2023-2024学年湖北省武汉市新洲区高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年湖北省武汉市新洲区高二（下）期末物理试卷，共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL﹣2M）在成都建成并首次实现利用核聚变放电。下列是核聚变反应的是（ ）
A．HH→Hen
B．U→ThHe
C．Un→BaKr+3n
D．NHe→OH
2．（4分）如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。发生火灾时，下列说法正确的是（ ）
A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报
B．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报
C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
D．以上说法均不正确
3．（4分）如图，理想变压器副线圈匝数为2000匝，原线圈接有一电流表A，示数为2A。副线圈接有一个阻值为RL＝200Ω的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表V，示数为0.10V。则原线圈的匝数为（ ）
A．1000B．500C．4000D．1500
4．（4分）如图所示，用同样的导线制成的两闭合线圈A、B，匝数均为20匝，半径rA＝2rB，在线圈B所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则线圈A、B中产生感应电动势之比EA：EB和两线圈中感应电流之比IA：IB分别为（ ）
A．1：1，1：2B．1：1，1：1C．1：2，1：2D．1：2，1：1
5．（4分）如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧下端挂一质量为m的小球（可视为质点），小球在竖直方向上做简谐运动，弹簧对小球的拉力F随时间变化的图像如图乙所示。已知弹簧弹性势能的表达式为Ep，x为弹簧的形变量，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．小球的振幅为
B．小球的最大加速度为2g
C．小球的最大动能为
D．在振动过程中，弹簧的弹性势能和小球的动能总和不变
6．（4分）如图所示，某一复合光线对准一半圆形玻璃砖的圆心O入射，当在O点的入射角为30°时，出射光线分成a、b两束，光束a与下边界的夹角为37°，光束b与下边界的夹角为53°，已知：sin37°＝0.6，sin53°＝0.8，则下列说法错误的是（ ）
A．a光的频率比b光的频率大
B．a、b两束光在该玻璃砖中的折射率之比为4：3
C．若使入射角增大，则出射光线a先消失
D．在同样的双缝干涉装置中，用a光得到的每条干涉条纹较宽
7．（4分）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n1、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，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为5V
B．若没有转换器则变压器副线圈输出的是直流电
C．若，则可以实现燃气灶点火
D．穿过原、副线圈的磁通量之比为1：1
（多选）8．（4分）用图甲所示实验装置研究光电效应现象，分别用a、b、c三束光照射光电管阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中a、c两束光照射时对应的遏止电压相同，均为Ua，根据你所学的相关理论下列论述正确的是（ ）
A．a，c两束光的光强相同
B．a，c两束光的频率相同
C．b光束的光的波长最短
D．a光束照射时光电管发出的光电子的最大初动能最大
（多选）9．（4分）把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧线，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a到b．以下说法正确的是（ ）
A．a端垂直纸面向外旋转，b端垂直纸面向内旋转，当导线转到跟纸面垂直后再向下平移
B．a端垂直纸面向外旋转，b端垂直纸面向内旋转的同时向下平移
C．要产生以上弧形磁感线的磁场源，虚线框内只可能是蹄形磁铁
D．要产生以上弧形磁感线的磁场源，虚线框内可能是蹄形磁铁、条形磁铁、通电螺线管甚至是直线电流
（多选）10．（4分）一列简谐横波沿x轴方向传播，图甲是t＝0时刻波的图像，图乙为图甲中质点P的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．波传播的速度为3m/s
C．在t＝0到t＝0.6s内质点P运动的路程为15cm
D．质点P与质点Q的运动方向总是相反
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．（8分）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
（1）用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图（甲）所示，摆球直径为 mm。
（2）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n＝0，当数到n＝30时。秒表的示数如图（乙）所示，该单摆的周期是T＝ s（结果保留二位有效数字）。
（3）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2﹣L图像如图（丙），此图线斜率的物理意义是 。
A．g
B.
C．
D．
（4）与重力加速度的真实值比较，发现第（3）问中获得重力加速度的测量结果偏大，原因可能是 。
A．振幅偏小
B．将摆线长加直径当成了摆长
C．将摆线长当成了摆长
D．开始计时误记为n＝1
12．（8分）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲所示装置测量某种色光的波长。
（1）图甲中单缝前标示的器材“A”应为 。
（2）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，读数为 mm。
（3）若单缝到双缝距离为s，双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，实验中在像屏上得到的干涉图样如图丙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ＝ 。
（4）某同学用“插针法”测量平行玻璃砖的折射率。如图丁所示，直线MN与PQ之间的距离等于玻璃砖的厚度，a、b、c、d为大头针的位置，下列说法中正确的是 。
A．a、b的间距、入射角的大小均与实验的精确度有关
B．若实验时玻璃砖向上平移微小距离，结果不受影响
C．入射角较大时，光可能会在玻璃砖下表面发生全反射
D．“插针法”实验只能用来测量平行玻璃砖的折射率
13．（12分）有人设计了一种测温装置，其结构如图所示．玻璃泡A内封有一定量体，与管A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出．设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计．
（1）B管刻度线是在1标准大气压下制作的（1标准大气压相当于76cm水银柱的压强）．已知当温度t＝27℃时的刻度线在x＝16cm处，问t＝0℃的刻度线在x为多少厘米处？
（2）若大气压已变为相当于75cm水银柱的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为27℃，问此时实际温度为多少？
14．（15分）质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1，b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d，c为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为e的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：
（1）粒子的速度v为多少；
（2）速度选择器的电压U2为多少；
（3）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大。
15．（17分）如图所示，两根间距为L的固定光滑金属导轨MP和NQ平行放置，电阻可忽略不计，两导轨是由位于MN左侧的半径为R的四分之一圆弧和MN右侧足够长的水平部分构成，水平导轨范围内存在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场，两根长度均为L的导体棒ab和cd垂直导轨且与导轨接触良好，开始时cd静止在磁场中，ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，两导体棒在运动中始终不接触。已知ab棒、cd棒的质量均为m，电阻均为r。重力加速度为g。求：
（1）ab棒到达圆弧底端时对轨道的压力FN大小；
（2）最后稳定时ab棒的速度大小和整个过程中ab棒产生的焦耳热Q；
（3）整个过程中，通过cd棒的电荷量q。
2023-2024学年湖北省武汉市新洲区高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10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，有选错的得0分。
1．（4分）2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL﹣2M）在成都建成并首次实现利用核聚变放电。下列是核聚变反应的是（ ）
A．HH→Hen
B．U→ThHe
C．Un→BaKr+3n
D．NHe→OH
【答案】A
2．（4分）如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。发生火灾时，下列说法正确的是（ ）
A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报
B．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报
C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
D．以上说法均不正确
【答案】C
3．（4分）如图，理想变压器副线圈匝数为2000匝，原线圈接有一电流表A，示数为2A。副线圈接有一个阻值为RL＝200Ω的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表V，示数为0.10V。则原线圈的匝数为（ ）
A．1000B．500C．4000D．1500
【答案】A
4．（4分）如图所示，用同样的导线制成的两闭合线圈A、B，匝数均为20匝，半径rA＝2rB，在线圈B所围区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则线圈A、B中产生感应电动势之比EA：EB和两线圈中感应电流之比IA：IB分别为（ ）
A．1：1，1：2B．1：1，1：1C．1：2，1：2D．1：2，1：1
【答案】A
5．（4分）如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧下端挂一质量为m的小球（可视为质点），小球在竖直方向上做简谐运动，弹簧对小球的拉力F随时间变化的图像如图乙所示。已知弹簧弹性势能的表达式为Ep，x为弹簧的形变量，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．小球的振幅为
B．小球的最大加速度为2g
C．小球的最大动能为
D．在振动过程中，弹簧的弹性势能和小球的动能总和不变
【答案】C
6．（4分）如图所示，某一复合光线对准一半圆形玻璃砖的圆心O入射，当在O点的入射角为30°时，出射光线分成a、b两束，光束a与下边界的夹角为37°，光束b与下边界的夹角为53°，已知：sin37°＝0.6，sin53°＝0.8，则下列说法错误的是（ ）
A．a光的频率比b光的频率大
B．a、b两束光在该玻璃砖中的折射率之比为4：3
C．若使入射角增大，则出射光线a先消失
D．在同样的双缝干涉装置中，用a光得到的每条干涉条纹较宽
【答案】D
7．（4分）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n1、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，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为5V
B．若没有转换器则变压器副线圈输出的是直流电
C．若，则可以实现燃气灶点火
D．穿过原、副线圈的磁通量之比为1：1
【答案】D
（多选）8．（4分）用图甲所示实验装置研究光电效应现象，分别用a、b、c三束光照射光电管阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中a、c两束光照射时对应的遏止电压相同，均为Ua，根据你所学的相关理论下列论述正确的是（ ）
A．a，c两束光的光强相同
B．a，c两束光的频率相同
C．b光束的光的波长最短
D．a光束照射时光电管发出的光电子的最大初动能最大
【答案】BC
（多选）9．（4分）把一根通电的硬直导线ab放在磁场中，导线所在区域的磁感线呈弧线，如图所示，导线可以在空中自由移动和转动，导线中的电流方向由a到b．以下说法正确的是（ ）
A．a端垂直纸面向外旋转，b端垂直纸面向内旋转，当导线转到跟纸面垂直后再向下平移
B．a端垂直纸面向外旋转，b端垂直纸面向内旋转的同时向下平移
C．要产生以上弧形磁感线的磁场源，虚线框内只可能是蹄形磁铁
D．要产生以上弧形磁感线的磁场源，虚线框内可能是蹄形磁铁、条形磁铁、通电螺线管甚至是直线电流
【答案】BD
（多选）10．（4分）一列简谐横波沿x轴方向传播，图甲是t＝0时刻波的图像，图乙为图甲中质点P的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．波传播的速度为3m/s
C．在t＝0到t＝0.6s内质点P运动的路程为15cm
D．质点P与质点Q的运动方向总是相反
【答案】BC
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．（8分）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
（1）用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图（甲）所示，摆球直径为 20.6 mm。
（2）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n＝0，当数到n＝30时。秒表的示数如图（乙）所示，该单摆的周期是T＝ 5.0 s（结果保留二位有效数字）。
（3）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2﹣L图像如图（丙），此图线斜率的物理意义是 C 。
A．g
B.
C．
D．
（4）与重力加速度的真实值比较，发现第（3）问中获得重力加速度的测量结果偏大，原因可能是 BD 。
A．振幅偏小
B．将摆线长加直径当成了摆长
C．将摆线长当成了摆长
D．开始计时误记为n＝1
【答案】（1）20.6； （2）5.0； （3）C；（4）BD。
12．（8分）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲所示装置测量某种色光的波长。
（1）图甲中单缝前标示的器材“A”应为 滤光片 。
（2）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，读数为 4.943 mm。
（3）若单缝到双缝距离为s，双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，实验中在像屏上得到的干涉图样如图丙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ＝ 。
（4）某同学用“插针法”测量平行玻璃砖的折射率。如图丁所示，直线MN与PQ之间的距离等于玻璃砖的厚度，a、b、c、d为大头针的位置，下列说法中正确的是 AB 。
A．a、b的间距、入射角的大小均与实验的精确度有关
B．若实验时玻璃砖向上平移微小距离，结果不受影响
C．入射角较大时，光可能会在玻璃砖下表面发生全反射
D．“插针法”实验只能用来测量平行玻璃砖的折射率
【答案】（1）滤光片；（2）4.943；（3）；（4）AB。
13．（12分）有人设计了一种测温装置，其结构如图所示．玻璃泡A内封有一定量体，与管A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出．设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计．
（1）B管刻度线是在1标准大气压下制作的（1标准大气压相当于76cm水银柱的压强）．已知当温度t＝27℃时的刻度线在x＝16cm处，问t＝0℃的刻度线在x为多少厘米处？
（2）若大气压已变为相当于75cm水银柱的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数仍为27℃，问此时实际温度为多少？
【答案】见试题解答内容
14．（15分）质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1，b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d，c为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为e的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：
（1）粒子的速度v为多少；
（2）速度选择器的电压U2为多少；
（3）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大。
【答案】（1）粒子的速度v为；
（2）速度选择器的电压U2为；
（3）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为。
15．（17分）如图所示，两根间距为L的固定光滑金属导轨MP和NQ平行放置，电阻可忽略不计，两导轨是由位于MN左侧的半径为R的四分之一圆弧和MN右侧足够长的水平部分构成，水平导轨范围内存在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场，两根长度均为L的导体棒ab和cd垂直导轨且与导轨接触良好，开始时cd静止在磁场中，ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，两导体棒在运动中始终不接触。已知ab棒、cd棒的质量均为m，电阻均为r。重力加速度为g。求：
（1）ab棒到达圆弧底端时对轨道的压力FN大小；
（2）最后稳定时ab棒的速度大小和整个过程中ab棒产生的焦耳热Q；
（3）整个过程中，通过cd棒的电荷量q。
【答案】（1）ab棒到达圆弧底端时对轨道的压力FN大小为3mg；
（2）最后稳定时ab棒的速度大小为，整个过程中ab棒产生的焦耳热为mgR；
（3）整个过程中，通过cd棒的电荷量为。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/1/8 9:48:11；用户：秦子政；邮箱：13669037329；学号：41037197题号
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