2023-2024學(xué)年河南省天一大聯(lián)考高二（下）期末物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年河南省天一大聯(lián)考高二（下）期末物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.某同學(xué)用如圖所示裝置研究光電效應(yīng)，金屬板N的左側(cè)表面涂有熒光物質(zhì)，用波長為λ的紫外線照射金屬板M會逸出光電子，在兩金屬板間加有電壓，當(dāng)兩金屬板間的電壓為U時，熒光物質(zhì)剛好不發(fā)光。已知普朗克常量為?，光在真空中傳播速度為c，電子的電量為e，則下列說法正確的是(

)A.將N板向左移，熒光物質(zhì)不會發(fā)光

B.將N板向上移，熒光物質(zhì)會發(fā)光

C.光電子的最大初動能為?cλ

D.金屬板M的極限頻率為2.如圖1所示，某手機(jī)店用放在水平面上的折疊支架來展示手機(jī)，圖2為示意圖，背部支撐面與底部支撐面垂直，不計背部支撐面與手機(jī)間的摩擦，減小背部支撐面與水平面的夾角θ，則(

)A.支架底座與水平面間摩擦力增大

B.手機(jī)對底部支撐面的壓力增大

C.手機(jī)對支架的作用力增大

D.手機(jī)重力和底部支撐面對手機(jī)作用力的合力增大3.由于地球自轉(zhuǎn)，地球兩極和赤道處的重力加速度不同，若地球兩極處的重力加速度為g，地球的自轉(zhuǎn)周期為T，將地球看成質(zhì)量分布均勻、半徑為R的球體，則質(zhì)量為m的物體在赤道處受到的重力大小為(

)A.mg B.mR(2πT)2 C.4.如圖所示，甲、乙兩同學(xué)在水平地面上練習(xí)墊排球。甲同學(xué)將排球墊過去的軌跡為Ⅰ，乙同學(xué)將排球墊回的軌跡為Ⅱ，兩同學(xué)的接球點(diǎn)在同一高度，甲同學(xué)墊球和接球的位置相同，球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計空氣阻力，關(guān)于排球在軌跡Ⅰ、Ⅱ中的運(yùn)動，下列判斷正確的是(

)A.運(yùn)動時間可能相同 B.最小速度大小可能相同

C.最大速度大小可能相同 D.重力的最大瞬時功率可能相同5.利用洛埃鏡可以測量光的波長，其原理和楊氏雙縫干涉實驗相同。S為單色光源，M為水平放置的平面鏡，S到平面鏡的距離為a，到光屏的距離為b，下列判斷正確的是(

)A.若條紋間距為d，則單色光波長為adb

B.僅增大a，條紋間距增大

C.僅增大b，條紋間距增大

D.6.如圖所示為電磁炮的基本原理圖(俯視圖)。水平平行金屬直導(dǎo)軌a、b充當(dāng)炮管，金屬彈丸放在兩導(dǎo)軌間，與導(dǎo)軌接觸良好，兩導(dǎo)軌左端與一恒流源連接，可使回路中的電流大小恒為I，方向如圖所示，兩導(dǎo)軌中電流在彈丸所在處產(chǎn)生的磁場視為勻強(qiáng)磁場。若導(dǎo)軌間距為d，彈丸質(zhì)量為m，彈丸在導(dǎo)軌上運(yùn)動的最大距離為s，彈丸能加速的最大速度為v，不計摩擦，則下列判斷正確的是(

)A.導(dǎo)軌間的磁場方向向上

B.導(dǎo)軌間的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為mv22Ids

C.彈丸克服安培力做功獲得動能

7.如圖所示的變壓器為理想變壓器，n1n2=41，兩定值電阻的阻值均為R，在原線圈兩端接入電壓為U的正弦交流電源。若僅用導(dǎo)線連接a、b，變壓器原線圈輸入的功率為P。若僅用導(dǎo)線連接c、d，變壓器原線圈輸入的功率為14P；若用導(dǎo)線連接a、cA.34P B.38P C.二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.如圖所示為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0.5s時刻的波形圖，P、Q是波傳播路徑上的兩個質(zhì)點(diǎn)，t=0.5s時刻，質(zhì)點(diǎn)P的位移為2cm，質(zhì)點(diǎn)Q在平衡位置。從零時刻起，質(zhì)點(diǎn)Q的振動方程為y=4sin2πt(cm)，則下列判斷正確的是(

)A.波沿x軸負(fù)方向傳播

B.波的傳播速度大小為0.4m/s

C.從圖示時刻開始，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q先到達(dá)波谷

D.質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q振動超前7129.在空間固定A、B兩個點(diǎn)電荷，圖中實線為兩電荷電場的部分電場線，過A、B的直線上有a、b、c、d四點(diǎn)，a、b到A的距離和c、d到B的距離均為L，a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)電勢高，則下列判斷正確的是(

)A.電荷A帶正電、電荷B帶負(fù)電

B.A的電荷量比B的電荷量大

C.c點(diǎn)電勢比d點(diǎn)電勢高

D.一個帶負(fù)電的點(diǎn)電荷在b點(diǎn)電勢能比在d點(diǎn)電勢能大10.如圖所示，勻強(qiáng)磁場Ⅰ、Ⅱ的磁場方向均沿水平方向垂直紙面向外，兩磁場邊界水平，磁場寬度均為L，磁場Ⅰ下邊界到磁場Ⅱ上邊界間距為2.5L，磁場Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。邊長為L、電阻為R的單匝正方形金屬線框abcd在垂直于磁場的豎直平面內(nèi)，開始時ab邊離磁場Ⅰ上邊界距離為12L，由靜止釋放金屬線框，線框在向下運(yùn)動的過程中始終在豎直面內(nèi)，且ab邊始終水平，線框分別勻速穿過磁場Ⅰ、Ⅱ，重力加速度為g，忽略空氣阻力，則下列判斷正確的是(

)A.金屬線框的質(zhì)量為B2L2gLR

B.磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為22B

C.線框經(jīng)過磁場Ⅰ產(chǎn)生的焦耳熱小于經(jīng)過磁場Ⅱ三、實驗題：本大題共2小題，共17分。11.某實驗小組要測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取Ｓ捎跊]有擺球，小組成員找到了一塊外形不規(guī)則的小金屬掛件代替擺球做了一個如圖所示的單擺。

(1)用刻度尺測量懸線的長L1，將掛件拉開一個不大于5°的角度后釋放，用秒表測出30次全振動的總時間t=54.6s，則掛件振動的周期T1=______g。

(2)改變懸線的長，并測出懸線長L2，重復(fù)(1)實驗，測出掛件振動的周期為T2，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=______(用L1、L2、T1、T2表示)。

(3)若多次改變懸線的長度重復(fù)實驗，測得每次實驗時懸線的長L及對應(yīng)的掛件振動的周期T，作T2?L圖像，得到的圖像是一條______(12.某同學(xué)根據(jù)實驗室提供的器材組成如圖1所示電路，測電源電動勢和內(nèi)阻并同時測量電流表A2的內(nèi)阻。所用器材：電源為兩節(jié)干電池，電流表A1(量程0.6A，內(nèi)阻r1=0.1Ω)，電流表A2(量程0.6A)，電阻箱R1(0～999.9Ω)，滑動變阻器R2(0～10Ω)，開關(guān)S1和單刀雙擲開關(guān)S2、S3，導(dǎo)線若干。

(1)實驗時，先將S2接1，S3接3，滑動變阻器接入電路的電阻調(diào)到最大，閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)R1、R2，使電流表A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)均較大，若這時A1示數(shù)為I1、電流表A2的示數(shù)如圖2所示，則電流表A2的示數(shù)為I2=______A；若這時電阻箱接入電路的電阻為R0，則電流表A2的內(nèi)阻r2=______(用R0、I1、I2表示)。

(2)將開關(guān)S2接2，開關(guān)S3接4，將電流表A1改裝成量程為3V的電壓表，則電阻箱接入電路的電阻R1=______四、計算題：本大題共3小題，共37分。13.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其過程如圖所示，圖線ab的反向延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O，此過程中，氣體吸收了300J的熱量。已知?dú)怏w在狀態(tài)a時的壓強(qiáng)為0.4×105Pa，求：

(1)氣體從a到b的過程中，氣體的壓強(qiáng)是否發(fā)生了變化，并說明理由；

(2)氣體從a到b的過程中，氣體的內(nèi)能增加了多少。

14.如圖所示，在xOy坐標(biāo)系中，垂直于x軸的虛線與y軸之間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(含邊界)，磁場方向與xOy平面垂直。一質(zhì)子束從坐標(biāo)原點(diǎn)射入磁場，所有質(zhì)子射入磁場的初速度大小不同但初速度方向都與x軸正方向成α=53°角向下。PQ是與x軸平行的熒光屏(質(zhì)子打到熒光屏上不再反彈)，P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為P(0,0.4l)、Q(l,0.4l)。已知質(zhì)子比荷qm=k，sin53°=0.8。求：(結(jié)果均可用分?jǐn)?shù)表示)

(1)質(zhì)子在磁場中運(yùn)動的最長時間是多少；

(2)如果讓熒光屏PQ發(fā)光長度盡可能長且質(zhì)子的運(yùn)動軌跡未出磁場，質(zhì)子初速度大小的取值范圍是多少。15.如圖所示，質(zhì)量為2m的物塊A放在特殊材料(動摩擦因數(shù)比較大)制成的水平面上，繞過定滑輪的輕繩一端與物塊A相連，另一端吊著質(zhì)量為m的物塊B，處于靜止?fàn)顟B(tài)。質(zhì)量為m的圓環(huán)C套在輕繩上，在離物塊B高度為?處由靜止釋放，C與B發(fā)生彈性碰撞，碰撞時間極短，當(dāng)B的速度剛好為零時，C與B發(fā)生第二次碰撞。已知重力加速度為g，輕繩為不可伸長的剛性繩(即A、B及繩可視為整體)，圓環(huán)C與繩之間無摩擦，不計空氣阻力，求：

(1)圓環(huán)C與物塊B第一次碰撞前瞬間圓環(huán)C的速度大??；

(2)圓環(huán)C與物塊B碰撞后瞬間，圓環(huán)C和物塊B的速度大小；

(3)物塊A與水平面間的動摩擦因數(shù)為多大。

答案解析1..A

【解析】解：AB、N板不管是向上移還是向左移，兩板間的電壓不變，電子從M板運(yùn)動到N板需要克服電場力做功不變，因此熒光物質(zhì)均不會發(fā)光，故A正確，B錯誤；

CD、光電子最大初動能為Ekm=?cλ?W0，其中W0≠0，又因為Ekm?eU=0

聯(lián)立可得逸出功W0=?cλ?eU

金屬板M的極限頻率為：ν02..D

【解析】解：A、將支架底座與手機(jī)視為整體，此時該系統(tǒng)與水平面間不受外力且沒有相對運(yùn)動的趨勢或相對運(yùn)動，所以支架底座與水平面間始終沒有摩擦力，故A錯誤；

B、對手機(jī)受力分析，如圖所示

根據(jù)平衡條件可知N2=mgsinθ

根據(jù)牛頓第三定律，手機(jī)受到底部支撐面的壓力與底部支撐面受到手機(jī)的壓力是一對相互作用力，所以當(dāng)減小背部支撐面與水平面的夾角θ減小時，手機(jī)對底部支撐面壓力減小，故B錯誤；

C、減小背部支撐面與水平面的夾角θ時，手機(jī)和支架處于動態(tài)平衡狀態(tài)中，且根據(jù)牛頓第三定律可知，手機(jī)對支架的作用力大小總是等于支架對手機(jī)的作用力，支架對手機(jī)的作用與手機(jī)的重力平衡，故手機(jī)對支架的作用力始終與手機(jī)重力等大，故C錯誤；

D、由B選項中的受力分析圖可知，手機(jī)重力和底部支撐面對手機(jī)作用力的合力與背部支撐面對手機(jī)作用力等大反向，背部支撐面對手機(jī)作用力增大，故D正確。

故選：D。

A、運(yùn)用整體法判斷支架底座與水平面間是否有無摩擦力；

B、運(yùn)用隔離法，單獨(dú)對手機(jī)受力分析，判斷底部支撐面對手機(jī)的支持力，再根據(jù)牛頓第三定律判斷支持力的大??；

C、減小背部支撐面與水平面的夾角θ時，手機(jī)和支架處于動態(tài)平衡狀態(tài)中，結(jié)合平衡條件和牛頓第三定律可得手機(jī)對支架的作用力與手機(jī)重力的關(guān)系；

D、對手機(jī)受力分析，可判斷手機(jī)重力和底部支撐面對手機(jī)作用力的合力的變化。

3..D

【解析】解：在地球的兩極有

GMmR2=mg

設(shè)赤道上物體重力加速度大小為g0，在赤道上

GMmR2?mg0=mR(2πT)24..C

【解析】解：A、最大高度不同，運(yùn)動時間不同，故A錯誤；

B、水平位移相同，運(yùn)動時間不同，水平分速度大小不同，即最小速度大小不同，故B錯誤；

C、球出手時的速度最大，斜拋運(yùn)動初速度大小相同，傾角不同，

例如當(dāng)Ⅰ傾角為60°時，Ⅱ傾角為30°時，

對Ⅰ有

x1=v0t1

?2=12gt12

v0sin60°=gt1

整理解得t1=v02g

x1=v022g

對Ⅱ有

x2=v0t2

5..C

【解析】解：A.光源到屏的距離可以看作雙縫到屏的距離b，光源S到S平面鏡中虛像的間距看作雙縫的間距d′，則有d′=2a根據(jù)雙縫干涉相鄰條紋之間的距離公式可得

Δx=b2aλ

若條紋間距為d，則

b2aλ=d

解得

λ=2adb

故A錯誤；

BCD.根據(jù)Δx=b2aλ；僅增大a，條紋間距減??；僅增大b，條紋間距增大；僅將平面鏡向左平移一小段距離，b不變，條紋間距不變；故BD錯誤，C正確。6..B

【解析】解：A.彈丸在安培力作用下做加速運(yùn)動，故安培力方向向右，根據(jù)左手定則得出導(dǎo)軌間的磁場方向向下，故A錯誤；

B.根據(jù)加速過程動能定理得出BId?s=12mv2，故得出B=mv22lds，故B正確；

C.安培力對彈丸做正功使彈丸獲得動能，故C錯誤；

D.根據(jù)牛頓第二定律得出a=BIdm，電源是恒流源，電流I不變，安培力不變，故加速度恒定，做勻加速直線運(yùn)動，故D錯誤。

故選：B。

A.根據(jù)左手定則判斷磁場方向；

B.7..C

【解析】解：設(shè)變壓器原線圈兩端的電壓為U1，副線圈n2兩端的電壓為U2，副線圈n3兩端的電壓為U3；

根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系U2=n2n1U1=14U1

若僅用導(dǎo)線連接a、b，變壓器原線圈輸入的功率為P=U22R=(U14)2R=U1216R

若僅用導(dǎo)線連接c、d，變壓器原線圈輸入的功率為14P=U32R

根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系U3=n3n8..BD

【解析】解：A.從零時刻起，質(zhì)點(diǎn)Q的振動方程為

y=4sin2πt(cm)

t=0.5s時刻，質(zhì)點(diǎn)Q的振動方向向下，由同側(cè)法求出波沿x軸正方向傳播，故A錯誤；

B.由波形圖可知該簡諧橫波的波長為0.4m，周期為

T=2π2πs=1s

波的傳播速度

v=λT=0.41m/s=0.4m/s

故B正確；

C.質(zhì)點(diǎn)Q向下振動，質(zhì)點(diǎn)P向上振動，故從圖示時刻開始，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q后到達(dá)波谷，故C錯誤；

D.由2=sin(2π0.4xP)得

xP=169..AC

【解析】解：A.根據(jù)電場線分布可知，A、B帶異種電荷，由于a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)電勢高，根據(jù)沿電場線方向電勢降低，可得A帶正電荷、B帶負(fù)電荷，故A正確；

B.根據(jù)電場線的疏密分布可知，A點(diǎn)處電場線更稀疏，B處電場線跟密集，故A的電荷量比B的電荷量小，故B錯誤；

C.根據(jù)電勢疊加，c點(diǎn)靠正電荷A更近，故c點(diǎn)電勢比d點(diǎn)電勢高，故C正確；

D.根據(jù)電場線可得：由于b點(diǎn)電勢比c點(diǎn)電勢高，因此b點(diǎn)電勢比d點(diǎn)電勢高，根據(jù)Ep=φq可得：負(fù)的點(diǎn)電荷在b點(diǎn)電勢能比在d點(diǎn)電勢能小，故D錯誤。

故選：AC。

根據(jù)沿電場線方向電勢降低，電場線的疏密表示場強(qiáng)大小，結(jié)合電勢疊加原則以及電勢能表達(dá)式分析求解。10..BD

【解析】解：A、設(shè)金屬線框ab邊進(jìn)磁場Ⅰ時速度大小為v1，則釋放到ab邊進(jìn)入磁場Ⅰ，由動能定理：mg×L2=12mv12

變形解得：v1=gL

根據(jù)題意可知，ab邊勻速進(jìn)入磁場Ⅰ，由平衡條件有：mg=B×BLv1R×L

聯(lián)立解得：m=B2L2gLgR，故A錯誤；

B、設(shè)線框ab邊進(jìn)磁場時的速度大小為v2，則由運(yùn)動學(xué)規(guī)律有：v22?v12=2g(2.5L?L)

解得v2=2gL

設(shè)磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B′11..1.82

4π2(L1【解析】解：(1)單擺的振動周期T=tn=54.630s=1.82s

(2)設(shè)石塊重心到懸線結(jié)點(diǎn)的距離為d；

根據(jù)單擺周期公式，懸線的長為L1時，周期T1=2πL1+dg

懸線的長為L2時，周期T2=2πL2+dg

聯(lián)立解得重力加速度g=4π2(L1?L2)T12?T12

(3)根據(jù)單擺周期公式T=2πL+d12..0.26

(I1?I2)R【解析】解：(1)量程為0～0.6A的電流表，最小分度為0.02A，電流表A2的讀數(shù)I2=0.26A；

實驗時，將S2接1，S3接3，閉合開關(guān)S1，電阻箱的接入電阻為R0；

根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)，通過電阻箱的電流IR=I1?I2

根據(jù)歐姆定律，電流表A2的內(nèi)阻r2=URI2=IR?R0I2=(I1?I2)R0I2

(2)將開關(guān)S2接2，開關(guān)S3接4，將電流表A1改裝成量程為3V的電壓表，電阻箱接入電路的電阻R1；

根據(jù)歐姆定律，電阻箱的接入電阻R1=UIg1?13..解：(1)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程

pVT=C

氣體從a到b的過程中，由圖像可知

VT=k

可知?dú)怏w從a到b的過程中，氣體做等壓變化，氣體的壓強(qiáng)不變。

(2)氣體從a到b過程中，體積增大，氣體對外做功大小為

W=?p?ΔV=?0.4×105×(4?2)×10?3J=?80J

根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得

ΔU=W+Q

解得氣體的內(nèi)能增加了

ΔU=220J

答：(1)氣體從a到【解析】(1)根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程列式分析出氣體的體積；

(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析出氣體內(nèi)能的增量。

本題主要考查了一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程，分析出氣體變化前后的狀態(tài)參量，結(jié)合熱力學(xué)第一定律分析出氣體內(nèi)能的增量即可。14..解：(1)質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，質(zhì)子能打到y(tǒng)軸上時其軌跡圓心角最大，在磁場中運(yùn)動的時間最長，如圖1所示：

由洛倫茲力提供向心力得：qvB=mv2R

質(zhì)子圓周運(yùn)動的周期為：T=2πRv=2πmqB

由幾何關(guān)系可知圖1中的θ=2(90°?α)

粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間為：tm=360°?θ360°T=143π90kB

(2)當(dāng)質(zhì)子軌跡與PQ相切時，如圖1所示，設(shè)此時初速度為v1。由幾何關(guān)系得：R+Rcosα=0.4l

由洛倫茲力提供向心力得：qBv1=mv12R

解得：v1=kBl4

當(dāng)粒子運(yùn)動軌跡與磁場右邊界相切時，如圖2所示，設(shè)此時初速度大小為v2，軌跡半徑為R′。

【解析】(1)質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，質(zhì)子能打到y(tǒng)軸上時其軌跡圓心角最大，在磁場中運(yùn)動的時間最長，由幾何關(guān)系求得最大的軌跡圓心角，結(jié)合質(zhì)子圓周運(yùn)動的周期的周期求解質(zhì)子在磁場中運(yùn)動的最長時間。

(2)當(dāng)質(zhì)子的初速度最小時，其軌跡與PQ相切，當(dāng)質(zhì)子的