河北省石家庄市辛集市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1辛集市2023-2024学年度第二学期期末教学质量监测高二物理试卷注意事项：1、本试卷满分100分。考试用时75分钟，另附加卷面分5分。2、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。3、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，再选涂其它〖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。4、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.如图所示的甲、乙两幅图像分别表示两分子间作用力F、分子势能Ep与两分子间距离r的关系图，假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0。下列正确的是（）A.当分子间距时，分子间作用力最大B.当分子间距时，分子势能最大C.当分子间距，随着r的增大，F减小，Ep增大D.当分子间距，随着r的减小，F增大，Ep增大〖答案〗D〖解析〗AB．由图像可知，当分子间距时，分子力为0达到最小值、分子势能为负的最小值，故AB错误；C．当分子间距，随着r的增大，F先增大后减小，一直增大，故C错误；D．当分子间距，随着r的减小，F增大，增大，故D正确。2.在5G技术领域，华为绝对是领跑者。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是（）A.5G使用的电磁波是横波B.4G使用的电磁波是纵波C.5G使用的电磁波在真空中传播速度比4G的快D.5G使用的电磁波比4G的更容易绕过障碍物〖答案〗A〖解析〗AB．电磁场从发生区域由近及远的传播称为电磁波，其传播方向与电场方向、磁场方向均是垂直的关系，故电磁波是横波，故A正确，B错误；C．任何电磁波在真空中的传播速度都是光速。故C错误；D．5G使用的电磁波频率大，波长短，不容易绕过障碍物。故D错误。故选A。3.如图所示为洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪发出的电子经电场加速后形成电子束，玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹，励磁线圈能够产生垂直纸面向里的匀强磁场。下列说法正确的是（）A.仅增大励磁线圈中的电流，运动径迹的半径变小B.仅增大励磁线圈中的电流，电子运动的周期将变大C.仅升高电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变小D.仅升高电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将变大〖答案〗A〖解析〗AC．有题意可得可得仅增大励磁线圈中的电流，磁感应强度B变大，则运动径迹的半径变小；仅升高电子枪加速电场的电压U，运动径迹的半径变大，故A正确，C错误；BD．由可得电子的周期为电子周期与电子枪加速电场的电压无关，且仅增大励磁线圈中的电流，电子运动的周期将变小，故BD错误。故选A。4.如图所示是一交变电流的图像，则该交变电流的有效值为（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗交变电流一个周期内通过电阻R上产生的热量为设交流电的有效值为I，则由交流电有效值的定义可知由以上两式联立解得故选D。5.用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量之间的关系.分别用三束光照射同一阴极K进行了三次实验，得到电流表示数I与电压表示数U之间的关系如图乙所示。下列说法正确的是（）A.入射光光子的能量①＞②＞③B.光电子的最大初动能①＞②＞③C.单位时间照射到K上的光子数①＞③D.照射到K上时金属的逸出功②最大〖答案〗C〖解析〗AB．由爱因斯坦光电效应方程得其中可以看出遏止电压与频率呈线性关系，频率越大，遏止电压越大，所以由图像可知，①光的频率等于③光的频率，③光的频率低于①光的频率，所以入射光光子的能量②＞①=③，光电子的最大初动能②＞①=③，故AB错误；C．由图可得，①光对应饱和光电流大于③光对应的饱和光电流，因为饱和光电流越大，单位时间内逸出的光电子数越多，且逸出的光电子数等于入射的光子数，所以单位时间照射到K上的光子数①＞③，故C正确；D．同一阴极K的逸出功相等，故D错误。故选C。6.如图所示，一定质量的理想气体分别经历A→B→D和A→C→D两个变化过程。A→B→D过程，气体对外做功为W1，从外界吸收Q1的热量；A→C→D过程，气体对外做功为W2，从外界吸收Q2的热量。两过程中（）A.A→B→D过程中，气体温度一直不变B.W1=W2C.Q1=Q2DQ1－W1=Q2－W2〖答案〗D〖解析〗A．根据由图像可知，A→B→D过程中，乘积先增大后减小，则气体温度先增大后减小，故A错误；B．根据图像与横轴围成的面积表示做功，可知A→B→D过程气体对外做功大于A→C→D过程气体对外做功，即故B错误；CD．根据由图可知则有可知A→B→D过程与A→C→D过程气体的内能变化为0，根据热力学第一定律可得可得故C错误，D正确。故选D。7.某同学自制了一台电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时调整电压表示数等于0。设变阻器总电阻为R，长度为L，电源电动势为E、内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦和其它阻力。则电压表示数U与所称物体质量m的关系式正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗由闭合电路得欧姆定律可得由电阻定律得则当弹簧形变量增加x时，由电阻定律可知变阻器接入电路阻值为由受力分析知又有联立解得故选C。二、多项选择题：本题共3个小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图甲所示为手摇发电机的工作原理图，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴顺时针匀速转动，线圈通过电刷与外电阻R构成回路，图示位置线圈与磁场方向平行。流过电阻R的电流i随时间t变化的图像如图乙所示；若电阻R的阻值为，则下列说法正确的是（）A.线圈abcd经过图甲所示位置时，d点的电势高于a点的电势B.时，穿过线圈abcd磁通量最小C.经过4s，电阻R产生的焦耳热为8JD.经过4s，电阻R产生的焦耳热为4J〖答案〗AD〖解析〗A．根据右手定则，ab边切割磁感线产生的感应电流方向为，则d点的电势高于a点的电势，故A正确；B．时，瞬时电流最小，则磁通量的变化量最小，穿过线圈的磁通量最大，故B错误；CD．由闭合电路欧姆定律可知，经过4s，电阻R产生的焦耳热为故C错误，D正确。9.在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器原、副线圈的匝数比为均为固定电阻，，电压表为理想电表。已知电阻中电流随时间变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是（）A.的阻值为B.电压表的示数为C.变压器传输的电功率为D.若拆除支路，电压表示数会减小〖答案〗ACD〖解析〗AB．根据图乙可知通过电阻电流的最大值为则有效值为根据并联电路特点和题意可知通过副线圈的电流为根据理想变压器电流与线圈匝数关系有解得根据欧姆定律可知副线圈两端的电压为根据理想变压器电流与线圈匝数关系有解得则电压表的示数为则故A正确，B错误；C．变压器传输的电功率为故C正确；D．若拆除支路，则通过副线圈的电流减小，通过原线圈的电流也减小，根据欧姆定律可知电压表示数会减小，故D正确。故选ACD。10.舰载机利用电磁阻尼减速的原理可看作如图所示的过程，在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，有间距为L的水平平行金属导轨ab、cd，ac间连接一电阻R，质量为m、电阻为r的粗细均匀的金属杆MN垂直于金属导轨放置，现给金属杆MN一水平向右的初速度v0，滑行时间t后停下，已知金属杆MN与平行金属导轨间的动摩擦因数为μ，MN长为2L，重力加速度为g，下列说法中正确的是（）A.当MN速度为v1时，MN两端的电势差为B.当MN速度为v1时，MN的加速度大小为C.当MN速度为v1时，MN的加速度大小为D.MN在平行金属导轨上滑动的最大距离为〖答案〗BD〖解析〗A．根据题意可知，速度为时，单独切割产生的电势差，但由于中间当电源，所以两端的电势差小于感应电动势，故A错误；BC．速度为时，水平方向受摩擦力、安培力，由牛顿第二定律有解得故B正确，C错误；D．在平行金属导轨上滑动时，由动量定理有又有联立解得故D正确。故选BD。三、非选择题：共54分。11.某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验。（结果保留两位有效数字）（1）该同学先取1.0mL的油酸注入2000mL的容量瓶内。然后向瓶中加入酒精，直到液面达到2000mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。然后用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，滴了25滴时量筒恰好达到1.0mL。则一滴溶液中含有纯油酸的体积为____________（2）接着该同学在边长约为50cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴油酸酒精溶液，待水面上的油酸膜尽可能铺开且稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状。（3）将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有129个，大于半格的有21个，小于半格的有19个。则计算油酸分子直径时油膜的面积为____________，油酸分子的直径约为____________m（4）该同学分析实验时查阅资料，发现自己所测的数据偏大，关于出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是____________。A．油酸未完全散开B．油酸溶液的浓度低于实际值C．在向量筒中滴入1.0mL油酸酒精溶液时，滴数少计了D．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格〖答案〗（1）（3）150（4）AC##CA〖解析〗（1）[1]一滴溶液中含有纯油酸的体积为（3）[2]将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有129个，大于半格的有21个，小于半格的有19个；则油膜的面积为[3]油酸分子的直径为（4）[4]该同学分析实验时查阅资料，发现自己所测的数据偏大，根据A．油酸未完全散开，则油膜面积测量值偏小，使得分子直径测量值偏大，故A正确；B．油酸溶液的浓度低于实际值，则一滴溶液中含有纯油酸的体积测量值偏小，使得分子直径测量值偏小，故B错误；C．在向量筒中滴入1.0mL油酸酒精溶液时，滴数少计了，则一滴溶液中含有纯油酸的体积测量值偏大，使得分子直径测量值偏大，故C正确；D．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格，则油膜面积测量值偏大，使得分子直径测量值偏小，故D错误。故选AC。12.在探究“变压器的电压与匝数的关系”中，可拆变压器如图所示。（1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是______。A．控制变量法B．等效替代法C．整体隔离法（2）下列说法正确的是______。A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数B．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈C．变压器原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时用多用电表的“直流电压挡”D．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响（3）若变压器原、副线圈的匝数分别为800和400，测得变压器两端线圈的电压为3.8V和8.0V，可知变压器的原线圈两端电压______（选填“3.8”或“8.0”）V；变压器的电压比与匝数比不相等，可能的原因是__________（写出一条即可）。〖答案〗（1）A（2）D（3）8.0漏磁，铁芯或导线发热〖解析〗（1）[1]实验中需要运用的科学方法是控制变量法。例如，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响。（2）[2]A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；B．变压器开始正常工作后，铁芯不导电，通过电磁感应，把电能由原线圈输送到副线圈，故B错误；C．变压器原线圈接低压交流电，副线圈产生交变电流，测量副线圈电压时，用多用电表的“交流电压挡”，故C错误；D．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故D正确。故选D。（3）[3]根据可知变压器的原线圈两端电压8.0V；[4]变压器的电压比与匝数比不相等，可能的原因是：漏磁，铁芯或导线发热。13.水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的，设整个过程温度保持不变，求：（i）此时上、下部分气体的压强；（ii）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。〖答案〗（1），；（2）〖解析〗（1）旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意尔定律可知解得旋转后上部分气体压强为旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大为，则解得旋转后下部分气体压强为（2）对“H”型连杆活塞整体受力分析，活塞的重力竖直向下，上部分气体对活塞的作用力竖直向上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知解得活塞的质量为14.如图甲是一种可测速的跑步机，它的测速原理如图乙所示。该机上底面固定有间距为L、宽度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧与电压表和电阻R相连接。绝缘橡胶带上每隔距离d就嵌入一个电阻为r的平行细金属条，跑步过程中，绝缘橡胶带跟随脚步一起运动，金属条和电极之间接触良好且任意时刻仅有一根金属条处于磁场中。现在测出t时间内电压表读数恒为U，设人与跑步机间无相对滑动，电压表内阻很大(视为理想电表)。求：（1）判断流过电阻R的电流方向(选填从“a到b”或“b到a”)；（2）此跑步机t时间内测量的橡胶带运动速度大小；（3）若跑步过程中，人体消耗的能量有20%用于克服磁场力做功