山东省烟台市2023-2024学年高二下学期期末考试物理试题

2023—2024学年度第二学期期末学业水平诊断 高二物理 1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。 2．选择题答案必须用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列说法正确的是 A．是核聚变反应方程 B．γ射线的电离作用和穿透能力都很强 C．原子核的结合能越大，原子核越稳定 D．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 2．一乒乓球放在室外，若乒乓球内气体可视为理想气体，且其质量和体积保持不变，则在室外环境温度降低的过程中，乒乓球内的气体 A．吸收热量，内能增加 B．压强减小，分子平均动能减少 C．不对外做功，瓶内每个气体分子的速率均减小 D．压强减小，气体分子对球壁的平均作用力大小不变 3．氢原子能级图如图所示。大量处在n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，下列说法正确的是 ( n ∞ 5 4 3 2 1 E /ev 0 － 0.54 － 0.85 －1.51 － 3.4 － 13.6 )A．可能辐射出三种不同频率的光 B．氢原子辐射出能量，电子的动能减少，电势能减少 C．从n=4能级跃迁到n=1能级时辐射出的光子频率最小 D．从n=4能级跃迁到n=3能级时辐射出的光子波长最长 4．某实验小组研究光电效应规律时，用不同频率的光照射同一光电管并记录数据，得到遏止电压与入射光频率的关系图像如图所示，已知电子电荷量为e，则该光电管的阴极材料的逸出功为 ( U 0 ) ( U c )A． B． ( ν 1 ) ( ν ) ( ν 2 ) ( O )C． D． 5．如图所示的LC电路中，电容C为0.8μF， 电感L为2mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好静止，已知重力加速度为g。闭合开关S，灰尘在电容器内运动，从线圈中电流第一次达到最大时开始计时，经6π×10-5s时，电容器内灰尘的加速度大小为 ( S L C )A．0 B．g C．g D．2g ( x /m 乙 0 v /( m · s -1 ) 甲 8 6 3 2 )6．甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做匀变速直线运动，两质点在运动过程中的速度v随位置x的变化关系图像如图所示，则乙质点运动到x=7m位置处的速度大小为 A．m/s B．m/s C．4m/s D．m/s ( A 2 n 3 n 4 n 1 n 2 A 1 R 1 a R 2 R 4 R 3 b AC )7．如图为某实验小组模拟远距离输电的实验电路图，已知两理想变压器的匝数n1=n4＜n2=n3，定值电阻R1、R2、R3、R4的阻值R1=R2＜R3=R4，A1、A2为理想交流电流表，当a、b端接入低压交流电源时，下列说法正确的是 A．A1的示数大于A2的示数 B．R3的功率小于R4的功率 C．R3两端的电压大于R4两端的电压 D．R1两端的电压大于R2两端的电压 ( L )8．如图所示，一辆上表面水平的小车静止在水平面上，小车上竖直固定着内径均匀的U形细管，U形管的左端封闭、右端开口，管内装有水银，小车静止时，U形管左右两端的水银面等高，左端封闭气柱的长度为L，当小车以加速度a=水平向右做匀加速直线运动时，U形管左右两端的水银面的高度差为，已知重力加速度为g，水银的密度为ρ，大气压强为p0=ρgL，封闭气体温度保持不变，则U形管水平部分的长度为 A． B． C． D． 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。 9．下列说法正确的是 A．液晶显示屏是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 B．可以利用永久磁铁间的作用力造一台永动机 C．草叶上的露珠呈球形的现象是由表面张力引起的 D．在合适的条件下，某些晶体可以转变成非晶体，某些非晶体也可以转变成晶体 ( b c a O θ )10．如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳左端固定在晾衣架上O点，右端系在a点，光滑小滑轮悬挂一衣服可在轻绳上滑动。先将轻绳右端沿竖直杆缓慢上移到b点，然后再沿水平杆缓慢移至c点，整个过程衣服始终没与地面和杆接触，设轻绳张力为F，滑轮左侧轻绳与竖直方向夹角为θ，则轻绳右端沿杆 A．由a→b的过程，F不变，θ不变，衣服的位置不变 B．由a→b的过程，F不变，θ不变，衣服的位置升高 C．由b→c的过程，F减小，θ变小，衣服的位置下降 D．由b→c的过程，F不变，θ不变，衣服的位置升高 ( p O B A p 0 2 p 0 3 p 0 C V 0 V )11．某密闭容器内的理想气体自状态A变化至状态B，再变化至状态C，其变化过程的p-V图像如图中的实线所示，已知BC过程图线的延长线过坐标原点，这些气体在状态A时的温度为T0，内能为U0，一定质量的理想气体的内能与其热力学温度成正比，下列说法正确的是 A．气体自A→B过程中温度的最高值为 B．气体自A→B的过程中内能增加 C．整个过程中外界对气体做的总功为2p0V0 D．气体自B→C的过程中向外界放热U0+ ( 30 ° O R M N M ' N ' P P ' B 1 B 2 v 0 O ' Ⅱ I )12．如图所示，足够长的光滑平行导轨由倾角α=30°的倾斜部分和水平部分组成，两部分平滑连接，连接点为O、O'，导轨顶端接有阻值R=0.2Ω的定值电阻，导轨间距L=1m，水平导轨上虚线MM'和NN'之间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场区域I，磁感应强度大小为B1=1.0T，倾斜导轨上虚线PP'以上区域存在垂直导轨平面向上的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为B2=1.0T，PP'和OO'、MM'和NN'之间的距离均为d=0.3m。一金属棒放置在MM'右侧，现使金属棒以初速度v0=4m/s向左进入磁场I，离开磁场I冲上倾斜轨道后进入磁场Ⅱ，最后离开磁场Ⅱ时金属棒的加速度恰好为零，已知金属棒质量m=0.5kg、电阻r=0.1Ω，始终与导轨垂直且接触良好，虚线均与导轨垂直，导轨的电阻不计，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是 A．金属棒向左刚离开磁场I时速度大小为2m/s B．金属棒在磁场Ⅱ中运动的加速度始终减小 C．金属棒从进入磁场Ⅱ到离开磁场Ⅱ所经历的时间为s D．金属棒在沿倾斜轨道上滑过程中回路产生的焦耳热为J 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13．（6分） 在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，实验装置如图甲所示，实验步骤如下： ①将弹簧左端固定，水平放置并处于自然状态，右端与细绳连接，使细绳与水平桌面平行，将毫米刻度尺的零刻度线与弹簧左端对齐，弹簧的右端附有指针，此时指针的位置l0如图乙所示； ②在绳下端挂上一个砝码（每个砝码质量m=50g），系统静止后，记录指针的位置l1； ③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内），记录砝码的个数n及指针的位置l； ④用获得的数据作出图像，如图丙所示，图线斜率用a表示。 ( 6cm 7 n/ 个 5 l 0 l/ cm 8.95 0 乙 甲 丙 )回答下列问题： ⑴图乙所示读数为 cm； ⑵弹簧的劲度系数表达式k= （用砝码质量m、重力加速度g和图线的斜率a表示）。若g取9.8m/s2则本实验中k= N/m（结果保留3位有效数字）。 ⑶考虑弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦，则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将 （选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 14．（8分） ( 3 4 1 2 弹簧片 触点 铁片 电磁铁 绝缘支架 E 2 )光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，照射光较强（如白天）时电阻几乎为0；照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大。为了节能和环保，有一种路灯就利用光敏电阻的这种特性制作电磁开关，自动控制路灯的接通与断开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱连接励磁线圈，3、4两接线柱相当于路灯的开关，分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于200mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；当励磁线圈中电流小于200mA时，3、4接通。 现有以下器材：励磁线圈电源E1、路灯电源E2、路灯灯泡L、励磁线圈限流保护电阻箱R0、光敏电阻RG、电磁开关、导线开关等。 某实验小组利用以上器材设计一个自动控制路灯的电路，电路原理图如图所示。 ⑴请根据提供的实验器材将未完成的电路原理图画好。画电路图时，光敏电阻的符号为 ，电阻箱的符号为 ，其他器材使用规范的电路符号。 ⑵若励磁线圈电源E1为220V，内阻不计，励磁线圈的电阻为10Ω，起初电路中电阻箱的阻值R0如图乙所示，则R0= Ω， 光敏电阻RG随光照强度的变化规律如图丙所示，若要使光照强度为1.0lx时，路灯亮起，则电阻箱的阻值应调为 Ω。 ⑶为了节约用电，要求光照强度降低到0.8lx时路灯才亮起，则电阻箱的阻值要调 （选填“大”或“小”）。 ( 0.1 0.2 0.30 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 0.4 0.2 0.6 0.8 1.0 1.4 1.2 照度/lx R G /k Ω 丙 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 1 7 6 5 4 3 2 8 9 0 × 0.1 ×10 ×1 ×1000 ×10000 ×100 乙 ) 15．（7分） ( O ′ N S O R ω 甲 ) ( 乙 t U U m O )图甲是某发电机的示意图，边长为L的正方形金属线框的总电阻为r，其两端与两个半圆形金属滑环相连，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕垂直于磁感应强度方向的轴OO′转动。阻值为R的电阻与两个半圆形金属滑环相连，R两端电压如图乙所示，电压的最大值为Um。其它电阻不计，在金属线框转动一周的过程中，求： ⑴流过电阻R的电荷量； ⑵电阻R上产生的焦耳热。 16．（9分） ( O B A α θ )如图所示，放在水平地面上的半圆柱体的曲面光滑，可视为质点的小球质量为m，轻绳OA一端拴接小球置于半圆柱曲面上的A点，另一端与竖直轻绳系于O点，O点位于半圆柱体横截面圆心的正上方，OA与半圆柱体的曲面相切且与竖直方向夹角α=30°。倾角θ=30°的斜面体固定在水平面上，轻绳OB一端拴接一个放在斜面体上的小物块，另一端也与竖直轻绳系于O点，OB与斜面体的上表面平行，小物块与斜面间的动摩擦因数为μ=，整个装置始终处于静止状态。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： ⑴半圆柱体受到水平地面摩擦力的大小； ⑵小物块质量的取值范围。 17．（14分） ( A a b B 小卡销 )如图所示，一竖直放置的足够长的导热汽缸由A、B两部分构成，厚度不计的绝热活塞a、b可以上下无摩擦地移动，汽缸连接处有小卡销，使活塞b不能通过连接处进入气缸A。现将活塞a和活塞b用一轻质细弹簧拴接，两活塞之间封闭有一定量的理想气体，刚开始时，活塞a位于气缸A底端，系统处于静止状态，此时两活塞间气体的温度为T0，压强等于大气压强p0。已知活塞a、b的质量分别为2m、m，横截面积分别为2S、S，弹簧原长为L0，劲度系数为，大气压强为，重力加速度为g。现缓慢加热两活塞间的气体。 ⑴求活塞a刚要开始运动时活塞间气体的压强p1和温度T1； ⑵求当活塞b刚到达汽缸连接处时，活塞间气体的温度T2； ⑶两活塞间封闭气体的温度从T1升高到T2的过程中，封闭气体的内能增加了ΔU，求该过程中封闭气体从外界吸收的热量。 18．（16分） 用密度为ρ、电阻率为ρ0、横截面积为s的金属条制成边长为L的闭合正方形框abcd。如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为金属方框的ad边和bc边都处在磁极间，极间磁感应强度大小均为B，磁场区域在竖直方向足够长。将金属方框由静止开始释放，其平面在下落过程中始终保持水平，不计空气阻力。 ⑴求金属方框下落的最大速度vm； ⑵当金属方框下落的加速度为时，求金属方框的发热功率P； ⑶已知金属方框由静止开始下落高度h时其速度达到vm，若在此过程中方框内产生的热量与一恒定电流在相同时间内在该框中产生的热量相同，求恒定电流的大小I0。 ( N S 金属方框 S L 激发磁场的通电线圈 装置纵截面示意图 L N S S a d b c 磁极 金属方框 装置俯视示意图 ) ( 高二物理第 1 页（共8页） ) 学科网（北京）股份有限公司 $$高二物理第 1页（共 8页） n ∞ 5 4 3 2 1 E/ev 0 －0.54 －0.85 －1.51 －3.4 －13.6 2023—2024学年度第二学期期末学业水平诊断 高二物理 1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。 2．选择题答案必须用 2B 铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须用 0.5 毫米黑色签字 笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上 答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共 8 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 是符合题目要求的。 1．下列说法正确的是 A． nHeHH 10 4 2 3 1 2 1  是核聚变反应方程 B．γ射线的电离作用和穿透能力都很强 C．原子核的结合能越大，原子核越稳定 D．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 2．一乒乓球放在室外，若乒乓球内气体可视为理想气体，且其质量和体积保持不变，则在室外 环境温度降低的过程中，乒乓球内的气体 A．吸收热量，内能增加 B．压强减小，分子平均动能减少 C．不对外做功，瓶内每个气体分子的速率均减小 D．压强减小，气体分子对球壁的平均作用力大小不变 3．氢原子能级图如图所示。大量处在 n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，下列说法正确的是 A．可能辐射出三种不同频率的光 B．氢原子辐射出能量，电子的动能减少，电势能减少 C．从 n=4能级跃迁到 n=1能级时辐射出的光子频率最小 D．从 n=4能级跃迁到 n=3能级时辐射出的光子波长最长 高二物理第 2页（共 8页） 4．某实验小组研究光电效应规律时，用不同频率的光照射同一光电管并记录数据，得到遏止电压 与入射光频率的关系图像如图所示，已知电子电荷量为 e，则该光电管的阴极材料的逸出功为 A．   1 120   eU B．   2 120   eU C． 12 20    eU D． 12 10    eU 5．如图所示的 LC电路中，电容 C为 0.8μF， 电感 L为 2mH。已充电的平行板电容器两极板水平 放置。开关 S断开时，极板间有一带电灰尘恰好静止，已知重力加速度为 g。闭合开关 S，灰 尘在电容器内运动，从线圈中电流第一次达到最大时开始计时，经 6π×10-5s时，电容器内灰尘 的加速度大小为 A．0 B．g C． 2 3 g D．2g 6．甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做匀变速直线运动，两质点在运动过程中的 速度 v 随位置 x的变化关系图像如图所示，则乙质点运动到 x=7m位 置处的速度大小为 A． 22 m/s B． 32 m/s C．4m/s D． 52 m/s 7．如图为某实验小组模拟远距离输电的实验电路图，已知两理想变压器的匝数 n1=n4＜n2=n3，定 值电阻 R1、R2、R3、R4的阻值 R1=R2＜R3=R4，A1、A2为理想交流电流表，当 a、b端接入低压 交流电源时，下列说法正确的是 A．A1的示数大于 A2的示数 B．R3的功率小于 R4的功率 C．R3两端的电压大于 R4两端的电压 D．R1两端的电压大于 R2两端的电压 A2 n3 n4n1 n2 A1 R1 a R2 R4 R3 b AC x/m 乙 0 v/(m·s-1) 甲 8 6 3 2 O S LC Uc U0 ν1 ν2 ν 高二物理第 3页（共 8页） 8．如图所示，一辆上表面水平的小车静止在水平面上，小车上竖直固定着内径均匀的 U形细管， U形管的左端封闭、右端开口，管内装有水银，小车静止时，U形管左右两端的水银面等高， 左端封闭气柱的长度为 L，当小车以加速度 a= g3 2 水平向右做匀加速直线运动时，U形管左右 两端的水银面的高度差为 2 L ，已知重力加速度为 g，水银的密度为ρ，大气压强为 p0=ρgL，封 闭气体温度保持不变，则 U形管水平部分的长度为 A． 3 2L B． 4 5L C． 2 3L D． 4 9L 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，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。 9．下列说法正确的是 A．液晶显示屏是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 B．可以利用永久磁铁间的作用力造一台永动机 C．草叶上的露珠呈球形的现象是由表面张力引起的 D．在合适的条件下，某些晶体可以转变成非晶体，某些非晶体也可以转变成晶体 10．如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳左端固定在晾衣架上 O点，右端系在 a点，光滑小滑轮悬 挂一衣服可在轻绳上滑动。先将轻绳右端沿竖直杆缓慢上移到 b点，然后再沿水平杆缓慢移至 c点，整个过程衣服始终没与地面和杆接触，设轻绳张力为 F，滑轮左侧轻绳与竖直方向夹角 为θ，则轻绳右端沿杆 A．由 a→b的过程，F不变，θ不变，衣服的位置不变 B．由 a→b的过程，F不变，θ不变，衣服的位置升高 C．由 b→c的过程，F减小，θ变小，衣服的位置下降 D．由 b→c的过程，F不变，θ不变，衣服的位置升高 L 2 L bc aO θ 高二物理第 4页（共 8页） 11．某密闭容器内的理想气体自状态 A变化至状态 B，再变化至状态 C，其变化过程的 p-V图像如 图中的实线所示，已知 BC过程图线的延长线过坐标原点，这些气体在状态 A时的温度为 T0， 内能为 U0，一定质量的理想气体的内能与其热力学温度成正比，下列说法正确的是 A．气体自 A→B过程中温度的最高值为 03 4T B．气体自 A→B的过程中内能增加 03 4U C．整个过程中外界对气体做的总功为 2p0V0 D．气体自 B→C的过程中向外界放热 U0+ 002 3 Vp 12．如图所示，足够长的光滑平行导轨由倾角α=30°的倾斜部分和水平部分组成，两部分平滑连接， 连接点为 O、O'，导轨顶端接有阻值 R=0.2Ω的定值电阻，导轨间距 L=1m，水平导轨上虚线 MM'和 NN'之间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场区域 I，磁感应强度大小为 B1=1.0T，倾斜导 轨上虚线 PP'以上区域存在垂直导轨平面向上的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为 B2=1.0T，PP' 和 OO'、MM'和 NN'之间的距离均为 d=0.3m。一金属棒放置在 MM'右侧，现使金属棒以初速度 v0=4m/s向左进入磁场 I，离开磁场 I冲上倾斜轨道后进入磁场Ⅱ，最后离开磁场Ⅱ时金属棒的加 速度恰好为零，已知金属棒质量 m=0.5kg、电阻 r=0.1Ω，始终与导轨垂直且接触良好，虚线均 与导轨垂直，导轨的电阻不计，重力加速度 g=10m/s2，下列说法正确的是 A．金属棒向左刚离开磁场 I时速度大小为 2m/s B．金属棒在磁场Ⅱ中运动的加速度始终减小 C．金属棒从进入磁场Ⅱ到离开磁场Ⅱ所经历的时间为 20 7 s D．金属棒在沿倾斜轨道上滑过程中回路产生的焦耳热为 128 7 J 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13．（6分） 在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，实验装置如图甲所示，实验步骤如下： ①将弹簧左端固定，水平放置并处于自然状态，右端与细绳连接，使细绳与水平桌面平行， 将毫米刻度尺的零刻度线与弹簧左端对齐，弹簧的右端附有指针，此时指针的位置 l0如图乙所示； ②在绳下端挂上一个砝码（每个砝码质量 m=50g），系统静止后，记录指针的位置 l1； p O B A p0 2p0 3p0 C V0 V 30° O R MN M'N' P P' B1 B2 v0 O'Ⅱ I 高二物理第 5页（共 8页） ③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内），记录砝码的个数 n及指针 的位置 l； ④用获得的数据作出 l n 图像，如图丙所示，图线斜率用 a表示。 回答下列问题： ⑴图乙所示读数为 cm； ⑵弹簧的劲度系数表达式 k= （用砝码质量 m、重力加速度 g和图线的斜率 a表示）。 若 g取 9.8m/s2则本实验中 k= N/m（结果保留 3位有效数字）。 ⑶考虑弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦，则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将 （选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 14．（8分） 光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，照射光较强（如白天）时电阻几乎为 0；照射光较弱 （如黑天）时电阻接近于无穷大。为了节能和环保，有一种路灯就利用光敏电阻的这种特性制作 电磁开关，自动控制路灯的接通与断开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱连接励磁 线圈，3、4两接线柱相当于路灯的开关，分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于 200mA 时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4 断开；当励磁线圈中电流小于 200mA时，3、4接 通。 现有以下器材：励磁线圈电源 E1、路灯电源 E2、路灯灯泡 L、励磁线圈限流保护电阻箱 R0、光 敏电阻 RG、电磁开关、导线开关等。 某实验小组利用以上器材设计一个自动控制 路灯的电路，电路原理图如图所示。 6cm 7 n/个 5 l0 l/cm 8.95 0 乙甲 丙 3 4 1 2 弹簧片 触点 铁片 电磁铁 绝缘支架 E2 高二物理第 6页（共 8页） ⑴请根据提供的实验器材将未完成的电路原理图画好。画电路图时，光敏电阻的符号为 ，电阻箱的符号为 ，其他器材使用规范的电路符号。 ⑵若励磁线圈电源 E1为 220V，内阻不计，励磁线圈的电阻为 10Ω，起初电路中电阻箱的阻值 R0如图乙所示，则 R0= Ω， 光敏电阻 RG随光照强度的变化规律如图丙所示，若要使光 照强度为 1.0lx时，路灯亮起，则电阻箱的阻值应调为 Ω。 ⑶为了节约用电，要求光照强度降低到 0.8lx时路灯才亮起，则电阻箱的阻值要调 （选 填“大”或“小”）。 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 0.40.2 0.6 0.8 1.0 1.41.2 照度/lx RG/kΩ 丙 1 7 6 5 4 3 28 9 0 1 7 6 5 4 3 28 9 0 1 7 6 5 4 3 28 9 0 1 7 6 5 4 3 28 9 0 1 7 6 5 4 3 28 9 0 1 7 6 5 4 3 28 9 0 ×0.1 ×10×1 ×1000 ×10000×100 乙 15．（7分） 图甲是某发电机的示意图，边长为 L的正方形金属线框 的总电阻为 r，其两端与两个半圆形金属滑环相连，在磁感应 强度为 B的匀强磁场中以恒定角速度绕垂直于磁感应强度方 向的轴 OO′转动。阻值为 R的电阻与两个半圆形金属滑环相 连，R两端电压如图乙所示，电压的最大值为 Um。其它电阻 不计，在金属线框转动一周的过程中，求： ⑴流过电阻 R的电荷量； ⑵电阻 R上产生的焦耳热。 乙 t U Um O O′ N S O R ω 甲 高二物理第 7页（共 8页） 16．（9分） 如图所示，放在水平地面上的半圆柱体的曲面光滑，可视为质点的小球质量为 m，轻绳 OA 一端拴接小球置于半圆柱曲面上的 A点，另一端与竖直轻绳系于 O点，O点位于半圆柱体横截面 圆心的正上方，OA与半圆柱体的曲面相切且与竖直方向夹角α=30°。倾角θ=30°的斜面体固定在水 平面上，轻绳 OB一端拴接一个放在斜面体上的小物块，另一端也与竖直轻绳系于 O点，OB与斜 面体的上表面平行，小物块与斜面间的动摩擦因数为μ= 4 3 ，整个装置始终处于静止状态。已知重 力加速度为 g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： ⑴半圆柱体受到水平地面摩擦力的大小； ⑵小物块质量的取值范围。 17．（14分） 如图所示，一竖直放置的足够长的导热汽缸由 A、B两部分构成，厚度不计的绝热活塞 a、b 可以上下无摩擦地移动，汽缸连接处有小卡销，使活塞 b不能通过连接处进入气缸 A。现将活塞 a 和活塞 b用一轻质细弹簧拴接，两活塞之间封闭有一定量的理想气体，刚开始时，活塞 a位于气 缸 A底端，系统处于静止状态，此时两活塞间气体的温度为 T0，压强等于大气压强 p0。已知活塞 a、b的质量分别为 2m、m，横截面积分别为 2S、S，弹簧原长为 L0，劲度系数为 0 16 L mgk  ，大气压 强为 S mgp 140  ，重力加速度为 g。现缓慢加热两活塞间的气体。 ⑴求活塞 a刚要开始运动时活塞间气体的压强 p1和温度 T1； ⑵求当活塞 b刚到达汽缸连接处时，活塞间气体的温度 T2； ⑶两活塞间封闭气体的温度从 T1升高到 T2的过程中，封闭气体 的内能增加了ΔU，求该过程中封闭气体从外界吸收的热量。 O B A α θ A a b B 小卡销 高二物理第 8页（共 8页） 18．（16分） 用密度为ρ、电阻率为ρ0、横截面积为 s的金属条制成边长为 L的闭合正方形框 abcd。如图所 示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极 之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为金属方框的 ad边和 bc边都处在磁极间，极间磁感应强 度大小均为 B，磁场区域在竖直方向足够长。将金属方框由静止开始释放，其平面在下落过程中 始终保持水平，不计空气阻力。 ⑴求金属方框下落的最大速度 vm； ⑵当金属方框下落的加速度为 3 g 时，求金属方框的发热功率 P； ⑶已知金属方框由静止开始下落高度 h时其速度达到 vm，若在此过程中方框内产生的热量与 一恒定电流在相同时间内在该框中产生的热量相同，求恒定电流的大小 I0。 NS 金属方框 S L 激发磁场的通电线圈 装置纵截面示意图 L NS S a d b c 磁极 金属方框 装置俯视示意图 2023—2024学年度第二学期期末学业水平诊断 高二物理参考答案及评分意见 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A B D D A A C B 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。 题号 9 10 11 12 答案 CD BC AD ABC ( E 2 ) ( 4 ) ( 3 ) ( R G ) ( R 0 ) ( 触点 ) ( 弹簧片 ) ( 2 )三、非选择题：本题共6小题，共60分。 ( 绝缘支架 ) ( 电磁铁 ) ( 铁片 ) ( 1 )13．（6分）⑴6.00（1分）⑵， 83.0或83.1（每空2分） ( E 1 )⑶偏大（1分） 14．(8分)⑴ 如右图（错任何一处得零分）（3分）⑵912.0；890.0（每空2分） ⑶小(1分) 15．（7分）解： ⑴金属框转动∆t=的过程中 ……………………………①（1分） ∆t=的过程中流过电阻R的电荷量为 q1= ……………② 金属框转动一周的过程中，流过电阻的电荷量为 q= ……………………③（1分） ⑵设金属框转动的角速度为ω，则有 Um= ……………………………④（1分） 金属框中电动势最大值 Em=BL2ω ……………………………………………⑤（1分） 金属框转动的周期为 T= ……………………………………………………⑥（1分） 根据焦耳定律可得电阻产生的焦耳热为 Q= …………………………⑦（1分） 解得 Q= ………………………………………………………………⑧（1分） 16．（9分）解： ⑴对小球受力分析如图，轻绳OA拉力大小 T=mgcosα ………………………①（1分） ( O T N mg )解得 T=mg …………………………② 以小球和半圆柱体整体为研究对象，可知半圆柱体所受的摩擦力方向水平向左，大小等于拉力T沿水平向右方向的分力，即 f=Tsinα ……………………………③（1分） f=mg …………………………④（1分） ( O F 2 α T F 1 )⑵以结点O为研究对象，对其受力分析如图，由平衡关系得 F2=Ttanα ………………⑤（1分） 代入数据解得 F2=mg ………………⑥ 以B为研究对象，当静摩擦力沿斜面向上达到最大值时有 F2+μmBgcosθ=mBgsinθ ……⑦（1分） 解得 mB=4m ……………………⑧（1分） 当静摩擦力沿斜面向下达到最大值时有 F2=mBgsinθ+μmBgcosθ ……………………⑨（1分） 解得 mB=m …………………………………⑩（1分） 物块B质量的取值范围为 m≤mB≤4m …………… ⑪（1分） 17．（14分）解： ⑴设初始状态弹簧的伸长量为x0，活塞a刚要开始运动时活塞间气体的压强p1和温度T1 对活塞b：……………………………………………………①（1分） ………………………………………………………②（1分） 活塞a刚要开始向上运动时 对活塞a：…………………………………③（1分） 对活塞b：………………………………………④（1分） 解得：…………………………………………………⑤（1分） F=4mg……………………………………………………………………⑥ 设此时弹簧伸长量为x1 有F=kx1…………………………………………………………………⑦ …………………………………………………………⑧（1分） 对活塞间气体由理想气体状态方程 ………………………………………………………⑨（1分） 解得：………………………………………………………⑩（1分） ⑵当活塞b刚到达汽缸连接处时，活塞间气体的温度为T2，活塞a运动后，活塞间气体压强保持不变，由盖吕萨克定律 …………………………………………………⑪（1分） ………………………………………………………………⑫（1分） ⑶设该过程外界对气体做的功为W ……………………………………………………………⑬（1分） …………………………………………………⑭（1分） 根据热力学第一定律：…………………………………⑮（1分） 解得：……………………………………………⑯（1分） 18．（16分）解： ⑴方框质量 m=4ρLs …………………………………………………①（1分） 方框电阻 ………………………………………………②（1分） 方框下落速度为v时，产生的感应电动势 E=2BLv …………………③（1分） 感应电流 ……………………………………………④（1分） 方框下落过程，受到重力G及安培力F G=mg=4ρLsg，方向竖直向下 …………………………⑤ ，方向竖直向上 ……………………⑥（1分） 当F=G时，方框达到最大速度，即v=vm ………………………………⑦ 则 =4ρLsg …………………………………………⑧（1分） 方框下落的最大速度 vm= ……………………………………⑨（1分） ⑵方框下落加速度为时，有 …………………………⑩（1分） 则 ………………………………………⑪（1分） 方框的发热功率 ………………………………⑫（1分） ⑶设下落高度h的时间为t，由能量守恒定律，有 …………………………………⑬（1分） ……………………………………………⑭（1分） 由动量定理，有 ……………………………………⑮（1分） 即 求和得 解得 …………………………………⑯（1分） 解得恒定电流 …………………………………⑰（2分） 高二物理答案第4页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 $$