四川省眉山市东坡区2023-2024学年高二下学期6月期末联合考试物理试题

试卷更新日期：2024-07-13 类型：期末考试

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一、单选题（每小题4分，共28分）

1. 下列四幅图涉及不同的物理知识，如图所示，其中说法正确的是（　　）

A、甲图中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点 B、图乙中用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能 C、图丙中处于n=3能级的一个氢原子向低能级跃迁，最多可以放出3种频率的光 D、丁图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，说明锌板原来一定带正电

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2. 如图所示，图甲为原子核的比结合能与质量数关系曲线，图乙为原子核的平均核子质量与原子序数的关系曲线，根据两曲线，下列说法正确的是（　　）

A、根据图甲可知， ${}_{2}^{4}H e$ 核的结合能约为7MeV B、根据图甲可知， ${}_{92}^{235}U$ 核的结合能比 ${}_{36}^{89}K r$ 核的结合能更大 C、根据图乙可知，核D裂变成核E和F的过程中，比结合能减小 D、根据图乙可知，若A、B能结合成C，结合过程一定要吸收能量

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3. 如图所示为演示自感现象的实验电路图，线圈的自感系数较大，且使滑动变阻器R接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，灯A₁、A₂相同，下列判断正确的是（　　）

A、接通开关S，灯A₁、A₂立即变亮 B、接通开关S，灯A₁逐渐变亮，灯A₂立即变亮 C、电路工作稳定后断开开关S，灯A₁、A₂同时闪亮一下后逐渐熄灭 D、电路工作稳定后断开开关S，灯A₁逐渐熄灭，灯A₂立即熄灭

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4. 两种放射性元素的半衰期分别为 $τ$ 和 $2 τ$ ，在 $t = 0$ 时刻这两种元素的原子核总数为 $n$ 。在 $t = 2 τ$ 时刻，已衰变的原子核总数为 $\frac{2 n}{3}$ ，则在 $t = 4 τ$ 时刻，已衰变的原子核总数为（　　）

A、 $\frac{11 n}{12}$ B、 $\frac{8 n}{9}$ C、 $\frac{7 n}{8}$ D、 $\frac{5 n}{6}$

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5. 如图所示，某种材料制成太阳能电池的主体部分由P型半导体和N型半导体结合而成。当太阳光照射到该材料上时，材料吸收光子发生光电效应，自由电子向N型一侧移动，从而在两端形成电势差。已知该材料至少需要吸收波长为λ的绿光才能发生光电效应，普朗克常量为h，光速为c，则（　　）

A、N型半导体电势高于P型半导体 B、该材料的逸出功为 $h \frac{λ}{c}$ C、用光强更强的黄光照射该材料，只要照射时间足够长，也能产生光电效应 D、用光强相同的紫光和蓝光照射该材料，蓝光照射时，通过负载的电流较大

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6. 手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈的匝数比 $n_{1} : n_{2} = 5 : 1$ ，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上 $u = 220 \sqrt{2} \sin 100 π t (V)$ 的正弦式交变电源后，受电线圈中产生交变电流实现给手机快速充电，此时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。若把两线圈视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　）

A、快速充电时受电线圈两端的电压为42.5V B、ab间输入的交变电流方向每秒变化50次 C、与送电线圈相连的电阻R上的电压为5V D、流过送电线圈的电流为10A

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7. 一定质量的理想气体从状态A经过B、C、D再到A，其体积V和热力学温度T的关系图像如图所示，BA和CD的延长线均经过O点，则下列说法正确的是（　　）

A、状态B的压强大于状态C的压强 B、从状态D到状态A，外界对气体做功，气体吸热 C、从状态C到状态D，每个气体分子的速率都减小 D、从A到B过程气体对外界做的功等于从C到D过程外界对气体做的功

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二、多选题（每小题5分，共15分）

8. 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

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9. 一款健身车如图甲所示，图乙是其主要结构部件，金属飞轮A和金属前轮C可绕同一转轴转动，飞轮A和前轮C之间有金属辐条，辐条长度等于飞轮A和前轮C的半径之差。脚踏轮B和飞轮A通过链条传动，从而带动前轮C在原位置转动，在室内就可实现健身。已知飞轮A的半径为 $R_{A}$ ，脚踏轮B的半径为 $R_{B}$ ，前轮C的半径为 $R_{C}$ ，整个前轮C都处在方向垂直轮面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。将阻值为R的电阻的a端用导线及电刷连接在飞轮A上，b端用导线及电刷连接前轮C边缘。健身者脚蹬脚踏轮B时金属飞轮A以角速度ω顺时针转动，转动过程不打滑，电路中其他电阻忽略不计，下列说法正确的是（）

A、通过电阻R的电流方向是a到b B、R两端的电压为 $\frac{1}{2} B ω (R_{C}^{2} - R_{A}^{2})$ C、若健身者蹬脚踏轮B的角速度是原来的2倍，则电阻R的热功率变为原来的4倍 D、若健身者蹬脚踏轮B的角速度是原来的2倍，健身时间为原来的一半，则电阻R上产生的热量相同

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10. 如图甲所示，电阻不计且间距 $L = 1 m$ 的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值 $R = 3 Ω$ 的电阻，虚线 $O O^{'}$ 下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，现将质量 $m = 0.2 kg$ 、电阻 $r = 1 Ω$ 的金属杆ab从 $O O^{'}$ 上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平，已知杆ab进入磁场时的速度 $v_{0} = 1 m/s$ ，下落0.3m 的过程中加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示，g取10m/s² ，则下列说法正确的是（　　）

A、杆ab下落0.3m时金属杆的速度为0.375m/s B、匀强磁场的磁感应强度为4T C、杆ab下落0.3m的过程通过电阻R的电荷量为0.25C D、杆ab下落0.3m的过程中R上产生的热量为0.575J

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三、实验题（每空2分，共14分）

11. 用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图甲所示，实验步骤如下：   ①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值 $p$ ；③用 $V - \frac{1}{p}$ 图像处理实验数据，得出如图乙所示图线：
(1)在做实验操作过程中，要采取以下做法：是为了保证实验的恒温条件，是为了保证气体的质量不变。（填入相应的字母代号）
A.用橡皮帽堵住注射器的小孔        B.移动活塞要缓慢
C.实验时，不要用手握住注射器       D.在注射器活塞上涂润滑油
(2)如果实验操作规范正确，但如图所示的 $V - \frac{1}{p}$ 图线不过原点，则 $V_{0}$ 代表。

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12. 学习了传感器之后，某物理兴趣小组找到了一个热敏电阻R，想利用热敏电阻的阻值随温度升高而减小的特点来制作一个简易的温度计。兴趣小组查到了该热敏电阻的阻值随温度变化的一些信息如图甲所示。他们准备的实验器材如下：干电池（电动势为1.5V，内阻不计），毫安表（量程为15mA、内阻 $R_{A}$ 为5Ω），滑动变阻器 $R_{1}$ ，开关、导线若干。
（1）根据图甲，当温度 $t = 40 ℃$ ，热敏电阻的阻值为Ω；
（2）若直接将干电池、开关、毫安表、热敏电阻R串接成一个电路如题图乙所示，作为测温装置，则该电路能测得的最高温度为℃；
（3）现在该兴趣小组想让测温范围大一些，使该电路能测得的最高温度为100℃，他们又设计了如图丙所示的电路图，请同学们帮他们完善下列实验步骤中空白处的内容；
a.将该热敏电阻R做防水处理后放入100℃的沸水中，一段时间后闭合开关，调节滑动变阻器 $R_{1}$ ，使毫安表指针满偏；
b.保持滑动变阻器 $R_{1}$ 接入电路的电阻不变，他们在实验室中找来了一杯水，把热敏电阻R放入水中，一段时间后闭合开关，发现毫安表的示数为12.0mA，则测得水的温度为℃；
c.毫安表的电流值I（单位：A）和温度t（单位：℃）的关系式为；
d.根据关系式将毫安表刻度盘上的电流值改写为温度值。

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四、解答题（12+12+19=43分）

13. 如图，用一小型交流发电机向远处用户供电，发电机线圈ABCD匝数 $N = 100$ 匝，面积 $S = 0.03 m^{2}$ ，线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，匀强磁场的磁感应强度 $B = \sqrt{2} T$ ，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻 $R = 100 Ω$ ，变压器都是理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比 $n_{1} : n_{2} = 1 : 8$ ，降压变压器原、副线圈的匝数比 $n_{3} : n_{4} = 10 : 1$ ，若用户区标有“220V，4.4kW”的电动机恰能正常工作，且不计发电机内阻。求：
（1）输电线路上的损耗电压；
（2）电流表的读数；
（3）交流发电机线圈匀速转动的角速度。

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14. 自行车在生活中是一种普及程度很高的交通工具。自行车轮胎气压过低不仅费力而且又很容易损坏内胎，轮胎气压过高会使轮胎的缓冲性能下降，钢丝帘线易断裂或发生爆胎，必须保持合适的轮胎气压来延长轮胎使用寿命和提升骑行感受。某同学用打气筒给自行车打气，自行车轮胎容积为 $V = 1.8 L$ ，胎内原来空气压强等于标准大气压强 $p_{1} = 1 \times 10^{5} Pa$ ，温度为室温27℃，设每打一次可打入压强为一个标准大气压的空气 $90 m L$ 。打气过程中由于压缩气体做功，打了40次后胎内气体温度升高到35℃。
（1）假设车胎因膨胀而增大的体积可以忽略不计，则此时车胎内空气压强为多少；
（2）若自行车说明书规定轮胎气压在室温27℃下标准压强为 $p_{0} = 2.8 \times 10^{5} Pa$ ，为使充气后车胎内气压在室温27℃下达标，试经过计算判断此次充气量是多了还是少了？为达标应调整胎内气体的质量，则调整气体的质量占轮胎内总气体质量的比例。（车胎体积变化可以忽略不计，调整胎压时温度不变）

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15. 如图甲，平行导轨MN、 $M_{0} N_{0}$ 固定在水平面上，左端 $M M_{0}$ 之间接有一个 $R_{1} = 4 Ω$ 的定值电阻，足够长的绝缘倾斜轨道NP、 $N_{0} P_{0}$ 与平行导轨分别平滑连接于N、 $N_{0}$ 点，导轨间距 $L = 3 m$ 。定值电阻 $R_{1}$ 的右边有一个宽度 $d_{1} = 1 m$ 方向竖直向下的磁场区域，磁感应强度 $B_{1}$ 随t的变化规律如图乙所示。在该磁场右边有一根质量 $m = 1 kg$ 、电阻 $R_{2} = 4 Ω$ 、长 $L = 3 m$ 的导体棒ab置于水平导轨上，导体棒右侧 $x = 4 m$ 处有一边界 $A A_{0}$ ， $A A_{0}$ 右侧有一宽度 $d_{2} = 2 m$ 方向竖直向下的匀强磁场区域，磁感应强度大小 $B_{2} = 1 T$ 。 $t = 0$ 时刻，导体棒ab在平行于导轨 $F = 6 N$ 的水平恒力作用下从静止开始向右运动，当导体棒ab离开 $B_{2}$ 磁场区域时撤去恒力F，之后与完全相同的静止导体棒cd发生碰撞并粘在一起滑上绝缘倾斜轨道。已知导体棒ab初始位置到 $A A_{0}$ 间的轨道粗糙，棒ab和cd与轨道间的动摩擦因数 $μ$ 均为0.4，其它轨道光滑，导体棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好， $g = 10 {m/s}^{2}$ 。
（1）求导体棒ab进入匀强磁场 $B_{2}$ 前通过电阻 $R_{1}$ 的电流大小和方向；
（2）棒ab和cd碰后在斜面上升的最大高度；
（3）求出导体棒最终停止的位置到 $A A_{0}$ 的距离；
（4）在导体棒运动的整个过程中，求定值电阻 $R_{1}$ 中产生的焦耳热。

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