河南省开封五县2022-2023学年高二下学期第二次月考联考物理试题

试卷更新日期：2023-06-20 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 关于物理学发展的相关内容，下列说法错误的是（）

A、1887年爱因斯坦在研究电磁波的实验中发现了光电效应现象，并提出了光电效应理论，获得1921年诺贝尔物理学奖 B、英国物理学家汤姆孙利用气体放电管对阴极射线进行研究，确定了阴极射线是带负电的粒子流，并测出了这种粒子的比荷，后来组成阴极射线的粒子被称为电子 C、放射性并不是少数元素才有的，原子序数大于83的元素，都能自发地进行衰变，原子序数小于或者等于83的元素，部分具有放射性 D、组成原子核的核子数越多，它的结合能越大；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

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2. 用中子轰击静止的锂核，核反应方程为 $_{0}^{1} n +_{3}^{6} Li \to_{2}^{4} He + X + γ$ 。已知光子的频率为v ，锂核的比结合能为 $E_{1}$ ，氦核的比结合能为 $E_{2}$ ， X核的比结合能为 $E_{3}$ ，普朗克常量为h ，真空中光速为c、下列说法中正确的是（）

A、X核为 $_{1}^{2} H$ 核 B、 $γ$ 光子的动量 $p = \frac{h c}{v}$ C、释放的核能 $Δ E = (4 E_{2} + 3 E_{3}) - 6 E_{1}$ D、质量亏损 $Δ m = \frac{(4 E_{2} + 3 E_{3}) - 6 E_{1} + h v}{c^{2}}$

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3. 如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO’匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（）

A、通过线圈的最大电流为1.25A B、线圈的角速度为50rad/s C、电压表的示数为 $50 \sqrt{2}$ V D、穿过线圈的最大磁通量为 $\frac{2}{π}$ Wb

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4. 如图所示为几种仪器的原理示意图，图甲为磁流体发电机，图乙为质谱仪，图丙为多级直线加速器，图丁是霍尔元件，下列说法正确的是（）

A、图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势高 B、图乙中， ${}_{1}^{1}H$ 、 ${}_{1}^{2}H$ 两种粒子经加速电场射入磁场，荷质比大的粒子 ${}_{1}^{1}H$ 在磁场中的偏转半径小 C、图丙中，直线加速器使用直流电，且电压越大，粒子获得的能量越高 D、图丁中，磁感应强度增大时，a、b两表面间的电压U减小

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5. 垂直于光滑水平桌面有向下和向上且宽度均为L的匀强磁场B ，如图所示，以O为坐标原点建立x轴，边长为L的正方形导线框abcd在外力作用下从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，规定逆时针方向为电流的正方向，已知导线框在 $t_{1}$ 、 $t_{2}$ 、 $t_{3}$ 时刻所对应的位移分别是L、2L、3L ，下列关于感应电流i随时间t或位移x的变化规律正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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6. 电阻不可忽略的导电圆盘的边缘用电阻不计的导电材料包裹，圆盘可绕固定点O在水平面内转动，其轴心O和边缘处电刷A均不会在转动时产生阻力，空气阻力也忽略不计。用导线将电动势为E的电源、导电圆盘、电阻和开关连接成闭合回路，如图甲所示在圆盘所在区域内充满竖直向下的匀强磁场，如图乙所示只在A、O之间的一块圆形区域内存在竖直向下的匀强磁场（圆形磁场的直径小于圆盘的半径），两图中磁场的磁感应强度大小均为B ，且磁场区域固定。将图甲和图乙中的开关 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 闭合，经足够长时间后，两图中的圆盘转速均达到稳定。则（）

A、从上往下看，圆盘沿顺时针方向转动 B、刚闭合开关时，图甲中的圆盘比图乙中的圆盘加速得快 C、将两图中的开关断开，图乙中的圆盘仍然匀速转动 D、将两图中的开关断开，图甲中的圆盘比图乙中的圆盘减速得快

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7. 如图所示，汽缸悬空而静止，设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好，使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则（）

A、气温降低，外界对气体做功，汽缸的上底面距地面的高度减小 B、气温升高，汽缸中气体分子的数密度变大，内能增大 C、外界大气压强减小，弹簧伸长，气体从外界吸收热量 D、外界大气压强增大，汽缸的上底面距地面的高度增大

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8. 在现代研究受控热核反应的实验中，需要把 $10^{7} ~ 10^{9} K$ 的高温等离子体限制在一定空间区域内，这样的高温下几乎所有作为容器的固体材料都将熔化，磁约束就成了重要的技术。如图所示，科学家设计了一种中间弱两端强的磁场，该磁场由两侧通有等大同向电流的线圈产生。假定一带正电的粒子（不计重力）从左端附近以斜向纸内的速度进入该磁场，其运动轨迹为图示的螺旋线（未全部画出）。此后，该粒子将被约束在左右两端之间来回运动，就像光在两个镜子之间来回“反射”一样，不能逃脱。这种磁场被形象地称为磁瓶，磁场区域的两端被称为磁镜。

根据上述信息并结合已有的知识，可以推断该粒子（　　）

A、从左端到右端的运动过程中，沿磁瓶轴线方向的速度分量逐渐变小 B、从靠近磁镜处返回时，在垂直于磁瓶轴线平面内的速度分量为最大值 C、从左端到右端的运动过程中，其动能先增大后减小 D、从左端到右端的运动过程中，其运动轨迹的螺距先变小后变大

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二、多选题

9. 如图所示，为关于近代物理学的图象，则下列说法正确的有（）

A、如图甲所示，由黑体的辐射强度与辐射光波长的关系可知，随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长方向移动 B、如图乙所示，发生光电效应时，入射光光强越强，光电子的最大初动能也就越大 C、如图丙所示， $α$ 粒子散射实验中， $α$ 粒子与金原子中的原子核碰撞可能会发生大角度偏转 D、如图丁所示，大量氢原子处于 $n = 4$ 的激发态，跃迁过程中可能释放出6种频率的光子，其中从 $n = 4$ 的能级跃迁到 $n = 3$ 能级辐射的光子波长最长

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10. 绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家，某物理老师为自家电动汽车安装充电桩的电路图如下，已知总电源的输出电压为U₁= 220V，输出功率为 $P_{1} = 3.3 \times 10^{5} W$ ，输电线的总电阻r =12Ω，变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比为 $n_{1} ： n_{2} = 1 ： 15$ ，汽车充电桩的额定电压为50V。则下列说法中正确的有（）

A、输电线上的电流为100A B、用户获得的功率为 $1.5 \times 10^{5} W$ C、降压变压器的匝数比为 $n_{3} ： n_{4} = 66 ： 1$ D、若充电桩消耗的功率增大，在总电压不变的情况下，充电桩用户端获得的电压减小

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11. 如图所示的等臂天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为 $l$ ，共 $N$ 匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流 $I$ （方向如图）时，在天平左、右两边加上质量各为 $m_{1} 、 m_{2}$ 的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为 $m$ 的砝码后，天平重新平衡。由此可知（）

A、磁感应强度的方向垂直纸面向外 B、磁感应强度的方向垂直纸面向里 C、磁感应强度的大小为 $\frac{(m_{1} - m_{2}) g}{N I}$ D、磁感应强度的大小为 $\frac{m g}{2 N I l}$

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12. 如图所示，三个半径均为R圆形区域I、II、III，圆形区域两两相切，圆心分别为 $O_{1}$ 、 $O_{2}$ 、 $O_{3}$ ，区域I、III内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度均为 $B_{0}$ ，一粒子以速度 $v_{0}$ 沿 $O_{1} O_{3}$ 方向从区域I边界进入磁场，通过三个区域后沿 $O_{1} O_{3}$ 方向从区域III边界射出，已知粒子电量为q，质量为m，不考虑重力，则以下说法正确的是（　　）

A、区域II磁场方向垂直纸面向里 B、区域II磁感应强度大小为 $3 B_{0}$ C、粒子从进入磁场到离开磁场所用时间为 $\frac{8 π m}{9 q B_{0}}$ D、粒子在区域II中速度变化量为 $v_{0}$

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三、实验题

13. 张老师在“探究楞次定律”的实验中，如图甲、乙、丙所示是实验中连接的三个回路。其中图甲是将一节旧电池和电流计通过开关连接，通过试触操作，其实验目的是；完成图甲实验操作后，把电流计与螺线管B连接，将图丙中的螺线管A插入图乙中的螺线管B中，闭合电键K的瞬间，图乙中电流计的指针向右偏转，保持电键闭合状态，再观察图乙中电流计指针（填“向左偏”“向右偏”“不偏”）；然后将图丙中滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，观察图乙中电流计指针（填“向左偏”“向右偏”“不偏”）。

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14. 磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明：

(1)、如图（a）所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应．此时从上向下看，小磁针的旋转方向是（填顺时针或逆时针）．
A．平行于南北方向，位于小磁针上方

B．平行于东西方向，位于小磁针上方

C．平行于东南方向，位于小磁针下方

D．平行于西南方向，位于小磁针下方

(2)、如图（b）所示是电子射线管示意图.接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是__________．（填选项代号）

A、加一磁场，磁场方向沿z轴负方向 B、加一磁场，磁场方向沿y轴正方向 C、加一电场，电场方向沿z轴负方向 D、加一电场，电场方向沿y轴正方向

(3)、如图（c）所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互（填排斥或吸引），当通以相反方向的电流时，它们相互（填排斥或吸引），这时每个电流都处在另一个电流的磁场里，因而受到磁场力的作用．也就是说，电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用.

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四、解答题

15. 如图所示，相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37°，现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab ，它与导轨间动摩擦因数为0.50，整个装置处于磁感应强度为2T的竖直向上匀强磁场中，导轨所接的电源电动势为15V，内阻不计，滑动变阻器的阻值满足要求，其他部分电阻不计，取g=10m/s² ，为了保证ab处于静止状态，则：

(1)、ab通入的最大电流为多少？

(2)、ab通入的最小电流为多少？

(3)、R的调节范围是多大？

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16. 自动洗衣机洗衣缸的下部与一控水装置的竖直均匀细管相通，细管上端封闭，并和一压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的升高，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到 $1.05 \times 10^{5} Pa$ 时，压力传感器使进水阀门关闭，达到自动控水的目的。已知细管的长度 $L_{0} = 42 cm$ ，管内气体可视为理想气体且温度始终不变，取大气压 $p_{0} = 1 ． 00 \times 10^{5} Pa$ ，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，水的密度 $ρ = 1.0 \times 10^{3} {kg/m}^{3}$ 。洗衣机停止进水时，求：
Ⅰ.细管中被封闭的空气柱的长度 $L$ ；

Ⅱ.洗衣缸内水的高度 $h$ 。

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17. 如图所示，两平行光滑金属导轨由两部分组成，左边部分水平，右边部分为半径r=0.5m的竖直半圆，两导轨间距离l=0.3m，导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中，两导轨电阻不计。有两根长度均为l的金属棒ab、cd ，均垂直导轨置于水平导轨上，金属棒ab、cd的质量分别为m₁=0.2kg、m₂=0.1kg，电阻分别为R₁=0.1Ω、R₂=0.2Ω。现让ab棒以v₀=10m/s的初速度开始水平向右运动，cd棒进入圆轨道后，恰好能通过轨道最高点PP′，cd棒进入圆轨道前两棒未相碰，重力加速度g=10m/s² ，求：

(1)、ab棒开始向右运动时cd棒的加速度a₀；

(2)、cd棒刚进入半圆轨道时ab棒的速度大小v₁；

(3)、cd棒进入半圆轨道前ab棒克服安培力做的功W。

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18. 在“质子疗法”中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死细胞。如图所示，质量为m、电荷量为q的质子从极板A处由静止加速，通过极板A₁中间的小孔后进入速度选择器，并沿直线运动。速度选择器中的匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B=0.01T，极板CC₁间的电场强度大小为E=1×10⁵N/C。坐标系xOy中yOP区域充满沿y轴负方向的匀强电场Ⅰ，xOP区域充满垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ，OP与x轴夹角α=30°。匀强磁场Ⅱ的磁感应强度大小B₁=1T。质子从（0，d）点进入电场Ⅰ，并垂直OP进入磁场Ⅱ。取质子比荷为 $\frac{q}{m} = 1 \times 10^{8} C/kg$ ， d=0.5m。求：

(1)、极板AA₁间的加速电压U；

(2)、匀强电场Ⅰ的电场强度E₁；

(3)、质子到达x轴上的位置离O点的距离。（结果用根号表示）。

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