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江西省南昌市南昌大学附属学校2024-2025学年高二下学期期末物理素养测物理试卷
一、单选题
1．以下叙述中，符合物理史实的是（ ）
A．光电效应中，遏止电压与入射光的频率有关，与光强无关
B．汤姆孙在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
C．玻尔将量子观念引入原子领域、成功地解释了氢原子和其他原子光谱的实验规律
D．德布罗意的“物质波”假设认为：实物粒子也具有波动性，波长
2．如图所示是一定质量的理想气体从状态a到状态b的图像，线段ab的延长线过原点。下列说法正确的是（　　）
A．ab是一条等温线
B．ab过程中气体从外界吸热
C．ab过程中气体对外界做功为
D．ab过程的图像也是一条延长线过原点的直线
3．已知二氧化碳摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，在海面处容器内二氧化碳气体的密度为ρ，在深海中，二氧化碳浓缩成近似固体的硬胶体。若二氧化碳固体分子的体积为，则该容器内二氧化碳气体全部变成硬胶体后体积约为原来体积的（　　）
A． B． C． D．
4．如图，一列简谐横波在某种介质中沿x轴传播，时波形图如实线所示，时波形图如虚线所示，已知波的传播速度为3m/s，下列说法正确的是（　　）
A．这列波可能沿x轴正方向传播，也可能沿x轴负方向传播
B．质点Q在2s内向右平移6m
C．质点P从到内的路程为
D．频率为的简谐横波遇到此波可发生稳定的干涉现象
5．激光是原子受激辐射产生的光。当原子处于激发态时，若恰有能量的光子从附近通过，在入射光的电磁场影响下，原子会跃迁到低能级，从而辐射出新光子。已知光速为c，普朗克常量为h，则新光子的（　　）
A．频率可能大于 B．能量可能小于 C．波长为 D．动量为
6．如图所示，a、b、c三个线圈是同心圆，b线圈上连接有直流电源和开关K，则下列说法正确的是（　　）
A．K闭合电路稳定后，在断开K的一瞬间，线圈c中有感应电流，线圈a中没有感应电流
B．K闭合电路稳定后，在断开K的一瞬间，线圈a中有感应电流，线圈c中没有感应电流
C．在K闭合的一瞬间，线圈a中有逆时针方向的瞬时电流，有扩张趋势
D．在K闭合的一瞬间，线圈c中有顺时针方向的瞬时电流，有收缩趋势
7．某主题公园的湖里安装了一圆形线状光源的彩灯，半径，如图甲所示。该光源水平放置到湖水下方，光源圆面与液面平行。当彩灯发出红光时，可在水面正上方观察到如图乙所示的红色亮环，亮环与中间暗圆的面积之比为，已知水对红光的折射率为。下列说法正确的是（ ）
A．此彩灯离水面的垂直距离为
B．彩灯变为蓝光时，中间暗圆面积变小
C．若将彩灯上移，则亮环面积与中间暗圆面积之比增大
D．将光源再向湖底竖直向下移动，会使中间暗圆消失
二、多选题
8．在研究a、b两种金属发生光电效应现象的实验中，得到从金属表面逸出光电子最大初动能与入射光频率v之间的关系如图中直线①②所示。已知h为普朗克常量，则（　　）
A．图中直线①②的斜率均为
B．金属a的逸出功小于金属b的逸出功
C．在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同
D．若产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到金属b的光频率较高
9．太阳能光伏发电是利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能的一项新兴技术(如图甲)。如图乙所示为某光伏发电站输电入户的示意图，其中输电电压的有效值恒定，是输电线的等效电阻，变压器为理想变压器，电表均可视为理想电表，下列说法正确的是（　　）
A．若开关均断开，电压表示数不为0
B．开关均闭合的前提下，线路老化导致增大，则电流表的示数增大
C．若先让开关保持闭合状态，然后闭合开关，则电流表的示数减小
D．若先让开关保持闭合状态，然后闭合开关，则电压表的示数减小
10．如图所示，粒子源不断地产生氢的三种同位素原子核（），三种粒子飘入（初速度可忽略不计）电压为的加速电场，经加速后从小孔沿平行金属板的中轴线射入偏转电场。两板间的电压为，在偏转电场的右侧存在范围足够大的有界匀强磁场，磁场左边界与板右端重合，磁场方向垂直纸面向里。三种粒子通过偏转电场后从进入磁场，之后又从边界射出磁场，平行金属板的中轴线与边界交于点。整个装置处于真空中，加速电场与偏转电场均视为匀强电场，不计粒子重力及粒子间的相互作用力。下列说法错误的是（　　）
A．三种粒子从不同位置射入磁场
B．三种粒子从同一位置射出磁场
C．三种粒子射出磁场时速度方向相同
D．仅增大，则射入磁场的位置和射出磁场的位置之间的距离不变
三、实验题
11．为了让学生理解微观分子尺寸的测量方法及其在纳米技术中的应用，老师设计测量磷脂分子大小（模拟生物膜结构）的实验，让学生通过油膜法测量磷脂分子的长度，结合生物膜结（如细胞膜磷脂双分子层）的实际模型
实验器材有：
透明培养皿；微量移液管（最小精度为0.01mL）；磷脂乙醇溶液；痱子粉（或石膏粉，用于显示油膜边界）；坐标纸（最小方格边长1mm）
实验步骤如下：
（1）溶液配制：用微量移液管取0.100mL纯磷脂，溶于99.9mL无水乙醇，配制成稀释1000倍的溶液（总体积100mL）。乙醇的作用是帮助磷脂在水面快速扩散，挥发后仅留磷脂分子。
（2）油膜制备：向培养皿中倒入蒸馏水，水面高度约2mm，均匀撒上一层薄痱子粉（避免粉粒过厚导致油膜无法展开）。用微量移液管取15滴稀释后的磷脂乙醇溶液的体积为0.050mL，
滴在水面中央，等待乙醇完全挥发（约1分钟），形成稳定油膜。
（3）面积测量：将培养皿置于坐标纸上方，用透明胶片覆盖油膜，描绘油膜边界。对于不满一格的部分按（大于半格计1格，小于半格不计）原则统计总格数N=800格，则油膜总面积是S= m2。
（4）数据计算：每滴溶液中磷脂体积V= cm3（保留2位有效数字）。代入数据可得d≈ nm（1nm=10-9m，结果保留1位小数）。
（5）实际测量中，若油膜未完全展开（存在重叠区域），则计算出的分子长度会偏 （填“大”或“小”）
12．在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测干电池（电动势约为1.5V，内阻小于1.0Ω）
B．电流表G（满偏电流，内阻）
C．电流表A（0~0.6A，内阻0.1Ω）
D．滑动变阻器（0~20Ω，10A）
E．滑动变阻器（0~1000Ω，1A）
F．定值电阻（990Ω）
G．定值电阻（90Ω）
H．开关和导线若干
（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了甲图中的实验电路。其中定值电阻选 （填器材前面的序号“F”或“G”）；在该电路中，为了操作方便且能较准确的进行测量，滑动变阻器应选 （填写器材前面的序号“D”或“E”）。
（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理实验电路，利用测出的数据绘出的图线（为电流表G的示数，为电流表A的示数），则由图线可得被测电池的电动势 V（保留两位小数），内阻 Ω。（保留两位小数）
四、解答题
13．如图所示，粗细均匀的L形玻璃管放在竖直平面内，BC部分水平放置，管的两端封闭且管内装有水银，A端和C端分别封闭着长度均的理相气体，已知竖直管内水银柱的高度，A端气体的压强为76cmHg，环境的热力学温度为330K，现对C端气体缓慢加热，直到C端气体长度为12cm（A端气体的温度始终和环境的热力学温度相同），求此时：
（1）A端气体的压强。
（2）C端气体的热力学温度。
14．北京谱仪是北京正负电子对撞机的一部分，它可以利用带电粒子在磁场中的运动测量粒子的质量、动量等物理量。
考虑带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中的运动，且不计粒子间相互作用。
(1)一个电荷量为的粒子的速度方向与磁场方向垂直，推导得出粒子的运动周期T与质量m的关系。
(2)两个粒子质量相等、电荷量均为q，粒子1的速度方向与磁场方向垂直，粒子2的速度方向与磁场方向平行。在相同的时间内，粒子1在半径为R的圆周上转过的圆心角为，粒子2运动的距离为d。求：
a．粒子1与粒子2的速度大小之比；
b．粒子2的动量大小。
15．某校航模兴趣小组设计了一个飞行器减速系统，有摩擦阻力、电磁阻尼、空气阻力系统组成，装置如图所示，匝数N=100匝、面积S=、电阻r=0.1Ω的线圈内有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀增加的磁场，其变化率k=1.0T/s．线圈通过电子开关S连接两根相互平行、间距L=0.5m的水平金属导轨，右端连接R=0.2Ω的电阻，其余轨道电阻不计．在导轨间的区域1中存在水平向右、长度为d=8m的匀强磁场，磁感应强度为B2，其大小可调；在区域2中存在长度足够长、大小为0.4T、方向垂直纸面向里的匀强磁场．飞行器可在轨道间运动，其下方固定有一根长为L=0.5m、电阻也为R=0.2Ω的导体棒AB，与导轨良好接触，飞行器（含导体棒）总质量m=0.5kg．在电子开关闭合的同时，飞行器以的初速度从图示位置开始运动，已知导体棒在区域1中运动时与轨道间的动摩擦因数=0.5，g＝10 m/s2，其余各处摩擦均不计．
（1）飞行器开始运动时，求AB棒两端的电压U；
（2）为使导体棒AB能通过磁场区域1，求磁感应强度应满足的条件；
（3）若导体棒进入磁场区域2左边界PQ时，会触发电子开关使S断开，同时飞行器会打开减速伞，已知飞行器受到的空气阻力f与运动速度v成正比，且f=ηv（η=0.4kg/s）．当取何值时，导体棒在刚进入PQ区域时的加速度最大，求此加速度的最大值．
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B A C D C D BD AD AB
11． 大
12． F D 1.50 0.83
13．（1）95cmHg；（2）471.6K
【详解】（1）设玻璃管的横截面积为S，当C端气体长度为时，A端气体长度应为8cm，A端气体做等温变化，则有
其中
，，
解得
（2）C端气体的热力学温度和压强均发生变化，由理想气体状态方程有
其中
，，
，，
解得
14．(1)
(2)a．；b．
【详解】（1）粒子速度方向与磁场垂直，做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
解得轨道半径
圆周运动的周期
将R代入得
比例关系为
（2）a．由题意知粒子1做圆周运动，线速度
粒子2做匀速直线运动，速度
所以速度之比
即
b．对粒子1，由洛伦兹力提供向心力有
可得
粒子2的动量
结合前面的分析可得
15．（1）2V（2）0.8T（3）0，8m/s2
【详解】解：(1)线圈的感应电动势为:
电路中总电阻：
流过导体棒的电流：
导体棒两端电压：
(2)若导体棒刚好运动到磁场区域1右边界，磁感应强度B2最大
由动能定理：
得：
故
(3)为使导体棒在磁场区域2中的加速度最大，应取：
导体棒进入磁场区域2瞬间的速度为v1
由动能定理得：
得：
导体棒受到的安培力为：
其中
根据牛顿第二定律：
得：

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