精品解析：江苏省常州市金坛第一中学2023-2024学年高二下学期期末适应性检测物理试题

2024年春学期金坛区第一中学高二期末适应性检测 物理试卷 （检测用时：75分钟 本卷满分：100分） 一、单项选择题（每小题4分，共44分） 1. 一个质量为0.1kg的小球以3m/s的速度水平向右运动，碰到墙壁后以3m/s的速度沿同一直线反弹，取水平向右为正方向，则碰撞前后小球的动能和动量分别变化了（　　） A. ，0 B. 0， C. 0， D. ，0 2. 下列说法正确的是（　　） A. 由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高 B. 由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大 C. 由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先减小后增大 D. 由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功 3. 容积为20 L的钢瓶充满氧气后，压强为150 atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5 L的小瓶中，若小瓶原来是抽空的，小瓶中充气后压强为10 atm，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装（ ） A. 4瓶 B. 50瓶 C. 56瓶 D. 60瓶 4. 一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为λ,周期为T．t=0时刻的波形如图甲所示,a、b是波上的两个 质点．图乙是波上某一质点的振动图像．下列说法中正确的是　(　　) A. t=0时质点a的速度比质点b的大 B. t=0时质点a的加速度比质点b的小 C. 图乙可以表示质点a的振动 D. 图乙可以表示质点b的振动 5. 如图所示，匝数为N、面积为S的闭合线圈abcd水平放置，与磁感应强度为B的匀强磁场夹角为45°。现将线圈以ab边为轴顺时针转动90°，则（　　） A. 线圈水平放置时的磁通量为 B. 整个过程中线圈中的磁通量始终不为0 C. 整个过程中线圈的磁通量变化量为 D. 整个过程中线圈的磁通量变化量为 6. 如图所示，图甲为磁流体发电机、图乙为质谱仪、图丙为速度选择器（电场强度为E、磁感应强度为B）、图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势高 B. 图乙中，、从静止经电场加速后射入磁场，打在胶片上的位置靠近P的粒子是 C. 图丙中，粒子能够沿直线匀速向右通过速度选择器的速度v= D. 图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大 7. 一定质量理想气体的状态经历了如图所示的A→B、B→C两个过程，其中AB平行于纵轴，BC的延长线通过原点，则该气体（　　） A. A→B过程外界对气体做功 B. B→C过程气体对外界做功 C. 全过程中温度先升高后不变 D. 全过程中温度先降低后不变 8. 如图所示，上端封闭下端开口的玻璃管在外力F的作用下，静止在水中，管内封闭一定质量的理想气体。调整F的大小，使玻璃管缓慢向下移动一小段距离，下列说法正确的是（　　） A. 气体的体积变大 B. 外力F变小 C. 管中水面与管外水面高度差不变 D. 气体的压强变大 9. 有关固体和液体，下列说法中正确的是 （ ） A. 固体分为晶体和非晶体，其中晶体的光学性质是各向同性的 B. 组成晶体的物质微粒在空间整齐排列成“空间点阵” C. 液体的物理性质表现出各向异性 D. 液体具有流动性是因为液体分子具有固定的平衡位置 10. 如图，为氢原子能级示意图。现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是（　　） A. 最多可辐射出3种不同频率光 B. 由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光的能量为12.09eV C. 由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光的波长最短 D. 由n=3能级跃迁到n=2能级辐射出光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应 11. 一含有光电管的电路如下图甲所示，乙图是用a、b、c光照射光电管得到的I-U图线，Uc1、Uc2表示截止电压，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中光电管得到的电压为反向电压 B. a、b光的波长相等 C. a、c光波长相等 D. a、c光的光强相等 二、主观题（12题，每空3分，15分，13题8分，14题11分，15题12分，16题10分） 12. 某学习小组“利用单摆测定重力加速度”的实验装置如图1所示，请在横线上完成相应内容。 （1）若该同学测得的重力加速度值偏大，其原因可能是______。 A. 单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了 B. 把50次摆动的时间误记为49次摆动的时间 C. 开始计时，秒表过早按下 D. 测摆线长时摆线拉得过紧 （2）若实验过程中没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出T2—l图像，如图2所示。 ①实验得到的T2—l图像是______（选填：“a”、“b”或“c”）； ②小球的直径是______cm； ③实验测得当地重力加速度大小是______m/s2；（取三位有效数字）。 ④为了减小误差，应从最______（选填：“高”或“低”）点开始计时。 13. 如图所示，某透明材料的横截面是半径为R的半圆，AB为直径，O为圆心。P为圆周上的一点，P到AB的距离为，底面AB用吸光材料涂黑。入射光平行于AB射向圆面上的P点，经两次折射后射出光束共偏向30°。已知真空中的光速为c，求： （i）透明材料的折射率； （ii）光通过透明材料时间。 14. 如图所示，固定在轻质弹簧两端质量分别是、的两个物体置于光滑水平地面上，靠在光滑竖直墙上。现有一颗质量的子弹水平射入中，使弹簧压缩而具有12J的弹性势能，然后和都将向右运动。试求： （1）子弹入射前的速度； （2）竖直墙对的冲量； （3）离开挡板后弹簧具有的最大弹性势能。 15. 两根平行直导轨固定在水平面上，导轨左侧连接光滑的弧形轨道，两部分连接良好，水平部分有宽度为d，垂直于导轨平面的匀强磁场B，两导轨间距为L，右侧连接电阻R和电容器C。质量为m、电阻为r的金属棒从弧形导轨的顶端h处由静止释放，金属棒刚好穿出磁场区域。金属导轨电阻不计，金属棒与水平导轨间动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求： （1）金属棒刚进入磁场时电容器的电荷量Q； （2）金属棒在磁场运动过程中，流经金属棒的电荷量q以及回路产生的焦耳热Q热。（不计电容器充放电过程中的其他能量损失） 16. 平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示．一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍．粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等．不计粒子重力，问： (1)粒子到达O点时速度的大小和方向； (2)电场强度和磁感应强度的大小之比． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年春学期金坛区第一中学高二期末适应性检测 物理试卷 （检测用时：75分钟 本卷满分：100分） 一、单项选择题（每小题4分，共44分） 1. 一个质量为0.1kg的小球以3m/s的速度水平向右运动，碰到墙壁后以3m/s的速度沿同一直线反弹，取水平向右为正方向，则碰撞前后小球的动能和动量分别变化了（　　） A. ，0 B. 0， C. 0， D. ，0 【答案】C 【解析】 【详解】小球碰撞前后速度的大小不变，则动能变化量为0，小球的动量变化量为 故选C。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高 B. 由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大 C. 由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先减小后增大 D. 由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功 【答案】A 【解析】 【详解】A．当温度升高时分子的平均动能增大，则分子的平均速率也将增大，题图甲中状态①的温度比状态②的温度高，A正确； B．一定质量的理想气体由状态A变化到B的过程中，由题图乙知状态A与状态B的pV相等，则状态A与状态B的温度相同，由p－V图线的特点可知，温度升高，pV增大，所以气体由状态A到状态B温度先升高再降低到原来温度，所以气体分子平均动能先增大后减小，B错误； C．由题图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子力表现为引力，分子间的作用力先增大后减小，C错误； D．题图丁为分子势能图线，r2对应的分子势能最小，则r2对应分子间的平衡距离r0，当分子间的距离r<r0时，分子力表现为斥力，分子间距离由r1变到r2的过程中，分子力做正功，分子势能减小，D错误。 故选A。 3. 容积为20 L的钢瓶充满氧气后，压强为150 atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5 L的小瓶中，若小瓶原来是抽空的，小瓶中充气后压强为10 atm，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装（ ） A. 4瓶 B. 50瓶 C. 56瓶 D. 60瓶 【答案】C 【解析】 【详解】根据玻意耳定律p0V0=p′（V0+nV1）， 所以 ．故选C. 点睛：本题考查等温变化状态方程．重点是确定初末状态的各物理量，注意原瓶内气体体积，不要忘了V0． 4. 一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为λ,周期为T．t=0时刻的波形如图甲所示,a、b是波上的两个 质点．图乙是波上某一质点的振动图像．下列说法中正确的是　(　　) A. t=0时质点a的速度比质点b的大 B. t=0时质点a的加速度比质点b的小 C. 图乙可以表示质点a振动 D. 图乙可以表示质点b的振动 【答案】D 【解析】 【详解】因为在t=0时，a点处于波峰的位置，它的瞬时速度为0，受到的合力最大，加速度最大，而b点处于平衡位置，它的瞬时速度最大，受到的合力为0，加速度为0，故AB错误；在图乙中，质点向下振动，根据甲的波的传播方向可知，b点的振动方向是向下的，故图乙表示质点b的振动情况，故C错误，D正确． 故选D。 5. 如图所示，匝数为N、面积为S的闭合线圈abcd水平放置，与磁感应强度为B的匀强磁场夹角为45°。现将线圈以ab边为轴顺时针转动90°，则（　　） A. 线圈水平放置时的磁通量为 B. 整个过程中线圈中的磁通量始终不为0 C. 整个过程中线圈的磁通量变化量为 D. 整个过程中线圈的磁通量变化量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．线圈水平放置时磁通量为 故A错误； B．整个过程中线圈中，当线圈所在平面与磁场方向平行时，磁通量为0。故B错误； CD．设初位置时穿过线圈的磁通量为正，则初位置时 末位置时 则初、末位置磁通量的改变量的大小为 故C错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示，图甲为磁流体发电机、图乙为质谱仪、图丙为速度选择器（电场强度为E、磁感应强度为B）、图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势高 B. 图乙中，、从静止经电场加速后射入磁场，打在胶片上的位置靠近P的粒子是 C. 图丙中，粒子能够沿直线匀速向右通过速度选择器的速度v= D. 图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由左手定则知正离子向下偏转，所以下极板带正电，A板是电源的负极，B板是电源的正极，B板电势高，故A错误； B．带电粒子经过加速电场加速，有 进入磁场根据洛伦兹力提供向心力，有 解得 可见：比荷越小，R越大，打在胶片上的位置靠近P的粒子是，故B错误； C．电场的方向与B的方向垂直，带电粒子进入复合场，受电场力和洛伦兹力，且二力平衡，即Eq=qvB，所以v=，故C正确； D．回旋加速器正常工作时，交变电流的周期等于粒子做圆周运动的周期，而粒子圆周运动周期，与速度大小无关，保持不变，交流电的周期就不变，频率也不变，故D错误； 故选C。 7. 一定质量理想气体的状态经历了如图所示的A→B、B→C两个过程，其中AB平行于纵轴，BC的延长线通过原点，则该气体（　　） A. A→B过程外界对气体做功 B. B→C过程气体对外界做功 C. 全过程中温度先升高后不变 D. 全过程中温度先降低后不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．过程为等容变化，外界对气体没有做功，故A错误； B．过程为等温变化，体积减小，外界对外做功，故B错误； CD．过程为等容变化，压强减小，温度降低，过程为等温变化，温度不变，故C错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示，上端封闭下端开口的玻璃管在外力F的作用下，静止在水中，管内封闭一定质量的理想气体。调整F的大小，使玻璃管缓慢向下移动一小段距离，下列说法正确的是（　　） A. 气体的体积变大 B. 外力F变小 C. 管中水面与管外水面高度差不变 D. 气体的压强变大 【答案】D 【解析】 【详解】ACD．玻璃管缓慢向下移动一小段距离时，管内气体的压强变大，气体的体积变小，管中水面与管外水面高度差变大，选项AC错误，D正确； B．玻璃管向下移动后，管和管内气体排开水体积变大，浮力变大，则外力F变大，选项B错误。 故选D。 9. 有关固体和液体，下列说法中正确的是 （ ） A. 固体分为晶体和非晶体，其中晶体的光学性质是各向同性的 B. 组成晶体的物质微粒在空间整齐排列成“空间点阵” C. 液体的物理性质表现出各向异性 D. 液体具有流动性是因为液体分子具有固定的平衡位置 【答案】B 【解析】 【详解】有些晶体沿不同方向的光学性质不同，是各向异性，A错误；晶体中，原子都是按照各自的规则排列的，具有整齐排列的“空间点阵”，B正确；非晶体的微观结构与液体相似，因而液体的物理性质表现出各向同性，C错误；液体分子没有固定的平衡位置，因而具有流动性，D错误． 10. 如图，为氢原子能级示意图。现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是（　　） A. 最多可辐射出3种不同频率的光 B. 由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光的能量为12.09eV C. 由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光的波长最短 D. 由n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．根据知，这些氢原子总共可辐射6种不同频率的光子，故A错误； B．n=2和n=1产生的光的能量为 故B错误； C．n=4和n=1的能级差最大，辐射的光子频率最大，波长最短，故C正确； D．用n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子能量为 1.89 eV小于金属的逸出功6.34eV，所以不能发生光电效应，故D错误。 故选C 11. 一含有光电管的电路如下图甲所示，乙图是用a、b、c光照射光电管得到的I-U图线，Uc1、Uc2表示截止电压，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中光电管得到的电压为反向电压 B. a、b光的波长相等 C. a、c光的波长相等 D. a、c光的光强相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．如图可知，从金属出来的电子在电场力作用下，加速运动，则对应电压为正向电压，故A错误； BC．光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，可知，a、c光对应的截止频率小于b光的截止频率，根据 eU截=mvm2=h-W 入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大。a光、c光的截止电压相等，所以a光、c光的频率相等，则a、c光的波长相等；因b光的截止电压大于a光的截止电压，所以b光的频率大于a光的频率，则a光的波长大于b光的波长，故B错误，C正确； D．由图可知，a的饱和电流大于c的饱和电流，而光的频率相等，所以a光的光强大于c光的光强，故D错误。 故选C。 二、主观题（12题，每空3分，15分，13题8分，14题11分，15题12分，16题10分） 12. 某学习小组“利用单摆测定重力加速度”的实验装置如图1所示，请在横线上完成相应内容。 （1）若该同学测得的重力加速度值偏大，其原因可能是______。 A. 单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了 B. 把50次摆动的时间误记为49次摆动的时间 C. 开始计时，秒表过早按下 D. 测摆线长时摆线拉得过紧 （2）若实验过程中没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出T2—l图像，如图2所示。 ①实验得到的T2—l图像是______（选填：“a”、“b”或“c”）； ②小球的直径是______cm； ③实验测得当地重力加速度大小是______m/s2；（取三位有效数字）。 ④为了减小误差，应从最______（选填：“高”或“低”）点开始计时。 【答案】（1）D （2） ①. c ②. 1.0 ③. 9.86 ④. 低 【解析】 【小问1详解】 A．根据单摆周期公式有 解得 若单摆的悬点未固定紧，摆动过程中出现松动，使实际摆线增长了，而摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故A错误； B．把50次摆动的时间误记为49次摆动的时间，根据 可知，周期测量值偏大，导致重力加速度的测量值偏小，故B错误； C．开始计时，秒表过早按下，时间测量值偏大，结合上述可知，周期测量值偏大，导致重力加速度的测量值偏小，故C错误； D．测摆线长时摆线拉得过紧，实际摆长变短了，即摆长的测量值偏大，导致重力加速度的测量值偏大，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 [1]实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，则实际摆长 由于 解得 可知，实验得到的T2—l图像是c； [2][3]结合上述，根据图2有 ， 解得 ， [4]小球通过最低点的速度最大，且最低点位置有铁架台的竖直金属杆作为参考，即最低点位置便于确定，可知，为了减小误差，应从最低点开始计时。 13. 如图所示，某透明材料的横截面是半径为R的半圆，AB为直径，O为圆心。P为圆周上的一点，P到AB的距离为，底面AB用吸光材料涂黑。入射光平行于AB射向圆面上的P点，经两次折射后射出光束共偏向30°。已知真空中的光速为c，求： （i）透明材料的折射率； （ii）光通过透明材料的时间。 【答案】（i）；（ii） 【解析】 【详解】（i）光路图如图所示，各个角图中已标出 根据几何关系可知 可得 由题意可知 可得 折射率 （ii）光通过透明材料的时间 而 联立解得 14. 如图所示，固定在轻质弹簧两端质量分别是、的两个物体置于光滑水平地面上，靠在光滑竖直墙上。现有一颗质量的子弹水平射入中，使弹簧压缩而具有12J的弹性势能，然后和都将向右运动。试求： （1）子弹入射前的速度； （2）竖直墙对的冲量； （3）离开挡板后弹簧具有的最大弹性势能。 【答案】（1）600m/s，水平向左 （2）12N·s，水平向右 （3）3J 【解析】 【小问1详解】 取向左为正方向，子弹射入时，弹簧还没来得及压缩，根据动量守恒有 弹簧压缩后根据机械能守恒有 联立两式，代入数据 方向水平向左。 【小问2详解】 根据对称性，子弹和都以大小为的速度向左压缩弹簧，而后又以同样大小的速度向右反弹离开墙面，以向右为正方向，根据动量定理可得 代入数据 方向水平向右。 【小问3详解】 运动中，弹簧弹性势能最大时为三者共速，有 则据能量守恒，运动后的最大弹性势能为 代入数据 15. 两根平行直导轨固定在水平面上，导轨左侧连接光滑的弧形轨道，两部分连接良好，水平部分有宽度为d，垂直于导轨平面的匀强磁场B，两导轨间距为L，右侧连接电阻R和电容器C。质量为m、电阻为r的金属棒从弧形导轨的顶端h处由静止释放，金属棒刚好穿出磁场区域。金属导轨电阻不计，金属棒与水平导轨间动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求： （1）金属棒刚进入磁场时电容器的电荷量Q； （2）金属棒在磁场运动过程中，流经金属棒的电荷量q以及回路产生的焦耳热Q热。（不计电容器充放电过程中的其他能量损失） 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）根据机械能守恒定律得 金属棒刚进入磁场时，电容器带电量最大，由法拉第电磁感应定律得 电阻R两端电压 电容器所带电量 解得 （2）根据法拉第电磁感应定律有 ，， 解得 根据能量守恒 解得 16. 平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示．一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍．粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等．不计粒子重力，问： (1)粒子到达O点时速度的大小和方向； (2)电场强度和磁感应强度的大小之比． 【答案】(1),与x轴正方向成45°角斜向上　(2) 【解析】 【详解】(1)粒子运动轨迹如图： 粒子在电场中由Q到O做类平抛运动，设O点速度v与x方向夹角为，Q点到x轴的距离为L，到y轴的距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，根据平抛运动的规律有： x方向： y方向： 粒子到达O点时沿y轴方向的分速度： ， 又 ， 解得，即， 粒子到达O点时的夹角为450解斜向上，粒子到达O点时的速度大小为 ； (2)设电场强度为E，粒子电荷量为q，质量为m，粒子在电场中受到的电场力为F，粒子在电场中运动的加速度： ， 设磁感应强度大小为B，粒子做匀速圆周运动的半径为R，洛伦兹力提供向心力，有： ， 根据几何关系可知： 解得： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$