. 误：通连制线周的电流1，=号-Y=0.5A,制线圈两 3.D卢瑟福通过a粒子散射实验，发现原子具有核式结 端的电压U2=U,十IR,=12V+0.5A×242=24V, 构，A错误：密立根通过油滴实验精确地测出了电子的 U=凸得，原线 电荷量，原子光谱的分立性表明原子核外电子轨道是不 故电压表的示教为24V,选项C正确：由一元 连续的，B错误：电子的发现使人们认识到原子是可分 圈两满的电压U-受U=×24V=格V.选项B错送： 的，C错误：丹麦物理学家玻尔意识到经典理论在解释原 子结构方面的困难后，在普朗克关于黑体辐射的量子论 尚片-受得，通过原线超的电选1一费人=0药ΛR清 和爱因斯坦关于光子的概念的启发下，提出了自已的原 耗的功率P1=11(U有-U1)=0.25A×(50V-48V)= 予结构假说，D正确」 0,5W,选项D正确. 17 10.BD线图进入磁扬的过程，由楞次定律知，线困中有沿 (2)设导体ah匀速下落的速度为vm· 逆时针方向的电流，由于线图的半径小于猫场区域的 半径，故从线图完全进入磁场到刚要穿出磁场的过程， 北时F=mg,南=mg-器=0.5m R 穿过线图的磁通量不变，线圈中没有感应电流，线图穿 [答案](1)见解析(2)0.5m/s 出磁场的过程，线图中有沿顺时针方向的电流，选项A 16.[解析](1)由题图乙可知，1=5s时U=0.4V, 错误，B正确：线圈中有电流的时间1-仁，选项C错 此时电路中的电流（即通过会属杆的电流）1=只一 误，D正确。 1A,用右手定则判断出，此时电流的方向为由b指 11.AC温度不变，分子平均动能不变，充气后由于气体的 向a, 质量增大，温度，体积基本不变，气体的压强增大，选项 (2)金属杆产生的感应电动势E=I(R+r)=0.5V, A正确，B错误：打开间门后，水减少，气体膨胀，密封气 因E=BLu,故58时金属杆的速度为 体对水做正功，选项C正确：如果水全排出后气体压强 E=5 m/s. 一B 为p1,则有p(2L十0.5L)=p1(0.5L+0.1L),得 (3)金属杆的速度为？时，电压表的示数应为U= p=0.24p1<p1,故不再充气不能把水喷光，选项D 错误， . 12.ACD根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒关系 由题图乙可知，U与1成正比，由于R,r、B及L,均为不 可判断A正确，B错误：质量亏损△vm=(4×1.0073一 变量，所以与1成正比，即金属杆应沿水平方向向右 4.0015-2×0.00055)u=0.0266u,根据质能方程可知 做初速度为零的匀加速直线运动」 △E=△me≈24.8MeV,故C.D正确. 13.[解析]频率最大的光子对应从最高能级向基态的跃 会属杆运动的加逢度a=号=lm/:, 迁，则有E。-E,=一0.96E,又因为E=E,故可得 根据牛顿第二定律，在5s末时对金属杆有 F-BIL=ma,解得F=0.2N, n=5,因此频率最小的光子对应从n=5到n=4的能级 此时F的瞬时功率P=Fv=1W 民迁，具有的能量△E=E一E=元-6=0.31eV, [答案](1)1A→a(2)5m/s(3)1.0W Vi_V: 因氢原子是大量的，故由C号=10知，这些光子可能具 17.[解析](1)根据盖一吕萨克定律，有元=元， 有10种不同的频率。 代入数据可得T2=480K, [答案]0.3110 14.[解析](1)当汽缸下潜至990m深处时，设封闭气体的 (2)缸内气体压强P=D,十警。 压强为p,温度为T,体积为V,由题意可知p=100atm. 根据热力学第一定律有△U=W十Q, 根播现怎气体线态方框得兴一兴 其中W=一p△V, 代入数据解得Q=289J. 代入数据得 [答案](1)480K(2)289J V=2.8×10-m 18.[解析](1)核反应方程是4H+He十X,而X只能 (2)由(1)题知封闭气体的体积减小，外界对气体做功， 是2个正电子，因此核反应方程应是4H→He+2e W>0:封闭气体可视为理想气体，温度降低，其内能减 (2)反应前的总质量为 少，△U<0,根据热力学第一定律△U=W十Q得Q<0, m1=4m,=4×1.0073u=4.0292u. 即下潜过程中封闭气体放热而且国为△U0,故传递 反应后的总质量为 的热量大于外界对气体所做的功 m=m4.+2m.=4.0026u十2×0.00055u=4.0037u. [答案](1)2.8×10m(2)放热大于 质量亏损△m=m1一m:=0.0255山. 15.[解析](1)闭合开关S前，导体ah自由下落的末速度 根据爱国斯坦质能方程得释放的能量为 为a=gt=4m/s. △E=0.0255×93l.5MeV≈23.75MeV 开关S闭合聊间，导体ab产生感应电动势，回路中产生 (3)根据爱因斯坦质能方程得太阳每粉减少的质量为 感应电流，导体ab立即受到一个竖直向上的安培力， △m'=△E_3.8×10 F4=BI1,=B=0.016N>mg=0.002N e (3X10)kg≈4.2X102kg. R [答案](1)4H→He+2e(2)23.75MeV 此时导体b受到的合力的方向竖直向上，与初速度方 (3)4.2×10kg 向相反，加速度的表达式为 高二下学期期未综合冲刺卷·物理（十） a-Fs-mg_BLv mR一g,所以导体ab微竖直向下的 1.C设第1个小球与第2个小球发生弹性碰撞后两小球 的速度分别为和，以水平向右为正方向，根据动量 加速度逐渐减小的减连运动.当F。=mg时，导体ah 做竖直向下的匀速运动。 定理有m=m,十子m,根据机栽能守恒定律有 18