山東省濟寧市2023-2024學年高二下學期7月期末考試物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE12023—2024學年度第二學期質(zhì)量檢測高二物理試題1.甲圖為水黽停在水面上的情景；乙圖為分子間作用力與分子間距離的關(guān)系；丙圖為金剛石微觀結(jié)構(gòu)示意圖；丁圖中的每條折線表示一個炭粒每隔相同時間位置的連線。下列說法正確的是（）A.水黽能停在水面上是因為其受到了水的表面張力作用B.當分子間距離為時，分子間作用力為0，分子間沒有引力和斥力C.金剛石晶體中，原子按照一定規(guī)則排列，具有空間上的周期性D.炭粒沿著筆直的折線運動，說明水分子在短時間內(nèi)的運動是規(guī)則的〖答案〗C〖解析〗A．水黽能停在水面上是因為液體表面存在張力，而不是受到張力作用，故A錯誤；B．圖（乙）中處，分子引力和斥力的合力為零，但引力和斥力均不為零，故B錯誤；C．晶體中原子（或分子、離子）都按照一定規(guī)則排列，具有空間上的周期性，故C正確；D．圖（丁）是每隔一定時間把水中炭粒的位置記錄下來，然后用線段把這些位置按時間順序依次連接起來，而炭粒本身并不是沿折線運動，該圖說明炭粒的運動（布朗運動）是不規(guī)則的，從而反映了水分子運動的不規(guī)則性，故D錯誤。2.太陽黑子群13679在北京時間2024年05月24日10時49分爆發(fā)了一個C4.9級小耀斑，耀斑從太陽的日冕拋射出高能的電子、離子和原子云氣團，其中的一部分射向了地球，使地球上許多高緯地區(qū)出現(xiàn)了美麗壯觀的極光。如圖所示，科學家發(fā)現(xiàn)并證實，這些高能帶電粒子流向兩極做螺旋運動，旋轉(zhuǎn)半徑不斷減小，原因可能是（）A.重力對粒子做正功，使其動能增大B.越接近兩極，地磁場的磁感應(yīng)強度越大C.洛倫茲力對粒子做負功，使其動能減小D.空氣分子與粒子碰撞，使粒子的帶電量減少〖答案〗B〖解析〗帶電粒子在磁場中做圓周運動，根據(jù)可得A．若動能增大，則粒子速度增大，粒子做圓周運動的半徑會增大，A錯誤；B．越接近兩極，地磁場的磁感應(yīng)強度B越大，則半徑減小，B正確；C．洛倫茲力不做功，C錯誤；D．若粒子帶電量減小，則半徑增大，D錯誤。故選B。3.電蚊拍利用高壓電擊網(wǎng)來擊殺飛近的蚊蟲，原理如圖所示，將鋰電池的4V電壓通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)榻蛔冸妷海賹⑵浼釉诶硐胱儔浩鞯脑€圈上，副線圈兩端接電擊網(wǎng)，電壓峰值達到2700V時可擊殺蚊蟲。電蚊拍正常工作時，下列說法正確的是（）A.交流電壓表的示數(shù)為4VB.副線圈與原線圈匝數(shù)比需滿足C.電擊網(wǎng)上的高頻電壓的頻率為10000HzD.相比副線圈，原線圈應(yīng)該用較細的導線繞制〖答案〗B〖解析〗A．交流電壓表的示數(shù)等于正弦交變電壓的有效值，為故A錯誤；B．根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系，副線圈與原線圈匝數(shù)比需滿足故B正確；C．交變電壓的頻率為變壓器不改變交變電壓的頻率，則電擊網(wǎng)上的高頻電壓的頻率為5000Hz，故C錯誤；D．根據(jù)理想變壓器原副線圈電流與線圈匝數(shù)關(guān)系，通過原線圈的電流大于通過副線圈的電流，副線圈應(yīng)該用較細的導線繞制，故D錯誤。故選B。4.如圖甲所示，在LC振蕩電路實驗中，多次改變電容器的電容C并測得相應(yīng)的振蕩電流的周期T；如圖乙所示，以C為橫坐標、為縱坐標，將測得的數(shù)據(jù)標示在坐標紙上并用直線擬合數(shù)據(jù)，由圖像可得線圈的自感系數(shù)約為（）A.0.0375H B.0.375H C.2.67H D.26.7H〖答案〗A〖解析〗根據(jù)可得圖像的斜率為可得故選A。5.氫原子的能級圖如圖所示，一群處于能級的氫原子向低能級躍遷時會輻射出多種不同頻率的光。已知鈣的逸出功為3.20eV，下列說法正確的是（）A.氫原子向低能級躍遷時可輻射出3種不同頻率的光B.用輻射出的光照射鈣板時都能使其發(fā)生光電效應(yīng)C.氫原子從能級直接躍遷到能級輻射出的光波長最短D.氫原子從能級躍遷到能級輻射出的光和從能級躍遷到能級輻射出的光相比，后者的頻率較小〖答案〗C〖解析〗A．一群處于能級的氫原子向低能級躍遷時輻射出不同頻率的光的數(shù)目為故A錯誤；B．上述6種頻率光的能量分別為由于鈣的逸出功為3.20eV，可知，上述光子只有3種光照射鈣板時能使其發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯誤；C．結(jié)合上述，氫原子從能級直接躍遷到能級輻射出的光的能量最大，根據(jù)可知，該光的波長最短，故C正確；D．結(jié)合上述可知，氫原子從能級躍遷到能級輻射出的光的能量小于從能級躍遷到能級輻射出的光的能量，可知，后者的頻率較大，故D錯誤。故選C。6.如圖甲所示的電路中，已知燈泡電阻不變且阻值為R。閉合開關(guān)S后，流過兩個電流傳感器的圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A.線圈的直流電阻小于燈泡電阻RB.斷開開關(guān)S瞬間，燈泡先閃亮再熄滅C.閉合開關(guān)S瞬間，線圈中自感電動勢和電流均為零D.由圖像中的數(shù)據(jù)和題干條件可以計算出電源電動勢和內(nèi)阻〖答案〗D〖解析〗A．閉合開關(guān)S后，電路穩(wěn)定時，通過燈泡的電流是，通過線圈的電流是，可知所以線圈的直流電阻大于燈泡電阻R，故A錯誤；B．電路穩(wěn)定時，通過燈泡的電流大于通過線圈的電流，斷開開關(guān)S瞬間，燈泡由線圈供電，通過燈泡的電流從減小，燈泡逐漸熄滅，故B錯誤；C．開關(guān)S閉合的瞬間，自感線圈中的電流為零，但由于線圈的自感現(xiàn)象，其自感電動勢不為零，故C錯誤；D．根據(jù)閉合電路的歐姆定律，開關(guān)剛閉合瞬間，有達到穩(wěn)定狀態(tài)后有解得，故D正確。故選D。7.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過a→b→c→d→a過程的如圖所示，其中ab和cd圖線均為雙曲線的一部分，下列說法正確的是（）A.a→b過程中，氣體可能向外界放出熱量B.b→c過程中，氣體一定向外界放出熱量C.整個過程中氣體從外界吸收熱量D.c→d過程中，在單位時間、單位面積上與器壁碰撞的分子數(shù)減少〖答案〗C〖解析〗A．由題意可知，a→b過程中，氣體體積增大，氣體對外做功，氣體溫度不變，內(nèi)能不變，由熱力學第一定律可知，氣體從外界吸熱，A錯誤；B．b→c過程中，由圖像可知，氣體溫度降低，內(nèi)能減小，即，體積增大，氣體對外做功，即，由熱力學第一定律可知，氣體向外界吸收熱量還是放出熱量不能確定，B錯誤；C．由圖像的面積意義可知，整個過程中，外界對氣體做負功，即，而氣體的內(nèi)能不變，由熱力學第一定律可知，，氣體從外界吸收熱量，C正確；D．c→d過程中，是等溫壓縮，氣體的密度增大，溫度不變，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，壓強增大，在單位時間、單位面積上與器壁碰撞的分子數(shù)增多，D錯誤。故選C。8.圖甲是回旋加速器的工作原理圖。A處的粒子源產(chǎn)生的粒子（）被電場加速，粒子在磁場中的動能隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，不計粒子在電場中的加速時間，不考慮相對論效應(yīng)帶來的影響，下列說法正確的是（）A.高頻交流電的變化周期等于B.在圖像中有C.不改變?nèi)魏螚l件，該裝置不能對氘核加速D.設(shè)第n次加速后粒子在D形盒內(nèi)運動半徑為，有〖答案〗D〖解析〗A．粒子在磁場中做圓周運動，有可得周期為回旋加速器周期與速度無關(guān)，粒子加速一次電流改變一次方向，所以粒子一個周期粒子加速兩次，所以高頻交流電的變化周期等于粒子圓周運動的周期，即故A錯誤；B．粒子在電場中加速，有所以故B錯誤；C．根據(jù)可知粒子（）與氘核的比荷相同，所以粒子做圓周運動的周期相同，所以可以加速，故C錯誤；D．粒子第n次加速后有可得所以有由于所以有故D正確。故選D。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖所示，平行金屬導軌傾角為，下端與電源相連，勻強磁場垂直于導軌平面向上，一導體棒垂直于導軌放置，并處于靜止狀態(tài)。下列做法可能使導體棒運動的是（）A.僅增大電源電動勢 B.僅將電源正負極對調(diào)C.僅增大勻強磁場的磁感應(yīng)強度 D.僅將勻強磁場的方向反向〖答案〗AC〖解析〗AC．由左手定則可知，開始時導體棒受安培力沿傾斜導軌向下，由平衡條件可得靜摩擦力方向沿軌斜導軌向上。僅增大電源電動勢，則回路中電流增大，則安培力增大，此時靜摩擦力僅增大勻強磁場的磁感應(yīng)強度，則安培力增大，則靜摩擦力有當靜摩擦力達到最大靜摩擦力時導體棒開始向下運動，AC正確；BD．僅將電源正負極對調(diào)或僅將勻強磁場的方向反向，可知安培力方向沿傾斜導軌向上，假設(shè)導體棒能沿傾斜導軌向上運動，則有則有可知導體棒不可能向上運動，假設(shè)不成立，BD錯誤。故選AC。10.如圖所示，甲圖是兩種不同單色光照射光電管時光電流與電壓的關(guān)系圖像，乙圖是c、d兩種金屬遏止電壓與入射光頻率之間的關(guān)系圖像，丙圖是放射性元素氡的質(zhì)量和初始時質(zhì)量比值與時間之間的關(guān)系圖像，丁圖是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系圖像。下列說法正確的是（）A.a光光子的能量大于b光光子的能量B.金屬c的逸出功大于金屬d的逸出功C.每過3.8天要衰變掉質(zhì)量相同的氡D.原子核比原子核更穩(wěn)定〖答案〗AD〖解析〗A．由圖可知，a光的截止電壓大，根據(jù)同一光電管逸出功相同，所以a光頻率大，光子的能量大，故A正確；B．由光電效應(yīng)可知又有由圖可知當頻率相等時，由于金屬c截止電壓大，所以c的逸出功小，故B錯誤；C．由圖可知氡半衰期為3.8天，由于每次衰變后的氡質(zhì)量均變成原來的一半，故每過3.8天要衰變掉質(zhì)量不相同的氡，故C錯誤；D．原子核比原子核的比結(jié)合能大，原子核更穩(wěn)定，故D正確。故選AD。11.如圖甲所示，虛線框內(nèi)存在垂直紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，一固定的金屬線圈abcd有部分處于磁場中，則線圈中產(chǎn)生的電流i、線圈受到的安培力F與時間t的關(guān)系可能正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗BD〖解析〗AB．令線圈處于磁場中的面積為S，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有圖像中，前半個周期與后半個周期內(nèi)，磁感應(yīng)強度的變化率均為一個定值，一負一正，表明電動勢的方向相反，根據(jù)歐姆定律可知，前半個周期與后半個周期內(nèi)，感應(yīng)電流的大小均一定，根據(jù)楞次定律可知，電流方向先沿順時針，后沿逆時針，方向相反，故A錯誤，B正確；CD．結(jié)合上述可知，前半個周期與后半個周期內(nèi)，感應(yīng)電動勢的大小均一定，方向相反，根據(jù)可知，安培力大小與磁感應(yīng)強度大小成正比，根據(jù)左手定則可知，在一個周期內(nèi)安培力方向先向左后向右，再向左最后向右，故C錯誤，D正確。故選BD。12.如圖甲所示，間距的平行光滑金屬導軌固定在水平面內(nèi)，左端用導線連接，導軌處在豎直向上的勻強磁場中，一根長度也為L、電阻的金屬棒放在導軌上，在平行于導軌向右、大小的恒力作用下向右運動，金屬棒運動過程中，始終與導軌垂直并接觸良好，金屬棒運動的加速度與速度的關(guān)系如圖乙所示。不計導軌及左邊導線電阻，導軌足夠長，下列說法正確的是（）A.金屬棒的質(zhì)量為5kgB.勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為8TC.當F做功為5J時，通過金屬棒橫截面的電量為1.25CD.若某時刻撤去F，此后金屬棒運動過程中加速度大小與速率的關(guān)系為〖答案〗ABC〖解析〗A．金屬棒運動過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為感應(yīng)電流為金屬棒受到的安培力為根據(jù)牛頓第二定律整理得圖像的縱截距為解得圖像的斜率為解得故AB正確；C．當F做功為5J時，金屬棒的位移為通過金屬棒橫截面的電量為故C正確；D．若某時刻撤去F，根據(jù)牛頓第二定律解得故D錯誤。故選ABC。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中使用可拆式變壓器如圖所示，圖中各接線柱對應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“×100”的匝數(shù)。（1）下列說法正確的是______。A.實驗中，必須在副線圈上接上用電器以形成閉合回路B.變壓器正常工作時，鐵芯導電，把電能由原線圈輸送到副線圈C.變壓器鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊壓而成是為了減小渦流D.使用多用電表測電壓時，先用最大量程擋試測，再選用適當?shù)膿跷贿M行測量（2）用原線圈匝的變壓器實驗，測得的實驗數(shù)據(jù)如表所示：次數(shù)1234/V4.906.007.5010.06/V2.402.923.704.97根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，該次實驗時副線圈的匝數(shù)為______（填“200”或“800”或“1600”）。（3）多次實驗后發(fā)現(xiàn)原線圈與副線圈的電壓之比總是稍大于原線圈與副線圈的匝數(shù)之比，可能的原因是______。（寫出兩條即可）〖答案〗（1）CD（2）200（3）見〖解析〗〖解析〗（1）A．實驗中，不需要在副線圈上接上用電器以形成閉合回路，副線圈也能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故A錯誤；B．變壓器正常工作時，鐵芯導磁，利用互感現(xiàn)象把電能由原線圈輸送到副線圈，故B錯誤；C．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊壓而成是為了減小渦流，故C正確；D．使用多用電表測電壓時，先用最大量程擋試測，再選用適當?shù)膿跷贿M行測量，故D正確。故選CD。（2）由于鐵芯發(fā)熱、漏磁、銅損鐵損等原因，副線圈交流電壓表讀數(shù)應(yīng)小于理想電壓表的讀數(shù)，而忽略誤差后總是的一半，所以可判斷出原線圈匝數(shù)為200匝。（3）由于鐵芯在交變磁場的作用下會發(fā)熱，交變電流產(chǎn)生的磁場不可能完全限制在鐵芯內(nèi)，存在著漏磁現(xiàn)象，理想變壓器是一個理想模型，實際用的變壓器會有銅損和鐵損等原因，所以原線圈與副線圈的電壓之比總是稍大于原線圈與副線圈的匝數(shù)之比。14.某同學通過圖甲所示的實驗裝置，利用玻意耳定律來測定一塊形狀不規(guī)則的易受潮變質(zhì)的藥品的體積。實驗步驟：①將藥品裝進注射器，插入活塞，再將注射器通過軟管與傳感器A連接；②移動活塞，讀取氣體體積V，同時記錄對應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)；③重復步驟②，得到多組實驗數(shù)據(jù)，建立適當?shù)闹苯亲鴺讼?，如圖乙所示。（1）在實驗操作中，下列說法正確的是______。A.圖甲中，傳感器A為壓強傳感器B.在步驟①中，將注射器與傳感器A連接前，應(yīng)把注射器活塞移至注射器最左端位置C.為確保讀取數(shù)據(jù)時數(shù)據(jù)穩(wěn)定，應(yīng)當握緊注射器D.若實驗過程中不慎將活塞拔出針筒，應(yīng)放棄已獲數(shù)據(jù)重新實驗（2）為了在坐標系中獲得直線圖像，若取y軸為V，則x軸為______（填“”或“p”）。（3）選擇合適的坐標后，該同學通過描點作圖，得到圖像如圖乙所示（a、b已知），若不考慮傳感器和注射器連接處的軟管容積帶來的誤差，則藥品的體積為______；若傳感器和注射器連接處的軟管容積為c（且保持不變），則藥品的體積為______。〖答案〗（1）ABD（2）（3）〖解析〗（1）A．實驗中需要測量氣體的壓強和體積，氣體的體積可以由注射器上的刻度讀出，因此圖甲中，傳感器A為壓強傳感器，A正確；B．實驗過程需要推動活塞改變氣體的體積，在推動活塞時氣體的體積減小，在步驟①中，將注射器與傳感器A連接前，注射器應(yīng)封閉一定量的氣體，因此應(yīng)把注射器活塞移至注射器最左端位置，B正確；C．實驗需要氣體的溫度不變，因此在操作中不可用手握住注射器封閉氣體的部分，C錯誤；D．實驗過程中應(yīng)使氣體的質(zhì)量不變，若實驗過程中不慎將活塞拔出針筒，則注射器中氣體的質(zhì)量產(chǎn)生變化，應(yīng)放棄已獲數(shù)據(jù)重新實驗，D正確。故選ABD。（2）由玻意耳定律可得為了在坐標系中獲得直線圖像，若取y軸為V，則x軸為。（3）[1]以注射器內(nèi)氣體與傳感器和注射器連接的軟管內(nèi)氣體為研究對象。若不考慮傳感器和注射器連接處的軟管容積帶來的誤差，則氣體的總體積由玻意耳定律可得則有由乙圖可知，在時，則有藥品的體積為[2]若傳感器和注射器連接處的軟管容積為c（且保持不變），則有氣體的總體積由玻意耳定律可得則有由乙圖可知，在時，則有可得藥品的體積為15.我國在超導物理的研究中處于世界領(lǐng)先水平，如果能夠?qū)崿F(xiàn)常溫超導，用超導體代替常規(guī)導線輸電將會節(jié)約大量的電能。某遠距離輸電示意圖如圖所示，若發(fā)電機的功率為100kW，輸出電壓為250V，用戶電壓為220V，升壓變壓器匝數(shù)比，降壓變壓器匝數(shù)比。若用超導體代替常規(guī)導線，求節(jié)省的功率?！即鸢浮?000W〖解析〗根據(jù)題意，升壓變壓器原線圈兩端電壓根據(jù)得降壓變壓器副線圈兩端電壓根據(jù)得則損失電壓輸電電流則損失功率所以節(jié)省的功率為5000W。16.氣釘槍是一種廣泛應(yīng)用于建筑、裝修等領(lǐng)域的氣動工具，工作時以高壓氣體為動力。如圖甲所示是氣釘槍和與之配套的氣罐、氣泵，圖乙是氣釘槍發(fā)射裝置示意圖，氣缸通過細管與氣罐相連。射釘時打開開關(guān)．氣罐向氣缸內(nèi)壓入高壓氣體推動活塞運動，活塞上的撞針將釘子打入物體，同時切斷氣源，然后閥門自動打開放氣，復位彈簧將活塞拉回原位置。氣釘槍配套氣罐的容積，氣缸有效容積，氣釘槍正常使用時氣罐內(nèi)壓強范圍為，為大氣壓強，當氣罐內(nèi)氣體壓強低于時氣泵會自動啟動充氣，壓強達到時停止充氣。假設(shè)所有過程氣體溫度不變，已知氣罐內(nèi)氣體初始壓強為，。（1）當氣罐內(nèi)氣體壓強降為時氣泵啟動對氣罐充氣，當充氣結(jié)束時，求氣泵共向氣罐內(nèi)泵入壓強為的空氣體積；（2）通過計算說明充氣結(jié)束后能否用氣釘槍正常射出150個釘子?！即鸢浮剑?）；（2）見〖解析〗〖解析〗（1）充氣前，氣罐內(nèi)氣體壓強為，充氣后氣罐內(nèi)氣體壓強為，充氣過程為等溫變化，有解得（2）設(shè)發(fā)射第一個釘子有可得發(fā)射第二個釘子，有解得發(fā)射第三個釘子，有解得以此類推，發(fā)射第150個釘子，有代入數(shù)據(jù)可得所以可以用氣釘槍正常射出150個釘子。17.如圖所示，一圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，圓形區(qū)域半徑為R，圓心為O，圓形邊界上有P、Q、A三點，其中P、Q兩點連線為直徑，OP與OA間的夾角為60°?，F(xiàn)有大量帶負電的粒子以不同的速率從P點射入圓形區(qū)域，入射方向均與OP成角，帶電粒子質(zhì)量為m，電荷量為，不計粒子重力及相互間作用。（1）求從Q點射出磁場區(qū)域的粒子在磁場中的運動時間t；（2）求從A點射出磁場區(qū)域的粒子速度大小v；（3）垂直PQ連線方向射出磁場區(qū)域的粒子，出射點為C（圖中未畫出），求C點到PQ連線的距離d?！即鸢浮剑?）；（2）