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龙东十校联盟高二学年度下学期期末考试
物理试题
一、选择题（本题共10题，共46分。在每小题给出的四个选项当中：第1-7题只有一个选项符合题目要求，每小题 4 分；第8-10题有多个选项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。）
1．下列叙述符合史实的是（　　）
A．J.J.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现电子，并提出了原子的核式结构模型
B．卢瑟福猜想原子核内存在不带电中子，查德威克通过α粒子轰击铍原子核实验证明了这个猜想
C．居里夫人用α粒子轰击氮原子核，打出氧原子核和一种粒子，这种粒子为质子
D．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核内部具有复杂结构
2．节日庆典离不开气球，国家气象总局发布的《升放气球管理办法》规定，灌装气球必须使用氦气。对于完成灌装的气球内的氦气（视为理想气体），下列说法正确的是（　　）
A．气体产生压强的原因是受到地球的吸引
B．当所处环境温度升高时，所有的气体分子速率都增大
C．当所处环境温度升高时，气体的内能一定增大
D．气体分子的速率大小分布规律为“中间少、两头多”
3．一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动，其运动的位移—时间图像如图所示，P（t1，x1）为图像上的一点，PQ为过P点的切线，并与t轴交于点Q（t2，0），则汽车运动的加速度大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
4．如图甲为氢原子能级图，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，照射图乙所示的光电管阴极，只有频率为和的光能使它发生光电效应。分别用频率为的两个光源照射光电管阴极，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　）
A．图甲中，氢原子向低能级跃迁一共发出3种不同频率的光
B．图乙中，用频率的光照射时，将滑片向右滑动，电流表示数一定增大
C．图丙中，图线所表示的光的光子能量为
D．图乙中，光电管中的光电流方向为由极指向极
5．如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为，现有一电阻为、半径为、圆心角为的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于磁场边界），则线框内产生的感应电流的有效值为（ ）
B． C． D．
6．如图所示，匀强磁场中有两个相同的弹簧测力计，测力计下方竖直悬挂一副边长为L，粗细均匀的均质金属等边三角形，将三条边分别记为a、b、c。在a的左右端点M、N连上导线，并通入由M到N的恒定电流，此时a边中电流大小为I，两弹簧测力计的示数均为。若仅将电流反向，两弹簧测力计的示数均为。电流产生的磁场忽略不计，下列说法正确的是（　　）
A．三条边a、b、c所受安培力相同
B．两次弹簧测力计示数
C．金属等边三角形的总质量
D．匀强磁场的磁感应强度大小
7．一物体以速度v0匀速运动，从某时刻起，物体开始以某个恒定加速度沿直线运动，使其在时间t内经过的路程最短，则该最短路程为（　　）
A． B．
C． D．
8．我国自行研制的北斗卫星导航系统，是用时间测距方法进行导航定位。时间测距是通过定位卫星与用户间发出信号和接受信号的时间差计算出用户与卫星间的距离，通常导航信号传输使用电磁波。下列关于电磁波的说法中，正确的是（　　）
A．电磁波可以传递信息和能量，只能在介质中传播
B．无线电台利用LC电路形成振荡电流，从而发射电磁波
C．增大电容器的电容C，可以增大LC电路产生的电磁波频率
D．减小线圈的自感系数L，可以增大LC电路产生的电磁波频率
9．根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度ω匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻时，R0上消耗的功率为P，不计其余电阻，下列说法正确的是（　　）
A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为4P
B．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为4P
C．输电线路距离增加，若R0阻值增加一倍，则R0消耗的功率为2P
D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则R0上消耗的功率为4P
10．如图所示，水平放置长为d的方筒，横截面是边长为a的正方形，P点为方筒左侧面的中心，Q点为右侧面的中心，筒内有磁感应强度为B，方向与PQ连线平行的水平匀强磁场。粒子源在P点向PQ所在的竖直面内多个方向发射质量为m，电荷量为+q的带电粒子，所有粒子速度v沿水平方向的分速度大小均为，最终所有带电粒子均能从Q点射出方筒，不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列关于粒子运动的说法中正确的是（　　）
A．磁感应强度B的最小值为
B．磁感应强度B的最小值为
C．磁感应强度B为最小值时，粒子速度v与PQ连线最大夹角的正切值为
D．磁感应强度B为最小值时，粒子速度v与PQ连线最大夹角的正切值为
二．非选择题：本题共 5 小题，共 54 分。
11．（8分）某同学用图甲所示装置做“测定当地重力加速度”实验，已知打点计时器所接交流电源上标有“220V，50Hz”。
(1)以下实验操作正确的是________。
A．重物最好选用质量较大，体积较大的
B．打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上
C．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直
D．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
(2)进行正确实验操作后，纸带上打出图乙所示的一系列点，点A、B、C、D、E是连续打出的5个点，两个相邻点的间距分别为，，，，则打下D点时重物的速度大小为 ，当地重力加速度大小为 （结果均保留3位有效数字）。
(3)不计其他影响，若电源实际频率小于50Hz，则所测重力加速度 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
12．（6分）物理兴趣小组用可拆变压器探究“变压器原副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。
(1)探究过程中，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是_____。
A．等效法 B．理想模型法
C．控制变量法 D．演绎法
(2)若变压器原、副线圈匝数分别选择匝、匝，原线圈与10V正弦式交流电源相连，用理想电压表测得输出电压，输出电压测量值明显小于理论值，造成这种现象的主要原因是____。
A．副线圈匝数略少于400 匝 B．变压器存在电磁辐射
C．原、副线圈存在电流热效应 D．两块变压器铁芯没有组装在一起
(3)图丙为某电学仪器原理图，变压器原副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值不变的情况下，在调节可变电阻R的过程中，当 时（用、、表示），R获得的功率最大。
13．（10分）如图是一同学设计的车间温度监控器，平台上表面有一个压力传感器（大小可忽略），开口向上、导热良好的气缸通过活塞密封了一定质量的理想气体，活塞固定在竖直轻杆上，轻杆上端固定在水平面上。当温度为时，活塞下表面距气缸底部上表面的距离为，平台上表面到气缸下表面的距离为，随着温度升高，气缸下移，气缸接触平台时，活塞未脱离气缸。已知气缸的质量为，活塞的横截面积为，大气压强，重力加速度为，求：
(1)当温度为时，封闭气体的压强；
(2)当压力传感器的示数大于时，传感器就会报警，求传感器报警的最低环境温度。
14．（14分）某游乐设施主体结构如图甲所示为一绝缘的弯曲轨道与略微倾斜的直轨道组成，弯曲轨道与直轨道在B处相切。一绝缘材料做成的小车从弯曲轨道顶端A点自由滑下，A点与B点的竖直高度差为h。如图乙所示，小车车厢底板内有一组平放的匝数为n匝，电阻为R的矩形铜线圈，线圈长宽分别为和，其短边与轨道垂直。小车包含游客的总质量为M。小车滑至B处时，速度为，小车滑上倾斜直轨道时，能够匀速下滑。小车在直轨道的C处开始穿过一隧道，在隧道的顶部和底部每隔放置一对正对着的强磁体，可产生垂直轨道方向的磁场，每组磁体产生的磁场区域可近似认为是长为，略宽于的矩形，磁感应强度相同且大小均等于B ，求：
(1)小车从A处静止滑至B处的过程中，小车克服阻力所做的功；
(2)小车内的线圈刚进入第一组强磁体产生的磁场时，小车的加速度大小；
(3)小车线圈前端最终静止时的位置距离C点的距离。
15．（16分）如图所示，在第一象限的区域内和第四象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，在第二象限内的曲线上方有沿轴负方向的匀强电场，其场强大小为，曲线左侧有一粒子源AB，B端位于轴上，能够持续不断地沿轴正方向发射速度为、质量为、电荷量为的粒子束，这些粒子经电场偏转后均能够通过点，已知从A点射出的粒子恰好从P点进入电场，不计粒子的重力及粒子间的相互作用，求：
(1)写出匀强电场边界段的边界方程（粒子进入电场的坐标和间的关系式）；
(2)若某带电粒子在第二象限从点沿轴正方向射入电场后，进入第四象限的匀强磁场，刚好不从磁场上边界射出，求磁感应强度的大小；
(3)若第四象限内磁场为非匀强磁场，磁感应强度大小随轴坐标均匀变化，其关系为（为第（2）问中求得的值），某带电粒子从点沿轴正方向射入电场后，进入第四象限的非匀强磁场，求粒子从射入磁场到速度方向第一次变为沿轴正方向的过程中，其运动轨迹与轴所围成的面积。
参考答案
题号 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）
【详解】（1）温度为时，对气缸受力分析，可得
---------------------2分
解得---------------------2分
设活塞刚好报警时，末状态封闭气体的压强为，此时封闭气体的体积为；对气缸受力分析，可得 ---------------------2分
由理想气体状态方程可得
-----------------------2分
解得：-----------------------2分
14．(1) （3分）
(2) （5分）
(3) （6分）
【详解】（1）小车由A→B的过程中，由动能定理可得
------------1分
解得
--------------2分
（2）当小车线圈刚进入磁场时
--------1分
根据闭合电路欧姆定律可得
------------1分
则安培力
------------1分
再由牛顿第二定律
----------1分
联立解得
------------1分
（3）小车进入交替磁场中运动的过程中，始终只有一条边在切割磁感线，安培力
--------------------1分
对任意微过程，根据动量定理可得
--------------1分
对全过程求和可得
-------------1分
又因为
------------------1分
所以到停止时小车的位移
-------------------2分
15．(1) （3分）
(2) （7分）
(3) （6分）
【详解】（1）粒子在电场区域做类平抛运动，则
，------------2分
代入
解得-------------1分
（2）由段的边界方程可知
粒子在电场中水平、竖直位移分别满足：
---------------1分
------------1分
联立可得：------------1分
从点出电场时的速度与水平方向的夹角满足
则 --------1分
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，由几何关系
-----------------1分
由--------1分
解得------------1分
（3）粒子进入第四象限的磁场后，沿轴方向应用动量定理有 ---------------1分
对粒子从进入磁场到速度方向变为沿轴正方向的过程求和得 ------1分
可得：----------------1分
运动轨迹与轴所围成的面积----------1分
代入
解得：-------------2分

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