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龍東十校聯(lián)盟高二學年度下學期期末考試
物理試題
一、選擇題（本題共10題，共46分。在每小題給出的四個選項當中：第1-7題只有一個選項符合題目要求，每小題 4 分；第8-10題有多個選項符合題目要求，每小題6分，全部選對得6分，選對但不全得3分，有選錯的得0分。）
1．下列敘述符合史實的是（　?。?br/>A．J.J.湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)電子，并提出了原子的核式結構模型
B．盧瑟福猜想原子核內(nèi)存在不帶電中子，查德威克通過α粒子轟擊鈹原子核實驗證明了這個猜想
C．居里夫人用α粒子轟擊氮原子核，打出氧原子核和一種粒子，這種粒子為質(zhì)子
D．盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子核內(nèi)部具有復雜結構
2．節(jié)日慶典離不開氣球，國家氣象總局發(fā)布的《升放氣球管理辦法》規(guī)定，灌裝氣球必須使用氦氣。對于完成灌裝的氣球內(nèi)的氦氣（視為理想氣體），下列說法正確的是（　　）
A．氣體產(chǎn)生壓強的原因是受到地球的吸引
B．當所處環(huán)境溫度升高時，所有的氣體分子速率都增大
C．當所處環(huán)境溫度升高時，氣體的內(nèi)能一定增大
D．氣體分子的速率大小分布規(guī)律為“中間少、兩頭多”
3．一輛汽車在平直公路上做勻變速直線運動，其運動的位移—時間圖像如圖所示，P（t1，x1）為圖像上的一點，PQ為過P點的切線，并與t軸交于點Q（t2，0），則汽車運動的加速度大小為（　?。?br/>A．
B．
C．
D．
4．如圖甲為氫原子能級圖，一群處于能級的氫原子向低能級躍遷過程中發(fā)出不同頻率的光，照射圖乙所示的光電管陰極，只有頻率為和的光能使它發(fā)生光電效應。分別用頻率為的兩個光源照射光電管陰極，測得電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法正確的是（　?。?br/>A．圖甲中，氫原子向低能級躍遷一共發(fā)出3種不同頻率的光
B．圖乙中，用頻率的光照射時，將滑片向右滑動，電流表示數(shù)一定增大
C．圖丙中，圖線所表示的光的光子能量為
D．圖乙中，光電管中的光電流方向為由極指向極
5．如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度為，現(xiàn)有一電阻為、半徑為、圓心角為的扇形閉合導線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動（O軸位于磁場邊界），則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的有效值為（ ）
B． C． D．
6．如圖所示，勻強磁場中有兩個相同的彈簧測力計，測力計下方豎直懸掛一副邊長為L，粗細均勻的均質(zhì)金屬等邊三角形，將三條邊分別記為a、b、c。在a的左右端點M、N連上導線，并通入由M到N的恒定電流，此時a邊中電流大小為I，兩彈簧測力計的示數(shù)均為。若僅將電流反向，兩彈簧測力計的示數(shù)均為。電流產(chǎn)生的磁場忽略不計，下列說法正確的是（　?。?br/>A．三條邊a、b、c所受安培力相同
B．兩次彈簧測力計示數(shù)
C．金屬等邊三角形的總質(zhì)量
D．勻強磁場的磁感應強度大小
7．一物體以速度v0勻速運動，從某時刻起，物體開始以某個恒定加速度沿直線運動，使其在時間t內(nèi)經(jīng)過的路程最短，則該最短路程為（　?。?br/>A． B．
C． D．
8．我國自行研制的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是用時間測距方法進行導航定位。時間測距是通過定位衛(wèi)星與用戶間發(fā)出信號和接受信號的時間差計算出用戶與衛(wèi)星間的距離，通常導航信號傳輸使用電磁波。下列關于電磁波的說法中，正確的是（　?。?br/>A．電磁波可以傳遞信息和能量，只能在介質(zhì)中傳播
B．無線電臺利用LC電路形成振蕩電流，從而發(fā)射電磁波
C．增大電容器的電容C，可以增大LC電路產(chǎn)生的電磁波頻率
D．減小線圈的自感系數(shù)L，可以增大LC電路產(chǎn)生的電磁波頻率
9．根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，截止到2023年9月，我國風電裝機4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位。某實驗小組模擬風力發(fā)電廠輸電網(wǎng)絡供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機轉(zhuǎn)子以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，升、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線路上的總電阻可簡化為一個定值電阻R0。當用戶端接一個定值電阻時，R0上消耗的功率為P，不計其余電阻，下列說法正確的是（　?。?br/>A．風速增加，若轉(zhuǎn)子角速度增加一倍，則R0上消耗的功率為4P
B．若升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍，則R0上消耗的功率為4P
C．輸電線路距離增加，若R0阻值增加一倍，則R0消耗的功率為2P
D．若在用戶端再并聯(lián)一個完全相同的電阻R，則R0上消耗的功率為4P
10．如圖所示，水平放置長為d的方筒，橫截面是邊長為a的正方形，P點為方筒左側面的中心，Q點為右側面的中心，筒內(nèi)有磁感應強度為B，方向與PQ連線平行的水平勻強磁場。粒子源在P點向PQ所在的豎直面內(nèi)多個方向發(fā)射質(zhì)量為m，電荷量為+q的帶電粒子，所有粒子速度v沿水平方向的分速度大小均為，最終所有帶電粒子均能從Q點射出方筒，不計粒子重力及粒子間的相互作用，下列關于粒子運動的說法中正確的是（　?。?br/>A．磁感應強度B的最小值為
B．磁感應強度B的最小值為
C．磁感應強度B為最小值時，粒子速度v與PQ連線最大夾角的正切值為
D．磁感應強度B為最小值時，粒子速度v與PQ連線最大夾角的正切值為
二．非選擇題：本題共 5 小題，共 54 分。
11．（8分）某同學用圖甲所示裝置做“測定當?shù)刂亓铀俣取睂嶒?，已知打點計時器所接交流電源上標有“220V，50Hz”。
(1)以下實驗操作正確的是________。
A．重物最好選用質(zhì)量較大，體積較大的
B．打點計時器的兩個限位孔應在同一豎直線上
C．實驗前，手應提住紙帶上端，使紙帶豎直
D．實驗時，先放開紙帶，再接通打點計時器的電源
(2)進行正確實驗操作后，紙帶上打出圖乙所示的一系列點，點A、B、C、D、E是連續(xù)打出的5個點，兩個相鄰點的間距分別為，，，，則打下D點時重物的速度大小為 ，當?shù)刂亓铀俣却笮? （結果均保留3位有效數(shù)字）。
(3)不計其他影響，若電源實際頻率小于50Hz，則所測重力加速度 （填“偏大”“偏小”或“不變”）。
12．（6分）物理興趣小組用可拆變壓器探究“變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關系”?？刹鹱儔浩魅鐖D甲、乙所示。
(1)探究過程中，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數(shù)，測量副線圈上的電壓。這個探究過程采用的科學探究方法是_____。
A．等效法 B．理想模型法
C．控制變量法 D．演繹法
(2)若變壓器原、副線圈匝數(shù)分別選擇匝、匝，原線圈與10V正弦式交流電源相連，用理想電壓表測得輸出電壓，輸出電壓測量值明顯小于理論值，造成這種現(xiàn)象的主要原因是____。
A．副線圈匝數(shù)略少于400 匝 B．變壓器存在電磁輻射
C．原、副線圈存在電流熱效應 D．兩塊變壓器鐵芯沒有組裝在一起
(3)圖丙為某電學儀器原理圖，變壓器原副線圈的匝數(shù)分別為、，在交流電源的電壓有效值不變的情況下，在調(diào)節(jié)可變電阻R的過程中，當 時（用、、表示），R獲得的功率最大。
13．（10分）如圖是一同學設計的車間溫度監(jiān)控器，平臺上表面有一個壓力傳感器（大小可忽略），開口向上、導熱良好的氣缸通過活塞密封了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞固定在豎直輕桿上，輕桿上端固定在水平面上。當溫度為時，活塞下表面距氣缸底部上表面的距離為，平臺上表面到氣缸下表面的距離為，隨著溫度升高，氣缸下移，氣缸接觸平臺時，活塞未脫離氣缸。已知氣缸的質(zhì)量為，活塞的橫截面積為，大氣壓強，重力加速度為，求：
(1)當溫度為時，封閉氣體的壓強；
(2)當壓力傳感器的示數(shù)大于時，傳感器就會報警，求傳感器報警的最低環(huán)境溫度。
14．（14分）某游樂設施主體結構如圖甲所示為一絕緣的彎曲軌道與略微傾斜的直軌道組成，彎曲軌道與直軌道在B處相切。一絕緣材料做成的小車從彎曲軌道頂端A點自由滑下，A點與B點的豎直高度差為h。如圖乙所示，小車車廂底板內(nèi)有一組平放的匝數(shù)為n匝，電阻為R的矩形銅線圈，線圈長寬分別為和，其短邊與軌道垂直。小車包含游客的總質(zhì)量為M。小車滑至B處時，速度為，小車滑上傾斜直軌道時，能夠勻速下滑。小車在直軌道的C處開始穿過一隧道，在隧道的頂部和底部每隔放置一對正對著的強磁體，可產(chǎn)生垂直軌道方向的磁場，每組磁體產(chǎn)生的磁場區(qū)域可近似認為是長為，略寬于的矩形，磁感應強度相同且大小均等于B ，求：
(1)小車從A處靜止滑至B處的過程中，小車克服阻力所做的功；
(2)小車內(nèi)的線圈剛進入第一組強磁體產(chǎn)生的磁場時，小車的加速度大小；
(3)小車線圈前端最終靜止時的位置距離C點的距離。
15．（16分）如圖所示，在第一象限的區(qū)域內(nèi)和第四象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強磁場，在第二象限內(nèi)的曲線上方有沿軸負方向的勻強電場，其場強大小為，曲線左側有一粒子源AB，B端位于軸上，能夠持續(xù)不斷地沿軸正方向發(fā)射速度為、質(zhì)量為、電荷量為的粒子束，這些粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后均能夠通過點，已知從A點射出的粒子恰好從P點進入電場，不計粒子的重力及粒子間的相互作用，求：
(1)寫出勻強電場邊界段的邊界方程（粒子進入電場的坐標和間的關系式）；
(2)若某帶電粒子在第二象限從點沿軸正方向射入電場后，進入第四象限的勻強磁場，剛好不從磁場上邊界射出，求磁感應強度的大??；
(3)若第四象限內(nèi)磁場為非勻強磁場，磁感應強度大小隨軸坐標均勻變化，其關系為（為第（2）問中求得的值），某帶電粒子從點沿軸正方向射入電場后，進入第四象限的非勻強磁場，求粒子從射入磁場到速度方向第一次變?yōu)檠剌S正方向的過程中，其運動軌跡與軸所圍成的面積。
參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C A C D C B BD AB AC
11．(1)BC （2分）
(2) 2.07 （2分） 9.75 （2分）
(3)偏大 （2分）
12．(1)C （2分）
(2)D （2分）
(3) （2分）
13．(1) （4分）
(2) （6分）
【詳解】（1）溫度為時，對氣缸受力分析，可得
---------------------2分
解得---------------------2分
設活塞剛好報警時，末狀態(tài)封閉氣體的壓強為，此時封閉氣體的體積為；對氣缸受力分析，可得 ---------------------2分
由理想氣體狀態(tài)方程可得
-----------------------2分
解得：-----------------------2分
14．(1) （3分）
(2) （5分）
(3) （6分）
【詳解】（1）小車由A→B的過程中，由動能定理可得
------------1分
解得
--------------2分
（2）當小車線圈剛進入磁場時
--------1分
根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
------------1分
則安培力
------------1分
再由牛頓第二定律
----------1分
聯(lián)立解得
------------1分
（3）小車進入交替磁場中運動的過程中，始終只有一條邊在切割磁感線，安培力
--------------------1分
對任意微過程，根據(jù)動量定理可得
--------------1分
對全過程求和可得
-------------1分
又因為
------------------1分
所以到停止時小車的位移
-------------------2分
15．(1) （3分）
(2) （7分）
(3) （6分）
【詳解】（1）粒子在電場區(qū)域做類平拋運動，則
，------------2分
代入
解得-------------1分
（2）由段的邊界方程可知
粒子在電場中水平、豎直位移分別滿足：
---------------1分
------------1分
聯(lián)立可得：------------1分
從點出電場時的速度與水平方向的夾角滿足
則 --------1分
設粒子在磁場中做圓周運動的半徑為，由幾何關系
-----------------1分
由--------1分
解得------------1分
（3）粒子進入第四象限的磁場后，沿軸方向應用動量定理有 ---------------1分
對粒子從進入磁場到速度方向變?yōu)檠剌S正方向的過程求和得 ------1分
可得：----------------1分
運動軌跡與軸所圍成的面積----------1分
代入
解得：-------------2分

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