精品解析：河南省周口市鹿邑县2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题

2023——2024高二下期期末试卷 物理试题 时间75分钟 总分100分 一、选择题（1～7，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的；8～10每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的给3分，有选错的得0分） 1. 一定质量理想气体从A状态变化到B状态的过程，压强p与摄氏温度t的关系如图所示，则从A到B的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 气体的体积不变 B. 气体的内能增加 C. 外界对气体做负功 D. 一定是吸热过程 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 作出压强p与热力学温度T的关系如图所示 根据理想气体状态方程有 则有 可知，图像上某点与原点连线的斜率能够间接表示体积的倒数，A点与原点连线的斜率小于B点与原点连线的斜率，则A点状态的体积大于B点状态的体积，即从A到B的过程中，气体体积减小，故A错误； B．从A到B的过程中，气体温度升高，则气体内能增加，故B正确； C．结合上述可知，气体体积减小，则外界对气体做正功，故C错误； D．结合上述，外界对气体做正功，气体内能增加，根据热力学第一定律可知，该过程与外界之间的热传递情况不能够确定，即该过程不一定是吸热过程，故D错误。 故选B。 2. 元素（）经过n次α衰变和m次β衰变后变成一种稳定的元素，则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】C 【解析】 【详解】根据质量数与电荷数守恒有 ， 解得 ， 故选C。 3. 小型发电站为某村寨110户家庭供电，输电原理如图所示，图中的变压器均为理想变压器，其中降压变压器的匝数比为n3∶n4＝50∶1，输电线的总电阻R＝10 Ω．某时段全村平均每户用电的功率为200 W，该时段降压变压器的输出电压为220 V．则此时段( ) A. 降压变压器的输入电压为11 kV B. 发电机的输出功率为22 kW C. 输电线的电流为1 100 A D. 输电线上损失的功率约为8.26 W 【答案】A 【解析】 【详解】A.降压变压器输出电压220 V，根据变压器原理：，代入数据解得：，A正确 BCD.降压变压器输出功率：，而，代入数据解得：输电线电流，输电线上功率损失：，根据：，所以发电机输出功率为22040W，BCD错误 4. 如图所示，虚线为一匀强磁场的边界，磁场方向垂直纸面向里（未画出），在磁场内某点沿水平平行于虚线的方向发射两个带电粒子A和B，其速度分别为和，两者的质量、电荷量均相同。两个粒子分别经过时间和从点和射出，则（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】两粒子的轨迹大致如图： 根据 可得 由图A的半径小于B的半径，故 vA<vB A转过的圆心角大，故 tA>tB 故选D。 5. 如图所示，阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该材料折射率。AC弧为一半径为R的圆弧，D为圆弧的圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从光源射入圆弧AC的光中，有一部分光线不能从AB、BC直接射出，则不能射出的光线与能射出的光线对应的圆弧的比为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】射入圆弧的光越靠近B越容易发生全反射，令临界角为C则有 解得 画出光路图如图所示 若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，则 若沿DG方向射到BC面上的光线刚好发生全反射，则 则不能射出的光线与能射出的光线对应的圆弧的比为 故选C。 6. A、B两种光子的能量分别为，，且，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为，，则下列正确的是（ ） A. A光子的频率为，B光子的频率为， B. A光子的动量为，B光子的动量为， C. 该金属的逸出功为 D. 该金属的逸出功为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由 ， 可得 故A错误； B．由光子动量 又 得 又 得 故B错误； C D．设金属的逸出功为，由光电效应方程得 又 综合解得 故C错误，D正确； 故选D。 7. 在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的方向为正，磁场向上为正，如图甲所示。当磁感应强度B随时间t按乙图变化时，导体环中产生的感应电流随时间变化的关系图正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】规定以向上为磁场的正方向，从图乙可知，0~1s磁感应强度向下且减小，则通过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向向下，则感应电流与图甲所示电流方向相同，为正方向，同理可知1s~2s电流为正方向、2s~4s为负方向，4s~5s为正方向；根据法拉第电磁感应定律及欧姆定律，线圈的感应电流为 其中R为线圈的电阻，k为磁感应强度的变化率，从图乙可以看出k为定值，即电流大小恒定。 故选B。 8. 图1中的B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。图2为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t＝0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz。下列说法正确的是（　　） A. 血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/s B. 质点M开始振动的方向沿y轴正方向 C. t＝1.25×10－7 s时质点M运动到横坐标x＝3.5×10－4 m处 D. 0～1.25×10－7 s内质点M的路程为2mm 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题图2知波长 λ＝14×10－2 mm＝1.4×10－4 m 由v＝λf得波速 v＝1.4×10－4 m×1×107 Hz＝1.4×103 m/s 故A正确； B．由上下坡法可得，质点M开始振动方向沿y轴负方向，故B错误； C．质点M只会在自己的平衡位置周期性振动，不会随波迁移，故C错误； D．质点M振动的周期 由于 所以质点M在0～1.25×10－7 s内运动的路程为 故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，电阻为0.4Ω的导体棒ab垂于导线框放置，在水平力F的作用下，以速度5m/s沿光滑导线框向右做匀速运动，线框的左端接有电阻R为0.6Ω。导线框放在磁感应强度B为1T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导线框平面向里。导体棒ab的长度为0.4m，和导线框宽度相同。导线框的电阻不计，则下列正确的是（　　） A. 导体棒中电流的方向由b指向a B. 导体棒ab两端的电压为2V C. 1s内通过R的电荷量为2C D. 电阻R的热功率为4W 【答案】AC 【解析】 【详解】A．导体棒向右运动，由右手定则可知，其电流方向由b指向a，故A项正确； B．导体棒切割磁感线，产生的感应电动势为 电路中的电流为I，有 ab棒两端的电压为 故B项错误； C．由于电流的定义式为，整理有 故C项正确； D．由于电功率公式有 故D项错误。 故选AC。 10. 回旋加速器两个D形盒半径为R，处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，用LC振荡器作为带电粒子加速的交流高频电源，已知电感为L，电容为C。则下列正确的是（ ） A. 被加速粒子的比荷为 B. 被加速粒子最大速度与高频电源电压有关 C. 被加速粒子最大速度与D形盒的半径R有关 D. 在磁感应强度不变的情况下，比荷不同的粒子，可以用同一LC振荡器作为粒子的加速度电源 【答案】AC 【解析】 【详解】A．被加速粒子在磁场中的运动周期等于LC振荡电路的周期，即 解得粒子的比荷为 选项A正确； BC．粒子被加速到速度最大时 解得最大速度 可知被加速粒子最大速度与高频电源电压无关，与D形盒的半径R有关，选项B错误，C正确； D．根据上述结论 在磁感应强度不变的情况下，比荷不同的粒子，不可以用同一LC振荡器作为粒子的加速度电源，选项D错误。 故选AC。 二、实验题（2小题，共15分） 11. 某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有220Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示。 该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他条件进行推算。 （1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为___________，重物下落的加速度的大小为___________。 （2）已测得s1=8.89cm，s2=9.50cm，s3=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/s2，实验中重物受到平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为___________Hz。 【答案】 ①. ②. ③. 40 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1][2]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得 由速度公式 vC=vB+aT 联立可得 (2)[3]由牛顿第二定律可得 mg-0.01mg=ma 解得 a=0.99g 代入(1)中加速度的表达式，可得 f=40Hz 12. 为了节能和环保，一些公共场使用光控开关控制照明系统．光控开关采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为1x）．某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表 照度/1x 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/kΩ 75 40 28 23 20 18 （1）根据表中数据，在图（甲）的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线____，光敏电阻RP的阻值随照度变化的特点为_____； （2）如图（乙）所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提高电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0lx时启动照明系统．（不考虑控制开关对所设计电路的影响） 提供的器材如下： A．光敏电阻RP（阻值见上表） B．直流电源E(电动势3V，内阻不计) C．定值电阻：，，（限选其中之一） D．开关S及导线若干． 在虚线框中完成电路原理图_____，所选定值电阻为___(写出对应电阻的阻值符合)． 【答案】 ①. ②. 阻值随照度变化的特点： 阻值随光照强度的增大非线性减小 ③. ④. 所选定值电阻为 R1 【解析】 【详解】（1）[1]通过描点连线，如图所示 由图可知，可知阻值随光照强度的增大非线性减小 （1）[2]根据题目所给条件,设计电路中，如图所示 （2）[3] （2）[4]光敏电阻与R1为串联关系，由于电源电动势为3V，当光敏电阻两端电压为Up=2V时，串联电阻电压为U1=1V，当照度为1.0x时，光敏电阻为Rp=20kΩ。根据串联电路分压规律： 解得 R1=10kΩ 故选R1 【点评】本题难度较小，应重点观察光敏电阻的阻值随着照度的变化关系，设计电路时，只需考虑电压或电流关系，控制电路不用考虑 三、计算题（3小题，共39分） 13. 如图所示，竖直放置、上端开口的绝热汽缸底部固定一电热丝(图中未画出)，面积为S的绝热活塞位于汽缸内(质量不计)，下端封闭一定质量的某种理想气体，绝热活塞上放置一质量为M的重物并保持平衡，此时汽缸内理想气体的温度为T0，活塞距汽缸底部的高度为h，现用电热丝缓慢给汽缸内的理想气体加热，活塞上升了，封闭理想气体吸收的热量为Q。已知大气压强为p0，重力加速度为g。求： (1)活塞上升了时，理想气体的温度是多少 (2)理想气体内能的变化量 【答案】(1)；(2) 【解析】 【详解】(1)封闭理想气体初始状态 ， 封闭理想气体末状态 用电热丝缓慢给汽缸内的理想气体加热，理想气体做等压变化，设末状态的温度为，由盖吕萨克定律得 解得 (2) 理想气体做等压变化，根据受力平衡可得 理想气体对外做功为 由热力学第一定律可知 联立解得 14. 如图半径为R的光滑绝缘圆形轨道固定在竖直平面内，在圆轨道的最低点B处固定一带电小球；另有质量为m的带电小球穿在圆环上，从A点（水平最高点）处无初速释放。若小球运动到C点时获得最大速度，其大小为，已知，重力加速度为g，求： （1）小球在A点对轨道的压力； （2）小球在C点对轨道的压力； （3）小球从A点运动到C的过程中，电场力所做的功。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球在C点的速度速度最大，此时沿速度方向合力为零，设此时库仑力为，切线方向有 解得 由几何关系可知 ， 设小球在A点时库仑力大小为，由库仑定律有 ， 解得 在A点受力分析，如图所示 解得 即小球在A点对轨道的压力为 （2）在C点，对小球的受力分析如图所示 对小球切线方向有 法线方向有 解得 由牛顿第三定律可知，小球在C点对轨道的压力与小球在C点受到支持力大小相等，为。 （3）小球从A点运动到C点的过程中，电场力做功为W，由动能定理可得 解得 15. 在电场强度为E、范围足够大的匀强电场中，有一条虚线与电场线平行，在该虚线上有两个静止的小球A和B，质量均为m，A球带电荷量，B球不带电，开始时两球相距L，在电场力作用下，A球从静止开始沿直线运动，并与B发生弹性正碰，且碰撞时间极短，电荷量不转移。不考虑重力及两球间的万有引力，求： （1）A球经过多长时间与B球发生第一次碰撞； （2）第一次碰后A、B两球速度各为多少； （3）在第一次碰撞以后，A、B两球不断地再次碰撞的时间间隔相等吗？如果相等求出时间间隔，如果不相等，请说明理由。 【答案】（1）；（2），；（3）相等， 【解析】 【详解】（1）根据牛顿第二定律有 根据位移公式有 解得 （2）碰撞前，根据速度公式有 解得 A与B发生弹性正碰，则有 ， 解得 ， （3）结合上述可知，在第一次碰撞以后，A的速度为0，A向右做初速度为0的匀加速直线运动，B向右做匀速直线运动，再次碰撞时，A的速度一定大于，而B的速度等于，令第一次碰撞后到第二次碰撞的时间间隔为，则有 解得 第二次碰撞时，A的速度为 第二次碰撞过程有 ， 解得 ， 令第二次碰撞后到第三次碰撞的时间间隔为，则有 解得 结合上述可知，由于A、B质量相等，发生弹性碰撞后，两球速度发生交换，碰撞之后，A的速度总比B的速度小，则A在加速至再次碰撞过程必定有 即时间间隔始终为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023——2024高二下期期末试卷 物理试题 时间75分钟 总分100分 一、选择题（1～7，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的；8～10每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的给3分，有选错的得0分） 1. 一定质量的理想气体从A状态变化到B状态的过程，压强p与摄氏温度t的关系如图所示，则从A到B的过程中，下列判断正确的是（　　） A. 气体体积不变 B. 气体的内能增加 C. 外界对气体做负功 D. 一定是吸热过程 2. 元素（）经过n次α衰变和m次β衰变后变成一种稳定的元素，则（　　） A ， B. ， C. ， D. ， 3. 小型发电站为某村寨110户家庭供电，输电原理如图所示，图中的变压器均为理想变压器，其中降压变压器的匝数比为n3∶n4＝50∶1，输电线的总电阻R＝10 Ω．某时段全村平均每户用电的功率为200 W，该时段降压变压器的输出电压为220 V．则此时段( ) A. 降压变压器的输入电压为11 kV B. 发电机的输出功率为22 kW C. 输电线的电流为1 100 A D. 输电线上损失的功率约为8.26 W 4. 如图所示，虚线为一匀强磁场边界，磁场方向垂直纸面向里（未画出），在磁场内某点沿水平平行于虚线的方向发射两个带电粒子A和B，其速度分别为和，两者的质量、电荷量均相同。两个粒子分别经过时间和从点和射出，则（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 5. 如图所示，阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该材料折射率。AC弧为一半径为R的圆弧，D为圆弧的圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从光源射入圆弧AC的光中，有一部分光线不能从AB、BC直接射出，则不能射出的光线与能射出的光线对应的圆弧的比为（　　） A. B. C. D. 6. A、B两种光子的能量分别为，，且，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为，，则下列正确的是（ ） A. A光子的频率为，B光子的频率为， B. A光子的动量为，B光子的动量为， C. 该金属的逸出功为 D. 该金属的逸出功为 7. 在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的方向为正，磁场向上为正，如图甲所示。当磁感应强度B随时间t按乙图变化时，导体环中产生的感应电流随时间变化的关系图正确的是（ ） A. B. C. D. 8. 图1中的B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。图2为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t＝0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×107 Hz。下列说法正确的是（　　） A. 血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/s B. 质点M开始振动的方向沿y轴正方向 C. t＝1.25×10－7 s时质点M运动到横坐标x＝3.5×10－4 m处 D. 0～1.25×10－7 s内质点M的路程为2mm 9. 如图所示，电阻为0.4Ω的导体棒ab垂于导线框放置，在水平力F的作用下，以速度5m/s沿光滑导线框向右做匀速运动，线框的左端接有电阻R为0.6Ω。导线框放在磁感应强度B为1T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导线框平面向里。导体棒ab的长度为0.4m，和导线框宽度相同。导线框的电阻不计，则下列正确的是（　　） A. 导体棒中电流的方向由b指向a B. 导体棒ab两端的电压为2V C. 1s内通过R的电荷量为2C D. 电阻R的热功率为4W 10. 回旋加速器两个D形盒的半径为R，处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，用LC振荡器作为带电粒子加速的交流高频电源，已知电感为L，电容为C。则下列正确的是（ ） A. 被加速粒子的比荷为 B. 被加速粒子最大速度与高频电源电压有关 C. 被加速粒子最大速度与D形盒的半径R有关 D. 在磁感应强度不变的情况下，比荷不同的粒子，可以用同一LC振荡器作为粒子的加速度电源 二、实验题（2小题，共15分） 11. 某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有220Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示。 该同学在实验中没有记录交流电频率f，需要用实验数据和其他条件进行推算。 （1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为___________，重物下落的加速度的大小为___________。 （2）已测得s1=8.89cm，s2=9.50cm，s3=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为___________Hz。 12. 为了节能和环保，一些公共场使用光控开关控制照明系统．光控开关采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为1x）．某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表 照度/1x 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/kΩ 75 40 28 23 20 18 （1）根据表中数据，在图（甲）的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线____，光敏电阻RP的阻值随照度变化的特点为_____； （2）如图（乙）所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提高电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0lx时启动照明系统．（不考虑控制开关对所设计电路影响） 提供的器材如下： A．光敏电阻RP（阻值见上表） B．直流电源E(电动势3V，内阻不计) C．定值电阻：，，（限选其中之一） D．开关S及导线若干． 在虚线框中完成电路原理图_____，所选定值电阻为___(写出对应电阻的阻值符合)． 三、计算题（3小题，共39分） 13. 如图所示，竖直放置、上端开口的绝热汽缸底部固定一电热丝(图中未画出)，面积为S的绝热活塞位于汽缸内(质量不计)，下端封闭一定质量的某种理想气体，绝热活塞上放置一质量为M的重物并保持平衡，此时汽缸内理想气体的温度为T0，活塞距汽缸底部的高度为h，现用电热丝缓慢给汽缸内的理想气体加热，活塞上升了，封闭理想气体吸收的热量为Q。已知大气压强为p0，重力加速度为g。求： (1)活塞上升了时，理想气体的温度是多少 (2)理想气体内能的变化量 14. 如图半径为R的光滑绝缘圆形轨道固定在竖直平面内，在圆轨道的最低点B处固定一带电小球；另有质量为m的带电小球穿在圆环上，从A点（水平最高点）处无初速释放。若小球运动到C点时获得最大速度，其大小为，已知，重力加速度为g，求： （1）小球在A点对轨道的压力； （2）小球在C点对轨道的压力； （3）小球从A点运动到C的过程中，电场力所做的功。 15. 在电场强度为E、范围足够大的匀强电场中，有一条虚线与电场线平行，在该虚线上有两个静止的小球A和B，质量均为m，A球带电荷量，B球不带电，开始时两球相距L，在电场力作用下，A球从静止开始沿直线运动，并与B发生弹性正碰，且碰撞时间极短，电荷量不转移。不考虑重力及两球间的万有引力，求： （1）A球经过多长时间与B球发生第一次碰撞； （2）第一次碰后A、B两球的速度各为多少； （3）在第一次碰撞以后，A、B两球不断地再次碰撞的时间间隔相等吗？如果相等求出时间间隔，如果不相等，请说明理由。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$