福建省厦门市2024-2025学年高二下学期质量检测物理试卷

厦门市2024—2025 学年第二学期高二年级质量检测 物 理 试 题 本试卷共8页，考试时长75分钟，满分100分。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将答题卡交回。 一、单项选择题：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，只有一项符合题目要求。 1.有关下列四幅图的描述，说法正确的是 A.图甲中汤姆孙对阴极射线的研究揭示了原子核有复杂的结构 B.图乙中卢瑟福通过α粒子散射实验发现了质子 C.图丙三种射线中α射线的穿透本领最强 D.图丁中氡原子核的半衰期为3.8天 2.红、蓝两种单色光分别通过同一套单缝衍射仪器后得到各自的衍射图样如图甲乙所示，分别通过同一套双缝干涉仪器后得到各自的双缝干涉图样如图丙丁所示，四幅图中黑色部分表示亮条纹，则其中红光形成的图样是 A. 甲、丙 B. 乙、丁 C. 乙、丙 D. 甲、丁 学科网（北京）股份有限公司 3.如图甲所示，“竹简炮”是一种深受80后小时候喜爱的自制玩具，其原理如图乙所示，一两端开口、横截面积 的圆竹管，A、B处分别用湿纸团1、2塞紧，将管中空气密封。初始时管内压强与大气压相同，用细木棍将湿纸团1从A 处向右快速推动至A'处时，湿纸团2恰好开始向右运动。已知湿纸团2在B 处与竹筒间最大静摩擦力为 大气压强为 若管中密闭空气视为理想气体，快速推动湿纸团1的过程视为绝热过程，则湿纸团1被推至A'处时管内气体 A. 压强为1.5×10⁵ Pa B. 压强为2.5×10⁵ Pa C.温度与初始时相同 D.温度比初始时更低 4.如图所示，在虚线MN右侧存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B=0.1T的匀强磁场，单匝矩形线圈 abcd 的面积为 ad 边与MN重合，线圈绕 ad 边以角速度ω=100πrad/s匀速转动。从图示位置开始计时，则线圈 A.在图示位置的电流方向沿(a→d→c→b→a B.在图示位置的电动势瞬时值为20 V C.一个周期内电动势的有效值为10 V D. 在0~0.01 s内, 平均电动势的大小为10 V 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5.太阳风是从太阳上层大气射出的带电粒子流，当太阳风掠过地球时，会引起地磁暴并影响通信。一定区域内的地磁场可视为方向垂直纸面向里的匀强磁场，太阳风中的某带电粒子以垂直该磁场方向的速度射入，其运动轨迹如图所示。已知带电粒子在运动过程中与空气分子碰撞，动能不断减小，带电量及质量均保持不变，则该粒子 A.从a 运动到b B.从b运动到α C.带正电 D.带负电 学科网（北京）股份有限公司 6.如图所示为氢原子的能级图，大量处于n=5激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出频率不同的光子，分别用这些光照射逸出功为3.34 eV 的锌板,则 A.这些氢原子最多可以辐射出10种不同频率的光子 B.辐射出的光子中，从n=5能级跃迁到n=1能级的光子波长最长 C.辐射出的光子中，有5种频率的光可以使锌板发生光电效应 D.锌板逸出的光电子中，初动能的最大值为9.72 eV 7.门磁装置是一种新型防盗设备，其简化结构如图所示，永磁铁固定在门框上，霍尔元件固定在门板上，其长、宽、高分别为l、b、h，元件通有如图所示方向的恒定电流I。门关闭时霍尔元件在永磁铁正下方，门打开时，霍尔元件所在位置磁场的磁感应强度减小导致霍尔电压发生变化，当电压达到某设定值时报警器发出警报。若达到报警条件时霍尔元件与永磁铁之间的距离越小则设备灵敏度越高，则 A.门打开时，霍尔电压升高 B.门打开时，霍尔电压降低 C.适当增大b，该设备将更加灵敏 D.适当增大h，该设备将更加灵敏 8.如图所示，间距为L的两根足够长的光滑平行金属导轨倾斜固定放置，导轨平面倾角为30°，平行于底边的虚线 ef下方存在垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m、电阻为R 的导体棒垂直导轨放置于 ef上方的无磁场区，导轨上端接有电动势 的电源。将导体棒由静止释放后，第一次到达 ef进入磁场时速度大小为v₁，一段时间后再次回到 ef位置时速度大小为v₂，已知除导体棒外，其余电阻均不计，重力加速度大小为g，则 B.导体棒第一次到达 ef进入磁场瞬间的加速度大小 C.导体棒从第一次到达 ef到再次回到 ef所用的时间 D.导体棒从第一次到达 ef到再次回到 ef所用的时间 学科网（北京）股份有限公司 三、非选择题：共60分，其中第9~11小题为填空题，第12、13小题为实验题，第14~16小题为计算题。考生根据要求作答。 9. (3分) 如图甲所示，半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向里的磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，图中B₀和t₀均为已知量。半径为2r的单匝金属圆环垂直磁场方向放置，圆形磁场区域与金属圆环为同心圆，则0~t₀时间内，圆环中感应电动势的大小为 ，感应电流方向为 (选填“顺时针”或“逆时针”)。 10. (3分) 在LC 振荡电路中，某时刻电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如图所示，则此时电路中的电流方向为 (选填“顺时针”或“逆时针”)，电容器正在 (选填“充电”或“放电”)。 11. (3分) 中国自主研发的全超导托卡马克装置 EAST (东方超环)在2025 年 1月 20 日创造了新的世界纪录，成功实现1亿摄氏度下等离子体稳态运行1066秒。该装置内部发生的核反应方程为:U+n=Nd+Zr+3n+8e,已知N,Z的平均结合能分别为1.09 MeV, 2.78 MeV,7.03 MeV，则X为 (选填“质子”“中子”或“电子”)，该核反应释放的能量为 MeV。 学科网（北京）股份有限公司 12. (6 分) 小厦用可拆变压器探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，可拆变压器零部件如图甲所示。 (1)关于该实验，以下说法正确的是 A.为减小涡流影响，变压器铁芯由彼此绝缘的硅钢片叠成 B.实验中需要用到的电表为直流电压表 C.绕制原、副线圈的导线粗细应相同 D.实验中所听到轻微的“嗡嗡”声是电流在铁芯中流动的声音 (2)将学生电源输出电压调到4 V，使用可拆变压器原线圈上的“0”和“4”两个接线柱，要求输出电压为8V左右，在图乙中完成实物连线。 (3)某同学做实验时，输入端电压为8 V，可拆变压器及原、副线圈接线情况如图丙所示，其中原线圈所连接接线柱为“0”“4”，副线圈所连接接线柱为“0”“2”，则副线圈所接电压表读数最有可能为 A. 15.8 V B. 7.8 V C. 3.8 V D. 1.8 V 学科网（北京）股份有限公司 13. (6分) 全自动洗衣机的水位控制装置中使用了压力传感器，工作原理如下： (1)如图甲所示，与洗衣缸相连的气室中会封闭一定质量的空气，气室上部与压力传感器的膜盒连通； (2)向洗衣缸注水时，气室内被密封的空气压强增大，使压力传感器的膜片向上凸起，如图乙所示。气室中的空气可视为理想气体，整个进水过程可视为等温过程，若某时刻气室内空气体积为注水前的 ，则此时气室内的压强为原来的 倍； (3)如图丙所示，当进水量达到设定值时，传感器控制电路关闭进水阀门，同时接通洗涤电动机电源，开始洗涤衣物，则图中Ⓐ是 (选填“洗涤电动机”或“进水阀门”)的控制开关。 (4)一台旧洗衣机的压力传感器膜片长期反复形变，导致弹性降低(更小的压力即可使膜片凸起)，则该旧洗衣机的实际进水量 (选填“大于” “小于”或“等于”)原来设定的进水量。 14. (11分) 如图所示，一开口向下、内壁光滑的圆柱形绝热气缸用杆竖直固定，顶部装有体积可忽略的电热丝，下方用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下端与一劲度系数k=1000 N/m的轻弹簧相连，弹簧下端连接一压力传感器，可显示弹簧弹力的大小。初始时，封闭气体温度 活塞到气缸顶端距离L=0.25 m，压力传感器示数恰为零。电热丝工作后，气缸内温度缓慢升高，活塞缓慢向下移动。已知活塞质量m=5kg、横截面积 大气压强 重力加速度大小g取 求： (1)初始时，气缸内气体的压强； (2)压力传感器示数为50N时，气缸内气体的压强； (3)压力传感器示数为50N时，气缸内气体的温度。 学科网（北京）股份有限公司 15. (12分) 晓萌同学设计了一个货物缓降模型，其简化结构如图所示，边长为L 的单匝正方形线框abcd 总电阻为R，质量为m，通过绝缘细绳跨过滑轮与质量为2m 的货物相连，线框上方有两个矩形磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁感应强度大小均为 B，方向分别为垂直纸面向里、向外，区域Ⅰ、Ⅱ宽度均为L。货物由静止释放，当ab边进入磁场Ⅰ时，线框恰能匀速运动，不计摩擦，重力加速度大小为g，求： (1) ab边刚进入磁场Ⅰ时线框的速度大小； (2) ab边刚进入磁场Ⅱ时线框的电流大小和加速度大小； (3)若cd 边刚离开磁场Ⅱ时的速度大小 ，求线框穿越磁场区域Ⅰ、Ⅱ的过程中产生的焦耳热。 学科网（北京）股份有限公司 16. (16分) 某种离子注入器由离子源、加速电场、磁分析器和控制区组成，其简化原理图如图所示。加速电场两板间电压为U，磁分析器截面ACDF 为矩形，其中有方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，控制区的截面GHIJ 是高度为 的长方形，上边界GH 足够长且与磁分析器下边界 FD 平行。离子源产生荷质比为 的正离子由静止经加速电场加速后水平向右运动，自M点垂直于磁分析器AF 边进入磁场，偏转后从FD 边上的N 点射出磁场，进入下方控制区。已知. 忽略空气阻力，不计离子重力和离子间相互作用，求： (1)离子射出加速电场时速度的大小； (2)离子在磁分析器中运动的时间； (3)以G为坐标原点，GI方向为y轴正方向建立如图所示坐标系，控制区中存在垂直纸面向里的磁场，磁感应强度大小沿y轴正方向按 的规律均匀变化，k为已知的常数且 若入射的离子恰好无法穿过控制区下边界，求 的大小。 学科网（北京）股份有限公司 $$