2023-2024学年山东省淄博市高二（下）期末考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年山东省淄博市高二（下）期末考试物理试卷

一、单选题：本大题共8小题，共24分。

1.用中子轰击氮核从原子核中打出了粒子X,该实验的核反应方程是枕+尹N-X+$C,粒子X为（）

A.质子出B.正电子第C.笊核出D.氯核物e

2.在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列

图示实验中与发现光电效应现象有关的是（）

3.某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示，图中/3）表示各速率区间的分子数占总分子数的

百分比，曲线I、II、III所对应的温度分别为「I、Tn、丁皿，所对应的气体分子平均动能分别为以1、Ek2、

Ek3,则（）

A.Ti>Tn>TnB.TJJ>Tj,7n>Tm

C.Ek3>Ek2>EkiD.Ek3=Ek2=Ekl

4.如图甲所示为淄博市科技馆的“磁阻尼摆”,支架中间设置永磁体构成的磁场°V

片和塑料片制成的摆，其示意图如图乙所示，将铝摆拉到某一位置由静止释放、发现铝摆很快就停下来。

下列说法正确的是（）

甲乙

第1页，共20页

A.同样条件下，用塑料摆做实验比用铝摆能够更快停下来

B.铝摆摆动过程中，摆片中产生涡流，受到阻碍其运动的安培力作用，使之很快停下来

C.塑料摆摆动过程中，摆片中也会产生涡流

D.若所加磁场反向，铝摆摆片将受到安培力的驱动，摆动加快

5.一定质量的理想气体从状态4经过状态B变化到状态C,4-B过程是等温过程，其U-T图像如图所示。下

列说法正确的是（）

A.A-B的过程中，气体压强减小B.A-B的过程中，气体内能增加

C.B-C的过程中，气体对外界做功D.ATBTC的过程中，气体放出热量

6.%、也为两个完全相同的定值电阻，h两端的电压随时间周期性变化的规律如图甲所示，&两端的电压

随时间按正弦规律变化如图乙所示，则两电阻在一个周期r内产生的热量之比、1：＜22为（）

A.5:4B,5:3C,5:2D,3:2

7.一物体由静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化的规律如图所示。取物体开始运动的方向为正方

向，下列说法正确的是（）

A.第1s时间内，物体的位移大小为27n

B.第2s时间内，物体的位移小于2.5m

C.4s末物体回到初始位置

D.在0〜4s时间内，物体的最大速度为3m/s

8.如图所示，abed是一个边长为L的均匀正方形导线框,其电阻为R。线框以恒定速度"沿%轴运动，并穿过

图中所示的匀强磁场区域，磁感应强度为B,规定顺时针电流方向为正，安培力沿x轴正方向为正，线框在

图示位置开始计时，则关于线框中电流/、线框所受安培力F、ad两端的电势差人好比两端的电势差｛/尻与

线框移动距离x的关系图像正确的是（）

第2页，共20页

XXXX

5

XXXX

XXXX

28AV

B

立

无

。XX

-I-4t

小2Z;3Z5Z522Z

2V，

，

£一

一

4

8

3LV3

-8-

4L£V4

11

-BO-

C44

£X£

3L4L5£3£4L5Z

二、多选题：本大题共4小题，共16分。

9.如图所示为氢原子部分能级示意图。现有大量处于激发态n=4能级的氢原子，向较低能级跃迁时，会

放出不同频率的光子。已知可见光的光子能量范围介于1.63eU〜3.10W之间，某金属板发生光电效应的逸

出功为2.25eU。下列说法正确的是（）

1----------------------------13.6

A.共有8种不同频率的光子放出

B.放出的所有光子中，有2种是可见光

C.放出的所有光子中，有3种可以使该金属板发生光电效应

D.放出的所有光子照射该金属板，逸出光电子的最大初动能为10.5W

10.为了无损测量有污染废弃导电液体的流量，常用到一种电磁流量计，如图甲所示。其原理可以简化为

如图乙所示模型：液体从管右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。已知

管的直径为d,匀强磁场垂直纸面向外，磁感应强度为B,管中各处液体的流速均相同，测出管壁上M、N

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B

xxjVfxx

xxxxT

两点的电势差为U,下列说法正确的是（）-----d

xxxx1

xxNXX

甲乙

B

XXMxX

XXXX

Xx:

XxN:XX

甲乙

A.M点的电势高于N点的电势

B.稳定后液体的流速u=强^

C.电磁流量计也可以用于测量不导电的液体的流速

D.液体流量Q=嗤

4£）

11.图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理

想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为的、n2,电压表为理想交流电表。当变压器副线圈

电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体，开关闭合后，下列说法正确的

A.电压表的示数为5V

B.原线圈两端电压的瞬时值表达式〃=5sin（107rt）y

C.若鲁〈焉，则可以实现燃气灶点火

D.穿过原、副线圈的磁通量之比为普

12.如图甲所示，N=200匝的线圈（图中只画了2匝），线圈面积S=0.01瓶2,电阻厂=2。，其两端与一个

R=48。的电阻相连，线圈内有垂直纸面向里的磁场，以垂直纸面向里为磁场的正方向，其磁感应强度B

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按图乙所示规律变化，在0.10s时间内，下列说法正确的是（）

A.流经电阻R的电流方向由b到a

B.电阻R两端的电压大小为10U

C.电阻R产生的焦耳热为0.192/

D.通过电阻R的电荷量为0.02C

三、实验题：本大题共2小题，共18分。

13.实验小组采用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。将注射器、压强传感器、数据采集器和计

算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体。实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积力计

算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强P，从而获得气体不同体积时的压强数值。根据获得的数

（1）关于本实验的基本要求，下列说法正确的是（选填选项前的字母）。

4移动活塞时应快一些B,封闭气体的注射器应密封良好

C必须测出注射器内封闭气体的质量D为方便推拉柱塞，应手握注射器

（2）为了能够最直观地判断出气体的压强p与其体积了的关系，应做出_____（选填或"pj”图像

）,对图线进行分析，在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，说明气体在质量和温度一定

时，压强与其体积成（选填“正比”或“反比”）。

（3）实验小组仅在改变环境温度的条件下，重复了上述实验，并且实验操作和数据处理均正确，得到的两

条等温线如图乙所示，由此可以判定两条等温线对应的温度04（选填“小于”、“大于”或“等

于“）。

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14.某实验小组利用压敏电阻制作一台电子秤。如图所示为电子秤(秤盘质量不计)的电路图，其中电源电动

势E=4.5匕内阻r=2。，保护电阻Ri=10。，R2是滑动变阻器(最大阻值为20。)，电流表力量程为

90mA,内阻为20,压敏电阻阻值R随压力尸变化的关系式为R=20+1.25F(R与F均取国际单位)。重力加

(1)闭合开关前，滑动变阻器R2滑动触头应置于(选填"a”或"b”)端。

(2)秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器的阻值为。时，电流表指针达到满偏；

(3)保持滑动变阻器(2)中接入电路的阻值不变，秤盘上放置质量为小的重物，读出此时电流表示数

I-45mA,则此时压敏电阻的阻值为。，重物的质量m=kg；

(4)换用不同质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值；

⑸将电流表刻度盘改装为质量刻度盘，质量刻度是(选填“均匀的”或“不均匀的”)。

四、计算题：本大题共4小题，共42分。

15.一款车载磁吸式手机支架如图甲所示，支架内置的强磁铁可以将手机稳固吸附在接触面上，支架侧视

图如图乙所示。一辆汽车在平直公路上匀速行驶，手机、支架、汽车三者保持相对静止。已知手机质量

m=0.25kg,手机与水平面夹角9=53。，手机与接触面间的动摩擦因数〃=0.4,最大静摩擦力等于滑动

摩擦力。支架内的强磁铁对手机的吸引力％=18.5N,吸引力方向始终垂直接触面。sin530=0.8,cos53°

-0.6,重力加速度g取速m/s2。

(1)求支架接触面对手机的摩擦力小的大小；

(2)若施加一平行于接触面向下的外力将手机缓慢抽出，求此外力出的大小。

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手机

16.如图所示，内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在水温恒为％的水槽中，用轻质活塞封闭压强为po、体积为

9

%的理想气体，现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的芯已知大气压强恒为P0。

(1)求此时汽缸内气体的压强，并分析活塞下降过程中封闭气体是吸热还是放热？请说明理由。

(2)将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为■fr。，求此时气体的体积。

17.如图所示，倾角8=30。的固定粗糙斜面上存在匀强磁场区域MNPQ,磁场方向垂直斜面向上，磁感应

强度大小B=5T,MN、PQ均与斜面底边平行。有一边长L=0.2m,质量m=1kg,电阻R=20的正方

形均匀导体线框Med,线框与斜面间的动摩擦因数为〃=<将线框从图示位置由静止释放，线框底边始

O

终与斜面底边平行，当防边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，并恰能匀速通过整个磁场区域，重

力加速度。取10ni/s2,不计空气阻力。

(1)线框由静止释放，经多长时间线框的M边与磁场边界线MN重合？

(2)从线框到达磁场边界线MN开始至全部进入磁场的过程中，求通过线框的电荷量q；

(3)线框由静止释放至全部离开磁场的过程中，求线框与斜面间摩擦产生的热量Qi和线框产生的焦耳热Q2

的比值。

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18.两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车4、B进行实验，两车均可视为质点，如图所示，t=0时，力、B

两车同时沿两条相距与=6机的平行直线轨道从同一起跑线向同一方向运动，4车始终以u=5rn/s的速度

做匀速直线运动；B车从静止开始以ai=lm/s2的加速度做匀加速直线运动，6s后开始做匀速直线运动，

己知两蓝牙小车自动连接的最大距离L=10m„

(1)求1s末两车的距离；

(2)求两车第一次刚好断开连接瞬间B车的速度大小；

(3)整个运动过程中，求两车能够保持连接的总时间；

(4)若28s末B车做加速度a2=2m/s2的匀减速直线运动，速度减为零后停止运动，求8车减速后两车再次刚

好连接瞬间4车到起跑线的距离，并求出保持该次连接持续的时间。

起跑线

A<>1―

I

6m

-

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答案解析

1.A

【解析】根据核反应质量数和电荷数守恒，核反应方程为

on+尹N-出+l4C

可知粒子X为质子o

故选/。

2.B

【解析】4杨氏双缝干涉实验与光电效应现象无关，故/错误；

8.光电效应实验，故8正确；

C该实验室赫兹证明光是电磁波所做的，与光电效应无关，故C错误；

Da粒子散射实验，是研究原子内部结构的，与光电效应无关，故。错误。

故选Bo

3.C

【解析】AB.根据麦克斯韦分布律可知，气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，故I的温度最

低，in的温度最高，即

TT<rn<rm

故N3错误；

CD.温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，则

Ek3>Ek2>Eki

故C正确，。错误。

故选C。

4.F

【解析】ABC.将铝摆拉到某一位置由静止释放、发现铝摆很快就停下来是因为电磁阻尼的作用，原理为铝

摆摆动过程中，摆片中产生涡流，受到阻碍其运动的安培力作用，使之很快停下来，塑料摆动过程中，由

于塑料内部没有自由电子，不能形成涡流，所以用塑料摆做实验不会比用铝摆能够更快停下来，故8正

确,4c错误;

D若所加磁场反向，铝摆摆片仍然受到阻碍其运动的安培力作用，会很快停下来，故。错误。

故选Bo

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5.D

【解析】AB.4-8过程做等温变化，气体内能不变，体积M变小，根据P4O=PBVB可知气体压强变

大，故错误；

CB-C的过程中，气体体积变小，则外界对气体做功，故C错误；

DArB-C的过程中，气体体积变小，外界对气体做功，气体温度降低，内能减少，根据热力学第一定律

AU=Q+W

可知

Q<0

即气体放出热量，故。正确。

故选。。

6.A

【解析】对R1，根据有效值的定义有

UlT（T1）2T

同理，对R2有

根据题意有

R1=

联立可得

Q1Q2=5：4

故选

7.D

【解析】4由题图可知，第1s时间内，物体做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2,第1s时间内的位移

11

2

x1=-a诏=—x2xI=1m

故/错误；

BCD根据Av=a-At结合题图可得v-t图像如图所示

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可知4s末物体回到初始位置物体的位移最大，2s末物体的速度最大为3m/s,根据v-t图像与t轴围成面

积表示位移结合几何关系可知第2s时间内物体的位移大于2.5小，故。正确，BC错误。

故选。。

8.C

【解析】当线框移动距离OWxWL时，线框内的磁通量不变，则线框中感应电流为零，线框所受安培力

为零，ad两端的电势差、比两端的电势差均为零。

当线框移动距离L<xW2L时，感应电动势为

E=BLv

根据楞次定律，感应电流为逆时针方向，大小为

EBLv

I=—=----

RR

根据左手定则，线框所受安培力方向向左，线框所受安培力

F=IBL=受白ad两端的电势差为

Uad=1=弓=华次两端的电势差为

444

13E3BLv

Ubc=E-I--R=彳=飞—

当线框移动距离2LW4L时，线框内的磁通量不变，则线框中感应电流为零，线框所受安培力为零,

ad两端的电势差、be两端的电势差均为

Uad=Ubc=BLv

当线框移动距离4L<xW5L时，感应电动势为

E=BLv

根据楞次定律，感应电流为顺时针方向，大小为

I=E—=BL-v-

RR

根据左手定则，线框所受安培力方向向左，线框所受安培力

F=IBL=器包ad两端的电势差为

K

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uad=E-I=半=牛be两端的电势差为

444

当线框移动距离X>5L时，线框内的磁通量不变，则线框中感应电流为零，线框所受安培力为零，ad两

端的电势差、让两端的电势差均为零。

故选Co

9.BD

【解析】4大量处于激发态n=4能级的氢原子最多能放出Cl=6种不同频率的光子，故/错误；

8.放出的所有光子中，有2种是可见光，分别是电子从n=4能级跃迁到n=2发出的光子和n=3能级

跃迁到n=2发出的光子，故3正确；

C放出的所有光子中，有4种可以使该金属板发生光电效应，分别是电子从n=4能级跃迁到n=2能级

发出的光子和n=4能级跃迁到n=1能级发出的光子以及n=3能级跃迁到n=1能级发出的光子，还

有几=2能级跃迁到n=1能级发出的光子，故C错误；

D放出的所有光子中，光子能量最大为

Emax=-0.85eV-(-13.6)eV=12.75eV

逸出光电子的最大初动能

Ekmax=Emax-Wo=12.75e'-2.25eU=10.5eV

故。正确。

故选AD。

10.AD

【解析】4根据左手定则可知正电荷向M聚集，负电荷向N聚集，则M点的电势高于N点的电势，故/正

确；

区稳定后，电场力等于洛伦兹力，有

U

q至=qvB

可得

U

V=--；

Bd

故5错误；

C不导电的液体里面没有带电粒子，所以电磁流量计不可以用于测量不导电的液体的流速，故C错误；

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D液体流量

dUnUd

Q=S吁兀•(寸oX丽=Q=而

故。正确。

故选

11.BC

【解析】4根据题图可知原线圈两端电压的最大值为5叭电压表示数为电压的有效值，即

5月

U=-j=V=2.5依

故/错误；

8.根据题图可知原线圈交流电的周期为0.2s,则原线圈两端电压的瞬时值表达式

u=UniaxSin('^•t>=5sin(107Tt)y

故8正确；

C原线圈电压的最大值为5人变压器副线圈电压的瞬时值大于5000U时，能被点火，即

U2>5000V

根据理想变压器原副线圈电压关系

(/1_711

02九2

可得

7111

--<------

n21000

故C正确；

D根据题意可知该变压器为理想变压器，则穿过原、副线圈的磁通量之比为1：1,故。错误。

故选2C。

12.ACD

【解析】4根据楞次定律“增反减同”可知线圈中电流为顺时针,则流经电阻R的电流方向由b到a,故/

正确；

区根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势

/①

E=N—^NS—^10V

ZltZlt

则电阻R两端的电压大小为

第13页，共20页

——=9.6V

故8错误;

CO.lOs时间内电阻R产生的焦耳热

U2

Q==t=0.1927

K

故C正确;

DO.lOs时间内通过电阻R的电荷量

q=—•t=0.02C

R

故。正确。

故选/CD。

⑵p~^反比

(3)小于

【解析】(1)4为保证封闭气体与外界充分热交换，保持与外界温度一致，所以移动活塞时应慢一些，故/

错误；

区探究一定质量的气体等温规律，应保持气体的质量不变，所以封闭气体的注射器应密封良好，采取的措

施如涂润滑油，故8正确；

C探究一定质量的气体等温规律，应保持气体的质量不变，只要保持密闭气体的质量不变即可，无需测出

注射器内封闭气体的质量，故C错误；

。.探究一定质量的气体等温规律，应封闭气体的温度不变，手握注射器时，人体的温度会对封闭气体温度

造成影响，故。错误。

故选瓦

(2)[1][2]由理想气体的玻意耳定律可知

p1V1=p2V2

一定质量的理想气体，压强与体积成反比，为了使图像更直观，应作出p-十图像，在误差允许范围内该图

像是一条过原点的倾斜直线。

(3)由理想气体状态方程

第14页，共20页

当密闭气体质量不变时，温度升高，压强与体积的乘积变大，由图像可知温度71小于72。

14.b16704不均匀的

【解析】为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于接入阻值最大位置处，即b端；

(2)[2]根据题意可知不放重物时，压敏电阻的阻值为20。，根据闭合电路欧姆定律

E

Lx=R4+R+Ri+R2+r

代入数据可得

R2=16。

(3)[3][4]同理，将电流等于45租4代入/=7+R+擀+&+r•解得

R=70/2

根据

R=20+1.25F

可得

F=mg=40N

解得

m=4kg

F

(5)[5]根据/=R，+R+怖+&+「可知,电流不是随着R线性变化的，而R随着尸(即mg)线性变化，所

以电流不是随着重物的质量线性变化，则质量刻度是不均匀的。

15.(1)手机处于平衡状态，对手机进行受力分析，该状态下手机所受静摩擦力等于重力沿斜面的分力，即

f=mgsin0

解得

f=2N

(2)接触面对手机的支持力

N=mgcos6+F1

滑动摩擦力

f=〃N

沿斜面

第15页，共20页

f=F+mgsin。

2

联立解得

F2=6N

【解析】详细解答和解析过程见【答案】

16.1)该过程为等温变化，则

2

Po^o-P

解得

3

v=2Po

温度不变，则内能不变

4U=0

体积减小，则外界对气体做功

勿〉0

由4U=W+Q得

Q<0

即放热。

(2)该过程为等压变化，则

170_V

Tofr0

解得

4

V=”。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】

17.(1)进入磁场瞬间，匀速运动，根据平衡条件

mgsmO=/imgcosd+F安①

又

F安=BIL②

T③

第16页，共20页

E-BLv④

进入磁场前匀加速直线运动

v=at@

根据牛顿第二定律

mgsmB—fimgcosd=ma⑥

联立方程①②③④⑤⑥得

t=2s

(2)通过线框的电荷量

q=It⑦

t=勺⑧

联立方程③④⑦⑧得

q=0.1C

(3)进入磁场前

x—^at2⑨

因摩擦产生的热量

Qi=1imgcosd•(2L+%)⑩

线框中产生的焦耳热

Q2=F安.2L⑪

联立方程②③④⑨⑩⑪得

QI_27

而F

【解析】详细解答和解析过程见【答案】

18.(l)ls末，4车前进的距离

久41="1①

B车前进的距离

此时两车的距离

S=，(也41一标1)2+痣③

第17页，共20页

联立①②③解得

S=7.5m

(2)第一次刚好断开连接时，两车的距离刚好为3即

L=依42rB2)2+扁④

此时，力车前进的距离

XA2=Vt2