精品解析：山东省枣庄市滕州市第一中学2023-2024学年高二下学期期末物理模拟试题三

滕州一中2023-2024学年度高二物理期末模拟试题三 一、单选题 1. 重庆音乐广播电台频率为FM88.1MHz，重庆交通广播电台频率为FM95.5MHz。小张同学在选修课上制作了一个简单的LC接收电路来接收电台信号，在收听节目时，他想从重庆音乐广播电台调为重庆交通广播电台，下列可以实现的是（ ） A. 对接收信号进行调制 B. 增大电容器两端的电压 C. 减小电容器的正对面积 D. 减小电容器两极板间的距离 【答案】C 【解析】 【详解】由可知，他想从重庆音乐广播电台调为重庆交通广播电台，则使频率变大，即或变小。 A．对接收信号进行调制，不改变、，故A不符合题意； B．增大电容器两端的电压，不改变、，故B不符合题意； C．减小电容器的正对面积，根据可知，变小，频率变大，故C符合题意； D．减小电容器两极板间的距离，根据可知，变大，频率变小，故D不符合题意。 故选C。 2. 如图甲所示，将两个完全相同、质量均为m的分子A、B同时从x轴上的坐标原点和处由静止释放，图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像，当分子间距分别为、和时，两分子之间的势能为、0和。取分子间距无穷远处势能为零，整个运动只考虑分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A. 分子A、B的最大动能均为 B. 当分子间距为时，两分子之间的分子力最大 C. 当两分子间距无穷远时，分子B的速度大小为 D. 两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大再减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．当它们之间距离为r0，两分子之间势能为，此时动能最大，减少的势能为 根据能量守恒，减小的势能转化为两分子的动能，故分子A、B的最大动能均为 故A正确； B．当两分子之间距离为r0时，对应的分子势能最小，分子间作用力为零，故B错误； C．当分子间距无穷远时，减少的势能全部转化为两分子的动能，则 解得分子B的速度大小为 故C错误； D．分子势能是标量，且正负可以表示大小，故它们之间的分子势能是先减小后增大，故D错误。 故选A。 3. 如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的比结合能，如的核子比结合能约为8MeV，的核子比结合能约为7MeV，根据该图像判断下列说法正确的是（　　） A. 随着原子核质量数的增加，原子核的比结合能增大 B. 核的比结合能比大，因此比更稳定 C. 把分成4个要吸收约16MeV的能量 D. 把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多吸收约16MeV的能量 【答案】C 【解析】 【详解】A．有图像可知，原子核质量数比较小时，随着原子核质量数的增加，原子核的比结合能增大，质量数比较大时，随着质量数增加，原子核的比结合能减小，A错误； B．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，核的比结合能比大，因此比更稳定，B错误； C．把分成8个中子和8个质子需要吸收的能量为 把2个质子与2个中子组合成一个氦核需要释放的能量为 所以把分成4个要吸收 C正确； D．把分成8个质子和8个中子需要吸收128MeV的能量，把分成4个需要吸收16MeV的能量，所以把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多吸收约112MeV的能量，D错误； 故选C。 4. 如图所示，一定质量的某种理想气体，沿图像中箭头所示方向，从状态开始先后变化到状态、，再回到状态。已知状态气体温度为。则下列说法正确的是（　　）（绝度零度取） A. 气体在状态时的温度为 B. 从状态的过程中，气体对外界做功 C. 气体在过程中放出热量 D. 气体在过程中单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子个数增多 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据理想气体状态方程 对、两状态结合图像，可求得气体在状态时的温度为 故A错误； B．理想气体在过程中，气体体积增大，则气体对外界做功，外界对气体做的功为 所以气体对外界做功为400J，故B错误； C．气体在过程中，则外界对气体做的功 根据热力学第一定律 可得 所以放出热量为100J，故C正确； D．气体在过程中，气体压强不变，体积变大，则温度升高，分子平均动能增大，则单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子个数变少，故D错误。 故选C。 5. 风力发电绿色环保、低碳，通过变压器和远距离输电线给用户供电，工作原理如图所示。发电机线圈面积为S、匝数为N匝、电阻不计，处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线圈绕垂直磁场的水平轴匀速转动，转速为n，其输出端与升压变压器的原线圈相连，输出电压为，升压变压器原、副线圈的匝数比为，输出功率为P，降压变压器的副线圈连接用户，两变压器间的输电线总电阻为R，变压器均为理想变压器。用户端工作电压为。下列说法正确的是（　　） A. B. 两变压器间输电线上的电流为 C. 用户获得的功率为 D. 若其他条件不变，只减小，则增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．发电线圈产生的感应电动势最大值为 又 输出电压为 联立，解得 故A错误； B．升压变压器电流为 由 解得两变压器间输电线上的电流为 故B错误； C．输电线上损耗的功率为 用户获得的功率为 联立，解得 故C错误； D．根据 ， 又 ， 联立，解得 若其他条件不变，只减小，则增大，根据 可知 则增大。故D正确。 故选D。 6. 如图所示，竖直面内有一个闭合导线框ACDEA（由细软导线制成）挂在两固定点A、D上，水平线段AD为半圆的直径，在导线框的E处有一个动滑轮，动滑轮下面挂一重物，使导线处于绷紧状态。在半圆形区域内，有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的有界匀强磁场，设导线框的电阻为r，圆的半径为R，在将导线上的C点以恒定角速度（相对圆心O）从A点沿圆弧移动的过程中，若不考虑导线中电流间的相互作用，则下列说法不正确的是（　　） A. 在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针 B. 在C从A点沿圆弧移动到图中位置的过程中，通过导线上C点的电量为 C. 当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最大 D. 在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中产生的电热为 【答案】C 【解析】 【详解】A．设转过角度为 根据几何知识知线框的面积 磁通量为 磁通量先增大后减小，根据楞次定律知电流的方向先逆时针，后顺时针，故A正确； B．根据 知 故B正确； C．根据 知 沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最小为零，故C错误； D．根据C项知电动势有效值为 故电热 故D正确。 本题选错误的，故选C。 7. 如图甲为氢原子的能级图，现用频率为的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为、、的三条谱线，现用这三种频率的光去照射图乙的光电效应的实验装置；其中只有a、b两种光能得到图丙所示的电流与电压的关系曲线；已知图乙中的阴极材料是表中所给材料中的一种，表是几种金属的逸出功和截止频率。已知。以下说法不正确的是（　　） 几种金属的逸出功和截止频率 金属 W/eV v/×1014Hz 钠 2.29 5.53 钾 2.25 5.44 铷 2.13 515 A. 图乙中的阴极材料一定是铷 B. 图丙中 C. 一定有 D. 图丙中的b光照射阴极电流达到饱和时每秒射出的光电子数大约4×1012个 【答案】C 【解析】 【详解】A．在所发射的光谱中仅能观测到三条谱线，则说明是从能级向低能级跃迁的，结合乙图知则这三种光子的能量分别为，，，由 代入a光的数值解得 由表知阴极材料为铷，故A正确； B．图丙中 故B正确； C．用频率为的光照射大量处于基态的氢原子，基态氢原子吸收光子能量跃迁到高能级，在向低能级跃迁时辐射出三种频率的光，三种光子能量关系为 又 则频率关系为 ， 故C错误； D．由丙图知b光的饱和电流为，由知，每秒射出的电荷量为，又已知，则每秒射出的光电子数大约为 故D正确； 本题选不正确的，故选C。 8. 如图所示，桶装水的容积为，为取水方便，在上面安装一个取水器。某次取水前桶内气体压强为，剩余水的体积为，水面距出水口的高度为。取水器每按压一次，向桶内打入压强为、体积为的空气。已知水桶的横截面积为，水的密度为，大气压强为，重力加速度为，取水过程中气体温度保持不变，则（　　） A. 取水器至少按压1次，水才能从出水口流出 B. 取水器至少按压3次，水才能从出水口流出 C. 若要压出水，至少需按压16次 D. 若要压出水，至少需按压17次 【答案】D 【解析】 【详解】A B．设取水器下压n次后，桶中的水才能从出水口流出。以原来桶中空气和打入的空气为研究对象，设开始时压强为，体积为，则 ， 设桶中空气和打入的空气后来的体积，压强为，则 由玻意耳定律得 要使桶中水能从出水口流出，则有 联立各式解得 所以取水器至少按压2次后，桶中水才能从出水口流出。AB错误； C D．水桶高度 装满水时，水面距离出水口高度 再压出4升水后桶内液面与出水口高度差为 则有 解得 由于外界温度保持不变，根据玻意耳定律有 其中 ，， 解得 可知，若要再压出4升水，至少需按压17次。C错误，D正确。 故选D。 二、多选题 9. 如图所示，竖直放置的导热良好的汽缸由横截面面积不同的上、下两部分组成，上半部分的横截面面积为，下半部分的横截面面积为，上半部分的汽缸内有一个质量为的活塞A，下半部分的汽缸内有一个质量为的活塞B，两个活塞之间用一根长为的轻质细杆连接，两个活塞之间封闭了一定质量的理想气体，两活塞可在汽缸内无摩擦滑动而不漏气。初始时，两活塞均处于静止状态，缸内封闭气体温度为，两活塞到汽缸粗细部分交接处的距离均为，重力加速度为，环境大气压强为，则下列说法正确的是（　　） A. 初始时，汽缸内封闭气体的压强为 B. 初始时，细杆对活塞B作用力大小为 C. 若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，则两活塞向下移动的距离为 D. 若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，则缸内气体对外做功为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设初始时䍂内气体的压强为，则两活塞受力平衡有 解得 A错误； B．对活塞受力分析有 解得 B正确； C．若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，气体发生等压变化，则有 解得 设两活塞向下移动的距离为，则有 解得 C错误； D．若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，气体发生等压变化有 解得 汽缸内等压膨胀对外做功为 D正确。 故选BD。 10. 如图所示，在平面直角坐标系平面内存在两处磁感应强度大小均为B、方向垂直于平面的匀强磁场，第一象限内的匀强磁场分布在三角形之外的区域，方向向里，A、C两点分别位于x轴和y轴上，，的长度为；第二象限内的匀强磁场分布在半径为R的圆形区域内，圆形区域的圆心坐标为，圆形区域与x、y轴的切点分别为P、Q，第三，四象限内均无磁场。置于P点的离子发射器，能持续地从P点在平面内向x轴上方180°范围内以恒定速率发射同种正离子，离子质量均为m，电荷量均为q；在y轴上放置长度为的探测板，G和C分别为探测板的上下边缘，所有打到探测板上的离子都被板吸收。已知从P点垂直于x轴发射的离子恰好经过Q点进入第一象限，不计重力及离子间的相互作用。则（　　） A. 圆形区域内磁场的方向垂直于纸面向外 B. 离子的发射速率 C. 探测板上有离子打到的区域长度 D. 从P点垂直于x轴发射的离子，从发射到第二次经过边界所用的时间 【答案】ABC 【解析】 【详解】AB．从P点垂直于x轴发射的正离子恰好经过Q点进入第一象限，说明正离子在P点受向右的磁场力，由左手定则知磁场方向垂直于纸面向外。如图所示   设离子在圆形区域圆周运动的半径为r，则 又有 解得 故AB正确； C．如图所示，因所有离子均以恒定速率发射，故离子在圆形磁场中的轨迹半径均为r，又已知，易得所有离子经过圆形磁场后均水平向右飞出圆形磁场，然后穿过AC进入右侧磁场。从C点进入右侧磁场的离子，经过半个周期打到屏上E点，则 从M点进入右侧磁场的离子，轨迹恰好与屏CG相切与D点，图中CF垂直于，则 则 则探测板上有离子打到区域为DE，其长度 故C正确； D．设离子在两磁场中圆周运动的周期为T，则 离子在圆形区域磁场中运动圆心角为90°，则运动时间 离子在两磁场之间匀速直线运动时间 离子在AC右侧区域磁场中运动圆心角为300°，运动时间 则离子从发射到第二次经过边界AC所用的时间 故D错误。 故选ABC。 11. 两根足够长的导轨由上下段电阻不计，光滑的金属导轨组成，在M、N两点绝缘连接，M、N等高，间距L = 1m，连接处平滑。导轨平面与水平面夹角为30°，导轨两端分别连接一个阻值R = 0.02Ω的电阻和C = 1F的电容器，整个装置处于B = 0.2T的垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中，两根导体棒ab、cd分别放在MN两侧，质量分为m1 = 0.8kg，m2 = 0.4kg，ab棒电阻为0.08Ω，cd棒的电阻不计，将ab由静止释放，同时cd从距离MN为x0 = 4.32m处在一个大小F = 4.64N，方向沿导轨平面向上的力作用下由静止开始运动，两棒恰好在M、N处发生弹性碰撞，碰撞前瞬间撤去F，已知碰前瞬间ab的速度为4.5m/s，g = 10m/s2（ ） A. ab从释放到第一次碰撞前所用时间为1.44s B. ab从释放到第一次碰撞前，R上消耗的焦耳热为0.78J C. 两棒第一次碰撞后瞬间，ab的速度大小为6.3m/s D. 两棒第一次碰撞后瞬间，cd的速度大小为8.4m/s 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由于金属棒ab、cd同时由静止释放，且恰好在M、N处发生弹性碰撞，则说明ab、cd在到达M、N处所用的时间是相同的，对金属棒cd和电容器组成的回路有 Δq = C·BLΔv 对cd根据牛顿第二定律有 F－BIL－m2gsin30° = m2a2 其中 ， 联立有 则说明金属棒cd做匀加速直线运动，则有 联立解得 a2 = 6m/s2，t = 1.2s 故A错误； B．由题知，知碰前瞬间ab的速度为4.5m/s，则根据功能关系有 金属棒下滑过程中根据动量定理有 其中 ，R总 = R＋Rab = 0.1Ω 联立解得 q = 6C，xab = 3m，Q = 3.9J 则R上消耗的焦耳热为 故B正确； CD．由于两棒恰好在M、N处发生弹性碰撞，取沿斜面向下为正，有 m1v1－m2v2 = m1v1′＋m2v2′ 其中 v2 = a2t = 7.2m/s 联立解得 v1′ = －3.3m/s，v2′ = 8.4m/s 故C错误、D正确 故选BD。 12. 如图甲所示，两点间接入电压如图乙变化的交流电源，电阻，滑动变阻器初始状态电阻为，理想变压器原、副线圈匝数比为，则（　　） A. 若滑动变阻器时，电流表示数为 B. 若滑动变阻器滑片向右移动时，的功率逐渐减小 C. 若改变滑动变阻器阻值，使的功率最大时，此时 D. 若保持滑动变阻器不变，只改变原副线圈开数比，使功率最大时，原副线圈匝数比为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电源的有效值 将滑动变阻器与变压器作为一个整体，则等效电阻为 若滑动变阻器时，流过原线圈的电流 根据 解得 A错误； B．若滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻增大，根据上述，等效电阻增大，根据 可知，通过原线圈的电流减小，根据 可知，若滑动变阻器滑片向右移动时，的功率逐渐减小，B正确； C．变压器不消耗功率，将电阻等效为电源的内阻，当变压器等效电阻 结合上述有 时，消耗的功率最大，即若改变滑动变阻器阻值，使的功率最大时，此时 C错误； D．根据上述，若保持滑动变阻器不变，只改变原副线圈开数比，使功率最大时，则有 解得 D正确。 故选BD。 三、实验题 13. 为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下实验。 （1）小明同学用如图甲所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。 ①部分实验记录如下： i.实验得出所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“＋”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 ii.将条形磁铁按如图甲方式N极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。判断出螺线管中电流的方向，再判断出螺线管中的感应电流磁场的方向。 iii.经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向___________（填“相同”或“相反”）。 ②关于该实验，下列说法正确的是___________。 A.只有磁铁N极向下插入螺线管，灵敏电流计指针才会向右偏转 B.将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向右偏转 C.将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向左偏转 D.将磁铁向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大 （2）小宁同学用如图乙所示的电路研究感应电流的方向。 ①将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针向左偏转，则保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片向左匀速移动，则电流计指针___________（填“向左”、“向右”或“不”）偏转。 ②实验结束后，某同学在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，直接用手去拆除某螺线管处的导线，突然被电击了一下，则该同学被电击是在拆除___________（选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。 【答案】（1） ①. 相反 ②. CD##DC （2） ①. 向左 ②. A 【解析】 【小问1详解】 [1]由楞次定律可知，感应电流产生的磁场总是阻碍条形磁铁磁场的增加（增反减同），故感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向相反。故填“相反”。 [2]A．将磁铁的S极向下插入螺线管后，向上将磁铁拔出螺线管时，灵敏电流计指针也会向右偏转，A错误； BC．由右手定则知，将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向左偏转，B错误，C正确； D．将磁铁向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大，D正确； 故选CD。 【小问2详解】 [1]由题知，当闭合开关S瞬间，线圈A中电流瞬间增加，电流计指针向左偏转，由实物图知，将滑动变阻器的滑片向左匀速移动，电路中总阻减小，线圈A中电流继续增加，故电流计指针向左偏转。故填“向左”。 [2]拆除A线圈电流时，B线圈产生的感应电流阻碍A线圈中电流减小，A线圈电流瞬间增加，故填“A”。 14. 某同学用如图甲所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到最右侧，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。 （1）为使实验结果尽量准确，下列操作正确的是________。 A. 要尽可能保持环境温度不变 B. 注射器必须水平放置 C. 实验过程中要用手握紧注射器 D. 实验过程中应迅速地推动活塞 （2）分别在环境温度为T1、T2（）时完成上述探究活动。下列各图最能正确且直观地反映实验过程中，气体压强p随体积V变化规律的是________。 A. B. C. D. （3）该同学用此装置测量一小石子的密度。他先用天平测出其质量为m，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出如图乙所示的图像，则石子密度为________。（用题及图中相关物理量的字母符号表示） （4）求出石子的密度比真实值________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】（1）A （2）C （3） （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 A．保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，要尽可能保持环境温度不变，故A正确； B．注射器水平放置、竖直放置都可以，故B错误； C．实验过程中若用手握紧注射器并快速推拉活塞，气体温度将升高，故C错误； D．实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，故D错误。 故选A。 【小问2详解】 根据理想气体状态方程，整理得 可知为直观地反映实验过程中，应采用图像，图像的斜率为 则温度越高，对应的图线的斜率越大。 故选C。 【小问3详解】 设石块的体积为，根据理想气体状态方程 整理得 石头的体积为 石头的密度为 【小问4详解】 由于软管的存在，偏小，根据 可知石头密度偏大。 四、解答题 15. 如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之间，b与汽缸底部的距离，活塞的面积为。初始时，活塞在卡销a处，汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为和。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处（过程中气体温度视为不变），外力增加到并保持不变。 （1）求外力增加到时，卡销b对活塞支持力的大小； （2）再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。 【答案】（1）100N；（2）327K 【解析】 【详解】（1）活塞从位置到过程中，气体做等温变化，初态 、 末态 、 根据 解得 此时对活塞根据平衡条件 解得卡销b对活塞支持力的大小 （2）将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，当活塞刚好能离开卡销b时，气体做等容变化，初态 ， 末态，对活塞根据平衡条件 解得 设此时温度为，根据 解得 16. 镭（Ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知能自发放出粒子而变成新核Rn，已知的质量，Rn的质量，粒子的质量。如图所示，一个静止的镭核在匀强磁场中发生衰变，衰变后两粒子运动平面与磁场垂直（涉及比值时，质量可取整数）求： （1）粒子与Rn核在磁场中运动半径之比和周期之比； （2）衰变过程中放出的能量； （3）粒子的动能。 【答案】（1）； ；（2）7.452MeV；（3）7.320MeV 【解析】 【详解】（1）静止的镭核衰变时动量守恒，粒子与Rn核运动方向相反，因此均带正电，在磁场中所受洛伦兹力方向相反，偏转方向相反；又因粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，故两粒子的运动轨迹为两外切圆，由动量守恒知， 由 可得 可知 由周期公式 得 （2）衰变过程中的质量亏损 释放的能量 （3）由 及 得 所以粒子的动能为 17. 如图甲所示，两根相距为足够长的光滑平行金属导轨、水平放置，两侧存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反。两根电阻均为的金属棒、放置于两侧的导轨上。初始时将棒锁定，棒用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与物块相连，细绳处于拉紧状态且与导轨平行，棒与物块的质量均为，物块距地面的高度为。现静止释放物块，在物块落地瞬间，棒与细绳分离，同时解除对棒的锁定，并测得整个运动过程棒的速度与时间关系如图乙所示，图中已知。整个运动过程棒未与滑轮相碰，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，物块落地后不反弹，导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力及空气阻力均忽略不计，重力加速度为，求： （1）物块刚释放瞬间的加速度； （2）磁场的磁感应强度大小； （3）物块落地的时间； （4）整个过程回路中产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）设绳子的拉力为F，根据牛顿第二定律有 解得 （2）当b棒匀速运动时，受力平衡，则对bc整体有 根据法拉第电磁感应定律结合欧姆定律有 解得 （3）根据电流的定义式有 对c，根据动量定理有 对b，根据动量定理有 解得 （4）由图可知最终ab以的速度匀速运动，根据动量守恒定律有 解得 根据能量守恒定律可知，整个过程回路中产生的焦耳热为 解得 18. 如图所示，一虚线将坐标系分为上下两部分，虚线交y轴于P点、交x轴于Q点，。虚线上方区域为垂直指向左下方的匀强电场，电场强度大小为E；下方区域为垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度未知。一带电荷量为、质量为m的粒子从P点以沿x轴正方向抛出，不计重力，此后运动过程中其轨迹与虚线边界的第一个交点为M、第二个交点为N（M、N两点未画出）。 （1）求从P点运动至M点的过程中，粒子离虚线边界的最远距离； （2）若，求磁感应强度的大小； （3）若且，求粒子被抛出后到达x轴所用的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）将在沿电场强度方向和垂直电场强度方向分解，当沿电场强度方向速度减至0时，粒子离虚线边界最远，沿电场强度方向有 ， 最远距离 （2）粒子轨迹如图所示 粒子从在垂直电场强度方向上做匀速直线运动，则 粒子从做匀速圆周运动，由 整理得 由几何关系知 结合 解得 （3）粒子从的时间 由于 可知 对应的 由几何关系可知，粒子从的圆心角 则 由题意知，粒子的运动具有重复性，结合几何关系有 故粒子从抛出至到达x轴的时间 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 滕州一中2023-2024学年度高二物理期末模拟试题三 一、单选题 1. 重庆音乐广播电台频率为FM88.1MHz，重庆交通广播电台频率为FM95.5MHz。小张同学在选修课上制作了一个简单的LC接收电路来接收电台信号，在收听节目时，他想从重庆音乐广播电台调为重庆交通广播电台，下列可以实现的是（ ） A. 对接收信号进行调制 B. 增大电容器两端的电压 C. 减小电容器的正对面积 D. 减小电容器两极板间的距离 2. 如图甲所示，将两个完全相同、质量均为m的分子A、B同时从x轴上的坐标原点和处由静止释放，图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像，当分子间距分别为、和时，两分子之间的势能为、0和。取分子间距无穷远处势能为零，整个运动只考虑分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A. 分子A、B的最大动能均为 B. 当分子间距为时，两分子之间的分子力最大 C. 当两分子间距无穷远时，分子B的速度大小为 D. 两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大再减小 3. 如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的比结合能，如的核子比结合能约为8MeV，的核子比结合能约为7MeV，根据该图像判断下列说法正确的是（　　） A. 随着原子核质量数增加，原子核的比结合能增大 B. 核的比结合能比大，因此比更稳定 C. 把分成4个要吸收约16MeV的能量 D. 把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多吸收约16MeV的能量 4. 如图所示，一定质量的某种理想气体，沿图像中箭头所示方向，从状态开始先后变化到状态、，再回到状态。已知状态气体温度为。则下列说法正确的是（　　）（绝度零度取） A. 气体在状态时的温度为 B. 从状态的过程中，气体对外界做功 C. 气体在过程中放出热量 D. 气体在过程中单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子个数增多 5. 风力发电绿色环保、低碳，通过变压器和远距离输电线给用户供电，工作原理如图所示。发电机线圈面积为S、匝数为N匝、电阻不计，处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线圈绕垂直磁场的水平轴匀速转动，转速为n，其输出端与升压变压器的原线圈相连，输出电压为，升压变压器原、副线圈的匝数比为，输出功率为P，降压变压器的副线圈连接用户，两变压器间的输电线总电阻为R，变压器均为理想变压器。用户端工作电压为。下列说法正确的是（　　） A. B. 两变压器间输电线上的电流为 C. 用户获得的功率为 D. 若其他条件不变，只减小，则增大 6. 如图所示，竖直面内有一个闭合导线框ACDEA（由细软导线制成）挂在两固定点A、D上，水平线段AD为半圆的直径，在导线框的E处有一个动滑轮，动滑轮下面挂一重物，使导线处于绷紧状态。在半圆形区域内，有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的有界匀强磁场，设导线框的电阻为r，圆的半径为R，在将导线上的C点以恒定角速度（相对圆心O）从A点沿圆弧移动的过程中，若不考虑导线中电流间的相互作用，则下列说法不正确的是（　　） A. 在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针 B. 在C从A点沿圆弧移动到图中位置的过程中，通过导线上C点的电量为 C. 当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最大 D. 在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中产生的电热为 7. 如图甲为氢原子的能级图，现用频率为的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为、、的三条谱线，现用这三种频率的光去照射图乙的光电效应的实验装置；其中只有a、b两种光能得到图丙所示的电流与电压的关系曲线；已知图乙中的阴极材料是表中所给材料中的一种，表是几种金属的逸出功和截止频率。已知。以下说法不正确的是（　　） 几种金属的逸出功和截止频率 金属 W/eV v/×1014Hz 钠 2.29 553 钾 2.25 5.44 铷 213 5.15 A. 图乙中的阴极材料一定是铷 B. 图丙中 C. 一定有 D. 图丙中b光照射阴极电流达到饱和时每秒射出的光电子数大约4×1012个 8. 如图所示，桶装水的容积为，为取水方便，在上面安装一个取水器。某次取水前桶内气体压强为，剩余水的体积为，水面距出水口的高度为。取水器每按压一次，向桶内打入压强为、体积为的空气。已知水桶的横截面积为，水的密度为，大气压强为，重力加速度为，取水过程中气体温度保持不变，则（　　） A. 取水器至少按压1次，水才能从出水口流出 B. 取水器至少按压3次，水才能从出水口流出 C. 若要压出水，至少需按压16次 D. 若要压出水，至少需按压17次 二、多选题 9. 如图所示，竖直放置的导热良好的汽缸由横截面面积不同的上、下两部分组成，上半部分的横截面面积为，下半部分的横截面面积为，上半部分的汽缸内有一个质量为的活塞A，下半部分的汽缸内有一个质量为的活塞B，两个活塞之间用一根长为的轻质细杆连接，两个活塞之间封闭了一定质量的理想气体，两活塞可在汽缸内无摩擦滑动而不漏气。初始时，两活塞均处于静止状态，缸内封闭气体温度为，两活塞到汽缸粗细部分交接处的距离均为，重力加速度为，环境大气压强为，则下列说法正确的是（　　） A. 初始时，汽缸内封闭气体的压强为 B. 初始时，细杆对活塞B的作用力大小为 C. 若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，则两活塞向下移动的距离为 D. 若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，则缸内气体对外做功为 10. 如图所示，在平面直角坐标系平面内存在两处磁感应强度大小均为B、方向垂直于平面的匀强磁场，第一象限内的匀强磁场分布在三角形之外的区域，方向向里，A、C两点分别位于x轴和y轴上，，的长度为；第二象限内的匀强磁场分布在半径为R的圆形区域内，圆形区域的圆心坐标为，圆形区域与x、y轴的切点分别为P、Q，第三，四象限内均无磁场。置于P点的离子发射器，能持续地从P点在平面内向x轴上方180°范围内以恒定速率发射同种正离子，离子质量均为m，电荷量均为q；在y轴上放置长度为的探测板，G和C分别为探测板的上下边缘，所有打到探测板上的离子都被板吸收。已知从P点垂直于x轴发射的离子恰好经过Q点进入第一象限，不计重力及离子间的相互作用。则（　　） A. 圆形区域内磁场的方向垂直于纸面向外 B. 离子的发射速率 C. 探测板上有离子打到的区域长度 D. 从P点垂直于x轴发射的离子，从发射到第二次经过边界所用的时间 11. 两根足够长的导轨由上下段电阻不计，光滑的金属导轨组成，在M、N两点绝缘连接，M、N等高，间距L = 1m，连接处平滑。导轨平面与水平面夹角为30°，导轨两端分别连接一个阻值R = 0.02Ω的电阻和C = 1F的电容器，整个装置处于B = 0.2T的垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中，两根导体棒ab、cd分别放在MN两侧，质量分为m1 = 0.8kg，m2 = 0.4kg，ab棒电阻为0.08Ω，cd棒的电阻不计，将ab由静止释放，同时cd从距离MN为x0 = 4.32m处在一个大小F = 4.64N，方向沿导轨平面向上的力作用下由静止开始运动，两棒恰好在M、N处发生弹性碰撞，碰撞前瞬间撤去F，已知碰前瞬间ab的速度为4.5m/s，g = 10m/s2（ ） A. ab从释放到第一次碰撞前所用时间为1.44s B. ab从释放到第一次碰撞前，R上消耗的焦耳热为0.78J C. 两棒第一次碰撞后瞬间，ab的速度大小为6.3m/s D. 两棒第一次碰撞后瞬间，cd的速度大小为8.4m/s 12. 如图甲所示，两点间接入电压如图乙变化的交流电源，电阻，滑动变阻器初始状态电阻为，理想变压器原、副线圈匝数比为，则（　　） A. 若滑动变阻器时，电流表示数为 B. 若滑动变阻器滑片向右移动时，的功率逐渐减小 C. 若改变滑动变阻器阻值，使的功率最大时，此时 D. 若保持滑动变阻器不变，只改变原副线圈开数比，使功率最大时，原副线圈匝数比为 三、实验题 13. 为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下实验。 （1）小明同学用如图甲所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。 ①部分实验记录如下： i.实验得出所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“＋”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 ii.将条形磁铁按如图甲方式N极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。判断出螺线管中电流的方向，再判断出螺线管中的感应电流磁场的方向。 iii.经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向___________（填“相同”或“相反”）。 ②关于该实验，下列说法正确的是___________。 A.只有磁铁N极向下插入螺线管，灵敏电流计指针才会向右偏转 B.将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向右偏转 C.将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向左偏转 D.将磁铁向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大 （2）小宁同学用如图乙所示的电路研究感应电流的方向。 ①将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针向左偏转，则保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片向左匀速移动，则电流计指针___________（填“向左”、“向右”或“不”）偏转。 ②实验结束后，某同学在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置情况下，直接用手去拆除某螺线管处的导线，突然被电击了一下，则该同学被电击是在拆除___________（选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。 14. 某同学用如图甲所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到最右侧，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。 （1）为使实验结果尽量准确，下列操作正确的是________。 A. 要尽可能保持环境温度不变 B. 注射器必须水平放置 C. 实验过程中要用手握紧注射器 D. 实验过程中应迅速地推动活塞 （2）分别在环境温度为T1、T2（）时完成上述探究活动。下列各图最能正确且直观地反映实验过程中，气体压强p随体积V变化规律的是________。 A. B. C. D. （3）该同学用此装置测量一小石子的密度。他先用天平测出其质量为m，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出如图乙所示的图像，则石子密度为________。（用题及图中相关物理量的字母符号表示） （4）求出石子的密度比真实值________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 四、解答题 15. 如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之间，b与汽缸底部的距离，活塞的面积为。初始时，活塞在卡销a处，汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为和。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处（过程中气体温度视为不变），外力增加到并保持不变。 （1）求外力增加到时，卡销b对活塞支持力的大小； （2）再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。 16. 镭（Ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知能自发放出粒子而变成新核Rn，已知的质量，Rn的质量，粒子的质量。如图所示，一个静止的镭核在匀强磁场中发生衰变，衰变后两粒子运动平面与磁场垂直（涉及比值时，质量可取整数）求： （1）粒子与Rn核在磁场中运动的半径之比和周期之比； （2）衰变过程中放出的能量； （3）粒子的动能。 17. 如图甲所示，两根相距为足够长的光滑平行金属导轨、水平放置，两侧存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反。两根电阻均为的金属棒、放置于两侧的导轨上。初始时将棒锁定，棒用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与物块相连，细绳处于拉紧状态且与导轨平行，棒与物块的质量均为，物块距地面的高度为。现静止释放物块，在物块落地瞬间，棒与细绳分离，同时解除对棒的锁定，并测得整个运动过程棒的速度与时间关系如图乙所示，图中已知。整个运动过程棒未与滑轮相碰，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，物块落地后不反弹，导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力及空气阻力均忽略不计，重力加速度为，求： （1）物块刚释放瞬间的加速度； （2）磁场的磁感应强度大小； （3）物块落地的时间； （4）整个过程回路中产生的焦耳热。 18. 如图所示，一虚线将坐标系分为上下两部分，虚线交y轴于P点、交x轴于Q点，。虚线上方区域为垂直指向左下方的匀强电场，电场强度大小为E；下方区域为垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度未知。一带电荷量为、质量为m的粒子从P点以沿x轴正方向抛出，不计重力，此后运动过程中其轨迹与虚线边界的第一个交点为M、第二个交点为N（M、N两点未画出）。 （1）求从P点运动至M点的过程中，粒子离虚线边界的最远距离； （2）若，求磁感应强度的大小； （3）若且，求粒子被抛出后到达x轴所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $