河南省百师联盟2023-2024学年高二下学期五月大联考物理试卷（解析版）

这是一份河南省百师联盟2023-2024学年高二下学期五月大联考物理试卷（解析版），共20页。
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟，满分100分
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第117题只有一项符合题目要求，每小题4分；第810题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系如图甲所示，则温度
B. 图乙为粒子散射实验，少数粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进
C. 图丙为电子通过双缝发生干涉的实验，电子的速率越大，干涉条纹间距越大
D. 如图丁所示，康普顿在研究石墨对射线的散射时，发现在散射的射线中，除了与入射波长相同的成分外，还有波长小于的成分
【答案】A
【解析】A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加，辐射强度的极大值向波长较小的方向偏移，故，故A正确；
B．图乙中，绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，少数粒子（约占）发生了大角度偏转，极少数偏转的角度大于，故B错误；
C．图丙中，电子的速率越大，电子的动量越大，波长越短，干涉条纹间距越小，故C错误；
D．由于光子与电子碰撞后动量变小，波长变大，即散射的射线中有波长大于的成分，故D错误。
故选A。
2. 利用图甲所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在处放置不同的光学元件，光屏上可得到如图乙中1和2两种图样。下列说法正确的是（ ）
A. 图样1对应单缝，缝越宽，衍射现象越明显
B. 图样1对应双缝，双缝间距越大，中央条纹越宽
C. 图样2对应单缝，增大和光屏之间的距离，相邻条纹间距变大
D. 图样2对应双缝，增大入射光的波长，相邻条纹间距变大
【答案】CD
【解析】AB．1是单缝衍射图样，缝越窄，衍射现象越明显，AB错误；
CD．2是双缝干涉图样，根据
可知，增大入射光的波长，或则增大双缝到光屏的距离，相邻条纹间距变大，CD正确。
故选CD。
3. 电容位移传感器具有灵敏度高的优点，某电容位移传感器的工作原理可简化为如图所示的装置，电容器接在恒压直流电源上，其中A是固定极板，B是可动极板，B与被测物体连接在一起，G为灵敏电流计。当被测物体沿水平方向移动时，灵敏电流计中有从b到a的电流，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器所带的电荷量保持不变B. 电容器的电容减小
C. 被测物体水平向左移动D. 极板间电场强度减小
【答案】C
【解析】A．由于灵敏电流计中有从b到a的电流，说明电容器充电，电容器所带的电荷量增大，故A错误；
B．两极板间的电势差不变，
根据
可知电容器的电容变大，故B错误；
C．根据
可知极板间的距离减小，物体水平向左移动，故C正确；
D．根据
可得极板间的电场强度增大，故D错误。
故选C。
4. 很多人喜欢到健身房骑车锻炼，某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置，如图所示，自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心转动。已知磁感应强度大小为，圆盘半径，圆盘电阻不计，导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心相连，导线两端、间接一理想电压表。某次后轮匀速转动时，用电压表测得、间电压，则该自行车后轮边缘的线速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】金属盘可以等效成金属棒转动切割磁感线，根据
得该自行车后轮边缘的线速度大小为
故选A。
5. 氢原子的能级图如图甲所示，从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用两种光分别照射如图乙所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（ ）
A. 可见光Ⅰ比可见光Ⅱ的频率小
B. 可见光Ⅱ照射阴极K产生的光电子的最大初动能较大
C. 欲使微安表示数变为0，滑片应向端移动
D. 滑片向端移动过程中，微安表的示数一直增大
【答案】C
【解析】A．氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ，可知可见光I的能量大于可见光Ⅱ的能量，则可见光Ⅰ的频率大于可见光Ⅱ的频率，故A错误；
B．根据光电效应方程有
由于可见光Ⅰ的频率大于可见光Ⅱ的频率，可知，可见光Ⅱ照射阴极K产生的光电子的最大初动能较小，故B错误；
C．欲使微安表示数变为0，应加上反向电压，由电路图可知滑片应向端移动，故C正确；
D．滑片向端移动过程中，由电路图可知极板间所加电压为正向电压，随着电压增大，光电流先增大，达到饱和电流后保持不变，故D错误。
故选C。
6. 一定质量的理想气体从状态开始，经历三个过程、、回到原状态，其图像如图所示。、、皆为直线，平行于轴，平行于轴。关于理想气体经历的三个过程，下列说法正确的是（ ）
A 过程中，气体温度先降低后升高
B. 过程中，气体一定向外界放热
C. 过程中，每个气体分子的动能都增大
D. 过程中，气体吸收的热量小于气体内能的增加量
【答案】B
【解析】A．根据理想气体状态方程有
可知
根据等温线的双曲线分布规律，可知过程中，气体温度先升高后降低，故A错误；
B．过程中，压强不变，体积变小，温度降低，根据热力学第一定律
可知气体体积减小，外界对气体做功，即
由于气体温度降低，气体内能减少，即有
所以
即气体一定放热，故B正确；
C．过程中，体积不变，气体压强增大，根据查理定律，气体温度升高，分子平均动能增大，但不是每个气体分子的动能都增大，故C错误；
D．过程中，气体体积不变，
则有
气体温度升高，
则有
根据热力学第一定律可知
且有
即气体吸收的热量等于气体内能的增加量，故D错误。
故选B。
7. 空间内有一与纸面平行的匀强电场，为研究该电场，在纸面内建立直角坐标系。规定坐标原点的电势为0，测得轴和轴上各点的电势如图甲、乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 电场强度的大小为
B. 电场强度的方向与轴负方向夹角的正切值为
C. 点处的电势为
D. 纸面内距离坐标原点的各点电势最高为
【答案】B
【解析】A．图像的斜率的绝对值表示电场强度的大小，可知电场在轴和轴上的分电场强度分别为
，
则电场强度大小为
故A错误；
B．结合上述可知，电场强度的方向与轴负方向夹角的正切值
故B正确；
C．由于规定坐标原点的电势为，则点处的电势
故C错误；
D．纸面内距离坐标原点的各点电势最高为
故D错误。
8. 一列简谐横波沿轴传播，图甲是时刻的波形图；是介质中位于处的质点，其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 波速大小
B. 波沿轴负方向传播
C. 处的质点在时位于平衡位置
D. 质点在时间内运动的路程为
【答案】AD
【解析】A．由图甲可知波长为，由图乙可知波的周期为，则波速大小为
故A正确；
B．由图乙可知时，点沿轴正方向运动，根据“上下坡”法可知波沿轴正方向传播，故B错误；
C．根据图甲可知时处的质点位于波谷处，由于，可知在时质点位于波谷处，故C错误；
D．质点运动的路程
故D正确。
故选AD。
9. 如图所示，发电机的矩形线圈长为、宽为，匝数为，放置在磁感应强度大小为的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、，副线圈接有电阻，当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为，不计所有线圈电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 处于图示位置时，线圈产生的电动势最大
B. 通过电阻的电流频率为
C. 理想电流表读数
D. 发电机的功率为
【答案】AC
【解析】A．处于图示位置时，线圈长边速度方向与磁场垂直，线圈产生的电动势最大，A正确；
B．交流电的频率
变压器不改变交流电的频率，通过电阻的电流频率为，B错误；
C．矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈，有
则
C正确；
D．发电机的功率
D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示，两根间距为、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图乙所示的匀强磁场，时磁场方向垂直纸面向里。在到的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端处；时，释放金属棒，金属棒下降时速度大小为。整个过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，金属棒的质量为，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 在时，金属棒受到安培力的大小为
B. 在时，金属棒中电流的大小为
C. 在时，金属棒受到安培力的方向竖直向上
D. 金属棒下降的过程中，所用的时间为
【答案】BC
【解析】AB．由图可知在时间段内产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律有可知，此时间段的电流为
在t02时磁感应强度为，此时安培力大小为
故A错误，B正确；
C．由图可知在时，磁场方向垂直纸面向外并逐渐增大，根据楞次定律可知产生顺时针方向的电流，再由左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上，故C正确；
D．金属棒下降过程中，通过金属棒的平均电流
电荷量
利用动量定理有
则金属棒下降所用的时间
故D错误。
故选BC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 在用“插针法”测量玻璃折射率的实验中：
（1）实验光路图如图甲所示，下列说法正确的是__________。
A. 为减小作图误差，和的距离应适当小一些
B. 为减小测量误差，和连线与玻璃砖界面法线的夹角应适当取大一些
C. 为减小误差，应当选用宽度较大的玻璃砖完成实验
D. 当和连线与玻璃砖界面法线的夹角较大时，有可能在面发生全反射
（2）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面和后，不小心碰了玻璃砖使它向一侧平移了少许，如图乙所示，他随后实验测出的折射率_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）乙同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃宽度小些（仍然与平行），如图丙所示，他随后实验测得的折射_________率（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）BC （2）不变 （3）偏大
【解析】（1）A．为减小作图误差，和的距离应适当大一些，A错误；
B．和连线与玻璃砖界面法线的夹角适当大一些，折射现象更明显，误差较小，B正确；
C．宽度较大的玻璃砖，光在玻璃砖中的路程长，入射点与出射点距离较大，确定折射光线的误差越小，C正确；
D．由几何关系可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆原理可知，光线一定会从下表面射出，不会在面发生全反射，D错误。
（2）根据题意，如图1所示。入射角与折射角没有误差，测量的折射率不变。
图1 图2
（3）根据题意，如图2所示。入射角不受影响，折射角的测量值小于真实值，根据
可得测得折射率偏大。
12. 某同学做“测定金属的电阻率”实验时，待测金属丝接入电路部分的长度约为，其阻值约为。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图甲所示，其读数应为_______。（该值接近多次测量的平均值）
（2）用伏安法测定金属丝的电阻。实验室有如下器材：
A.电池组（电动势为，内阻不计）
B.电流表（量程为，内阻约）
C.电流表（量程为，内阻约）
D.电压表（量程为，内阻约）
E.电压表（量程为，内阻约）
F.滑动变阻器（，额定电流）
G.滑动变阻器（，额定电流）
H.开关、导线若干
为了调节方便，测量准确，并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围，滑动变阻器应选用_______，电流表应选用_______，电压表应选用________。（均选填仪器前的字母序号）
（3）请用笔画线代替导线将图乙中的实物图补充完整。
（4）该同学在坐标纸上建立、坐标系，利用所测数据描点作图，描绘出图线如图丙所示，由此可以估算出金属丝电阻率约为__________。
A. B.
C. D.
【答案】（1）0.397##0.398##0.399 （2）F B D （3） （4）C
【解析】（1）螺旋测微器精确度为，固定刻度读数为0，可动刻度读数为39.8，所测长度为
（2）[1][2][3]要使得测量误差最小，多测一些数据，滑动变阻器应选择分压接法，选择阻值较小的F；通过金属丝的最大电流约为
电流表选择量程的B；电源电动势为，电压表选择量程的D。
（3）金属丝阻值约为，则
电流表应选择外接接法，如图。
（4）由图线得到金属丝的阻值
根据
得
解得
故选C。
13. 密封饭盒是运送外卖的必备餐具。某企业欲对其生产的密封饭盒同时进行高温消毒及密封性能的检测，在环境温度时盖上盒盖，然后将饭盒移至高温消毒箱内足够长时间，已知大气压强恒为，消毒箱内温度恒为，忽略饭盒容积的变化，视封闭气体为理想气体。
（1）若饭盒密封良好，求此时盒内封闭气体压强的理论值；
（2）若测得盒内封闭气体的实际压强，求溢出气体的质量与原有气体的质量之比。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）若饭盒密封良好，据查理定律有
带入数据解得
（2）设饭盒容积为，饭盒内原有气体在压强、温度时的体积为，则有
解得
则此条件下溢出气体的体积
故两者的质量之比
代入数据求得
14. 如图所示，在平面直角坐标系中，存在经过坐标原点、半径为圆形边界，圆心在轴上，边界内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场。一个长方形边界区域，长，宽，点是圆形边界与轴的交点，在点的右侧存在沿轴正方向的匀强电场。一质量为、电荷量为的带正电粒子（不计重力）从圆形边界上的点以指向圆心的速度射入磁场，从点离开磁场并进入电场运动到点，已知，边界与轴的夹角为，，。求：
（1）粒子从点入射的速度大小；
（2）匀强电场的电场强度的大小；
（3）粒子从到经历的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）粒子在点的入射速度指向圆心，则在点的出射速度的反向延长线指向圆心，即出射速度沿轴的正方向，设轨迹圆的半径为，则由几何关系可得
解得
洛伦兹力提供向心力
解得
（2）将粒子从到的位移分别沿、轴分解，由几何关系可得
由类平抛运动的规律可得
解得
（3）由（2）解得在电场中运动时间为
粒子从到，速度的偏转角为
磁场中运动时间
则粒子运动的总时间为
15. 如图所示，“凹”型木板静置在光滑水平地面上，小物块A静止在正中央。A的正上方用不可伸长的轻绳将一定质量的小球悬挂在点，轻绳长度为，开始处于水平拉直状态。现将小球由静止释放，下摆至最低点时刚好与小物块发生碰撞，碰后迅速把小球移除。已知A的质量为，的质量为，小球的质量为，木板的长度，A和之间的动摩擦因数，小球与A、A与发生的碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间极短，忽略空气阻力，取重力加速度，不计两侧挡板的宽度，小球与A均可看成质点。求：（结果可用根号表示）
（1）小球与A碰撞后瞬间A的速率；
（2）A与发生第一次碰撞前瞬间的速度大小；
（3）A与的左侧发生碰撞的次数。
【答案】（1）；（2）；（3）1次
【解析】（1）小球下摆过程中机械能守恒，
小球与A碰撞过程，有
联立解得
（2）A与发生第一次碰撞前的过程中，有
联立解得
（3）A与最终共速，有
解得
则A与的左侧只碰撞1次。