2023-2024學(xué)年河南省開封市高二（下）期末物理試卷（含答案）

2023-2024學(xué)年河南省開封市高二（下）期末物理試卷

一、單選題：本大題共6小題，共30分。

1.下列事實與光的粒子性無關(guān)的是（）

A.光電效應(yīng)B.康普頓效應(yīng)C.黑體輻射D.a粒子散射實驗

2.石墨烯是一種由碳原子緊密堆積成單層二維六邊形晶格結(jié)構(gòu)的新材料,一層層疊起來就是石墨，1毫米

厚的石墨約有300萬層石墨烯。下列關(guān)于石墨、石墨烯的說法正確的是

A.石墨是晶體，石墨烯是非晶體

B.石墨烯熔解過程中吸熱，碳原子的平均動能不變

C.單層石墨烯的厚度約3林m

D.碳納米管是管狀的納米級石墨，碳原子之間的化學(xué)鍵屬于強相互作用

3.州橋遺址是中國大河文明的有力見證，揭示了黃河與開封古城共生共存的關(guān)系?？梢愿鶕?jù)碳14（鏟C）的

衰變程度來計算樣品大概年代，其半衰期為5730年。則下列說法正確的是

A.已知碳14是中子撞擊大氣中的氮發(fā)生核反應(yīng)產(chǎn)生的，則其反應(yīng)方程為尹'+加7先+出

B.假設(shè)測得某樣品中碳14含量是當(dāng)前大氣中含量的:，則該樣品距今約為11000年

C.碳14（^0發(fā)生S衰變，0粒子是碳14核外電子電離形成的

D.碳14發(fā)生衰變后形成新核的比結(jié)合能比碳14更小

4.如圖所示一正方形線圈放在勻強磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如

圖所示，t=0時刻磁場的方向垂直線圈平面向里，則下列判斷正確的是（）

A.t=1s時線圈中的電流方向發(fā)生變化

B.0?2s內(nèi)線圈中磁通量的變化量為零

C.1?2s內(nèi)線圈中電流方向為順時針方向

D.在第3s末線圈中的感應(yīng)電動勢等于零

5.如圖甲所示，是國產(chǎn)某型號手機無線充電裝置，其工作原理圖如圖乙所示,送電線圈和受電線圈回路中

串聯(lián)的電阻阻值均為R,把送電線圈和受電線圈構(gòu)成的功能部分視為理想變壓器，的＞的則下列說法正確

的是

一

手

機

電

池

一

甲乙

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A.將手機換成鋁片放到工作的充電器上，鋁片會發(fā)熱

B.受電線圈回路中電阻產(chǎn)生的熱量比送電線圈中電阻產(chǎn)生的熱量小

C.若手機電池出現(xiàn)短路故障，送電線圈兩端的電壓會增大

D.若受電線圈中的電流恒為14時，充滿容量為2000mAh的電池，至少需要100m譏

6.在如圖所示電路中接入220U正弦交流電，兩個燈泡的電阻相同。假設(shè)二極管正向電阻為0、反向電阻無

窮大。閉合開關(guān)S,通過燈泡41、乙2的電流有效值比為()r----------廠耍一

A.1:^/5B.1:^/3Jj

C.1:2D,1:1(X)Z2

二、多選題：本大題共4小題，共20分。

7.下列四幅圖分別對應(yīng)四種說法，其中正確的是

A.圖甲為氧氣分子在不同溫度下的速率分布圖像，由圖甲可知狀態(tài)③的溫度最高

B.圖乙中隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向頻率較高的方向移動

C.圖丙中，潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開水面，拉力必須大于玻璃板受到的重力，其原因是玻

璃板受到大氣壓力作用

D.圖丁中，由氣體的摩爾體積、摩爾質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)，可以估算出氣體分子的質(zhì)量和體積

8.圖中為測量儲罐中不導(dǎo)電液體高度的電路，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的容。置于儲罐

中，電容C可通過開關(guān)S與電感L或電源相連。當(dāng)開關(guān)從a撥到b時，由電感L與電容C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的振

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A.儲罐內(nèi)的液面高度降低時電容器的電容減小

B.ti-以時間內(nèi)電容器放電

C.t2?力時間內(nèi)LC回路中磁場能逐漸轉(zhuǎn)化為電場能

D,若電感線圈的自感系數(shù)變大，則LC回路振蕩電流的頻率將變小

9.如圖為某款條形碼掃描筆的工作原理圖，發(fā)光二極管發(fā)出的光頻率為孫。將掃描筆筆口打開，在條形碼

上勻速移動，遇到黑色線條光幾乎全部被吸收；遇到白色線條光被大量反射到光電管中的金屬表面（截止

頻率O.8vo）,產(chǎn)生光電流，如果光電流大于某個值，會使信號處理系統(tǒng)導(dǎo)通，將條形碼變成一個個脈沖電

信號。下列說法正確的是（）

移動方向掃描筆

，光電管

發(fā)光二極管、掾信號處理系統(tǒng)

掃描筆外殼

/〃戶〃/

A.掃描筆在條形碼上移動的速度會影響相鄰脈沖電信號的時間間隔

B.頻率為孫的光照到光電管的金屬表面立即產(chǎn)生光電子

C.若頻率為V。的光子能量為8eV,則一群氫原子從n=4能級躍遷到幾=1能級過程中發(fā)出的光，有4種光

可以識別條形碼

D.若部分光線被遮擋，光電子飛出陰極時的最大初動能不變，但光電流減小

10.如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)4依次經(jīng)過狀態(tài)8、C、。后再回到狀態(tài)4的p-M圖像，其中，

和C-D圖線為雙曲線的一部分，D-4為絕熱過程。下列說法正確的是

AM-B過程中，氣體可能向外界放出熱量Pt&

B.8~C過程中，氣體一定向外界放出熱量W

c.D-a過程中，只有外界對氣體做功

D.整個過程中氣體從外界吸收熱量。1------------------Jjz

三、實驗題：本大題共2小題，共12分。

11.某同學(xué)在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗有兩個非常巧妙的設(shè)計，請你借鑒這兩個設(shè)計思路，

完成以下實驗

（1）現(xiàn)需要在一個燒杯中倒入克食鹽供以后做實驗用，但現(xiàn)有的電子秤最小只能稱0.1克的質(zhì)量，以下

方法最合理的是

4稱量0.1克鋪平到10塊方格中

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8.把0.1克食鹽充分溶解后，取白溶液蒸發(fā)結(jié)晶

C.用放大鏡查食鹽顆粒數(shù)目

(2)有一小捆長度相同粗細均勻的細鐵絲，要較精確地測量細鐵絲的橫截面積，采用如下方法測量測量方

法：

①向量筒中倒入適量的水，讀取示數(shù)匕；

②將10根長度相同的細鐵絲放入量筒中，使其被水浸沒，讀取示數(shù)，2；

③取出細鐵絲，用刻度尺測出一根細鐵絲的長度L；

④每根細鐵絲的橫截面積為S=

(3)某學(xué)生在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時，計算結(jié)果偏大，可能是由于

4油酸未完全散開

區(qū)將油酸酒精溶液置于一個敞口容器中放置一段時間

C求每滴體積時，1niL的溶液的滴數(shù)多記了10滴

D計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格

12.半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器阻值會隨壓力變化而改變。某小組設(shè)計實驗測量一薄膜壓力傳感器在不同壓力

下的阻值，其阻值約幾十千歐，現(xiàn)有以下器材：

電源：電動勢3M,內(nèi)阻不計

電流表力1：量程250/M,內(nèi)阻約為500

電流表七：量程250nl4內(nèi)阻約為10。

電壓表U：量程3V,內(nèi)阻約為20kO；

滑動變阻器R：阻值范圍0—100。

壓力傳感器RF，開關(guān)S,導(dǎo)線若干。

(1)為了提高傳感器在一定壓力下阻值測量的準確性，選用合適的電流表(標明符號)補充完整圖甲中虛線框

內(nèi)的測量電路。

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(2)完成前面的實驗工作后，將該壓力傳感器接入如圖丙所示電路中，制作成簡易電子秤，它主要構(gòu)成

有：壓力傳感器RF，定值電阻Ro=14出、理想電流表(量程250〃4),電動勢為6U的電源，電源內(nèi)阻不

計。

①將該電子秤水平放置在豎直方向運動的電梯里，在托盤上放一祛碼，托盤和祛碼的總質(zhì)量為600g,電

流表示數(shù)為200必1,取重力加速度9.8m/s2,通過計算可知壓力傳感器的阻值為kfl,可得電梯

的加速度大小為m/s2o

②若使用一段時間后，電源電動勢減小，電源內(nèi)阻不計，則重物質(zhì)量的測量值將(選填“偏

大”“偏小”或“不變”)。

四、計算題：本大題共3小題，共38分。

13.如圖所示，邊長為L的等邊三角形abc區(qū)域外存在著垂直于abc所在平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為

B。P、Q均為ab邊的三等分點。t=0時刻，磁場方向正好垂直于abc所在平面向里，帶負電的粒子在abc

平面內(nèi)以初速度火從a點垂直于ac邊射出，并從P點第一次進入三角形abc區(qū)域。磁感應(yīng)強度大小始終為

Bo不計帶電粒子重力，求：

(1)粒子的荷質(zhì)比；

(2)粒子第一次到達c點的時刻。

14.圖甲為山地車的氣壓避震裝置，主要由活塞、汽缸和彈簧組成。某研究小組將其取出進行研究。如圖

乙所示，將帶有活塞a的導(dǎo)熱汽缸B放置在傾角為。=30。的光滑斜面上，活塞用另一端固定的輕彈簧拉

住，輕彈簧平行于斜面，初始狀態(tài)活塞到汽缸底部的距離為燈=27CM,汽缸底部到斜面底端的擋板距離

為b=151，汽缸內(nèi)氣體的初始溫度為7\=270K。已知汽缸質(zhì)量為M=0.6kg,活塞的質(zhì)量為

m=0.2kg,橫截面積為S=1.5cm2,活塞與汽缸間密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動，重力

加速度為g=10m/s2,大氣壓為po=1.0x105pa。

(1)求初始狀態(tài)下汽缸內(nèi)氣體壓強Pi；

(2)對汽缸緩慢加熱，汽缸內(nèi)氣體的溫度從上升到R，此時汽缸底部恰好接觸到斜面底端的擋板，求

「2；

(3)已知該封閉氣體的內(nèi)能U與溫度T之間存在關(guān)系U=kT,k=2X10-3J/K,求第(2)問過程中氣體吸收

的熱量Q。

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15.如圖所示，間距L=1爪的兩平行光滑金屬導(dǎo)軌，久軸平行于導(dǎo)軌，y軸垂直于導(dǎo)軌。一質(zhì)量為nia=2kg

的絕緣棒a靜止置于x=0處。在y軸右側(cè)區(qū)域的導(dǎo)軌間存在垂直紙面向外、大小為B的非勻強磁場，滿足

B=05x(7)變化。質(zhì)量為皿,=Mg的金屬棒b垂直導(dǎo)軌靜止于勺=0.5m處，導(dǎo)軌右側(cè)的恒流源能為電路提

供恒定的電流/=84(方向如圖中箭頭所示)。在兩軌道中存在一勁度系數(shù)為k=8N/M的輕質(zhì)彈簧，右端與

絕緣棒a相連處于原長狀態(tài)，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，忽略一切阻力。求：

(1)若將單刀雙擲開關(guān)接R=0.50的電阻，用外力將b棒勻速拉到a棒處，不計其他電阻，求通過電阻R的電

荷量Q。

(2)若接通恒流源，求金屬棒b第一次到達y軸(還未與a相碰)時的速度大小火；

(3)在第二問的情況下，已知能做簡諧振動的物體其回復(fù)力與位移關(guān)系可以轉(zhuǎn)換成公式尸;-小/無，其中

血為振子質(zhì)量，3為簡諧振動的圓頻率，x為位移。以絕緣棒a與金屬棒6第一次碰撞為t=0時刻，兩棒的

碰撞始終為彈性碰撞，求金屬棒6的位置坐標隨時間變化的函數(shù)方程0

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參考答案

1.D

2.B

3.X

4.C

5.4

6.A

7.AB

8.AD

9.ABD

10.CD

V2—V1

(2)

10L

(2)①16；0.2；②偏小。

13.解：(1)由幾何關(guān)系可得R=/=4，由洛倫茲力提供向心力可得q%8=鵬，解得鬻;

3RmDL

(2)設(shè)粒子做勻速圓周運動的周期為T,則T=鬻=翳粒子做勻速直線運動的位移大小為弓3粒子第

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一次到達C點共經(jīng)歷兩次圓周運動和一次勻速直線運動t=裊+(端答)箸，解之得:

”裊+熱.

14.(1)對氣缸和活塞整體分析有

F=(M+m)gsinO

對活塞受力分析有

F+piS=mgsinO+p0S

代入數(shù)據(jù)解得

Pi=8x104Pa

(2)對汽缸緩慢加熱，氣體做等壓變化，則

SLi_S(Li+上)

五二

解得

T2=280K

(3)氣體內(nèi)能的變化量為

AU=k(T2-T^=2x10-3*10/=0.02/

外界對氣體做功為

42

W=-prSL2=-8x10x1.5x10-4*1x10-J=-0.12/

根據(jù)熱力學(xué)第一定律

AU=W+Q

解得

Q=0.14/

15.(1)通過電阻R的電荷量

Q=lt

又

/=葭

解得

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又

—1

4。=BAS=-x0.5X0.5x1XO.SWb=0.0625Wb

所以

Q=0.125C

(2)對6棒受力分析可得6棒受到的安培力大小為

F安=BIL=4x(N)

說明b棒從開始到y(tǒng)軸以y軸為平衡位置做簡諧振動(簡諧振動的四分之一周期)根據(jù)動能定理可得

1,

勿安=2

-mbvo

根據(jù)簡諧運動的特點可得

11

加安=2x4%12=-X4X0.52/=0.5/

解得屬棒b第一次到達y軸(還未與a相碰)時的速度大小

v0=Im/s

(3)兩棒發(fā)生完全彈性碰撞，由動量守恒和機械能守恒可得

.1919.19

mbv0=mava+mbvb,0=/J+J

解得

va=|m/s,vb=-^m/s

兩棒第一次碰后，金屬棒a在彈簧彈力作用下做簡諧運動

Ta=2nJ^=7ts

金屬棒b在安培力作用下做簡諧運動

2

F=—BIL=—4x=—mba)bx

解得

3b==2S-1

則

27r

Tb=----=71S

3b

故第二次碰撞發(fā)生在x=0處。

第二次碰撞由動量守恒和機械能守恒可得

2222

mava+mbvb=mava'+mbvb',|mava+b=|mava'+^mbvb'

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解得

%'=0,vb=VQ=Im/s

兩金屬棒周期性重復(fù)以上運動，當(dāng)

n

kn<t<—+=0,1,2