广东省深圳市翠园名校2023-2024学年高二下学期物理5月段考复习卷

试卷更新日期：2024-06-21 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 如图所示装置，天平可以用来测定磁感应强度B的大小和方向，天平的右臂下面挂有一个共N匝的矩形线圈，线圈宽为l。线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面，线圈中通有如图所示方向的电流I时，在天平左、右两边加上质量分别为m₁、m₂的砝码，天平平衡；当只改变电流的方向时，需要在天平左边再加上质量为m的砝码后，天平才重新达到平衡。那么（　　）

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

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2. 利用光在空气薄膜的干涉可以测量待测圆柱形金属丝与标准圆柱形金属丝的直径差（约为微米量级），实验装置如图甲所示。T₁和T₂是具有标准平面的玻璃平晶，A₀为标准金属丝，直径为D₀；A为待测金属丝，直径为D；两者中心间距为L。实验中用波长为λ的单色光垂直照射平晶表面，观察到的干涉条纹如图乙所示，测得相邻条纹的间距为ΔL。则以下说法正确的是（　　）

A、|D-D₀|= $\frac{λ L}{2 △ L}$ B、A与A₀直径相差越大，ΔL越大 C、轻压T₁右端，若ΔL增大则有D＜D₀ D、A与A₀直径相等时可能产生图乙中的干涉条纹

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3. 如图所示，一列向右传播的简谐横波在t=0时刻恰好传到A点，波速大小v=0.6m/s，P质点的横坐标为x=1.26m，则下列说法正确的是（　　）

A、该列波的振幅是20cm，波长是0.24m B、再过一个周期，质点A向右传播的路程为40cm C、质点A的振动方程为 $y = - s i n 5 π t (c m)$ D、质点P第一次到达波谷的时间是2s

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4. 如图所示，两个固定的半径均为 $r$ 的细圆环同轴放置， $O_{1}$ 、 $O_{2}$ 分别为两细圆环的圆心，且 $O_{1} O_{2} = 2 \sqrt{3} r$ ，两圆环分别带有均匀分布的等量异种电荷 $+ Q$ 、 $- Q (Q > 0)$ 。一带正电的粒子（重力不计）从 $O_{1}$ 由静止释放。静电力常量为 $k$ 。下列说法正确的是（）

A、 $O_{1} O_{2}$ 中点处的电场强度为 $\frac{\sqrt{3} k Q}{4 r^{2}}$ B、 $O_{1} O_{2}$ 中点处的电场强度为 $\frac{2 k Q}{3 r^{2}}$ C、粒子在 $O_{1} O_{2}$ 中点处动能最大 D、粒子在 $O_{2}$ 处动能最大

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5. 如图所示为高压输电电路图，发电站输送的电压为 $u = U_{m} s i n 50 π t$ ，变压器为理想变压器。将两个相同的电压互感器甲和乙分别接入远距离输电线路的前后端，电流互感器接入远距离输电线路。电压互感器的原副线圈匝数比为 $k : 1$ ，电流互感器的原副线圈匝数比为 $1 : k$ ，且 $k > 100$ 。高压输电线路正常工作时，电压互感器甲、乙的示数分别为 $U_{1}$ 、 $U_{2}$ ，电流互感器的示数为I。则（　　）

A、用户使用的电流是频率为 $50 H z$ 的交流电 B、该远距离输电线路上的电阻为 $k \frac{(U_{1} - U_{2})}{I}$ C、该远距离输电线路上损耗的功率为 $k^{2} I (U_{1} - U_{2})$ D、该远距离输电线路上的电流为 $\frac{I}{k}$

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6. 在光电效应实验中，某同学按如图a方式连接电路，利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流与A、K两极之间电压U_AK的关系曲线（甲光、乙光、丙光）如图b所示，则下列说法正确的是（　　）

A、甲、乙两光的光照强度相同 B、甲、乙两光的频率相同 C、丙光照射阴极时，极板的逸出功最小 D、乙光的波长小于丙光的波长

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7. 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理如图所示，图中直流电源电动势为 $E$ ，内阻为 $r$ ；两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为 $d$ ，电阻不计；导轨间存在磁感应强度大小为 $B$ 、方向与导轨平面垂直的匀强磁场（图中未画出）。炮弹可视为一质量为 $m$ 、电阻为 $R$ 的金属棒 $P Q$ （图中未画出），垂直放在两导轨间处于静止状态。并与导轨接触良好。闭合开关 $S$ ， $P Q$ 开始向右加速运动，获得最大速度后，离开导轨。下列说法正确的是（　　）。

A、 $P Q$ 在导轨上速度最大时，通过 $P Q$ 中的电流最大 B、 $P Q$ 在导轨上速度最大时， $P Q$ 棒所受安培力最大 C、 $P Q$ 获得的最大加速度 $\frac{B d E}{m R}$ D、 $P Q$ 获得的最大速度为 $\frac{E}{B d}$

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8. 如图是水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线）， $S_{1}$ 的振幅 $A_{1} = 3 c m$ ， $S_{2}$ 的振幅 $A_{2} = 2 c m$ 。则下列说法正确的是（　　）

A、质点 $D$ 是振动减弱点 B、质点 $B$ 是振动加强点 C、再过半个周期，质点 $B$ 和质点 $C$ 都变成振动加强点 D、质点 $A$ 、 $D$ 在该时刻的高度差为 $10 c m$

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二、多选题

9. 如图甲所示，我国航天员王亚平在天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象。液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体球内部形成一个同心球形气泡。假设此液体球其内外半径之比为1∶3，由a、b、c三种颜色的光组成的细复色光束在过球心的平面内，从A点以 $i = 45 °$ 的入射角射入球中，a、b、c三条折射光线如图乙所示，其中b光的折射光线刚好与液体球内壁相切。下列说法正确的是（）

A、该液体材料对a光的折射率小于对c光的折射率 B、c光在液体球中的传播速度最大 C、该液体材料对b光的折射率为 $\frac{3 \sqrt{2}}{2}$ D、若继续增大入射角i ， b光可能因发生全反射而无法射出液体球

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10. 一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其 $p - V$ 图像如图所示。整个过程中，气体在（　　）

A、状态a时的分子平均动能最小 B、状态b时的内能最小 C、ab过程中，温度不断下降 D、ca过程中，外界对气体做功100J E、bc过程中的始末状态，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数减少

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11. 某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝 $S_{0}$ 、屏上的 $P_{0}$ 点位于双缝 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气或矿泉水时，屏上的干涉条纹间距分别为 $Δ x_{1}$ 与 $Δ x_{2}$ ，当介质为矿泉水时，屏上P点处是 $P_{0}$ 上方的第4条亮条纹（不包括 $P_{0}$ 点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为 $λ$ ，真空中的光速为c ，则（）

A、 $Δ x_{2}$ 小于 $Δ x_{1}$ B、该矿泉水的折射率为 $\frac{Δ x_{2}}{Δ x_{1}}$ C、当介质为矿泉水时，来自 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 的光传播到P点处的时间差为 $\frac{3 λ}{c}$ D、仅将 $S_{0}$ 水平向左移动的过程中，P点仍能观察到亮条纹

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12. 氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图甲所示。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，用同一双缝干涉装置研究这两种光的干涉现象，得到如图乙和图丙所示的干涉条纹，用这两种光分别照射如图丁所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　）

A、图甲中的 $H_{α}$ 对应的是Ⅱ B、图乙中的干涉条纹对应的是Ⅱ C、Ⅰ的光子动量小于Ⅱ的光子动量 D、P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大

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13. 如图所示的光滑绝缘水平桌面上放置一边长为L、质量为m、阻值为R的正方形导体框ABCD，四条平行的水平虚线将空间分成五个区域，其中在虚线1，2间，虚线3、4间分别存在垂直水平桌面向上、向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。已知虚线1、2间（称区域Ⅰ）、虚线2、3间、虚线3、4间（称区域Ⅱ）的距离分别为L、 $2 L$ 、L，开始导体框的CD边与虚线1重合，0时刻给导体框水平向右的瞬时冲量Ⅰ，最终导体框的AB边与虚线4重合时，导体框的速度刚好减为零，则下列说法正确的是（　　）

A、导体框进入区域Ⅰ和离开区域Ⅱ过程中的电流方向相反 B、导体框在从离开区域Ⅰ到刚进入区域Ⅱ所用的时间为 $\frac{m R}{2 B^{2} L^{2}}$ C、导体框刚要开始离开区域Ⅱ瞬间的加速度大小为 $\frac{B^{4} L^{5}}{m^{2} R^{2}}$ D、导体框经过区域Ⅰ和区域Ⅱ的过程中，产生的焦耳热之比为 $2 : 1$

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三、实验题

14. 用如图所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。

(1)、在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为 $l$ ，用游标卡尺测得摆球的直径为d ，则单摆摆长为（用字母 $l$ 、 $d$ 表示）；

(2)、为了减小测量误差，下列说法正确的是____（选填字母代号）；

A、将钢球换成塑料球 B、当摆球经过平衡位置时开始计时 C、把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放 D、记录一次全振动的时间作为周期，根据公式计算重力加速度g

(3)、若测得的重力加速度g值偏小，可能的原因是____（选填字母代号）；

A、把悬点到摆球下端的长度记为摆长 B、把摆线的长度记为摆长 C、摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动 D、实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次

(4)、某同学利用质量分布不均匀的球体作摆球测定当地重力加速度，摆球的重心不在球心，但是在球心与悬点的连线上。他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L ，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T ，画出 $T^{2} - L$ 图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标分别为（ $L_{A},$ $T_{A}^{2}$ ）（ $L_{B}$ ， $T_{B}^{2}$ ）如图所示。由图可计算出重力加速度 $g =$ 。

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15. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每2000mL溶液中有纯油酸1. 0mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状如下图所示，图中正方形格的边长为1cm。

(1)、本实验体现的物理思想方法为____。

A、理想化模型 B、控制变量法 C、极限思想法 D、整体法与隔离法

(2)、在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下：
A．将油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上
B．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V ，用公式 $d = \frac{V}{S}$ 求出薄膜的厚度，即油酸分子的大小
C．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长求出油膜的面积S
D．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数
E. 在浅盘中装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面
上述实验步骤的合理顺序是；

(3)、油酸分子的直径是m。（结果保留两位有效数字）

(4)、某同学将实验中得到的计算结果和实际值比较，发现计算结果偏小，可能的原因是____。

A、计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格 B、油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大 C、水面上痱子粉撒得过多，油酸未完全散开 D、求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数少记了10滴

(5)、利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的纯油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S ，油膜的密度为 $ρ$ ，摩尔质量为M ，则阿伏加德罗常数的表达式为 $N_{A} =$ 。

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16. 利用双缝干涉测光的波长实验装置如图1所示。除光源、遮光筒和屏以外，还有三个元件，已知①是红色滤光片，遮光筒右侧安装测量头进行观察和测量。

(1)、关于实验装置的安装与调试的叙述正确的是____（多选）

A、②和③两个元件分别是单缝和双缝，且顺序不能调换 B、②和③两个元件之间距离尽量近一些，这样得到的干涉条纹间距大一些 C、光源开启后通过测量头看不到亮光，原因可能是光学元件与遮光筒不共轴

(2)、实验中通过测量头观察到干涉条纹间距较小，若要适当增大条纹间距，下列操作可行的是____；

A、将红色滤光片改为绿色滤光片 B、适当增大双缝与屏之间的距离 C、适当增大双缝之间的间距

(3)、如图2所示，调节测量头观察到分划板上的中心刻线刚好与第1条亮纹中心重合，从图3中可以读出此时20分度的游标卡尺示数为mm，转动测量头，使其中心刻线与第6条亮纹中心重合（如图4），此时的读数为12.05mm，由此可知相邻两条亮纹间距 $△ x =$ mm。已知双缝间距d=0.20mm，双缝到屏的距离为600mm，由此可以计算出该单色光的波长为m；

(4)、取下红色滤光片后，在测量头内可以看到彩色条纹，仔细观察发现，中央条纹是白色的。两侧条纹是彩色的，且对称分布。请你利用双缝干涉的知识对这一现象做出解释。

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四、解答题

17. 潜艇的潜望镜系统有一块平行玻璃砖，截面如图所示，AC的连线与AB垂直，AB长为d， ∠ABC=45°，AMC为一圆弧，其圆心在BC边的中点，此玻璃的折射率n=2。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖。真空中光速为c。求：

(1)、经过圆心的光线从射入玻璃到第一次射出玻璃的时间。

(2)、从AMC面直接射出的光束在射入AB前的宽度y。

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18. 一列简谐横波，某时刻的波形图象如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，求：

(1)、若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为多少？

(2)、若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸有什么要求？

(3)、从该时刻起，再经过△t=0. 4s ， P质点的位移、通过的路程和波传播的距离分别为多少？

(4)、若t=0时振动刚刚传到A点，从该时刻起再经多长时间坐标为45m的质点（未画出）第二次位于波峰？

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19. 油电混合车汽油发动机燃烧室的结构如图a，汽油机工作过程中在一个冲程内燃烧室内气体的 $p - V$ 曲线如图b所示，其中B→C和D→A为两个绝热过程。燃烧室内的气体可看做理想气体。一定质量的油气混合气体进入燃烧室，初始状态A点处混合气体的温度为 $T_{1} = 300 K$ ，压强约为 $P_{1} = 100 k P a$ 。火花塞点火瞬间，燃料燃烧使得燃烧室内的压强迅速增大到 $P_{2} = 300 k P a$ ，然后，活塞被推动向下移动，在经历B→C的绝热膨胀过程中，由于气体对外做功驱动汽车前进，使得气缸内温度降低了300K，膨胀结束到达状态C时，燃烧室内压强降低到 $125 k P a$ ，求：

(1)、在一个冲程内燃烧室内能达到的最高温度；

(2)、气缸内气体的最大体积 $V_{2}$ 与最小体积 $V_{1}$ 之比被称为压缩比 $γ$ ，是汽油机动力大小的一个标志。根据题目中条件，计算该汽油机的压缩比。

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20. 如图所示， $A B$ 、 $C D$ 为两个同心半圆弧面，构成辐向型加速电场，电势差为 $U$ ，共同圆心为 $O_{1}$ ，在加速电场右侧有一与直线 $C D$ 相切于 $O_{1}$ 、半径为 $R$ 的圆形区域，其圆心为 $O_{2}$ ，圆内（及圆周上）存在垂直于纸面向外的匀强磁场； $M N$ 是一个足够长的平板，与 $O_{1}$ 、 $O_{2}$ 连线平行且位于其下方 $3 R$ 处；质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的带正电粒子，从 $A B$ 圆弧面由静止开始加速到 $C D$ 后，从 $O_{1}$ 点进入磁场偏转，最后打到板 $M N$ 上，其中沿 $O_{1} O_{2}$ 连线方向入射的粒子经磁场偏转后恰好从圆心 $O_{2}$ 的正下方 $G$ 点射出磁场（不计重力的影响）。求：

(1)、粒子到达 $O_{1}$ 点时速度的大小及圆形磁场的磁感应强度 $B$ 的大小；

(2)、在图中 $P$ 点（ $P O_{1}$ 与 $O_{1} O_{2}$ 成 $30 °$ 夹角）出发后打在板上 $Q$ 点（图中未画出）的粒子，从 $O_{1}$ 点运动到板上所用的时间。

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