2023-2024学年湖南省株洲市炎陵县高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年湖南省株洲市炎陵县高二（下）期末物理试卷，共16页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）某交流电压为u＝6sin314t（V），则（ ）
A．用此交流电作打点计时器的电源时，打点周期为0.2s
B．把额定电压为6V的小灯泡接到此电源上，小灯泡正常发光
C．把额定电压为6V的小灯泡接到此电源上，小灯泡将被烧毁
D．耐压6V的电容器也可以直接接在此电源上
2．（4分）如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（ ）
A．开关S闭合时，c灯立即亮，a灯逐渐亮，b灯立即亮但亮度不变
B．开关S闭合时，c灯立即亮，a灯逐渐亮，b灯立即亮但亮度会变暗
C．开关S断开时，c灯立即熄灭，b闪暗一下后逐渐熄灭，a逐渐熄灭
D．开关S断开时，c灯立即熄灭，b闪亮一下后逐渐熄灭，a逐渐熄灭
3．（4分）如图所示，从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转，不考虑电子本身的重力。设两极板间电场强度为E，磁感应强度为B。欲使电子沿直线从电场和磁场区域中通过，只采取下列措施，其中可行的是（ ）
A．适当增大电场强度E
B．适当减小磁感应强度B
C．适当增大加速电场的宽度
D．适当增大加速电压U
4．（4分）一定质量的气体，在恒温下体积膨胀，下列说法中正确的是（ ）
A．气体分子的总数目将增多
B．气体分子的平均速率将减小
C．气体的压强将减小
D．容器壁受到的气体分子的平均冲力将增大
5．（4分）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经过两个状态变化过程，先后到达状态b和状态c，下列说法正确的是（ ）
A．从a到b的过程中，气体从外界吸热
B．从a到b的过程中，气体的内能增加
C．从b到c的过程中，气体的压强减小
D．从b到c的过程中，气体对外界做功
6．（4分）如图所示，匝数为200的线框垂直放在匀强磁场中，线框面积为20cm2．若磁场的磁感应强度在0.04s时间内由0.1T增加到0.6T，则穿过线框的磁通量变化量和线框中产生的感应电动势分别为（ ）
A．10﹣3Wb；5VB．10﹣4Wb；4VC．10﹣3Wb；4VD．10﹣4Wb；5V
7．（4分）2011年春节期间，按照公安部统一部署，全国各大中城市进行了大规模集中整治酒驾行动．据统计酒驾违法者比往年同期下降了40%．执法交警所使用的酒精测试仪主要元件是一种氧化物半导体传感器．这种具有N型导电性的氧化物的电阻会随其周围气体浓度的变化而变化．这种传感器的电阻与酒精气体的浓度c成反比，在如图所示的简化原理图中，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是（ ）
A．U越大，表示c越小，但c与U不成反比
B．U越大，表示c越小，与U成反比
C．U越大，表示c越大，但C与U不成正比
D．U越大，表示c越大，c与U成正比
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。
（多选）8．（5分）如图所示为交流发电机示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理，下列分析正确的是（ ）
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大
B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大
C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小
D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小
（多选）9．（5分）下列选项正确的是（ ）
A．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈
B．布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子的无规则运动
C．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
D．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
E．当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小
（多选）10．（5分）如图为某小型水电站的电能输送示意图．已知输电线的总电阻R＝10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，电阻R0＝11Ω．若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压表达式为u＝220sin100πtV，下列说法正确的是（ ）
A．发电机中的电流变化频率为100Hz
B．通过R0的电流有效值为20A
C．升压变压器T1的输入功率为4650W
D．若R0的电阻减小，发电机的输出功率也减小
（多选）11．（5分）如图所示，CD、EF是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在一方向垂直导轨平面向上，磁感应强度为B的匀强磁场，磁场范围为两导轨间且宽度为d的矩形区域，导轨的右端接有一阻值为R的电阻，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，将一阻值为r，质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处，已知导体棒两端与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ，则下列说法中正确的是（ ）
A．电阻R的最大电流为
B．流过电阻R的电荷量为
C．导体棒两端的最大电压为BL
D．电阻R中产生的焦耳热为（mgh﹣μmgd）
三、实验题（每空3分，共计18分）
12．（6分）某小组用如图甲所示的可拆变压器探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系。
（1）在实验时组装的变压器如图乙所示。将原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是 。
A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
（2）某小组探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系时，在铁芯上原、副线圈接入的匝数分别为n1＝800和n2＝200，原线圈两端与正弦式交流电源相连，用交流电压表测得原、副线圈两端的电压分别为10V和0.8V，这与其他小组的正确实验结论明显不一致。对于这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是 。
A．副线圈的匝数太少
B．副线圈的电阻太小
C．原线圈的匝数太多，电阻过大
D．没有将铁芯B安装在铁芯A上
13．（6分）在“研究电磁感应现象”实验中，将灵敏电流计G与线圈L连接，线圈上导线绕法，如图所示．已知当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转．
（1）将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时，灵敏电流计的指针将 偏转（选填“向左”“向右”或“不”）．
（2）当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，a点电势 b点电势（填“高于”、“等于”或“低于”）．
14．（6分）如图，在汽油内燃机的气缸里，当温度为47℃时，混合气体（可视为理想气体）的体积为9.0×10﹣4m3，压强为1.0×105Pa。压缩冲程移动活塞使混合气体的温度升高，体积减小到1.5×10﹣4m3，压强增大到1.2×106Pa。汽油内燃机在压缩冲程阶段，汽缸内气体分子平均动能 （填“增加”、“减少”、“不变”）；汽油内燃机在压缩冲程结束时，汽缸内混合气体的温度为 摄氏度（T＝273+t）。
四、解答题
15．（12分）如图所示，可沿缸壁自由滑动的活塞（厚度不计）把导热性能良好的竖直圆筒形气缸内的理想气体分成A、B两部分。活塞静止时与气缸底部的间距为气缸高度h的，A部分气体的压强等于外界大气压强p0．已知B部分气体的质量为m，活塞的横截面积为S，质量为，其中g为重力加速度大小。整个系统始终处于恒温状态，现将气缸底部的阀门K打开，将B部分气体缓慢放出一些，当活塞下移h时关闭阀门K．求关闭阀门时。
（i）B部分气体的压强pB；
（ii）B部分气体剩下的质量m′。
16．（12分）如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长ab＝cd＝50cm，bc＝ad＝20cm，匝数N＝100，线圈的总电阻r＝0.20Ω，线圈在磁感应强度B＝0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动，转速n＝50r/s。线圈两端通过电刷E，F与阻值R＝4.8Ω的定值电阻连接。计算时π取3。
（1）从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式；
（2）求此发电机在上述工作状态下的输出功率；
（3）求从线圈经过中性面开始计时，经过T时间通过电阻R的电荷量。
17．（10分）如图所示，在直角坐标系第I象限中有磁感应强度B＝0.20T方向垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电粒子以速率v＝25m/s从x轴上P点垂直于磁场方向射入。已知速度v与x轴的夹角θ＝30°，P到坐标原点O的距离L＝0.25m，粒子所带电荷量q＝3.0×10﹣15C，质量m＝6.0×10﹣18kg，π＝3.14，不计粒子重力，求：
（1）带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径r；
（2）带电粒子在磁场中运动的时间t。
2023-2024学年湖南省株洲市炎陵县高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、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．（4分）某交流电压为u＝6sin314t（V），则（ ）
A．用此交流电作打点计时器的电源时，打点周期为0.2s
B．把额定电压为6V的小灯泡接到此电源上，小灯泡正常发光
C．把额定电压为6V的小灯泡接到此电源上，小灯泡将被烧毁
D．耐压6V的电容器也可以直接接在此电源上
【答案】B
【点评】解决本题的关键知道正弦式交流电峰值与有效值的关系，知道灯泡所标明的电压表示有效值．掌握正弦式交流电的表达式U＝Umsinωt．
2．（4分）如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（ ）
A．开关S闭合时，c灯立即亮，a灯逐渐亮，b灯立即亮但亮度不变
B．开关S闭合时，c灯立即亮，a灯逐渐亮，b灯立即亮但亮度会变暗
C．开关S断开时，c灯立即熄灭，b闪暗一下后逐渐熄灭，a逐渐熄灭
D．开关S断开时，c灯立即熄灭，b闪亮一下后逐渐熄灭，a逐渐熄灭
【答案】B
【点评】本题考查含自感线圈的闭合电路的动态分析，注意自感线圈对电流变化的影响，及闭合回路动态分析时的“串反并同”特点即可得到结果。
3．（4分）如图所示，从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转，不考虑电子本身的重力。设两极板间电场强度为E，磁感应强度为B。欲使电子沿直线从电场和磁场区域中通过，只采取下列措施，其中可行的是（ ）
A．适当增大电场强度E
B．适当减小磁感应强度B
C．适当增大加速电场的宽度
D．适当增大加速电压U
【答案】D
【点评】本题是综合性较强的题目，物体的运动分成两个阶段：在电场中的加速和在复合场中的匀速直线运动．在解题时要注意过程分析和受力分析。
4．（4分）一定质量的气体，在恒温下体积膨胀，下列说法中正确的是（ ）
A．气体分子的总数目将增多
B．气体分子的平均速率将减小
C．气体的压强将减小
D．容器壁受到的气体分子的平均冲力将增大
【答案】C
【点评】解决本题的关键是掌握分子动理论、气态方程和分子平均速率的因素。
5．（4分）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经过两个状态变化过程，先后到达状态b和状态c，下列说法正确的是（ ）
A．从a到b的过程中，气体从外界吸热
B．从a到b的过程中，气体的内能增加
C．从b到c的过程中，气体的压强减小
D．从b到c的过程中，气体对外界做功
【答案】C
【点评】本题主要是考查一定质量理想气体的状态方程之图象问题，关键是弄清楚图象表示的物理意义、根据一定质量的理想气体状态方程结合热力学第一定律进行分析。
6．（4分）如图所示，匝数为200的线框垂直放在匀强磁场中，线框面积为20cm2．若磁场的磁感应强度在0.04s时间内由0.1T增加到0.6T，则穿过线框的磁通量变化量和线框中产生的感应电动势分别为（ ）
A．10﹣3Wb；5VB．10﹣4Wb；4VC．10﹣3Wb；4VD．10﹣4Wb；5V
【答案】A
【点评】本题考查法拉第电磁感应定律的应用，要注意明确磁通量、磁通量的变化量以及磁通量的变化率三间的区别和联系．
7．（4分）2011年春节期间，按照公安部统一部署，全国各大中城市进行了大规模集中整治酒驾行动．据统计酒驾违法者比往年同期下降了40%．执法交警所使用的酒精测试仪主要元件是一种氧化物半导体传感器．这种具有N型导电性的氧化物的电阻会随其周围气体浓度的变化而变化．这种传感器的电阻与酒精气体的浓度c成反比，在如图所示的简化原理图中，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是（ ）
A．U越大，表示c越小，但c与U不成反比
B．U越大，表示c越小，与U成反比
C．U越大，表示c越大，但C与U不成正比
D．U越大，表示c越大，c与U成正比
【答案】C
【点评】本题考查运用数学知识分析物理问题的能力，欧姆定律是解题的基本规律．
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。
（多选）8．（5分）如图所示为交流发电机示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理，下列分析正确的是（ ）
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大
B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大
C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小
D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小
【答案】AC
【点评】此题主要考查了发电机的工作原理。要知道发电机是根据电磁感应原理制成的。感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关，能够通过线圈的转动情况，判断线圈中产生的感应电流放向的变化。
（多选）9．（5分）下列选项正确的是（ ）
A．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈
B．布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子的无规则运动
C．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
D．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
E．当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小
【答案】ADE
【点评】本题考查了布朗运动、扩散现象、分子间的相互作用力等知识点。这种题型属于基础题，只要善于积累，难度不大。
（多选）10．（5分）如图为某小型水电站的电能输送示意图．已知输电线的总电阻R＝10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，电阻R0＝11Ω．若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压表达式为u＝220sin100πtV，下列说法正确的是（ ）
A．发电机中的电流变化频率为100Hz
B．通过R0的电流有效值为20A
C．升压变压器T1的输入功率为4650W
D．若R0的电阻减小，发电机的输出功率也减小
【答案】BC
【点评】解决本题的关键知道：1、原副线圈的电压、电流与匝数比的关系；2、升压变压器的输出功率、功率损失和降压变压器的输入功率之间的关系．
（多选）11．（5分）如图所示，CD、EF是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在一方向垂直导轨平面向上，磁感应强度为B的匀强磁场，磁场范围为两导轨间且宽度为d的矩形区域，导轨的右端接有一阻值为R的电阻，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，将一阻值为r，质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处，已知导体棒两端与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ，则下列说法中正确的是（ ）
A．电阻R的最大电流为
B．流过电阻R的电荷量为
C．导体棒两端的最大电压为BL
D．电阻R中产生的焦耳热为（mgh﹣μmgd）
【答案】BD
【点评】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解．
三、实验题（每空3分，共计18分）
12．（6分）某小组用如图甲所示的可拆变压器探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系。
（1）在实验时组装的变压器如图乙所示。将原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是 D 。
A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
（2）某小组探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系时，在铁芯上原、副线圈接入的匝数分别为n1＝800和n2＝200，原线圈两端与正弦式交流电源相连，用交流电压表测得原、副线圈两端的电压分别为10V和0.8V，这与其他小组的正确实验结论明显不一致。对于这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是 D 。
A．副线圈的匝数太少
B．副线圈的电阻太小
C．原线圈的匝数太多，电阻过大
D．没有将铁芯B安装在铁芯A上
【答案】（1）D；（2）D。
【点评】本题关键明确变压器的工作原理，同时要结合变压器的变压比公式列式分析，同时要注意明确误差原因。
13．（6分）在“研究电磁感应现象”实验中，将灵敏电流计G与线圈L连接，线圈上导线绕法，如图所示．已知当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转．
（1）将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时，灵敏电流计的指针将 向左 偏转（选填“向左”“向右”或“不”）．
（2）当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，a点电势 高于 b点电势（填“高于”、“等于”或“低于”）．
【答案】见试题解答内容
【点评】熟练应用安培定则与楞次定律是正确解题的关键；要掌握安培定则与楞次定律的内容．
14．（6分）如图，在汽油内燃机的气缸里，当温度为47℃时，混合气体（可视为理想气体）的体积为9.0×10﹣4m3，压强为1.0×105Pa。压缩冲程移动活塞使混合气体的温度升高，体积减小到1.5×10﹣4m3，压强增大到1.2×106Pa。汽油内燃机在压缩冲程阶段，汽缸内气体分子平均动能 增加 （填“增加”、“减少”、“不变”）；汽油内燃机在压缩冲程结束时，汽缸内混合气体的温度为 367 摄氏度（T＝273+t）。
【答案】增加；367
【点评】本题考查了理想气体状态方程，注意当气体的状态参量都发生变化时，则满足理想气体状态方程。
四、解答题
15．（12分）如图所示，可沿缸壁自由滑动的活塞（厚度不计）把导热性能良好的竖直圆筒形气缸内的理想气体分成A、B两部分。活塞静止时与气缸底部的间距为气缸高度h的，A部分气体的压强等于外界大气压强p0．已知B部分气体的质量为m，活塞的横截面积为S，质量为，其中g为重力加速度大小。整个系统始终处于恒温状态，现将气缸底部的阀门K打开，将B部分气体缓慢放出一些，当活塞下移h时关闭阀门K．求关闭阀门时。
（i）B部分气体的压强pB；
（ii）B部分气体剩下的质量m′。
【答案】见试题解答内容
【点评】解决本题的关键是对活塞利用平衡求出封闭气体的压强，然后判断做何种变化过程，选择合适的气体实验定律或理想气体状态方程列式求解即可。
16．（12分）如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长ab＝cd＝50cm，bc＝ad＝20cm，匝数N＝100，线圈的总电阻r＝0.20Ω，线圈在磁感应强度B＝0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动，转速n＝50r/s。线圈两端通过电刷E，F与阻值R＝4.8Ω的定值电阻连接。计算时π取3。
（1）从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式；
（2）求此发电机在上述工作状态下的输出功率；
（3）求从线圈经过中性面开始计时，经过T时间通过电阻R的电荷量。
【答案】（1）从线圈经过中性面开始计时，感应电动势随时间变化的函数表达式为e＝150sin100πt；
（2）此发电机在上述工作状态下的输出功率为2.16×103W；
（3）从线圈经过中性面开始计时，经过T时间通过电阻R的电荷量为0.2C
【点评】本题关键是要能够区分交流的有效值、瞬时值、最大值和平均值，求解电表读数用有效值，求解电量用平均值．
17．（10分）如图所示，在直角坐标系第I象限中有磁感应强度B＝0.20T方向垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电粒子以速率v＝25m/s从x轴上P点垂直于磁场方向射入。已知速度v与x轴的夹角θ＝30°，P到坐标原点O的距离L＝0.25m，粒子所带电荷量q＝3.0×10﹣15C，质量m＝6.0×10﹣18kg，π＝3.14，不计粒子重力，求：
（1）带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径r；
（2）带电粒子在磁场中运动的时间t。
【答案】见试题解答内容
【点评】本题考查带电粒子在有界磁场中的运动，关键是知道向心力来源，根据牛顿第二定律列式，画出运动轨迹，结合结合关系列式分析。
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