2023-2024学年陕西省西安市蓝田县城关中学等三校大学区联考高二（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年陕西省西安市蓝田县城关中学等三校大学区联考高二（下）期末物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.质量相等的三个小球a、b、c，在光滑的水平面上以相同的速度v0运动，它们分别与原来静止的A、B、C三球发生碰撞，如图甲、乙、丙所示，碰撞后a继续沿原方向运动，b静止，c沿反方向弹回，则碰撞后A、B、C三球中动量数值最大的是( )
A. A球B. B球C. C球D. 不能确定
2.如图所示，弹簧振子在A、B之间做简谐运动，O为平衡位置，测得A、B间距为6cm，小球完成30次全振动所用时间为60s，则( )
A. 振动周期是2s，振幅是6cm
B. 振动频率是2Hz
C. 小球完成一次全振动通过的路程是12cm
D. 小球过O点时开始计时，3s内通过的路程为24cm
3.用图示实验装置演示光的偏振现象，光源O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列说法正确的是( )
A. 光源发出的光是纵波
B. 偏振片Q起到检偏的作用
C. 光束Ⅱ中光振动方向与透振方向垂直
D. 将偏振片P以光传播方向为轴转过45°，光束Ⅲ将消失
4.如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了θ角。则磁场的磁感应强度大小为( )
A. mvqRtanθ2B. mvtanθ2qRC. mvqRsinθ2D. mvqcsθ2
5.如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是( )
A. FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左
B. FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左
C. FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右
D. FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右
6.实际应用中，常用到一种双金属温度计，它是利用铜片与铁片铆合在一起的双金属片的弯曲程度随温度变化的原理制成的，如图乙所示。已知图甲中双金属片被加热时，其弯曲程度会增大，则下列各种相关叙述不正确的有( )
A. 该温度计的测温物质是铜、铁两种热膨胀系数不同的金属
B. 该温度计是利用测温物质热胀冷缩的性质来工作的
C. 由图甲可知，铜的热膨胀系数大于铁的热膨胀系数
D. 由图乙可知，其双金属片的内层一定为铜，外层一定为铁
7.分子力F随分子间距离r的变化如图所示．将两分子从相距r=r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是 ( )
A. 从r=r 2到r=r 0分子间引力、斥力都在减小
B. 从r=r 2到r=r 1分子力的大小先减小后增大
C. 从r=r 2到r=r 0分子势能先减小后增大
D. 从r=r 2到r=r 1分子动能先增大后减小
8.如图所示，两个内壁光滑的导热气缸通过一个质量不能忽略的“工”字形活塞封闭了A、B两部分气体。下面气缸的横截面积大于上面气缸的横截面积，现使环境温度降低10℃，外界大气压保持不变，下列说法正确的是( )
A. 活塞下降
B. 活塞上升
C. 活塞静止不动
D. 不能确定
9.某气缸内封闭有一定质量的理想气体，从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其V−T图像如图所示，则在该循环过程中，则( )
A. 从状态A到B，气体吸收热量
B. 从状态C到D，气体的压强增大
C. 从状态D到A，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
D. 若气体从状态C到D，内能增加3kJ，对外做功5kJ，则气体向外界放出热量8kJ
二、多选题：本大题共5小题，共19分。
10.如图为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能及示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有( )
A. 电子轨道半径减小，动能增大
B. 氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线
C. 由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小
D. 金属钾的逸出功为2.21eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条
11.如图所示，两个质量相等的物体沿同一高度、倾角不同的两光滑固定斜面顶端从静止自由下滑，到达斜面底端．( )
A. 到达底端时的动量大小相同B. 下滑的过程中重力的冲量相同
C. 下滑的过程中弹力的冲量相同D. 下滑的过程中合外力的冲量大小相同
12.一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c为三个质点，a正向上运动。由此可知( )
A. 该波沿x轴正方向传播B. c正向上运动
C. 该时刻以后，b比c先到达平衡位置D. 该时刻以后，b比c先到达最大位移处
13.国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座。变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u=220 2sin100πt(V)，电压表、电流表都为理想电表，则下列判断正确的是( )
A. 输入电压有效值为220V，电流频率为50Hz
B. S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大
C. S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小
D. 若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小
14.如图，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱(长度可以忽略)。罐中气体可视为理想气体，如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计，下列说法正确的是( )
A. 当罐内温度升高时，油柱向右移动
B. 若给吸管上标刻温度值，刻度不均匀
C. 当罐内温度升高时，单位时间内撞击到单位面积上的分子数增多
D. 当罐内温度升高时，罐内气体从环境中吸收的热量大于气体对外做功的大小
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
15.在探究单摆运动的实验中：
(1)图(a)是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图，图(b)是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F−t图像，根据图(b)的信息可得，从t=0时刻开始摆球第二次摆到最低点的时刻为______s，摆长为______m(取π2=10，重力加速度大小g=10m/s2)。
(2)单摆振动的回复力是______。
A.摆球所受的重力
B.摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力
C.摆线对摆球的拉力
D.摆球重力在垂直摆线方向上的分力
(3)某同学的操作步骤如下，其中正确的是______。
A.取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上
B.用米尺量得细线长度L，摆长为L再加上摆球半径
C.在摆线偏离竖直方向15°位置释放小球
D.让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度
16.某同学利用微波发射器和接收器研究电磁波。发射器可发射频率为10GHz的一定强度电磁波，接收器可显示接收到电磁波的强度。
(1)如图(a)所示，接收器和发射器置于同一直线上，在发射器和接收器前均加装一偏振片，此时接收器显示接收到的信号最强。若接收器按图示方向沿轴线转动，接收到信号的强度发生变化，由此说明电磁波属于______(填“横波”或“纵波”)，若从接受的信号最强开始旋转180°的过程中，接受的信号强度变化情况是______。

(2)如图(b)所示，在发射器和接收器之间放置一块带双缝的金属平板，接收器沿虚线移动时，接收器接收到信号的强弱会发生变化。这种现象是电磁波的______(“偏振”、“干涉”或“衍射”)现象，接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离______(填“几乎相等”、“中间大两侧小”或“中间小两侧大”)，若双缝的两条缝之间距离减小，接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
四、简答题：本大题共1小题，共12分。
17.一水平弹簧振子做简谐运动的位移与时间的关系如图。
(1)该简谐运动的周期和振幅分别是多少；
(2)写出该简谐运动的表达式；
(3)求t=0.25×10−2s时振子的位移。
五、计算题：本大题共2小题，共24分。
18.有一台内阻为1Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图所示．升压变压器原、副线圈匝数比为1：4，降压变压器原、副线圈匝数比为4：1，输电线的总电阻为4Ω.全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则
(1)发电机的输出功率多大？
(2)发电机的电动势多大？
(3)输电效率为多少？
19.如图甲所示，横截面积为S，质量为M的活塞在汽缸内稳定地封闭了一定质量的理想气体。现对缸内气体缓慢加热，气体吸收了热量Q，温度从T1升高到1.5T1，气柱长度增加了ℎ，汽缸内壁光滑，外界大气压强为p0，重力加速度为g。
(1)求加热过程中气体内能增加量ΔU；
(2)保持缸内气体温度不变，在活塞上放一砝码，如图乙所示，使缸内气体的体积又恢复到初始状态，求砝码的质量m。
参考答案
1.C
2.C
3.B
4.B
5.D
6.D
7.D
8.A
9.C
10.AD
11.AD
12.AC
13.AD
14.AD
15.(1)1.3， 0.64； (2)D；(3)A
16.横波 先减弱后增强 干涉 几乎相等 变大
17.解：(1)由题图可知，该简谐运动的周期为T=2×10−2s，振幅为A=2cm
(2)圆频率为
ω=2πT=2π2×10−2rad/s=100πrad/s
又因为φ=3π2
或者φ=−π2
所以振子做简谐运动的表达式为x=2sin(100πt+3π2)cm或x=2sin(100πt−π2)cm
(3)当t=0.25×10−2s时位移为x=2sin(100πt+3π2)cm=−1.41cm
答：(1)该简谐运动的周期和振幅分别是2×10−2s、2cm；
(2)该简谐运动的表达式为x=2sin(100πt+3π2)cm或x=2sin(100πt−π2)cm；
(3)t=0.25×10−2s时振子的位移为−1.41cm。
18.解：(1)降压变压器的输出功率为：P=40×22×6=5280W
降压变压器副线圈的电流：I4=40220×6×22=24A，
降压变压器原线圈的电流：I3=14×24=6A
输电线损失的功率：△P=I32R=144W
所以输入功率：P1=5280+144=5424W
(2)降压变压器原线圈电压为：U3=41×220=880V
输电线上损失的电压为：△U=I3R=24V
则发动机的输出电压为：U2=880+24=904V
所以发电机原线圈电压：U1=14×904=226V
根据电流与匝数成反比知发电机原线圈中电流为I1=41×6=24A，
发电机内阻分压：Ur=24×1=24V
电动势为：E=226+24=250V．
(3)用户获得的实际功率P用=22×40×6=5280W；
则输电效率η=P用P=52805424=97.3%；
答：(1)发电机输出功率为5424W；(2)电动势为250V；(3)输电效率为97.3%．
19.解：(1)对活塞，由平衡条件得：p0S+Mg=p1S
加热过程气体对外界做功W′=Fℎ=p1Sℎ
外界对气体做功W=−W′
根据热力学第一定律得：ΔU=Q+W
解得：ΔU=Q−(p0S+Mg)ℎ
(2)设气体初状态的体积为V，则末状态体积为V+ℎS
气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律得：VT1=V+ℎST2
加砝码后，对活塞与砝码整体，由平衡条件得：p0S+(M+m)g=p2S
气体温度不变，由玻意耳定律得：p1(V+ℎS)=p2V
解得：m=(Mg+p0S)(T2−T1)T1g
答：(1)加热过程中气体内能增加量ΔU是Q−(p0S+Mg)ℎ；
(2)砝码的质量m是(Mg+p0S)(T2−T1)T1g。