精品解析：山东省威海市乳山市银滩高级中学2023-2024学年高二下学期6月月考物理试题

2023—2024学年度第二学期高二6月模块检测 物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间90分钟。考试结束后，将答卷纸和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（共40分） 注意事项 1.答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的班级、姓名、座号、准考证号填写在答题卡和试卷规定的位置上，并将答题卡上的考号、科目、试卷类型涂好。 2.第I卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，答案不能答在试卷上。 3.第II卷必须用0.5毫米黑色签字笔在答卷纸各题的答题区域内作答；不能写在试题卷上，不按以上要求作答的答案无效。 一、选择题：本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，选对的每题得3分；第9-12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知衰变为的半衰期约为29年；衰变为的半衰期约87年。现用相同数目的和各做一块核电池，下列说法正确的是（　　） A. 衰变为时产生α粒子 B. 衰变为时产生β粒子 C. 50年后，剩余的数目大于的数目 D. 87年后，剩余的数目小于的数目 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变时产生电子，即β粒子，故A错误； B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生，即α粒子，故B错误； CD．根据题意可知的半衰期大于的半衰期，现用相同数目的和各做一块核电池，经过相同的时间，经过的半衰期的次数多，所以数目小于的数目，故D正确，C错误。 故选D。 2. “挤毛巾”和“液桥”都是国际空间站展示的有趣实验。宇航员先将干毛巾一端沾水后能使得整个毛巾完全浸湿，然后再用力拧毛巾，只见毛巾被挤出的水像一层果冻一样紧紧地吸附在毛巾的外表面，宇航员的手也粘有一层厚厚的水。我国宇航员王亚平在空间站做“液桥实验”的情形如图所示。下列关于这两个现象的描述正确的是（　　） A. 干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象 B. 水对宇航员的手和液桥板都是不浸润的 C. “液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，是由于液桥板分子之间的相互吸引 D. 在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为水不能浸润毛巾 【答案】A 【解析】 【详解】A．水是可以浸润毛巾的，毛巾中有很多的小缝隙，就相当于有很多的玻璃管，水会往毛巾缝隙扩散，干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象，故A正确； B．浸润指液体与固体发生接触时，液体附着在固体表面或渗透到固体内部的现象，此时对该固体而言，该液体叫做浸润液体。水对宇航员的手和液桥板都是浸润的，故B错误； C．“液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，这是水的表面张力在起作用，故C错误； D．水能浸润毛巾，在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为重力的作用，故D错误。 故选A。 3. 下列说法正确是（　　） A. 图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变长 B. 在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图乙所示，则a一定是非晶体，b一定是晶体 C. 图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较低的方向移动 D. 图丁光电效应实验中滑动变阻器的触头向右移动，电流表的示数一定增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后，入射光的动量减小，根据 可知，碰后散射光的波长变长，故A正确； B．在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图乙所示，则a表现出各向同性，a可能是多晶体，也可能是非晶体，b表现出各向异性，b一定是单晶体，故B错误； C．根据黑体辐射的规律，图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较高的方向移动，故C错误； D．图丁中光电效应实验中电源所加电压为加速电压，逸出的光电子加速到达A极，当滑动变阻器的触头向右移动时，加速电压增大，若电流没有达到饱和电流，电流表的示数先增大，达到饱和电流后，电流表的示数不变，故D错误。 故选A。 4. 如图，A和B两单色光，以适当的角度向半圆形玻璃砖射入，出射光线都从圆心O沿OC方向射出，且这两种光照射同种金属，都能发生光电效应。那么在光电效应实验中（如图所示），调节这两束光的光强并分别照射相同的光电管。使实验中这两束光都能在单位时间内产生相同数量的光电子，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以A、B表示，则下列4图中可能正确的是哪些？（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由光路的可逆性可知，单色光A的偏转程度较大，其折射率较大，频率较高，由 遏止电压与最大初动能关系 联立，解得 可知单色光A的遏制电压较大。 单位时间发出的电子数相同，零电压下，光电子并不会100%到达阳极，光子动能越大，到达阳极比例越高，A光频率高，光电子初动能更大，零电压时到达阳极比例更高，电流更大。 故选A。 5. 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是（　　） A. a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B. b→c过程，气体对外做功，内能增加 C. a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D. a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量 【答案】C 【解析】 【详解】A．a→b过程压强不变，是等压变化且体积增大，气体对外做功W<0，由盖-吕萨克定律可知 即内能增大，，根据热力学第一定律可知过程，气体从外界吸收热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A错误； B．方法一：过程中气体与外界无热量交换，即 又由气体体积增大可知，由热力学第一定律可知气体内能减少。 方法二：过程为等温过程，所以 结合分析可知 所以b到c过程气体的内能减少。故B错误； C．过程为等温过程，可知 根据热力学第一定律可知过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C正确； D．根据热力学第一定律结合上述解析可知：一整个热力学循环过程，整个过程气体对外做功，因此热力学第一定律可得 故过程气体从外界吸收的热量不等于过程放出的热量，D错误。 故选C。 【点睛】 6. 某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合瞬间，流经灯和的电流相等 B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变 C. 开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭 D. 根据题中信息，可以推算出图乙中与的比值 【答案】D 【解析】 【详解】AB．开关S闭合瞬间，由于电感线圈的阻碍作用，灯D3逐渐变亮，通过灯D3的电流缓慢增加，待稳定后，流经灯和的电流相等；故从开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流也是逐渐增加，A、B错误； C．开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯和提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯和的电流相等，所以灯逐渐熄灭，C错误； D．开关S闭合瞬间，灯和串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，由欧姆定律 电路稳定后，流过D3的电流为 开关S断开瞬间，电感线圈能够为和提供与之前等大电流，故其两端电压为 所以 故可以推算出图乙中与的比值，D正确。 故选D。 7. 如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（　　） A. 通过金属棒的电流为 B. 金属棒到达时，电容器极板上的电荷量为 C. 金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电 D. 金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】C．根据楞次定律可知电容器的上极板应带正电，C错误； A．由题知导体棒匀速切割磁感线，根据几何关系切割长度为 L = 2xtanθ，x = vt 则产生的感应电动势为 E = 2Bv2ttanθ 由题图可知电容器直接与电源相连，则电容器的电荷量为 Q = CE = 2BCv2ttanθ 则流过导体棒的电流 I = = 2BCv2tanθ A正确； B．当金属棒到达x0处时，导体棒产生的感应电动势为 E′ = 2Bvx0tanθ 则电容器的电荷量为 Q = CE′ = 2BCvx0tanθ B错误； D．由于导体棒做匀速运动则 F = F安 = BIL 由选项A可知流过导体棒的电流I恒定，但L与t成正比，则F为变力，再根据力做功的功率公式 P = Fv 可看出F为变力，v不变则功率P随力F变化而变化； D错误； 故选A。 【点睛】 8. 如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电动势为 由题图丙可知，磁场区域变化后，当时，线圈的侧边开始切割磁感线，即当线圈旋转时开始切割磁感线，由几何关系可知磁场区域平行于x轴的边长变为 C正确。 故选C。 【点睛】 9. 、、、是氢原子在可见光谱线。这四条谱线分别为氢原子从n=6，5，4，3能级向n=2能级跃迁时发出的，波长关系为。下列说法正确的是（　　） A. 是氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时产生的 B. 是氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时产生的 C. 若用照射某种金属能发生光电效应，则用照射这种金属一定也能发生光电效应 D. 若用照射某种金属能发生光电效应，则用照射这种金属一定也能发生光电效应 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由于四条谱线中，谱线光子波长最小，其频率最大，所以是氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时产生的，故A错误，B正确； CD．由于谱线光子波长小于谱线的波长，则光子频率大于的光子频率，若用照射某种金属能发生光电效应，则用照射这种金属不一定能发生光电效应，但若用照射某种金属能发生光电效应，则用照射这种金属一定能发生光电效应，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 由于地球引力的作用，大气被“吸”向地球，因而产生了压力，大气压强与液体产生的压强类似，测得地球表面大气压强为，大气层的厚度为h，空气的平均摩尔质量为M。已知地球大气层的厚度远小于地球的半径R，阿伏加德罗常数为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 地球表面空气的总体积约为 B. 空气分子的平均密度为 C. 空气分子的总数为 D. 空气分子间的平均距离为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．大气的体积为 故A正确； B．根据上述 解得 故B正确； C．设大气层中气体的质量为m，地球的表面积为S，由大气压强产生的原因可知 解得 故C错误； D．气体分子之间的距离为 故D正确。 故选ABD。 11. 如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上，其所在平面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点的连线OO'与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场（图中未画出），导轨左端由导线连接。现将具有一定质量和电阻的金属棒MN平行OO'放置在导轨图示位置，由静止释放。MN 运动过程中始终平行于OO'且与两导轨接触良好，不考虑自感影响，下列说法正确的是（　　） A. MN最终一定静止于OO'位置 B. MN运动过程中安培力始终做负功 C. 从释放到第一次到达OO'位置过程中，MN的速率一直在增大 D. 从释放到第一次到达OO'位置过程中，MN中电流方向由M到N 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由于金属棒MN运动过程切割磁感线产生感应电动势，回路有感应电流，产生焦耳热，金属棒MN的机械能不断减小，由于金属导轨光滑，所以经过多次往返运动，MN最终一定静止于OO'位置，故A正确； B．当金属棒MN向右运动，根据右手定则可知，MN中电流方向由M到N，根据左手定则，可知金属棒MN受到的安培力水平向左，则安培力做负功；当金属棒MN向左运动，根据右手定则可知，MN中电流方向由N到M，根据左手定则，可知金属棒MN受到的安培力水平向右，则安培力做负功；可知MN运动过程中安培力始终做负功，故B正确； C．金属棒MN从释放到第一次到达OO'位置过程中，由于在OO'位置重力沿切线方向的分力为0，可知在到达OO'位置之前的位置，重力沿切线方向的分力已经小于安培力沿切线方向的分力，金属棒MN已经做减速运动，故C错误； D．从释放到第一次到达OO'位置过程中，根据右手定则可知，MN中电流方向由M到N，故D正确。 故选ABD 12. 足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为，电阻不计。质量为、长为、电阻为的导体棒MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并始终接触良好，I和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为和，其中，方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为的重物相连，绳与CD垂直且平行于桌面。如图所示，某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域I和Ⅱ并做匀速直线运动，MN、CD与磁场边界平行。MN的速度，CD的速度为且，MN和导轨间的动摩擦因数为0.2。重力加速度大小取，下列说法正确的是（ ） A. 的方向向上 B. 的方向向下 C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．导轨的速度，因此对导体棒受力分析可知导体棒受到向右的摩擦力以及向左的安培力，摩擦力大小为 导体棒的安培力大小为 由左手定则可知导体棒的电流方向为，导体框受到向左的摩擦力，向右的拉力和向右的安培力，安培力大小为 由左手定则可知的方向为垂直直面向里，A错误B正确； CD．对导体棒分析 对导体框分析 电路中的电流为 联立解得 C错误D正确； 故选BD。 第Ⅱ卷（共60分） 13. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验中： （1）下列仪器中需要的是________。（填写字母） A. 干电池 B. 磁铁 C. 低压交流电源 D. 多用表 （2）实验时原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是________。 A. 原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡 B. 原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡 C. 原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡 D. 原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡 （3）若某次实验中用匝数匝、匝的变压器，测得的电压，的电压，据此可知________（填“”或“”）是副线圈匝数。 （4）造成（3）中的误差的原因可能为________。（填字母代号） A. 原线圈上的电流发热 B. 副线圈上的电流发热 C. 变压器铁芯漏磁 D. 原线圈输入电压发生变化 （5）为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横档的铁芯Q的硅钢片应按照下列哪种方法设计________。 A. B. C. D. 【答案】（1）CD （2）A （3） （4）ABC （5）D 【解析】 【小问1详解】 下列仪器中需要低压交流电源和多用电表，不需要干电池和磁铁，故选CD； 【小问2详解】 变压器只能改变交流电压，则变压器的原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡测量次级电压，故选A； 【小问3详解】 若是原线圈，若是理想变压器，则副线圈电压为 考虑到实际变压器“铜损”和“铁损”，则副线圈电压小于4.1V，即为3.6V，则符合实际，则是副线圈匝数； 【小问4详解】 造成（3）中的误差的原因可能为原副线圈的电流都会发热损失能量；另外变压器铁芯漏磁也会有能量损失，使得次级电压比理想值偏小，故选ABC。 【小问5详解】 由于变压器工作时会在铁芯Q中存在变化的磁通量，为了减小能量传递过程中的损失，应尽可能使铁芯Q中不产生较大的涡流，如图所示，应通过相互绝缘的硅钢片使平行于efgh的各平面和平行于abfe的各平面都不能形成闭合回路，所以作为横档的铁芯Q的硅钢片应按照平行于adhe平面的形式设计。 故选D。 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和体积；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________（填字母）。 A. 要尽可能保持环境温度不变 B. 实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油 C. 实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞 D. 实验过程中应缓慢地推动活塞 （2）分别在环境温度为、（）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，气体压强随体积变化规律的是________（填字母）。 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，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和压强传感器读数，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）ABD （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．为防止漏气，实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油，故B正确； C．实验过程中要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正确。 故选ABD。 【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，故图C符合要求。 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。 15. 钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和α粒子，而铀核激发态U立即衰变为铀核U，并放出能量为0.097MeV的γ光子。已知Pu、U和α粒子的质量分别为，和（质量亏损1u相当于释放931.5MeV的能量）衰变放出的光子的动量可忽略。 （1）写出核反应方程； （2）将衰变产生的铀核U和α粒子垂直射入磁感应强度为B的同一匀强磁场，求铀核U和α粒子圆周运动的半径之比； （3）求该核反应释放的核能和α粒子的动能（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）；（2）；（3）； 【解析】 【详解】（1）核反应方程 （2）衰变过程中满足动守恒得 带电粒子在磁场中做圆周运动，有 解得 铀核U和α粒子圆周运动的半径之比 （3）核反应过程中质量亏损 根据质能方程 可得 根据题意结合能量守恒定律可知：核反应过程中转化为粒子动能的总能量 即 根据动能和动量的关系 可得 则α粒子的动能 代入数值的 16. 图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1=1.0cm2，长度H=100.0cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大气压p0=1.0×105Pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。 （1）求x； （2）松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由题意可知缓慢地将汲液器竖直提出液面过程，气体发生等温变化，所以有 又因为 代入数据联立解得 （2）当外界气体进入后，以所有气体为研究对象有 又因为 代入数据联立解得 【点睛】 17. （1）如图所示，两根平行的光滑金属导轨和水平放置，导轨右端接理想变压器的原线圈，变压器副线圈与定值电阻构成一闭合电路。质量为的导体棒放在导轨上，在水平外力的作用下从时刻开始在图示两虚线范围内往复运动，其速度随时间的变化规律为。导轨的宽度为，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度大小为，定值电阻阻值为，变压器线圈匝数之比，导体棒和导轨的电阻均不计。求： ①从到时间内电阻产生的热量； ②从到时间内外力所做的功。 （2）半径为的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为，磁场方向垂直纸面向里，半径为的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中，，金属环上分别接有灯、，两灯的电阻均为，一金属棒与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计。 ①若棒以的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬时（如图所示）中的电动势和流过灯的电流。 ②撤去中间的金属棒将右面的半圆环以为轴向上翻转90°，若此时磁场磁感强度随时间变化的规律是，求的功率。 【答案】（1）①；②；（2）①，；② 【解析】 【详解】（1）①由电磁感应定律可得导体棒产生的感应电动势为 可知感应电动势的最大值为 则其电动势的有效值为 由于不考虑导体棒的电阻，因此则有 由理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比可得 由焦耳定律可得从到时间内电阻产生的热量 联立解得 ②由（1）解析可知，从到时间内，电阻R产生的焦耳热为 在时刻，导体棒的速度为 此时导体棒的动能为 由功能关系可得外力所做的功 （2）①棒滑过圆环直径的瞬时，由电磁感应定律可得金属棒产生的感应电动势 由欧姆定律可得流过灯的电流 ②撤去中间的金属棒将右面的半圆环以为轴向上翻转90，若此时磁场磁感强度随时间变化的规律是，可知在半圆环中产生感应电动势，则为电源，为外电路，则有 设磁感强度随时间变化的规律是，在时间内可得 可得 可得的功率 18. 如图甲所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，其宽度，导轨M与P之间连接阻值为的电阻，质量为、电阻为、长度为的金属杆ab静置在导轨上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现用一垂直杆水平向右的恒力拉金属杆ab，使它由静止开始运动，运动中金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直，其通过电阻R上的电荷量q与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，已知ab与导轨间的动摩擦因数，取（忽略ab杆运动过程中对原磁场的影响），求： （1）磁感应强度B的大小和金属杆的最大速度； （2）金属杆ab从开始运动的内所通过的位移； （3）从开始运动到电阻R产生热量时，金属杆ab所通过的位移。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）过程电流稳定金属棒速度达到最大值，通过导体棒电流 得 导体棒匀速，对导体棒 导体棒匀速时，导体棒电动势 欧姆定律 解得 （2）过程中由动量定理得 即 解得 （3）过程中由动能定理得 过程产生总热量 电阻R产生热量 解得 后匀速阶段电阻R热量 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023—2024学年度第二学期高二6月模块检测 物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间90分钟。考试结束后，将答卷纸和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（共40分） 注意事项 1.答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的班级、姓名、座号、准考证号填写在答题卡和试卷规定的位置上，并将答题卡上的考号、科目、试卷类型涂好。 2.第I卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，答案不能答在试卷上。 3.第II卷必须用0.5毫米黑色签字笔在答卷纸各题的答题区域内作答；不能写在试题卷上，不按以上要求作答的答案无效。 一、选择题：本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，选对的每题得3分；第9-12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知衰变为的半衰期约为29年；衰变为的半衰期约87年。现用相同数目的和各做一块核电池，下列说法正确的是（　　） A. 衰变为时产生α粒子 B. 衰变为时产生β粒子 C. 50年后，剩余的数目大于的数目 D. 87年后，剩余的数目小于的数目 2. “挤毛巾”和“液桥”都是国际空间站展示的有趣实验。宇航员先将干毛巾一端沾水后能使得整个毛巾完全浸湿，然后再用力拧毛巾，只见毛巾被挤出的水像一层果冻一样紧紧地吸附在毛巾的外表面，宇航员的手也粘有一层厚厚的水。我国宇航员王亚平在空间站做“液桥实验”的情形如图所示。下列关于这两个现象的描述正确的是（　　） A. 干毛巾沾水变得完全浸湿是毛细现象 B. 水对宇航员的手和液桥板都是不浸润的 C. “液桥”实验装置脱手后两液桥板最终合在一起，是由于液桥板分子之间的相互吸引 D. 在地球上将湿毛巾能“拧干”是因为水不能浸润毛巾 3. 下列说法正确的是（　　） A. 图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变长 B. 在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图乙所示，则a一定是非晶体，b一定是晶体 C. 图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较低的方向移动 D. 图丁光电效应实验中滑动变阻器的触头向右移动，电流表的示数一定增大 4. 如图，A和B两单色光，以适当的角度向半圆形玻璃砖射入，出射光线都从圆心O沿OC方向射出，且这两种光照射同种金属，都能发生光电效应。那么在光电效应实验中（如图所示），调节这两束光的光强并分别照射相同的光电管。使实验中这两束光都能在单位时间内产生相同数量的光电子，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以A、B表示，则下列4图中可能正确的是哪些？（　　） A. B. C. D. 5. 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是（　　） A. a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B. b→c过程，气体对外做功，内能增加 C. a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D. a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量 6. 某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合瞬间，流经灯和的电流相等 B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变 C. 开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭 D. 根据题中信息，可以推算出图乙中与的比值 7. 如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为，一电容为C的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x轴垂直，在外力F作用下从O点开始以速度v向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（　　） A. 通过金属棒电流为 B. 金属棒到达时，电容器极板上的电荷量为 C. 金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电 D. 金属棒运动过程中，外力F做功的功率恒定 8. 如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（　　） A. B. C. D. 9. 、、、是氢原子在可见光谱线。这四条谱线分别为氢原子从n=6，5，4，3能级向n=2能级跃迁时发出的，波长关系为。下列说法正确的是（　　） A. 是氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时产生的 B. 是氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时产生的 C 若用照射某种金属能发生光电效应，则用照射这种金属一定也能发生光电效应 D. 若用照射某种金属能发生光电效应，则用照射这种金属一定也能发生光电效应 10. 由于地球引力的作用，大气被“吸”向地球，因而产生了压力，大气压强与液体产生的压强类似，测得地球表面大气压强为，大气层的厚度为h，空气的平均摩尔质量为M。已知地球大气层的厚度远小于地球的半径R，阿伏加德罗常数为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 地球表面空气的总体积约为 B. 空气分子的平均密度为 C. 空气分子的总数为 D. 空气分子间的平均距离为 11. 如图所示，两条相同的半圆弧形光滑金属导轨固定在水平桌面上，其所在平面竖直且平行，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点的连线OO'与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的匀强磁场（图中未画出），导轨左端由导线连接。现将具有一定质量和电阻的金属棒MN平行OO'放置在导轨图示位置，由静止释放。MN 运动过程中始终平行于OO'且与两导轨接触良好，不考虑自感影响，下列说法正确的是（　　） A MN最终一定静止于OO'位置 B. MN运动过程中安培力始终做负功 C. 从释放到第一次到达OO'位置过程中，MN的速率一直在增大 D. 从释放到第一次到达OO'位置过程中，MN中电流方向由M到N 12. 足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上，宽为，电阻不计。质量为、长为、电阻为的导体棒MN放置在导轨上，与导轨形成矩形回路并始终接触良好，I和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度分别为和，其中，方向向下。用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为的重物相连，绳与CD垂直且平行于桌面。如图所示，某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域I和Ⅱ并做匀速直线运动，MN、CD与磁场边界平行。MN的速度，CD的速度为且，MN和导轨间的动摩擦因数为0.2。重力加速度大小取，下列说法正确的是（ ） A. 的方向向上 B. 的方向向下 C. D. 第Ⅱ卷（共60分） 13. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验中： （1）下列仪器中需要的是________。（填写字母） A. 干电池 B. 磁铁 C. 低压交流电源 D. 多用表 （2）实验时原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是________。 A. 原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡 B. 原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡 C. 原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡 D. 原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡 （3）若某次实验中用匝数匝、匝的变压器，测得的电压，的电压，据此可知________（填“”或“”）是副线圈匝数。 （4）造成（3）中的误差的原因可能为________。（填字母代号） A. 原线圈上的电流发热 B. 副线圈上的电流发热 C. 变压器铁芯漏磁 D. 原线圈输入电压发生变化 （5）为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横档的铁芯Q的硅钢片应按照下列哪种方法设计________。 A. B. C. D. 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和体积；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________（填字母）。 A 要尽可能保持环境温度不变 B. 实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油 C. 实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞 D. 实验过程中应缓慢地推动活塞 （2）分别在环境温度为、（）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，气体压强随体积变化规律的是________（填字母）。 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，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和压强传感器读数，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”）。 15. 钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和α粒子，而铀核激发态U立即衰变为铀核U，并放出能量为0.097MeV的γ光子。已知Pu、U和α粒子的质量分别为，和（质量亏损1u相当于释放931.5MeV的能量）衰变放出的光子的动量可忽略。 （1）写出核反应方程； （2）将衰变产生的铀核U和α粒子垂直射入磁感应强度为B的同一匀强磁场，求铀核U和α粒子圆周运动的半径之比； （3）求该核反应释放的核能和α粒子的动能（结果保留两位有效数字）。 16. 图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1=1.0cm2，长度H=100.0cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2=90.0cm2，高度h=20.0cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，大气压p0=1.0×105Pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。 （1）求x； （2）松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。 17. （1）如图所示，两根平行的光滑金属导轨和水平放置，导轨右端接理想变压器的原线圈，变压器副线圈与定值电阻构成一闭合电路。质量为的导体棒放在导轨上，在水平外力的作用下从时刻开始在图示两虚线范围内往复运动，其速度随时间的变化规律为。导轨的宽度为，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度大小为，定值电阻阻值为，变压器线圈匝数之比，导体棒和导轨的电阻均不计。求： ①从到时间内电阻产生的热量； ②从到时间内外力所做功。 （2）半径为的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为，磁场方向垂直纸面向里，半径为的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中，，金属环上分别接有灯、，两灯的电阻均为，一金属棒与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计。 ①若棒以的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬时（如图所示）中的电动势和流过灯的电流。 ②撤去中间的金属棒将右面的半圆环以为轴向上翻转90°，若此时磁场磁感强度随时间变化的规律是，求的功率。 18. 如图甲所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，其宽度，导轨M与P之间连接阻值为的电阻，质量为、电阻为、长度为的金属杆ab静置在导轨上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现用一垂直杆水平向右的恒力拉金属杆ab，使它由静止开始运动，运动中金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直，其通过电阻R上的电荷量q与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，已知ab与导轨间的动摩擦因数，取（忽略ab杆运动过程中对原磁场的影响），求： （1）磁感应强度B的大小和金属杆的最大速度； （2）金属杆ab从开始运动的内所通过的位移； （3）从开始运动到电阻R产生热量时，金属杆ab所通过的位移。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$