江西省重点中学协作体2023-2024学年高二下学期期末考试物理试题

试卷更新日期：2024-07-04 类型：期末考试

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一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 关于下列实验及现象的说法正确的是（　　）

A、图甲说明薄板是非晶体 B、图乙说明气体分子速率分布随温度变化， $T_{1} > T_{2}$ ，且两图像与坐标轴围成的面积相等 C、图丙说明气体压强的大小既与分子平均动能有关，也与分子的密集程度有关 D、图丁说明水黾受到了浮力作用

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2. 在理想LC振荡电路中的某时刻，电容器极板间的电场强度和螺旋管中的磁感强度方向如图所示，M是电路中的一点，据此可判定此时（　　）

A、电容器正在放电，流经M点的电流方向向右 B、电路中的电流正在减小 C、电路中的磁场能正在增加 D、电容器极板间电压正在减小

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3. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过等压变化到状态B，再经过等容变化到状态C，最终经过等温变化回到初始状态A。已知从状态A到状态B的过程中，气体吸收了 $300 J$ 的热量，关于从A到B过程下列说法中正确的是（　　）

A、气体内能增加 $220 J$ B、气体内能增加 $380 J$ C、气体内能减少 $380 J$ D、气体内能减少 $220 J$

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4. 如图所示，一理想变压器的原线圈接有电压为U的交流电，副线圈接有电阻 $R_{1}$ 、光敏电阻 $R_{2}$ （阻值随光照增强而减小），开关K开始处于断开状态，不计电流表的内阻，下列正确的是（　　）

A、仅增大U时，变压器的输入功率减小 B、仅增强光照时，变压器的输入功率减小 C、当开关K由断开到闭合，电流表的读数增大 D、闭合开关K，当滑动触头P向上滑动时，电阻 $R_{1}$ 消耗的功率增加

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5. 在图乙的电路中，电源输出如图甲所示的交变电流（不计内阻）。电阻R的阻值为10Ω，电表均为理想电表。下列判断正确的是（　　）

A、电压表的示数为10V B、电流表的示数为2A C、若将电阻 $R$ 替换为一个电容，欲使电路安全运行，其耐压值最少为10V D、电阻 $R$ 在任意三分之一个周期内产生的热量一定等于0.1J

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6. 图甲为氢原子的能级图，大量处于第3能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，用这些光照射图乙中的光电管，有2种频率的a、b光可让光电管发生光电效应。图丙为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。下列说法正确的是（　　）

A、光照强度减小，光电子的最大初动能也减小 B、图乙中滑片P从O向N端移动过程中，电流表示数逐渐减小 C、a光光子的能量为10.2eV D、光电管中金属的逸出功为2.25eV

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7. 如图所示为磁流体发电机的原理图，将一束等离子体（带有等量正、负离子的高速离子流）喷射入磁场，在磁场中有两块金属板A、B。这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。如果等离子体速度为v，两金属板间距离d，板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与速度方向垂直，负载电阻为R。当发电机稳定发电时，电路中有电动势。两块金属板A、B间也有电阻，理想电流表A的电流为I，下列说法正确的是（　　）

A、A板为发电机的正极 B、发电机稳定发电时电流一定为 $\frac{B d v}{R}$ C、板间等离子体的电阻率为 $\frac{S}{d} (\frac{B d v}{I} - R)$ D、其他条件一定时，S越大，发电机的电动势E越大

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8. 电阻为 $R$ 的单匝闭合金属线框，在匀强磁场中绕着与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A、 $\frac{T}{2}$ 时刻线框平面与磁感线平行 B、穿过线框的磁通量最大值为 $\frac{E_{0} T}{π}$ C、线框转一周产生的热量为 $\frac{E_{0}^{2} T}{2 R}$ D、从 $t = \frac{T}{4}$ 到 $t = \frac{T}{2}$ 的过程中，线框的平均感应电动势为 $\frac{E_{0}}{2}$

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9. 在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，一固定的金属线圈 $a b c d$ 有部分处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。线圈中产生的电动势 $E$ 、电流 $I$ 、内能 $Q$ 、线框受到的安培乙力 $F$ 与时间 $t$ 的关系可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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10. 如图甲所示，在水平面 $x o y$ 内放置有一个超导平板，在 $z = h$ 处有一质量为m、半径为r、环心在z轴上的水平匀质金属圆环，且 $r ≫ h$ 。在圆环内通入电流，在圆环磁场的作用下超导平板内形成感应电流，产生附加磁场。可以证明，超导平板内感应电流在 $z > 0$ 区域产生的附加磁场，相当于在 $z = - h$ 处对称地放置一个半径也为r的镜像圆环电流所产生的磁场，镜像圆环内的电流与原圆环电流大小相等方向相反。已知长直通电导线在空间中某点激发的磁场的磁感应强度满足下列关系式： $B = \frac{k I}{x}$ ， k为常数，I为通过直导线的电流，x为此点与直导线的垂直距离。设重力加速度为g。当环内电流达到恒定值 $I_{0}$ 时，圆环刚好能悬浮在 $z = h$ 处，此时（　　）

A、圆环对超导平板的作用力大小为 $F = m g$ B、超导平板在圆环处产生的附加磁场的磁感应强度 $B = \frac{k I_{0}}{h}$ C、圆环内的电流 $I_{0} = \sqrt{\frac{m g h}{k π r}}$ D、圆环内的电流 $I_{0} = \sqrt{\frac{m g h}{2 k π r}}$

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二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 某实验小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时。

(1)、在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是（　　）

A、等效替代法 B、类比法 C、理想模型法 D、控制变量法

(2)、下列操作中可能导致直径d偏小的是（　　）

A、在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值偏小 B、计算油膜面积时，只数了完整的方格数 C、计算每滴溶液的体积时，1mL溶液的滴数多记了1滴 D、计算油膜面积时，将不足半格的都算成一格

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12. 某实验小组用图甲装置探究气体的等温变化的规律，缓慢向上拉动柱塞并测得多组空气柱的压强p和体积V的数据，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以 $\frac{1}{V}$ 为横坐标在坐标系中描点作图。由于橡胶塞气密性欠佳，则作出的图线可能为图乙中的（选填“①”或“②”）。

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13. 用如图a所示的电路测量铂热敏电阻的阻值与温度的关系。

(1)、开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至端（选填“A”或“B”）。

(2)、实验测得不同温度下的阻值，并绘得如图 $b$ 所示的 $R_{t} - t$ 图线，根据图线可知 $R_{t} =$ $(Ω)$ 。

(3)、铂的电阻 $R_{t}$ 对温度变化很灵敏，可以制成电阻温度计。请利用开关、导线、铂热敏电阻、图a中某一电表和图 $c$ 所示的恒流源（调节旋钮时可以选择不同的输出电流，且输出电流不随外部条件的变化而变化）设计一个简易电阻温度计并在图d的虚线框内画出电路原理图。

(4)、结合图b所示的图线，选择恒流源的输出电流为 $0.10 A$ ，当选用的电表达到满偏时，电阻温度计所测温度℃。若要提高该温度计所能测量的最高温度值，请提出一种可行的改进方法。

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14. 如图为一个简易环境温度报警器，一固定在水平地面上的汽缸，导热性能良好，缸的温度与环境温度可认为相等。汽缸内有一质量 $m = 1 kg$ 。横截面积 $S = 10 {cm}^{2}$ 的活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞上方用轻绳悬挂着质量 $M = 2 kg$ 的配重物块。当轻绳拉力变为其初始值一半时，蜂鸣器将被激活并报警。起始状态下，缸内温度为 $T_{1} = 300 K$ ，活塞与缸底相距 $H = 10 cm$ ，与配重物块的水平底部相距 $h = 1 cm$ 。大气压强 $p_{0} = 1.0 \times 10^{5} P a$ ，不计活塞厚度及其与缸壁的摩擦，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。
（1）当活塞刚与配重物块接触时，缸内温度 $T_{2}$ 为多少；
（2）蜂鸣器开始报警时，环境温度 $T_{3}$ 为多少。

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15. 如图甲所示，在一对平行光滑的金属导轨上端连接有一阻值为 $R = 4 Ω$ 的定值电阻，两导轨在同一平面内，质量为 $m = 0.1 kg$ ，长为 $L = 0.1 m$ 的导体棒 $a b$ 垂直于导轨，使其从靠近电阻处由静止开始下滑，已知导体棒电阻 $r = 1 Ω$ ，整个装置处于垂直于于导轨平面的匀强磁场中，导体棒下滑过程中加速度 $a$ 与速度 $v$ 的关系如图乙所示。 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：
（1）导轨平面与水平面间夹角 $θ$ ；
（2）磁场的磁感应强度 $B$ 的大小；
（3）若靠近电阻处到底端距离 $s = 22 m, a b$ 棒在下滑至底端前速度已达 $10 m / s$ ，求 $a b$ 棒下滑的整个过程中，电阻 $R$ 上产生的焦耳热。

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16. 如图所示，半径为 $R$ 的圆形区域的圆心位于直角坐标系的坐标原点 $O$ ，该圆形区域内有垂直于坐标平面的匀强磁场（未画出）在 $y < - R$ 区域存在沿 $x$ 轴负方向的匀强电场，场强大小为 $E$ ，磁场区域外右侧有宽度为 $\sqrt{3} R$ 的粒子源， $M 、 N$ 为粒子源两端点， $M 、 N$ 连线垂直于 $x$ 轴，粒子源中点 $P$ 位于 $x$ 轴上，且均匀持续向 $x$ 轴负方向发射质量为 $m$ ，电荷量为 $+ q (q > 0)$ ，速率为 $v$ 的粒子，已知从粒子源中点 $P$ 发生的粒子，经过磁场后，恰能从圆与 $y$ 轴负半轴的交点 $Q$ 处沿 $y$ 轴负方向射出磁场。不计粒子重力及粒子间的相互作用，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度及方向；
（2）从进入磁场开始计时，至第3次经过 $y$ 轴，粒子经历的最长时间；
（3）粒子离开 $Q$ 点进入电场后，再次经过 $y$ 轴时离 $O$ 点的最大距离。

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