四川省达州市2024-2025学年高二下学期期末教学质量监测物理试卷(含解析)

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四川省达州市2024-2025学年高二下学期期末教学质量监测物理试卷(含解析)

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四川省达州市普通高中2024-2025学年高二下学期期末教学质量监测
物理试题
一、单选题
1.下列说法正确的是(  )
A.图甲中增大双缝到屏的距离L,两相邻亮条纹间距离将减小
B.图乙中电磁炉应用了金属锅底内的涡流产生热量给锅内食物加热
C.图丙中分子间距离为r0时,分子间斥力和引力的合力为零,分子势能也为零
D.图丁中抽去玻璃板后两种气体混合,原因是分子间存在相互作用的引力
2.如图所示是卢瑟福α粒子散射实验的实验装置图,以下说法正确的是(  )
A.α粒子是质子
B.图中A、B两位置观察到的闪光次数接近
C.实验表明原子核集中了原子几乎全部质量
D.该实验证实了汤姆逊原子模型的正确性
3.达州市地处山区,有非常丰富的水资源,其独特的地理优势为建造小型水电站提供了得天独厚的条件,如图甲为某小型水电站向外供电示意图,发电机的内部原理简化图如图乙所示。升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2(变压器均为理想变压器)。则下列说法正确的是(  )
A.减小,可以提高远距离输电的输电效率
B.若用户端用电器增多,输电线上损耗的电功率会增大
C.图乙中的线圈处于中性面状态,磁通量变化率最大
D.增大图乙中线圈转动的角速度,发电站产生交流电的频率会增大,有效值会减小
4.半导体二极管的单向导电性,可以对交变电流进行整流,将交变电流变为直流,一种简单的整流电路如图甲所示,为交变电流信号输入端,为半导体二极管,为定值电阻。信号输入后,电阻两端输出的电压信号如图乙所示,则关于该输出信号,下列说法正确的是(  )
A.该输出电压频率为
B.一个标有“,”的电容器并联在电阻两端,可以正常工作
C.该输出电压有效值为
D.若电阻,则内产生的热量为
5.如图所示是电阻可忽略足够长的光滑平行金属导轨。导轨上端接有阻值为的定值电阻,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。在导轨上端无初速释放一阻值不可忽略的金属棒,金属棒与导轨垂直且接触良好。金属棒的速度、加速度、两端的电压以及克服安培力做功的功率,随时间变化图像可能正确的有(  )
A.B.
C.D.
6.如图所示,用长为的不可伸长绝缘轻绳将铜制闭合小环悬挂于点,小环半径为、质量为。在点正下方水平放置一根与小环共面的通电直导线,直导线中的恒定电流方向水平向右。为小环的初始释放位置,与竖直方向夹角为,位置在点正下方,位置为小环摆动到右侧的最高点,现将小环从点无初速释放,忽略空气阻力,重力加速度大小为,则(  )
A.小环从到的过程中会产生逆时针方向的感应电流
B.小环从到的过程中所受安培力方向始终与运动方向相反
C.小环最终会停在点,且产生的热量为
D.增大导线中的恒定电流,小环从开始摆动到停止摆动所用时间会减小,产生的热量会增大
7.如图所示,甲乙为横截面积相同的同种材料制成的等边三角形线框和正方形线框,两线框的边长相等,现将它们置于磁感应强度随时间按图丙变化的匀强磁场中,线框平面始终与磁场方向垂直,则甲乙两线框中的感应电流大小比值为(  )
A. B. C. D.
二、多选题
8.如图甲是半径为的质量均匀透明水晶球,过球心的截面如图乙所示,为过圆心的水平直线,一单色光从点射入球内,并从点射出,出射光线与平行,且折射角为,光在真空中的传播速度为,则(  )
A.该光束在点的折射角为
B.水晶对该单色光的折射率为
C.光在水晶球中的传播时间为
D.增大光束在点的入射角,光线在玻璃球内有可能会发生全反射
9.如图所示,在底端封闭的细玻璃管中,用少量水银封闭一定质量的理想气体,细玻璃管沿竖直方向放置且管口朝上,假设玻璃管足够长,环境的温度始终保持不变。则下列说法正确的是(  )
A.当玻璃管自由下落时,水银柱相对玻璃管向上移动
B.如果将玻璃管沿顺时针方向缓慢转过至水平放置,封闭气体的密度会增大
C.如果将玻璃管缓慢转过,使玻璃管开口朝下,密闭气体的压强会减小
D.如果将玻璃管缓慢转过,使玻璃管开口朝下,密闭气体的内能会减小
10.如图所示,半径为、圆心为的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。、、、为圆形区域边界的四等分点,半径的中点处有一粒子源,能在纸面内沿各个方向发射质量为、电荷量为、速率为的正电粒子。不计粒子重力以及粒子间的相互作用,下列说法正确的是(  )
A.能离开圆形区域的粒子,在圆形区域内运动的最短时间为
B.能离开圆形区域的粒子,在圆形区域内运动的最短时间为
C.能离开圆形区域的粒子,在圆形区域内运动的最长时间为
D.圆弧上有粒子射出的区域弧长为
三、实验题
11.如图甲所示,用插针法测定玻璃砖折射率的实验中
(1)下列说法正确的是________
A.必须选用上下表面平行的玻璃砖进行实验
B.插上大头针时,使仅挡住的像即可
C.为了减小作图误差,和的距离应适当取大些
D.在一侧始终无法观察到、的像,可能是由于过大,致使光线在面发生了全反射
(2)在完成了光路图以后,一位同学用圆规和刻度尺,以点为圆心,为半径画圆,交延长线于点,过点和点作垂直法线的垂线,与法线的交点分别为点和点,如图乙所示。用刻度尺测得长度为6cm,长度为4cm,则玻璃砖的折射率
(3)另一位同学在该实验中,为了防止笔尖碰到玻璃砖面而损伤玻璃,画出的玻璃砖界面、如图丙所示。其他操作均正确,该同学测得的折射率与真实值相比 。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
12.如图所示,利用以下实验器材改装成如图甲所示的拉力测力计。
输出电压为6V的恒压电源E(内阻不计)
量程为0~0. 6A的电流表A(内阻不计)
定值电阻R1=10Ω
定值电阻R2=5Ω
阻值随长度均匀变化的电阻丝(长度为4cm,总阻值为20Ω)
弹簧(电阻不计、其伸长量ΔL与所受拉力的关系如图乙所示)、开关、导线若干。
(1)在图甲电路中,定值电阻应选择 (选填“R1”或“R2”)
(2)制作拉力测力计的关键步骤是在电流表的表盘刻度上重新标记以N为单位的拉力刻度,这个步骤称为表盘定标,分析改装原理可知,由电流表改装的测力计刻度 (填“均匀”或“不均匀”),表盘右侧标注的拉力值应比左侧 (选填“大”或“小”),表盘正中央对应标示的力为 N。
(3)关于该拉力测力计,下列说法正确的是(  )
A.若要改装量程更大的测力计,应该换用劲度系数更小的弹簧
B.若考虑到实际弹簧有一定阻值且不能忽略,则测量值小于真实值
C.使用一段时间后,电源提供的电压减小,实际电压达不到6V,则测量值大于真实值
四、解答题
13.如图所示为某同学学习了传感器和热力学相关知识后,自己设计的科技创新作品——温度报警装置。导热性能良好的汽缸置于水平地面上,质量为m、横截面积为S的活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气,压力传感报警器固定在竖直杆上,当压力传感器与活塞上表面接触并相互挤压产生压力时,报警器开始报警。若环境温度为T0时,活塞离压力传感器的距离为h,离汽缸底的距离为5h,大气压强恒为p0=,重力加速度大小为g。
(1)求报警器开始报警时的环境温度T1;
(2)若汽缸内气体从T0升高到T1时,活塞缓慢向上移动,汽缸内气体从外界吸收热量8mgh,求汽缸内气体内能变化量ΔU。
14.如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小,方向垂直纸面向里。一正方形导线框MNPQ从距磁场上边界高度处自由下落,一段时间后PQ边进入磁场,再过一段时间t,MN边以进入磁场,已知线框质量,边长,电阻。重力加速度,求导线框
(1)刚进入磁场时,PQ边所受安培力f安的大小;
(2)进入磁场过程中产生的热量Q;
(3)进入磁场所用时间t。
15.如图所示,在轴上方空间中存在沿轴负方向的匀强电场,在轴下方空间中,存在垂直平面(纸面)向外的匀强磁场。一比荷(电荷量与质量的比值)为的正电粒子,以速率从沿轴正方向射入,并依次通过轴上的和轴上的,通过时,粒子速度方向与轴正方向成。已知和坐标分别为和,不计粒子重力,求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子第五次经过轴时的坐标。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C B D C C A BC AC BD
11.(1)C
(2)1.5
(3)偏小
【详解】(1)A.选用上下表面不平行的玻璃砖进行实验,只要操作合理,同样能测折射率,选项A错误;
B.插上大头针时,使挡住P1和的像,选项B错误;
C.为了减小作图误差,和的距离应适当取大些,选项C正确;
D.因光线在面的折射角等于在面的入射角,可知无论多大,光线也不可能在面发生全反射,选项D错误。
故选C。
(2)玻璃砖的折射率
(3)如图所示
实线为实际的光路图,虚线为实验中作出的折射光线,可知作出的折射光线相比实际折射光线沿逆时针转动了一个角度,所以折射角α的测量值大于真实值,而由于玻璃砖上表面与aa′平行,所以入射角β的测量值等于真实值,因此玻璃砖折射率的测量值比真实值偏小。
12.(1)
(2) 不均匀 大 300
(3)B
【详解】(1)回路中的最小电阻为
则定值电阻选择R1;
(2)[1][2]设电阻丝总长为l,电阻丝总电阻为R,某时刻弹簧伸长量为xcm,由闭合电路欧姆定律
因I与x是非线性关系,可知由电流表改装的测力计刻度不均匀,表盘右侧标注的拉力值应比左侧大;
[3]表盘正中央对应I=0.3A,则x=2cm由图可知,标示的力为300N。
(3)A.若要改装量程更大的测力计,应该换用劲度系数更大的弹簧,选项A错误;
B.若考虑到实际弹簧有一定阻值且不能忽略,则电流测量值偏小,可知拉力测量值偏小。则测量值小于真实值,选项B正确;
C.使用一段时间后,电源提供的电压减小,实际电压达不到6V,则电流测量值偏小,x偏小,则拉力测量值偏小,即测量值小于真实值,选项C错误。
故选B。
13.(1)
(2)
【详解】(1)活塞缓慢向上移动过程中,由于汽缸内封闭气体压强始终保持不变,此过程为等压变化,根据盖吕-萨克定律可得
解得
(2)汽缸内封闭气体压强始终保持不变,根据平衡条件可得
解得
活塞缓慢向上移动过程中,封闭气体体积膨胀,气体对外做功为,则有
由热力学第一定律
综上可得
14.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)导线框进入磁场前做自由落体运动,当PQ边刚进入磁场时,导线框速度大小为v0。
根据机械能守恒定律得
解得
此时PQ边切割磁感线产生的感应电流为
PQ边所受安培力为
带入数值得
(2)导线框进入磁场过程中,由能量守恒有
带入数值得
(3)导线框进入磁场过程中由动量定理有
其中
通过导线框的电荷量为
带入数值计算可得
15.(1)
(2)
(3)(6L,0)
【详解】(1)粒子在电场中做类平抛运动,由速度关系可知粒子在的速度与初速度满足关系
粒子从到的过程中,由动能定理得
综上得
(2)设的距离为,由平抛运动推论有
解得
即点坐标为(2L,0)
分析粒子在磁场中的运动轨迹可知,连线与轴负方向夹角为45°,恰好与方向垂直,则说明连线为轨迹圆的直径,由几何关系可知,轨迹圆半径
粒子的洛伦兹力提供圆周运动向心力有
综上可得
(3)分析粒子运动轨迹可知,粒子第二次与x轴相交时距为d,则
即粒子与x轴第二次相交点为坐标原点,由直线边界的对称性可知,此时速度方向与x轴正方向成45°则粒子在电场中做类斜抛运动,设水平位移为x3,运动时间为t,则,,
即粒子从电场经过(4L,0)到磁场,再次做圆周运动,并遵循第一次从电场到磁场中做圆周运动的规律,则第四次经过x轴时横坐标为x4,则
粒子将从(2L,0)进入电场,重复第一次由磁场到电场的类斜抛运动,则第五次经过x轴时横坐标为x5,则
综上粒子第五次经过x轴时坐标为(6L,0)

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