山东省济宁市名校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

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本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。全卷满分100分。时间90分钟。
注意事项：
1.答第Ⅰ卷前，考生务必将自己的姓名、考试科目、试卷类型用2B铅笔涂写在答题卡上．
2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应的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。不能答在试题卷上。
3.考试结束后，将第Ⅱ卷答题纸和答题卡一并收回。
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、选择题 (本题共12小题，共40分。每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，选对得3分；第9-12题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，有选错的或不答的得0分。)
1．2023年 10月 26 日 11时 14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林 3名航天员奔赴“天宫”。如图所示，神十六、神十七两个乘组“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波说法正确的是
A．电磁波传播过程中，电场和磁场不是独立存在的
B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同
C．电磁波不能发生衍射现象
D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
2．如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且轴线与胶木圆盘A的轴线重合，现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线按箭头所示方向加速转动，则
A．环B内有顺时针方向电流（俯视），丝线受到的拉力增大
B．环B内有顺时针方向电流（俯视），丝线受到的拉力减小
C．环B内有逆时针方向电流（俯视），丝线受到的拉力增大
D．环B内有逆时针方向电流（俯视），丝线受到的拉力减小
3．在如图所示的电路中，将开关S掷于b给电容器充电，稳定后将S掷于a，线圈与电容器构成的回路产生电磁振荡。若电磁振荡的周期为T，从S掷于a时开始计时，则
A．时，a点的电势低于d点的电势
B．在到时间段内，线圈中的电流在逐渐增加
C．时，电路中的电流方向从a经线圈流向d
D．在到时间段内，电场能正在转化为磁场能
4．开口向上，导热性能良好的气缸，用活塞封闭了一定质量的理想气体，如图所示。气缸与活塞间的摩擦忽略不计。现缓缓向活塞上倒上细沙，则下列关于密封气体的图像中可能正确的是
A． B． C． D．
5．如图所示，整个空间存在一水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，光滑绝缘斜面固定在水平面上。一带正电滑块从斜面顶端由静止下滑，下滑过程中始终没有离开斜面，下滑过程中滑块的位移x、受到的洛伦兹力力、加速度a与机械能等物理量的大小随时间变化的图线可能正确的是
A．B．C．D．
6．以表示水的摩尔质量，表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，为标准状态下水蒸气的密度，为阿伏加德罗常数，m、V分别表示单个水分子的质量和体积，下面四个关系式正确的是
A．B．C．D．
7．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为4Ω、2Ω和2Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。该变压器原、副线圈匝数之比为，当开关闭合时，电流表的示数为I；当S断开时，电流表的示数为
A．B．C．D．2I
8．在如图所示的坐标系中，第一象限内存在与y轴平行的匀强电场，电场强度大小为E；第二象限内存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。P、Q两点在x轴上，一带电粒子（不计重力）从P点以垂直于x轴的速度向上射入第二象限，经磁场偏转后，粒子垂直于y轴进入第一象限，恰好经过x轴上的Q点，Q点到原点的距离是P点到原点距离的2倍。则
A．第一象限内的电场方向竖直向下
B．粒子在P、Q两点的速度大小之比为
C．粒子在磁场中与在电场中运动的时间之比为
D．电场强度和磁感应强度的大小之比为
9．如图甲、乙所示，分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处，分子b从处以某一速度向分子a运动（运动过程中仅考虑分子间作用力），假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，则
A．图甲中分子间距从到，分子间的引力增大，斥力减小
B．分子b运动至和位置时动能可能相等
C．图乙中一定大于图甲中
D．若图甲中阴影面积，则两分子间最小距离小于
10．如图甲所示的电路，已知电阻，和并联的D是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压（电压为正值时，）由此可知（ ）
A．在A、B之间所加交变电压的周期为 B．时两端的电压为
C．加在上电压的有效值为 D．加在上电压的有效值为
11．如图所示，一“V”字形金属框架固定在匀强磁场中，磁场与框架平垂直，金属棒与框架接触良好，框架面导体和金属棒电阻率相同，截面积相等，现让金属棒从B点开始沿“V”字形角平分线方向做匀速直线运动，那么金属棒脱离框架前，电路中感应电动势E、感应电流I、流过回路横截面的电荷量为q以及金属棒受到的安培力的瞬时功率为P随时间变化的图像正确的是
A．B．C．D．
12．近年来国产动画的技术不断提升，尤其是以科幻为主题的《熊出没之逆转时空》电影备受人们追捧。其中“我们总是活在别人定义的成功里，却忘了自己内心真正想要的是什么”更成为全片的，直击人心的金句。如左图所示为光头强被科学怪人篡改记忆时的画面，如右图所示为篡改记忆所用的装置模式图，一“篡改记忆粒子”（比荷为）从出发经过电场加速（）获得一定初速度进入速度选择器，进入匀强磁场（）偏转后进入光头强大脑进行篡改。不计“篡改记忆粒子”重力，下列说法错误的是
A．各个“篡改记忆粒子”进入匀强磁场偏转时间相同
B．速度选择器允许通过的粒子速度为25m/s
C．偏转半径为r=0.1m D．比荷越小偏转半径越大
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
二、实验题（共 14分，根据题目的要求在答题纸上相应的位置填写各题的答案。)
13．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图1所示。

（1）理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比，实验中原线圈与副线圈的电压之比为 Δ Δ （选填“大于”、“小于”或“等于”）原线圈与副线圈的匝数之比。
（2）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因可能为 Δ Δ （填字母代号）
A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热
C．变压器铁芯漏磁 D．原线圈输入电压发生变化
（3）组装变压器时，李辉同学没有将铁芯闭合，如图2所示，原线圈接交流8.0V的学生电源，原副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是 Δ Δ 。（填字母代号）
A．0V B．0.7V C．1.0V D．64.0V
14．刘同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验。
（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 Δ Δ m3。
（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126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 Δ Δ cm2，油酸分子的直径约为 Δ Δ m（结果保留两位有效数字）。
（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 Δ Δ 。
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
三．计算题（本题4小题，共46分．解答时在答题纸上相应位置应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的，答案中必须明确写出数值和单位．）
15．(8分)如图单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间的关系图像如右图所示。求：
（1）线框的感应电动势有效值为多少？
（2）线框转一周外力所做的功为多少？
（3）从到过程中线框的平均感应电动势为多少？
16．（8分）如图所示，一足够长、两侧粗细均匀的U型管竖直放置。管内盛有水银，右端开口，左端封闭一定质量的理想气体，封闭气体的长度，右管水银液面比左管水银液面高。大气压强。
（1）求左管内封闭气体的压强；
（2）现从右管口逐渐取出水银，直到右管中水银液面下降25cm为止，求此时左管内封闭气体的压强。设整个过程温度不变。
17．（15分）有一种“双聚焦分析器”质谱仪，工作原理如图所示，电场分析器中有指向圆心O的辐射状电场，磁场分析器中有垂直于纸面向外的匀强磁场（图中未画出）。离子源发出的初速度均为零的氕核和氘核经加速电压U加速后，均沿圆弧MN运动（圆弧MN为电场分析器的中心线），再垂直进入四分之一圆形磁场区域，后从磁场下边界射出。已知氕核在磁场区域运动t时间后恰好垂直于磁场下边界从Q点射出，MO＝R，，氕核的电荷量为e，忽略离子间的相互作用。求：
（1）电场分析器中心线上电场强度的大小；
（2）氘核在磁场区域的运动半径；
（3）氘核的质量。
18．（15分）如图所示，足够长的固定粗糙绝缘斜面，倾角为，平行于斜面底边的边界PQ 下侧有垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度为。一质量为 的U型金属框静置于斜面上，其中 MN边长，处在磁场中与斜面底边平行，框架与斜面间的动摩擦因数为 框架电阻不计且足够长。质量 电阻的金属棒ab横放在U形金属框架上从静止释放，释放位置与边界 PQ 上方距离为d=0.75m。已知金属棒在框架上无摩擦地运动，且始终与框架接触良好，设框架与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取，（，）求：
（1）金属棒ab刚进入磁场时，框架MN边受到的安培力；
（2）金属棒ab刚进入磁场时，框架的加速度大小a；
（3）金属棒 ab进入磁场最终达到稳定运动时，金属棒重力的功率P。