四川省眉山市仁寿县铧强中学和眉山天府新区实验中学2023-2024学年高二下学期6月期末物理试题

这是一份四川省眉山市仁寿县铧强中学和眉山天府新区实验中学2023-2024学年高二下学期6月期末物理试题，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题等内容，欢迎下载使用。

（考试时间：75分钟 满分：100分）
第Ⅰ卷（选择题）
一、单选题（每题4分，共32分）
1.下列说法不正确的是（ ）
A.液晶像液体一样具有流动性而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性
B.浸润和不浸润是分子力作用的表现，如果附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离，这样的液体与固体之间表现为浸润
C.液体具有流动性是因为液体分子间没有相互作用力
D.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
2.下列说法不正确的是（ ）
A.光照射细金属丝，在其后的阴影中有亮线，这是光的衍射现象
B.在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是射线
C.看立体电影时需要戴特制的眼镜，这是利用了光的偏振现象
D.肥皂泡在阳光下出现彩色条纹，这是光的薄膜干涉现象
3.钳形电流表是电机运行和维修工作中最常用的测量仪表之一，其工作部分主要由一只电流表和电流互感器组成.电流互感器铁芯制成活动开口，且呈钳形，用手柄来控制开合，图1、图2为此电流表的实物图和内部结构图，则下列说法正确的是（ ）
图1 图2
A.测量电流时，需要断开电路将此钳形电流表串接在电路中
B.钳口是否闭合紧密对电流的测量值不会有影响
C.钳形电流表测电流时相当于降压变压器
D.如果通电导线在钳形口多绕几圈，则电流测量值会变大
4.如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗.光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，为定值电阻，下列判断正确的是（ ）
甲乙
A.当扫描笔头在白色间隔上移动时，信号处理系统获得高电压
B.当扫描笔头在黑色线条上移动时，信号处理系统获得高电压
C.扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响
D.扫描笔头外壳出现破损时仍然能正常工作
5.如图甲所示，倒挂的彩虹被叫作“天空的微笑”，实际上它不是彩虹，而是日晕，专业名称叫“环天顶弧”，是由薄而均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成，因为大量六角片状冰晶的随机旋转而形成“环天顶弧”.光线从冰晶的上底面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角增大到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见.简化光路如图乙所示，以下分析正确的是（ ）
甲 乙
A.光线从空气进入冰晶后传播速度变大
B.红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度小
C.若太阳高度角等于30°时恰好发生全反射，可求得冰晶的折射率为
D.若太阳高度角等于30°时恰好发生全反射，可求得冰晶的折射率为
6.如图是家电漏电触电保护器原理简图，口字形铁芯上绕有三组线圈A、B、C，A、B为火线和地线双线并绕，电器正常工作时A、B线圈中电流等大反向，线圈和铁芯中磁感应强度为零，保护器两端电压为零；负载电阻a端接火线线圈A，发生漏电或触电事故时相当于负载电阻接地，B线圈（地线）电流小于A线圈电流或为零，交变电流在A线圈及铁芯中产生磁场，使A、C相当于变压器原、副线圈工作，通过保护器的电流启动保护模式—断开火线开关S.已知人体安全电流，保护器启动电流为25mA，变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A.保护器启动必须设置在A、B线圈电流差值远大于10mA时启动
B.人体接触负载电阻的b端和a端危险相同
C.线圈A、C的匝数比应该大于或等于5:2
D.负载电阻电压是保护器两端的2.5倍
7.如图所示，afde为一边长为2L的正方形金属线框，b、c分别为af、fd的中点，从这两点剪断后，用bc直导线连接形成了五边形线框abcde.左侧有一方向与线框平面垂直、宽度为2L的匀强磁场区域，现让线框保持ae、cd边与磁场边界平行，向左匀速通过磁场区域，以ae边刚进入磁场时为计时零点.则线框中感应电流随时间变化的图线可能正确的是（规定感应电流的方向逆时针为正）（ ）
A.B.C.D.
8.理想变压器与三个阻值相同的定值电阻、、组成如图所示的电路，变压器原、副线圈的匝数比为1:2.在a、b间接入正弦式交变电流，则下列说法正确的是（ ）
A.、、两端的电压之比为2:1:2
B. a、b间输入功率与变压器输入功率之比为15:2
C. 、、消耗的功率之比为4:1:4
D. a、b间输入电压与变压器输入电压之比为3:1
二、多选题（每题4分，共16分，漏选得2分，错选不得分）
9.如图所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（ ）
A. ab棒不受安培力作用
B. ab棒所受安培力的方向向右
C. ab棒向右运动速度v越大，所受安培力越大
D.螺线管产生的磁场，A端为S极
10.如图，一定质量的理想气体从状态a（、、）经热力学过程后又回到状态a，且外界环境为非真空状态.则下列说法正确的是（ ）
A. b、c两个状态，气体的温度相同
B.过程中，每个气体分子热运动的速率都增大了一倍
C.过程中，气体的温度先降低再升高
D.过程中，外界对气体做功
11.如图所示，空间中有范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放置两彼此正对的相同金属圆环，两环相距L，用导线将环与外电阻相连，现用外力使金属杆沿两环做匀速圆周运动.若已知磁感应强度大小为B，圆环半径为R，杆转动角速度为，金属杆和定值电阻的阻值均为r，其他电阻不计，则（ ）
A.当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变大后变小
B.当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变小后变大
C.流过外电阻电流的有效值为 D.流过外电阻电流的有效值为
12.如图所示，在竖直面内有方向垂直纸面向里、高度为h的有界匀强磁场，磁场左、右边界水平.将边长为、质量为m的正方形金属线框abcd从磁场上方某处由静止释放，设ab边通过磁场左边界和磁场右边界时的速度分别为和；cd边通过磁场右边界时的速度为.已知线框下落过程中ab边始终水平、ad边始终竖直，下列说法正确的是（ ）
A.若，则一定有 B.若，则一定有
C.若，从ab离开磁场到cd离开磁场的过程中，线框内产生的焦耳热为mgh
D.从ab进入磁场到cd离开磁场的过程中，线框内产生的焦耳热为
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题（每空2分，共16分）
13.某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律.
（1）在实验中，下列哪些操作不是必需的_______________.
A.用橡胶套密封注射器的下端B.用游标卡尺测量柱塞的直径
C.读取压力表上显示的气压值D.读取刻度尺上显示的空气柱长度
（2）实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是_______________________________________________.
（3）下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是____________.
A.B. C.
14.利用输出电压为3V的恒压电源、量程为0～0.6A的电流表（内阻不计）、定值电阻、阻值随长度均匀变化的电阻丝（长度为0.05m，总阻值为25Ω）、弹簧（电阻不计）、开关、导线，改装成如图甲的测力计.
甲 乙
（1）图甲的电路中，定值电阻的作用是________，阻值至少为________Ω
（2）弹簧所受拉力F与其伸长量的关系如图乙.若定值电阻为10Ω，则电流表的示数I与弹簧所受拉力F的关系式________（A），可知由电流表改装的测力计刻度________（选填“均匀”或“不均匀”），当电流表的示数为0.3A，对应标示的力为________N.
15.如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的图像.已知气体在状态A时的压强是.
甲 乙
（1）写出过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图甲中的温度值；
（2）请在图乙坐标系中，做出该气体由状态A经过状态B变为状态C的图像，并在图线相应位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程.
16. 如图，在直角坐标系xOy的第三象限内存在水平向右的匀强电场，第一象限的矩形区域OMNP内存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，OM=L，OP=2L。一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子（不计重力）从坐标为的A点以沿y轴正方向、大小为的初速度开始运动，然后从O点射入场，最后从P点离开磁场区域。（1）求匀强电场的电场强度大小；（2）求矩形磁场区域的磁感应强度大小；
（3）若可调节矩形磁场区域的磁感应强度大小，要使带电粒子从NP边离开磁场区域，求磁感应强度大小的范围。
17.电阻不计的平行金属导轨EFHG与PMQN按图示固定，EF与PM段水平且粗糙，导轨的间距为2L，HG与QN段倾斜且光滑，导轨的间距为L，，HG、QN所在平面与水平面的夹角，导轨间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为，方向与导轨所在平面垂直，金属棒ab、cd与导轨垂直放置，ab棒质量为m，cd棒质量为2m，，接入电路的电阻均为，ab、cd间用轻质绝缘细线相连，中间跨过一个光滑定滑轮，两金属棒始终垂直于导轨且重力加速度，现将两金属棒由静止释放。始终不会与滑轮相碰，两段金属导轨足够长，金属棒cd与水平导轨间的动摩擦因数为，
（1）求释放瞬间ab棒的加速度大小。
（2）求两金属棒的最大速度。
（3）两金属棒速度达到最大后，细线突然断裂，经过时间t恰再次达到稳定状态，求再次稳定时ab棒、cd棒的速度大小。
仁寿县铧强中学和眉天实验中学高二期末联考
物理答案
1、答案C
解析 液晶是一类特殊的物质形态，它像液体一样具有流动性，而其光学性质和某些晶体相似具有各向异性故，故A项正确；浸润和不浸润是分子力作用的表现，液体与固体之间表现为浸润时，附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离，附着层内分子间作用表现为斥力，故B项正确；液体没有确定的形状且有流动性，是因为液体分子作用力较小，分子位置不固定，故C项错误；空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，故D项正确.
2、答案B
解析 光照射细金属丝，在其后的阴影中有亮线，说明光能够绕过细金属丝，这是光的衍射现象，故A项正确；电磁波谱中射线波长最短，故B项错误；放映立体电影时，两架放映机射出的光通过偏振片后形成偏振光，左右两架放映机前的偏振片的透振方向相互垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也相互垂直，这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众席时偏振方向不变，此时观众通过佩戴透振方向相互垂直的偏振眼镜，使得左眼只看到左侧放映机放出的画面，右眼只看到右侧放映机放出的画面，从而产生立体感故，所以这是利用了光的偏振现象，故C项正确；通常而言，不同位置的肥皂膜，厚度不同，因此在膜上的不同位置，来自前后两个面的反射光的路程差不同，在某些位置，这两列波叠加后相互加强，出现了亮条纹，在另一些位置，叠加后相互削弱，出现了暗条纹.由于不同颜色的光波长不同，导致从肥皂膜的前后两面反射的光在不同位置相互加强，所以从肥皂膜上看到的亮条纹的位置也会不同，薄膜上不同颜色的光的条纹的明暗位置不同，相互交错，看上去呈彩色，所以这是薄膜干涉，故D项正确.故选B项.
3、答案D
解析 钳形电流表通过打开铁芯将导线圈入其中，不需要断开电路，故A项错误；若钳口未闭合，则会出现漏磁，原副线圈的磁通量不同造成测量值变小，故B项错误；原线圈为单匝，是升压变压器，故C项错误；若原线圈多绕几圈，则增大，副线圈电流增大，最终导致电流测量值增大，故D项正确.故选D项.
4、答案A
解析 信号处理系统获得的电压是两端的电压，当扫描笔头在黑色线条上移动时，R相当于大电阻，根据闭合电路欧姆定律，回路电流很小，两端的电压很低，信号处理系统获得低电压；当扫描笔头在白色间隔上移动时，R相当于小电阻，回路电流较大，两端的电压较高，信号处理系统获得高电压，B项错误，A项正确；如果扫描速度发生变化，在信号处理系统中高低电压的时间间隔就会发生变化，从而无法正确判断黑、白条纹宽度，可能出现错误识别信息，C项错误；扫描笔头外壳出现破损时，外面的光就会进入光敏三极管，影响光敏三极管的阻抗，从而影响信号处理系统接收到的信号，出现错误信息，导致不能正常工作，D项错误.故选A项.
5、答案D
解析 光在空气中的传播速度比固体中的传播速度快，故A项错误；红光的频率小于紫光的频率，则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率，据根据可知红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大，故B项错误；如图所示，由几何关系得，由折射定律得，由得全反射的临界条件得，又，联立解得，故D项正确，C项错误.故选D项.
6、答案C
解析 因人体安全电流，在则保护器启动必须设置在A、B线圈电流差值小于10mA时启动，A项错误；人体接触负载电阻的时，若人体直接接触火线，更危险，B项错误；当线圈A中电流为10mA时，为若保护器中的电流为25mA，则线圈A、C的匝数比，则线圈A、C的匝数比于应该大于或等于5:2，C项正确；若A线圈中的电流达到10mA，，到保护器上的电流达到25mA时，根据，的此时负载电阻电压是保护器两端的2.5倍，因A、C两线圈匝数关系不确定，则的负载电阻电压不一定是保护器两端的2.5倍，D项错误.故选C项.
7、答案A
解析 根据题意，为设线框匀速运动的速度为v，导线框的总电阻为R，开始ae边进入磁场切割磁感线，根据法拉第电磁感应定律有，，则感应电流为，根据右手定则可知，感应电流的方向为逆时针；当运动一段时间后，b点进入磁场，根据题意可知，根据几何关系可知，切割磁感线的有效长度为，同理可得，感应电流为，根据右手定则可知，为感应电流的方向为逆时针；当运动时间为时，ae边开始离开磁场为，切割磁感线有效长度为2L，同理可得，感应电流为，根据右手定则可知，为感应电流的方向为顺时针；当时间为时，b点开始离开磁场，根据几何关系可知，切割磁为感线的有效长度为，同理可得，为感应电流为，根据右手定则可知，感应电流的方向为顺时针，综上所述可知，B、C、D三项错误，A项正确.故选A项.
8、答案B
解析 设的电流为I，电压为U，则有，根据理想变压器原理可得原线圈两端电压电流为，，与原线圈是并联关系，则有，，上的电流为，两端的电压，所以、、为两端的电压之比为5:1:2，A项错误；a、b间输入电压，所以a、b间输入电压与变压器输入电压之比为，D项错可得，、、消耗的功率与其电压的平方成正比，则有，C项错误；a、b间输入功率为，变压器输入功率为，所以a、b为间输入功率与变压器输入功率之比为15:2，，B项正确.
9、答案 CD
解析：金属棒ab向右运动切割磁感线，根据右手定则判断感应电流方向由，再根据左手定则判断棒所受安培力水平向左，故A、B错误；ab的速度越大，感应电流越大，所受安培力就越大，C正确；根据安培定则可判定螺线管的B为端为N极，A为端为S极.
10、答案 AD
解析 根据理想气体状态方程，结合图中数据可知，b、c两个状态时，pV的乘积相等，即两个状态气体的温度相同，故A项正确；过程中，气体体积不变，压强增大一倍，气体分子热运动的平均动能增大一倍，的则平均速率变为原来的倍，并非每个气体分子速率增大一倍，故B项错误；由理想气体状态方程可得，结合图形和题意可知，气体的温度应该先升高后降低，故C项错误；过程中，气体压强不变，体积减小，外界对气体做功，其做功大小为，故D项正确；
11、答案BC
解析 金属杆从圆环最高点向最低点转动的过程中，垂直磁场方向的分速度先减小再增大，因而流过外电阻的电流先减小再增大，A项错误，B项正确.杆沿圆环的匀速圆周运动等效为以两环圆心连线为转动轴、长为L、宽为R的矩形线框的匀速转动，因此产生余弦交流电，遵守的关系.电动势的最大值为，，，故C项正确，D项错误.
12、答案ABC
解析 由于线框完全在磁场中不产生感应电流，不受安培力，做加速度为g的匀加速直线运动，所以若，线框进入磁场时一定做减速运动，而线框出磁场与进磁场的运动情况相同，有一定，A项正确；设cd边通过磁场上边界时的速度为.若，因线框完全在磁场中做加速度为g的匀加速直线运动，所以，有则有，线框进入磁场的过程必定做减速运动，可知当线框的速度为时在做减速运动，安培力大于重力，所以当线框以速度离开磁场时安培力大于重力，做减速运动，有一定有，B项正确；若，从ab离开磁场到cd离开磁场的过程中线框内产生的焦耳热等于ab进入磁场到ab离开磁场的过程中线框内产生的焦耳热，等于线框重力势能的减少量，为mgh，C项正确；从ab进入磁场到cd离开磁场的过程中，线框内产生的焦耳热为，D项错误
13、答案：（1）B （2）防止玻璃管内的空气温度升高（或保持玻璃管内的空气温度不变） （3）C
解析：
（1）由于玻璃管粗细均匀，因此用游标卡尺测量柱塞的直径的操作不需要，择选择B.
（2）不用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是防止玻璃管内的空气温度升高（或保持玻璃管内的空气温度不变）.
（3）根据气体等温变化，像压强与体积成反比可知最能反映气体做等温变化的规律的是图像C.
14、答案 （1）对电流表起保护作用 5 （2） 不均匀 500
解析 （1）电路中接入定值电阻的目的是对电流表起保护作用当，防止当P移动到电阻丝的最右端时电大流表被烧坏.当电路中电流达到最大0.6A时，电路中的总电阻最小值为所以定值电阻至少为5Ω.
（2）由图乙可知 设定值电阻为R，电阻丝总电阻为，
移动距离为由闭合电路欧姆定律又
联立可得
由上式可得：拉力F与I是非线性关系，所以由电流表改装的测力计刻度不均匀.
为当电流表的示数为0.3A，，代入，
可得所以对应标示的力为500N.
15、答案：（1）压强不变 200K （2）见解析
解析：
（1）从题图甲可以看出，A与B连线的延长线过原点，所以是一个等压变化，即，
根据盖­吕萨克定律可得（2分）
所以（2分）
（2）由题图甲可知，由是等容变化，根据查理定律得 （1分）
所以 （1分）
则可画出由状态的图像如图所示. （2分）
16.【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动。方向
方向
联立求解，得
（2）设带电粒子在点的速度为，与轴的夹角为，矩形磁场区域的磁感应强度大小为
（或）
带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，由几何关系可知
由牛顿第二定律有
联立求解，得
（3）带电粒子从P点离开磁场区域时，磁感应强度大小最大，磁感应强度大小最小时，带电粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系可知
由牛顿第二定律有
联立求解，得
所以磁感应强度大小的范围为
17、（1）（3分）释放时对金属棒ab、cd由牛顿第二定律分别可得，（1分）
（1分）联立解得（1分）
（2）（5分）分析可知，金属棒ab中的电流方向从a到b，
当两金属棒加速度为0时速度最大，设最大速度为，
当两金属棒达到最大速度时对ab棒：，（1分）
对cd棒：，（1分）此时感应电动势为，（1分）
由闭合电路欧姆定律可得，（1分）解得（1分）
（3）（7分）细线断裂后，ab、cd整体所受的合外力不为零，则再次稳定时二者不可能做匀速运动，只可能是回路中电流稳定，两棒均做匀加速运动设再次稳定时cd的加速度大小为，
由（2）中感应电动势的表达式知ab的加速度为
对ab由牛顿第二定律有， （1分）
对cd由牛顿第二定律有， （1分）
解得，回路中的感应电流，（1分）
设恰再次达到稳定状态时ab棒的速度为，cd棒的速度为，
由法拉第电磁感应定律有， （1分）
在时间t内，设ab棒所受安培力的冲量为，
则cd棒所受安培力的冲量为，对ab棒由动量定理有， （1分）
对cd棒由动量定理有， （1分）
联立得，
（1分）