山东省德州市名校2022-2023学年高二下学期7月期末考试物理试题（含答案）

德州市名校2022-2023学年高二下学期7月期末考试
物理试题
注意事项：
本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．满分100分，考试时间90分钟．
第Ⅰ卷
一、单选题（本题共有8个小题，每小题3分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意，错选或不选的得0分）
1．碲为斜方晶系银白色结晶，可由半衰期为13h的放射性元素，衰变而成，其衰变方程为，这一衰变过程可用于检测人体甲状腺对碘的吸收，则下列说法正确的是（ ）
A．衰变产物中的X为质子 B．衰变产物中的X为正电子
C．温度升高，放射性元素的半衰期会小于13h D．8个原子经过26h后会剩下2个
2．如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止。设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好。使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是（ ）
A．若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些
B．若外界大气压强增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大
C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
D．若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大
3．某气体的摩尔质量是M，标准状态下的摩尔体积为V，阿伏伽德罗常数为，下列叙述中正确的是（ ）
A．该气体在标准状态下的密度为 B．该气体每个分子的质量为
C．每个气体分子在标准状态下的体积为 D．该气体单位体积内的分子数为
4．如图所示，一端封闭的均匀玻璃管，开口向上竖直放置，管中有两段水银柱封闭了两段空气柱，开始时。现将玻璃管缓慢地均匀加热，下列说法中正确的是（ ）
A．加热过程中，始终有 B．加热后
C．加热后 D．条件不足，无法判断
5．两个容器A、B，用截面均匀的水平细玻璃管相连，如图所示，A、B所装气体的温度分别为17℃和27℃，水银柱在管中央平衡，如果两边温度都升高10℃，那么水银柱将（ ）
A．向右移动 B．向左移动 C．不动 D．条件不足，不能确定
6．通电螺线管外套着a、b两个金属环。两个环的圆心在螺线管的轴线上，如图所示。闭合开关S，在移动滑动变阻器的滑动头P时，下列说法正确的（ ）
A．磁通量币
B．a、b两环中感应电流的磁场与螺线管内部磁感应强度方向相同
C．当P向右滑动时，b环中的感应电流方向为逆时针方向（从左向右看）
D．当P向右滑动时，a、b两环的面积有扩张的趋势
7．如图所示，一边长为a，电阻为R的等边三角形线框在外力作用下以速度匀速穿过宽度均为a的两个匀强磁场区域，两磁场磁感应强度的大小均为B，方向相反，线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直．以逆时针方向为电流正方向，从图示位置开始线框中感应电流Ⅰ与沿运动方向的位移s的关系图象为（ ）
A． B． C． D．
8．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具。图中的铅盒A中的放射源放出大量的带正电粒子（可认为初速度为零），从狭缝进入电压为U的加速电场区加速后，再通过狭缝从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外半径为R的圆形匀强磁场，现在MN上的F点（图中未画出）接收到该粒子，且，则该粒子的比荷为（粒子的重力忽略不计）（ ）
A． B． C． D．
二、多选题（本题共有4个小题，每小题4分，有多个选项是符合题意的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不选的得0分）
9．一群处于基态的氢原子受某种光照射后，跃迁到第4能级，发出的光谱中只有两条可见光a和b。a、b在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系如图甲所示。图乙为氢原子能级图，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，下列说法正确的是（ ）
A．照射光子的能量E＝12.75eV
B．a光的波长比b光的波长短
C．氢原子受激发后，能发出10种不同频率的光
D．a光是氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出的光
10．如图所示，在斯特林循环P-V图像中，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，A→B和C→D为等温过程，该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中，气体从外界吸收热量
B．B→C过程中，气体分子的热运动变得更激烈
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化
11．静止在匀强磁场中的某放射性元素的核，放出的一个α粒子和反冲核轨道半径之比R∶r＝30∶1，如图所示，则（ ）
A．α粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反 B．反冲核的原子序数为62
B．原来放射性元素的原子序数为62 D．反冲核与α粒子的速度之比为1∶62
12．某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压，输出功率500kW。降压变压器的匝数比，输电线总电阻。其余线路电阻不计，用户端电压，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A．发电机的输出电流为368A B．输电线上损失的功率为4.8kW
C．输送给储能站的功率为408kW D．升压变压器的匝数比
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题
13．（6分）
利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强p和体积V（等于注射器示数与塑料管容积△V之和），逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。
回答以下问题：
（1）在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体 。
A．p与V成正比 B．p与成正比
（2）若气体被压缩到V＝10.0mL，由图乙可读出封闭气体压强为 Pa（保留3位有效数字）。
（3）某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了△V，则在计算pV乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而 （填“增大”或“减小”）。
14．（8分）
如图所示，厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体的上侧面A和下侧面A＇之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应，实验表明：当磁场不太强时，电势差U，电流Ⅰ和B的关系为：，式中的比例系数K称为霍尔系数。
霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电荷量为e，导体板单位体积中电子的个数为n，回答下列问题：
（1）达到稳定状态时，导体板上的侧面A的电势 下侧面A＇的电势（填高于、低于或等于）．
（2）电子所受洛伦兹力的大小为 ．
（3）当导体板上、下两侧面之间的地势差为U时，电子所受的静电力的大小为 ．
（4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数为K＝ ．
四、解答题
15．（10分）
如图甲所示，一长漆包线绕制的正方形线圈区域内，存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直。金属线圈所围的面积，匝数n＝100，线圈总电阻，线圈与电阻R构成闭合回路，电阻。匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，求：
（1）0～2s内，电阻R两端的电压；
（2）2～3s内，电路中的感应电流的大小；
（3）线圈中电流的有效值。
16．（12分）
如图所示，传统爆米花机的“爆米”原理是：密封铁炉内米粒和空气同时受热，米粒中的水分蒸发，与空气形成混合气，炉内产生高压，让米粒中水分继续蒸发受阻。打开铁炉，米粒突遇低温产生内外压力差，米粒中水分急剧膨胀使米粒爆炸形成爆米花。某型爆米花机的铁炉仓体积为。工人师傅封装米粒的实物体积为，翻滚铁炉均匀加热，同时观察仪表，当炉内温度升高到1527℃时，决定开炉，只闻“砰”的一声响，洁白香脆的爆米花应声出炉。已知环境温度为27℃，大气压强为。忽略米粒因水分蒸发对自身体积的影响，将炉内气体视为理想气体，试求：
（1）不计水蒸气的体积，开炉前瞬间炉内空气的压强是多少；
（2）达到开炉温度时，水蒸气占混合气的体积比例为20%，则开炉前瞬间炉内混合气体的压强是多少。
17．（12分）
如图所示，相距为d、板间电压为的平行金属板间有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场；OP和x轴的夹角α＝45°，在POy区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，POx区域内有沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为E；一质量为m、电荷量为q的正离子沿平行于金属板、垂直磁场的方向射入板间并做匀速直线运动，从坐标为的a点垂直y轴进入磁场区域，从OP上某点沿y轴负方向离开磁场进入电场，不计离子的重力．
（1）离子在平行金属板间的运动速度；
（2）POy区域内匀强磁场的磁感应强度B；
（3）离子打在x轴上对应点的坐标．
18．（12分）
如图所示，竖直固定的足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为L，其电阻不计。完全相同的两金属棒ab、cd垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终良好接触，已知两棒的质量均为m，电阻均为R，cd棒放置在水平绝缘平台上，整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。ab棒在竖直向上的恒力作用下由静止开始向上运动，当ab棒向上运动的位移为x时恰好达到最大速度，此时cd棒对绝缘平台的压力也恰好为零，重力加速度为g，求：
（1）ab棒的最大速度；
（2）在ab棒由静止运动到最大速度的过程中回路产生的焦耳热Q；
（3）ab棒由静止运动到最大速度的过程中经历的时间t。
物理试题答案
1．B 2．D 3．B 4．A 5．A 6．D 7．B 8．C
9．AD 10．ACD 11．AC 12．CD
13．①．B ②． ③．增大
【详解】
（1）[1]在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体，P与成正比。
故选B。
（2）[2]若气体被压缩到V＝10.0mL，则有
由图乙可读出封闭气体压强为
（3）[3]某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了△V，则在计算pV乘积时，根据
可知他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随Р的增大而增大。
14．（1）低于 （2）evB （3） （4）
15．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）根据法拉第电磁感应定律，0～2s时间内线圈中磁通量均匀变化，产生的感应电动势为
则电阻R两端的电压
（2）2～3s内感应电动势为
由欧姆定律可知，2～3s内的感应电流大小为
（3）由欧姆定律可知，0～2s内感应电流大小为
在一个周期0～3s时间内，根据电流的热效应有
解得电流的有效值
16．【答案】（1）；（2），
【详解】
（1）对炉内空气系统，刚封装时，状态1
开炉前瞬间，状态2
因忽略米粒体积变化，不计水蒸气的体积，空气系统作等容变化，由查理定律
（2）对炉内空气系统，刚封装时，状态1
开炉前瞬间，因水蒸气占混合气的体积比例为20%，状态3
由理想气体状态方程
因炉内空气是混合气的一部分，在相同状态下，混合气的压强同为。
17．答案（1） （2） （3）
解析
（1）正离子在平行金属板间匀速运动，根据平衡条件有
①
根据平行金属板间的场强和电势差的关系有
②
由①②式解得
③
（2）在磁场中，由几何关系有
④
洛伦兹力充当向心力，根据牛顿第二定律有
⑤
由③④⑤式解得
⑥
（3）在电场中正离子做类平抛运动，则有
沿y轴负方向： ⑦
沿x轴正方向： ⑧
离子在电场中运动的加速度 ⑨
离子打在x轴上对应点的横坐标
⑩
由③④⑦⑧⑨⑩式解得
离子打在x轴上对应点的坐标为

18．
（1）设ab棒达到最大速度时，感应电动势为E，感应电流为I，对cd棒由平衡条件BIL＝mg
由闭合电路欧姆定律
由法拉第电磁感应定律
解得
（2）设ab棒所受恒力大小为F，ab棒达到最大速度时，由平衡条件F＝mg＋BIL
由功能关系
解得
（3）ab棒由静止到最大速度过程中通过ab棒的电荷量
在此过程中由动量定理
即
解得．