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湖南省长沙市雅礼教育集团七校2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷
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这是一份湖南省长沙市雅礼教育集团七校2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷，共8页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
本试卷共100分，考试时间75分钟。
命题人：李志斌 审题人：刘云龙
第Ⅰ卷 选择题（共44分）
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求。
1．以下现象能说明光具有粒子性的是（ ）
A．用紫外线照射锌板时有电子射出B．贴有增透膜的相机镜头呈现淡紫色
C．光的偏振D．泊松亮斑
2．甲图为不同温度下的黑体辐射强度随波长的变化规律；乙图为原子核的比结合能与质量数关系曲线；丙图为分子间作用力随分子间距的变化规律；丁图为放射性元素剩余质量m与原质量的比值随时间t的变化规律，下列说法正确的是（ ）
A甲图中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．根据图乙可知，核的比结合能比核的比结合能小，故核更稳定
C．图丙中分子间距从C到A的过程中分子引力和分子斥力均减小，但分子势能一直增大
D．丁图中，的半衰期是5730年，则100个经过5730年还剩50个
3．如图所示的火灾自动报警器具有稳定性好、安全性高的特点，应用非常广泛，其工作原理为：放射源处的镅放出的α粒子，使壳内气室空气电离而导电，当烟雾进入壳内气室时，α粒子被烟雾颗粒阻挡，导致工作电路的电流减小，于是锋鸣器报警。则（ ）
A．发生火灾时温度升高，的半衰期变短
B．这种报警装置应用了α射线贯穿本领强的特点
C．发生α衰变的核反应方程是
D．发生α衰变的核反应方程是
4．如图所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出不同频率的光，其中只有3种不同频率的光a，b，c照射到图甲电路阴极K的金属上能够发生光电效应，测得光电流随电压变化的图像如图乙所示，调节过程中三种光均能达到对应的饱和光电流，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（ ）
A．阴极金属的逸出功可能为
B．图乙中的b光光子能量为12.09eV
C．图乙中的a光是氢原子由第3能级向基态跃迁发出的
D．单色光c与单色光a的光子能量之差为
5．如图所示，甲图为波源的振动图像，乙图为该波源在某介质中产生的横波时刻的波形图像，O点是波源，则下列说法正确的是（ ）
A．该波的传播速度为2m/s
B．再经过0.3s，乙图中质点Q刚好开始振动，Q的起振方向沿y轴正方向
C．从该时刻到质点Q开始振动，质点P运动的路程为0.12m
D．当乙图中质点Q第一次到达波峰时，质点P正处于平衡位置向下振动
6．如图（a），水平面内有两根足够长的光滑平行固定金属导轨，间距为d。导轨所在空间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两导体棒M、N静止放置在足够长的导轨上。已知M的质量为m，阻值为R，导体棒N的质量未知，阻值为，导轨电阻不计。现给M棒一水平向右的初速度，其速度随时间变化关系如图（b）所示，两导体棒运动过程中，始终与导轨垂直且接触良好，则下列说法正确的是（ ）
A导体棒N的质量为D．导体棒N的最终的速度为
C．在内导体棒M产生的热量为D．在内通过导体棒M的电荷量为
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1：1000，理想降压变压器原、副线圈匝数比为1000：1，输电线的总电阻为1000Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220V。下列说法正确的是（ ）
A．输电线中的电流为3AB．电站输出的功率为7500kW
C．输电线路损耗功率为900kWD．用户端交变电流的频率为100Hz
8．一种圆柱形粒子探测装置的横截面如图所示。内圆区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器，AB和PM分别为内圆的两条相互垂直的直径，两个粒子先后从P点沿径向射入磁场。粒子1经磁场偏转后打在探测器上的Q点，粒子2经磁场偏转后从磁场边界C点离开，最后打在探测器上的N点（直线距离PN大于PQ），PC圆弧恰好为内圆周长的三分之一，粒子2在磁场中运动的时间为t。装置内部为真空状态，忽略粒子所受重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（ ）
A．粒子1带负电
B．若仅减小粒子2的入射速率，则粒子2在磁场中的运动时间增加
C．若两粒子的入射速率相等，则粒子1的比荷小于粒子2的比荷
D．改变粒子2入射方向，速率变为原来的，则粒子2在磁场中运动的最长时间为t
9．如图是由折射率的材料制作的光学器件的切面图，内侧是O以为圆心，R为半径的半圆，外侧为矩形，其中。一束单色光从BC的中点射入器件，入射角为α，满足，光线进一步射到内侧圆面时恰好发生全反射，不计光线在器件内的多次反射，已知光在真空中的速度为c。则（ ）
A．光线在折射后的折射角为B．光在器件中的传播速度
C．光在器件中传播的时间D．内侧圆面发生全反射的入射光线与反射光线恰好垂直
10．图甲为某风速测量装置，可简化为图乙所示的模型。圆形磁场半径为L，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，风推动风杯组（导体棒OA代替）绕水平轴以角速度顺时针转动，风杯中心到转轴距离为2L，导体棒OA电阻为r，导体棒与弹性簧片接触时回路中产生电流，接触过程中，导体棒转过的圆心角为45°，图乙中电阻阻值为R，其余电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．流过电阻R的电流方向为从左向右
B．风杯的速率为2ωL
C．导体棒与弹性簧片接触时产生的电动势为
D．导体棒每转动一圈，流过电阻R的电荷量为
第Ⅱ卷 非选择题（共56分）
三、实验题：本题共2小题，每空2分，共18分。
11．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得体积上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为a，则可求得：
（1）油酸薄膜的面积S=________；
（2）每滴溶液中含有纯油酸的体积为________；油酸分子的直径是________；（用、、、n、S表示）
（3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是由于________．
A．油膜中含有大量未溶解的酒精
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
12．为节能减排，保护环境，公共场所使用声、光控照明系统，声、光控开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才打开的工作要求（电源及电流表内阻不计），其示意图如图甲所示。
（1）其中光控开关的结构如图乙所示，现用多用电表测量电磁继电器的等效电阻，完成基本操作后将多用电表的选择开关置于“×1”挡，进行________（选填“机械调零”、“欧姆调零”），调零后，测量的示数如图丁所示，则电磁继电器的等效电阻为________Ω。
（2）光敏电阻的阻值随照度（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为1×）的变化关系如图丙所示，由图丙可知随光照强度的减小，光敏电阻的阻值________（选填“增加”、“减小”、“不变”）。
（3）已知光控开关的电源电动势为3.0V，电阻箱的阻值为25Ω。若设计要求当流过电磁继电器的电流为0.04A时，光控开关闭合，则此时的照度约为________l×。为了节约用电，需要降低光照度值，应该把电阻箱的阻值________（选填“调大”、“调小”）。
四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．（10分）如图甲所示，一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞质量、横截面积，原来活塞处于A位置。现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达新的位置B，在此过程中，缸内气体的图像如图乙所示，已知大气压强，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度g取。
（1）求缸内气体的压强；
（2）若缸内气体原来的内能，且气体内能与热力学温度成正比，求缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量。
14．（12分）如图甲所示，倾角为37°足够长的光滑绝缘斜面，虚线MN、PQ间存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，MN、PQ均与斜面顶边（顶边水平）平行。一单匝正方形金属线框abcd通过一轻质绝缘细线连接静止在斜面上，且线框一半位于磁场中，ab边平行MN。已知线框质量、边长、电阻，重力加速度g取10，，。
（1）求时线框中的感应电流大小及时细线的拉力大小；
（2）在0.25s后剪断细线，金属线框由静止沿斜面下滑，ab边进磁场前瞬间，线框加速度为0，当cd边刚出磁场时，线框加速度大小为，整个下滑过程cd边始终与PQ平行。求MN、PQ间距s及线框进入磁场的过程中产生的焦耳热Q。（计算结果保留两位有效数字）
15．（16分）在竖直平面内建立一平面直角坐标系xy，x轴沿水平方向，如图所示。第一象限内OBAD区域（，）有一水平向左的匀强电场E，第二象限内有一半径为R的垂直纸面的匀强磁场，边界与XY轴相切，与X轴的切点为C，与Y轴的切点为P，第四象限内有垂直纸面的匀强磁场，如图（、均未知）。已知一个质量为m、电荷量为的带电粒子（可视为质点）从AB边界任意一点无初速度释放，经电场加速后进入第二象限，再经磁场偏转后都从同一点C离开第二象限。（E、m、q、R、已知）求：
（1）磁感应强度；
（2）此粒子从坐标处无初速度释放，依次经过一二三四象限后恰好垂直与X轴再次射入第一象限，求该情况下磁感应强度及粒子在第四象限运动的时间。
物理答案（非标答）
一、
1．A 2．C 3．D 4．B 5．C 6D
二、
7．BC 8．ABD 9．AC 10．BD
三、
11．（1） （2） （3）BC
12．（1）欧姆 调零；20 （2）减小 （3）0.6；调小
四、
13．（1）
（2）48J
14．（1）7.5A；25N
（2）0.54m；1.5J
15．（1）
（2）；
本试卷共100分，考试时间75分钟。
命题人：李志斌 审题人：刘云龙
第Ⅰ卷 选择题（共44分）
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求。
1．以下现象能说明光具有粒子性的是（ ）
A．用紫外线照射锌板时有电子射出B．贴有增透膜的相机镜头呈现淡紫色
C．光的偏振D．泊松亮斑
2．甲图为不同温度下的黑体辐射强度随波长的变化规律；乙图为原子核的比结合能与质量数关系曲线；丙图为分子间作用力随分子间距的变化规律；丁图为放射性元素剩余质量m与原质量的比值随时间t的变化规律，下列说法正确的是（ ）
A甲图中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．根据图乙可知，核的比结合能比核的比结合能小，故核更稳定
C．图丙中分子间距从C到A的过程中分子引力和分子斥力均减小，但分子势能一直增大
D．丁图中，的半衰期是5730年，则100个经过5730年还剩50个
3．如图所示的火灾自动报警器具有稳定性好、安全性高的特点，应用非常广泛，其工作原理为：放射源处的镅放出的α粒子，使壳内气室空气电离而导电，当烟雾进入壳内气室时，α粒子被烟雾颗粒阻挡，导致工作电路的电流减小，于是锋鸣器报警。则（ ）
A．发生火灾时温度升高，的半衰期变短
B．这种报警装置应用了α射线贯穿本领强的特点
C．发生α衰变的核反应方程是
D．发生α衰变的核反应方程是
4．如图所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出不同频率的光，其中只有3种不同频率的光a，b，c照射到图甲电路阴极K的金属上能够发生光电效应，测得光电流随电压变化的图像如图乙所示，调节过程中三种光均能达到对应的饱和光电流，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（ ）
A．阴极金属的逸出功可能为
B．图乙中的b光光子能量为12.09eV
C．图乙中的a光是氢原子由第3能级向基态跃迁发出的
D．单色光c与单色光a的光子能量之差为
5．如图所示，甲图为波源的振动图像，乙图为该波源在某介质中产生的横波时刻的波形图像，O点是波源，则下列说法正确的是（ ）
A．该波的传播速度为2m/s
B．再经过0.3s，乙图中质点Q刚好开始振动，Q的起振方向沿y轴正方向
C．从该时刻到质点Q开始振动，质点P运动的路程为0.12m
D．当乙图中质点Q第一次到达波峰时，质点P正处于平衡位置向下振动
6．如图（a），水平面内有两根足够长的光滑平行固定金属导轨，间距为d。导轨所在空间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两导体棒M、N静止放置在足够长的导轨上。已知M的质量为m，阻值为R，导体棒N的质量未知，阻值为，导轨电阻不计。现给M棒一水平向右的初速度，其速度随时间变化关系如图（b）所示，两导体棒运动过程中，始终与导轨垂直且接触良好，则下列说法正确的是（ ）
A导体棒N的质量为D．导体棒N的最终的速度为
C．在内导体棒M产生的热量为D．在内通过导体棒M的电荷量为
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1：1000，理想降压变压器原、副线圈匝数比为1000：1，输电线的总电阻为1000Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220V。下列说法正确的是（ ）
A．输电线中的电流为3AB．电站输出的功率为7500kW
C．输电线路损耗功率为900kWD．用户端交变电流的频率为100Hz
8．一种圆柱形粒子探测装置的横截面如图所示。内圆区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器，AB和PM分别为内圆的两条相互垂直的直径，两个粒子先后从P点沿径向射入磁场。粒子1经磁场偏转后打在探测器上的Q点，粒子2经磁场偏转后从磁场边界C点离开，最后打在探测器上的N点（直线距离PN大于PQ），PC圆弧恰好为内圆周长的三分之一，粒子2在磁场中运动的时间为t。装置内部为真空状态，忽略粒子所受重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（ ）
A．粒子1带负电
B．若仅减小粒子2的入射速率，则粒子2在磁场中的运动时间增加
C．若两粒子的入射速率相等，则粒子1的比荷小于粒子2的比荷
D．改变粒子2入射方向，速率变为原来的，则粒子2在磁场中运动的最长时间为t
9．如图是由折射率的材料制作的光学器件的切面图，内侧是O以为圆心，R为半径的半圆，外侧为矩形，其中。一束单色光从BC的中点射入器件，入射角为α，满足，光线进一步射到内侧圆面时恰好发生全反射，不计光线在器件内的多次反射，已知光在真空中的速度为c。则（ ）
A．光线在折射后的折射角为B．光在器件中的传播速度
C．光在器件中传播的时间D．内侧圆面发生全反射的入射光线与反射光线恰好垂直
10．图甲为某风速测量装置，可简化为图乙所示的模型。圆形磁场半径为L，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，风推动风杯组（导体棒OA代替）绕水平轴以角速度顺时针转动，风杯中心到转轴距离为2L，导体棒OA电阻为r，导体棒与弹性簧片接触时回路中产生电流，接触过程中，导体棒转过的圆心角为45°，图乙中电阻阻值为R，其余电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．流过电阻R的电流方向为从左向右
B．风杯的速率为2ωL
C．导体棒与弹性簧片接触时产生的电动势为
D．导体棒每转动一圈，流过电阻R的电荷量为
第Ⅱ卷 非选择题（共56分）
三、实验题：本题共2小题，每空2分，共18分。
11．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得体积上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为a，则可求得：
（1）油酸薄膜的面积S=________；
（2）每滴溶液中含有纯油酸的体积为________；油酸分子的直径是________；（用、、、n、S表示）
（3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是由于________．
A．油膜中含有大量未溶解的酒精
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
12．为节能减排，保护环境，公共场所使用声、光控照明系统，声、光控开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才打开的工作要求（电源及电流表内阻不计），其示意图如图甲所示。
（1）其中光控开关的结构如图乙所示，现用多用电表测量电磁继电器的等效电阻，完成基本操作后将多用电表的选择开关置于“×1”挡，进行________（选填“机械调零”、“欧姆调零”），调零后，测量的示数如图丁所示，则电磁继电器的等效电阻为________Ω。
（2）光敏电阻的阻值随照度（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为1×）的变化关系如图丙所示，由图丙可知随光照强度的减小，光敏电阻的阻值________（选填“增加”、“减小”、“不变”）。
（3）已知光控开关的电源电动势为3.0V，电阻箱的阻值为25Ω。若设计要求当流过电磁继电器的电流为0.04A时，光控开关闭合，则此时的照度约为________l×。为了节约用电，需要降低光照度值，应该把电阻箱的阻值________（选填“调大”、“调小”）。
四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．（10分）如图甲所示，一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，活塞质量、横截面积，原来活塞处于A位置。现通过电热丝缓慢加热气体，直到活塞缓慢到达新的位置B，在此过程中，缸内气体的图像如图乙所示，已知大气压强，忽略活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度g取。
（1）求缸内气体的压强；
（2）若缸内气体原来的内能，且气体内能与热力学温度成正比，求缸内气体变化过程中从电热丝吸收的总热量。
14．（12分）如图甲所示，倾角为37°足够长的光滑绝缘斜面，虚线MN、PQ间存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，MN、PQ均与斜面顶边（顶边水平）平行。一单匝正方形金属线框abcd通过一轻质绝缘细线连接静止在斜面上，且线框一半位于磁场中，ab边平行MN。已知线框质量、边长、电阻，重力加速度g取10，，。
（1）求时线框中的感应电流大小及时细线的拉力大小；
（2）在0.25s后剪断细线，金属线框由静止沿斜面下滑，ab边进磁场前瞬间，线框加速度为0，当cd边刚出磁场时，线框加速度大小为，整个下滑过程cd边始终与PQ平行。求MN、PQ间距s及线框进入磁场的过程中产生的焦耳热Q。（计算结果保留两位有效数字）
15．（16分）在竖直平面内建立一平面直角坐标系xy，x轴沿水平方向，如图所示。第一象限内OBAD区域（，）有一水平向左的匀强电场E，第二象限内有一半径为R的垂直纸面的匀强磁场，边界与XY轴相切，与X轴的切点为C，与Y轴的切点为P，第四象限内有垂直纸面的匀强磁场，如图（、均未知）。已知一个质量为m、电荷量为的带电粒子（可视为质点）从AB边界任意一点无初速度释放，经电场加速后进入第二象限，再经磁场偏转后都从同一点C离开第二象限。（E、m、q、R、已知）求：
（1）磁感应强度；
（2）此粒子从坐标处无初速度释放，依次经过一二三四象限后恰好垂直与X轴再次射入第一象限，求该情况下磁感应强度及粒子在第四象限运动的时间。
物理答案（非标答）
一、
1．A 2．C 3．D 4．B 5．C 6D
二、
7．BC 8．ABD 9．AC 10．BD
三、
11．（1） （2） （3）BC
12．（1）欧姆 调零；20 （2）减小 （3）0.6；调小
四、
13．（1）
（2）48J
14．（1）7.5A；25N
（2）0.54m；1.5J
15．（1）
（2）；
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