2023-2024学年山东省济宁市兖州区第一中学高二（下）月考物理试卷（6月）（含答案）

这是一份2023-2024学年山东省济宁市兖州区第一中学高二（下）月考物理试卷（6月）（含答案），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下列关于电磁波、能量子和热辐射的说法正确的是
A. 在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大
B. 麦克斯韦提出变化的电场产生磁场
C. 频率越高的电磁波传播的能量子的能量越低
D. 高温物体会发生热辐射，低温物体不会热辐射
2.如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。不计重力，则( )
A. 若电子以相同的速率从右向左飞入，电子也沿直线运动
B. 若电子以相同的速率从右向左飞入，电子将向下偏转
C. 若电子以相同的速率从左向右飞入，电子将向下偏转
D. 若电子以相同的速率从左向右飞入，电子也沿直线运动
3.在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为S=1m2，导体环的总电阻为R=10Ω。磁场向上为正，磁感应强度B随时间t的变化如乙图所示，B0=0.1T。下列说法正确的是( )
A. t=1s时，导体环中电流为零
B. 第2s内，导体环中电流为俯视顺时针方向
C. 第3s内，导体环中电流的大小为0.1A
D. 第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为零
4.在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻为RL，则下列说法正确的是( )
A. 合上开关后，c先亮，a、b后亮
B. 断开开关时，N点电势高于M点
C. 断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭
D. 断开开关后，c马上熄灭，b闪一下后缓慢熄灭
5.如图，一理想自耦变压器原线圈的匝数为n1=400匝，滑片P可在原线圈上面上下移动，从而改变副线圈的匝数n2，电路中的定值电阻R1=150Ω，R2=30Ω，交流电压表、电流表均为理想电表，当从变压器的左端接入u=180 2sin100πtV交流电源时，滑片P移动到某一位置，电压表V1与电压表V2的示数均为30V，下列说法正确的是( )
A. 副线圈的匝数为n2=80匝
B. 电流表的示数为 2A
C. R1消耗的电功率为12W
D. 若把滑片P向上滑，则流经R2的电流频率会大于50Hz
6.一定质量的理想气体状态变化的过程如图所示，则( )
A. 整个过程中，气体在状态b时压强最大
B. 从状态d到状态a，压强先减小后增大
C. 状态d的单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比b状态多
D. 在气体分子的各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的图像中，状态c时的图像的峰值比状态a时的图像峰值大
7.如图所示，蹦蹦球是一种儿童健身玩具，某同学在27 ℃的室内对蹦蹦球充气，已知充气前两球的总体积为2 L，压强为1 atm，充气筒每次充入0.2 L的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化，问，用这个充气筒要充气多少次才能让气体压强增大到3 atm( )
A. 15次B. 18次C. 20次D. 22次
8.“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为ν0的光子从基态能级I跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为ν1的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为ν3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率ν2为( )
A. ν0+ν1+ν3B. ν0+ν1−ν3C. ν0−ν1+ν3D. ν0−ν1−ν3
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是( )
A. 甲图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径无关
B. 乙图中不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同
C. 丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件，通上如图所示电流和加上如图所示磁场时N侧带负电荷
D. 丁图长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量Q恒定，则前后两个金属侧面的电压与a、c无关
10.关于分子动理论，下列说法中正确的是( )
A. 图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B. 图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线是该花粉颗粒做布朗运动的轨迹
C. 图丙为分子力F与分子间距r的关系图，分子间距从r0到r1时，分子力先变大后变小
D. 图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②比曲线①对应的温度高
11.如图是某金属光电效应的遏止电压UC与入射光频率v的实验图线。已知电子的电荷量，由此图像和爱因斯坦光电效应方程可知( )
A. 该金属的逸出功B. 该金属的逸出功与入射光频率无关
C. 图中直线的斜率为普朗克常量D. 遏止电压UC与入射光频率v成正比
12.如图所示，在空间中存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一倾角为θ的固定绝缘杆上套有质量为m、电荷量为+q的带电小球，小球与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。小球由静止开始滑动，假设磁场区域足够大，杆足够长，则下列说法正确的是( )
A. 小球先做加速度增大的加速运动，紧接着做匀速运动
B. 小球的加速度先增大后减小，最大加速度大小为gsinθ
C. 小球的加速度最大时，小球运动速度的大小为mgsinθqB
D. 小球最终速度大小为mg(sinθ+μcsθ)μqB
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
13.在“探空变压器練两端的电压和匝数的关系”实验中，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有关系，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)如图给出的器材中，本实验需要用到的有哪些 ；
A. B．
C. D．
(3)下列做法正确的是 ；
A.为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V
B.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测
C.观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多
D.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
(4)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱上，用电表测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为 (填字母)。

14.小默用如图装置验证等温状态下气体的实验定律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部，未在图中标明。
(1)在实验过程中注射器没有完全竖直而是略微倾斜，则压力表读数________。(填选项序号)
A.偏大 B.偏小 C.没有影响
(2)下列实验操作，正确的有________。(填选项序号)
A.柱塞上应该涂油以更好地密封气体
B.应快速推拉柱塞以避免气体与外界热交换
C.用手握住注射器推拉柱塞以使装置更加稳定
(3)注射器内空气柱的体积为V、压强为p，若考虑到连接压力表和注射器内空气柱的细管中有少量气体未计入，从理论上分析p−1V图像最接近下列哪个图？________。(填选项序号)
四、计算题：本大题共4小题，共36分。
15.如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B=1πT，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求：
(1)若从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
(2)线圈从图示位置转过90∘的过程中通过电阻R的电荷量。
16.如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3，B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的5倍后关闭K1。已知室温为27℃，汽缸导热。(1)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；(2)接着打开K3，活塞稳定后，再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高60℃，求此时A中气体的压强。
17.如图，在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后，沿平行于x轴的方向射入磁场；一段时间后，该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出。已知O点为坐标原点，N点在y轴上，OP与x轴的夹角为30°，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d，不计重力。求
(1)带电粒子的比荷；
(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。
18.两足够长且不计电阻的光滑金属轨道如图甲所示放置，间距为d=1 m，在左端弧形轨道部分高ℎ=1.25 m处放置一金属杆a，弧形轨道与平直轨道的连接处光滑无摩擦，在平直轨道右端放置另一金属杆b，杆a、b的电阻分别为Ra=2 Ω、Rb=5 Ω，在平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=2 T。现杆b以初速度大小v 0=5 m/s开始向左滑动，同时由静止释放杆a，杆a由静止滑到平直轨道的过程中，通过杆b的平均电流为0.3 A。从杆a下滑到平直轨道时开始计时，a、b运动的速度—时间图象如图乙所示(以杆a运动方向为正方向)，其中ma=2 kg，mb=1 kg，g取10 m/s ​2，求：
(1)杆a由静止滑至弧形轨道与平直轨道连接处时的速度大小；
(2)杆a在弧形轨道上运动的时间；
(3)在整个运动过程中杆b产生的焦耳热。
答案
1.B
2.D
3.B
4.B
5.A
6.B
7.C
8.D
9.BC
10.CD
11.AB
12.BD
13.(1)A
(2)BD
(3)B
(4)D
14.(1)C；(2)A；(3)D。
15.(1)在图中位置线圈处于中性面，故交变电流的瞬时值
e=Emsinωt
其中
ω=2πn=10πrad/s
Em=NBSω=100×1π×0.05×10π(V)=50V
则从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为
e=50sin10πt(V)
(2)从图示位置转过 90∘ 的过程中，由法拉第电磁感应定律
E=NΔΦΔt
由闭合电路的欧姆定律
I=ER+r
又因为通过电阻 R 的电荷量为
q=I⋅Δt
联立可得，线圈从图示位置转过 90∘ 的过程中通过电阻 R 的电荷量为
q=NΔΦR+r=N0−BSR+r=12πC=0.16C

16.解：(1)设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1；
依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程，由玻意耳定律得：
p0V=p1V1①
5p0V=p1(2V−V1) ②
联立①②式得
V1=V3 ③
p1=3p0④
即：打开K2，稳定时活塞上方气体的体积为V3，压强为3p0；
(2)打开K3后，由④式知，活塞必定上升；
设在活塞位于气缸中间某位置而未碰到顶端，活塞下气体体积V2由玻意耳定律得：
5P0V=P0V2⑤
由⑤式得：V2=5V >2V⑥
由⑥式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；
活塞上升直到B的顶部的过程，根据玻意耳定律有：
5P0V=P 2·2V
到温度升高60℃的过程，由查理定律可得：p2T=p3T3
得：p3=3p0；
即：再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高60 ℃，此时活塞下方气体的压强为3p0。

17.解：(1)设带电粒子的质量为m，电荷量为q，加速后的速度大小为v，
根据动能定理可得：qU=12mv2…①
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，粒子在磁场中运动轨迹如图所示：
根据洛伦兹力提供向心力可得：qvB=mv2r…②
根据几何关系可得：d= 2r…③
联立①②③式可得：qm=4UB2d2…④
(2)由几何关系可知，带电粒子射入磁场后运动到x轴所经过的路程为
s=πr2+r⋅tan30∘…⑤
则带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间为：t=sv…⑥
联立②④⑤⑥式可得：t=Bd24U(π2+ 33)。
答：(1)带电粒子的比荷为4UB2d2；
(2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间为Bd24U(π2+ 33)。
18.解：(1)杆a由静止滑至弧形轨道与平直轨道连接处时由机械能守恒定律magℎ=12mava2，解得：va=5m/s
(2)设杆a由静止滑至弧形轨道与平直轨道连接处时杆b的速度大小为vb0，对杆b运用动量定理，有
BdI⋅Δt=mb(v0−vb0)
其中：vb0=2m/s，v0=5m/s，代入数据解得：Δt=5s
(3)设最后a、b两杆共同的速度为v′，由动量守恒定律得mava−mbvb0=(ma+mb)v′，代入数据解得v′=83m/s，
由能量守恒定律可知杆a、b中产生的焦耳热为Q=magℎ+12mbv02−12(ma+mb)v′2，解得Q=1616J，
b棒中产生的焦耳热为Q′=52+5Q=1156J。