山东省德州市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2022-2023学年高二下学期7月期末考试
物理试题
2023．7
本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。
2．选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂；非选择题答案必须使用0．5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．在花岗岩、大理石等装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素。下列说法正确的是（ ）
A．（氡核）衰变为（铅核），要经过4次衰变，4次衰变
B．在、、三种射线中，射线的穿透能力最强、电离能力也最强
C．（氡核）的半衰期是4天，100克（氡核）经过8天后还剩下50克
D．放射性元素发生衰变时，所释放的电子是原子核外电子挣脱原子核束缚形成的
2．如图为氢原子能级图（部分），大量处于基态的氢原子吸收能量为E的光子后，只能辐射三种频率为、、的光子，且，下列说法正确的是（ ）
A．能量为E的光子的频率为
B．三种光子频率关系为：
C．处于基态的氢原子可以吸收频率为的光子，发生跃迁
D．处于激发态的氢原子辐射光子后，电子的电势能和动能都变小
3．汽车空气悬挂系统可以通过压缩空气来调节汽车离地高度，其简化结构模型如图所示。气缸与活塞之间封闭一定质量的气体。气缸气密性、导热性良好，气体可视为理想气体，环境温度保持不变。在活塞缓慢下降一段距离的过程中，气缸内的气体（ ）
A．内能增加，气体压强增大
B．放出热量，外界对气体做功
C．内能减小，速率大的分子数占总分子数的比例减少
D．内能不变，单位时间内、单位面积上碰撞活塞的分子数不变
4．如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨竖直放置。导轨之间接有定值电阻R，一根与导轨等宽的金属棒置于导轨上，金属棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在垂直导轨平面向里的匀强磁场中。时刻，金属棒由静止释放，运动过程中与两导轨始终保持垂直且接触良好。通过金属棒的电流为I，金属棒两端的电压为U，金属棒运动的速度为v，金属棒的位移为x，通过电阻R的电荷量为q。下列图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．用图1装置研究某金属发生光电效应的遏止电压与照射光频率的关系，图2为实验得到的遏止电压。与照射光频率变化的关系图像，下列说法正确的是（ ）
A．实验中，图1中的开关S应扳向1
B．由图2可得，该金属的极限频率为
C．图1中入射光的频率为时，把滑动变阻器的滑片移到最左端，电流计G仍有示数
D．由图2可得，图像的斜率表示普朗克常量
6．某同学利用如图所示电路模拟远距离输电，图中交流电源电压有效值为6V，定值电阻，小灯泡、的规格均为“6V ”，理想变压器、原、副线圈的匝数比分别为和。小灯泡电阻不变，导线电阻忽略不计，双刀双掷开关S分别接通电路I和电路II，两电路都稳定工作时，（ ）
A．通过电阻的电流为
B．灯泡的功率为
C．灯泡和灯泡亮度相同
D．电阻消耗的功率大于电阻消耗的功率
7．如图所示，空间内分布着方向沿x轴正方向、大小为B的匀强磁场（图中未画出），一带正电的粒子从坐标原点O以速度出发，的方向在xOz平面内且与x轴正方向的夹角为。一段时间后，粒子第一次经过x轴时，与O点的距离为d。已知粒子的质量为m、电荷量为q，重力不计，粒子运动对原磁场的影响忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A．粒子出发时受到的洛伦兹力的方向沿y轴正方向
B．粒子出发时受到的洛伦兹力的大小为
C．若仅增大匀强磁场的磁感应强度B，则d变小
D．若仅增大入射时速度与x轴正方向的夹角，则d变大
8．如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为20cm的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的倍，A管在上方。管内空气被一段水银柱隔开。水银柱在两管中的长度均为10cm。现将玻璃管倒置使B管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变了1cm。气体温度保持不变，以cmHg为压强单位，下列说法正确的是（ ）
A．倒置前，A管的横截面积是B管的2倍，则B管内空气压强比A管内空气压强大30cmHg
B．倒置后，A管内的空气柱长度减小1cm，B管内的空气柱长度增加1cm
C．倒置前，A管内的空气压强为
D．倒置后，B管内的空气压强为133cmHg
二、多项选择题：本题共4小题，共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
A．图甲：黑体辐射强度与波长的关系图像中，
B．图乙：一个处于第4能级的氢原子，最多可以辐射3种频率的光子
C．图丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子结构为“枣糕模型”
D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
10．一定质量的理想气体由状态a，经过状态b、状态c，最后回到状态a，其热力学温度T随压强p变化关系如图所示，ba的延长线过坐标原点，下列说法中正确的是（ ）
A．气体由状态a至状态b，外界对气体不做功
B．气体由状态b到状态c，气体对外界做的功等于气体吸收的热量
C．气体由状态c至状态a，可能在绝热状态下进行
D．气体由状态a经状态b至状态c吸收的热量大于气体由状态c至状态a释放的热量
11．如图所示，光滑绝缘水平面上存在宽度为L，竖直向上的匀强磁场区域，其磁感应强度大小为B。单匝正方形导体框ABCD以速度v从磁场左侧边界水平向右进入磁场区域，最终AB边恰好离开磁场。已知导体框质量为m，边长为、各边电阻相等，运动过程中导体框CD边始终与磁场边界平行。下列说法正确的是（ ）
A．导体框的CD边刚进入磁场区域时，CD边的电压为
B．导体框进入磁场区域和穿出磁场区域的过程，产生的感应电流的方向相同
C．导体框的AB边刚进入磁场区域时，导线框的速度为
D．导体框进入和穿出磁场区域的整个过程中，AB边上产生的焦耳热为
12．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨水平固定放置，电阻不计，导轨间距为L，左侧接一阻值为R的电阻。矩形匀强磁场I、II的宽均为d，两磁场的间距也为d，磁感应强度大小均为B、方向均竖直向下。一质量为m、长为L、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好。给金属棒施加水平向右的恒力，使金属棒由静止开始运动，运动距离为s时进入匀强磁场I，已知金属棒进入磁场I和II时的速度相等。下列说法正确的是（ ）
A．金属棒刚进入磁场I时N点的电势高于M点电势
B．金属棒离开磁场I时的速度大小为
C．金属棒通过磁场I区和通过两个磁场间隔区的时间相等
D．金属棒穿过两个磁场的过程中，电阻R上产生的热量为
三、非选择题：本题共6小题，共计60分。
13．（6分）气体实验可以用来测量微小植物种子的体积，一位同学进行了如下实验：
（1）取适量的种子，将种子装入注射器内；
（2）将注射器通过一段细管与压强传感器相连，细管内气体体积为；
（3）然后缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的刻度V，压强传感器自动记录此时气体的压强p；
（4）重复上述步骤（3），分别记录活塞在其它位置的刻度V和记录相应的气体压强p；
（5）进行数据处理。
回答如下几个问题：
（1）完成本实验的基本要求是________。
A．必须在等温条件下操作
B．注射器密封性必须良好
C．气体的压强和体积必须用Pa、为单位
（2）为了减小误差，在进行数据处理时，应根据所测的V、p数据，作________（选填“”，“”）图像，是一条倾斜的直线．
（3）正确做出图像如图（坐标轴所表示物理量未标出），与纵轴的交点坐标值为b，斜率为k，可求得种子的总体积表达式为________．
14．（8分）音响中的变压器一般是环状的，可视为理想变压器。某同学设计实验，测定音响中的变压器原、副线圈匝数。
（1）该同学取一段细漆包线，在铁芯上紧密缠绕匝的线圈e、f，在原线圈的a、b端接学生电源的交流电压18V，用理想电压表测出副线圈c、d端和绕制的线圈e、f端电压分别为和，则原、副线圈的匝数之比________，副线圈的匝数为________匝;
（2）实际的变压器工作时，由于有能量损失，测得的原、副线圈的匝数之比________（选填“大于”“等于”“小于”）实际的原、副线圈的匝数之比。
（3）引起变压器有能量损失的原因
A．线圈通过电流时会发热
B．铁芯在交变磁场的作用下会发热
C．交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内
D．所用学生电源的电压太低
15．（8分）如图甲所示，固定的两光滑导体圆环相距1m。圆环通过导线与电源相连，电源的电动势，内阻。在两圆环上放置一导体棒，导体棒质量，长度，电阻，圆环电阻不计，匀强磁场竖直向上。开关S闭合后，导体棒可以静止在圆环上某位置，该位置对应的半径与水平方向的夹角为，从右往左看的示意图如图乙所示，g取，，。求：
（1）导体棒所受安培力的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小。
16．（8分）如图所示，间距为、电阻不计的足够长的平行导轨弯折成双斜面形，右侧导轨光滑，左侧导轨粗糙，左、右导轨分别与水平面成、角，范围足够大的匀强磁场方向垂直于右侧导轨斜面向上，磁感应强度大小为。质量为、长度为、电阻为的两根相同的导体棒a、b与两平行导轨垂直放置且接触良好。现将金属棒a、b由静止释放，金属棒a、b各自沿斜面运动一段距离后，都能达到匀速运动。已知，，重力加速度g取，量最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）金属棒b匀速运动时的速度大小v；
（2）金属棒a与斜面间的动摩擦因数。
17．（14分）如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞a和活塞b用一轻质弹簧连接，之间封闭一定质量的理想气体。活塞a、b的质量分别为m、3m，面积分别为S、2S，弹簧原长为L，弹簧的劲度系数。初始时系统处于平衡状态，此时活塞a、b到汽缸两圆筒连接处的距离相等且弹簧处于压缩状态，两活塞间气体的温度为。活塞外大气压强为，g为重力加速度，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸不漏气，不计弹簧的体积。
（1）求密闭气体的压强；
（2）求两活塞之间的距离；
（3）缓慢降低两活塞间气体的温度，一段时间后，活塞b将运动到汽缸两圆筒连接处，求此时气体的温度。
18．（16分）如图所示，与y轴平行的直线MN、PQ把y轴右侧区域分为3个区域，与x轴的交点分别为B、C。区域I存在沿y轴负方向的匀强电场，区域II存在垂直于纸面向里的匀强磁场，区域III存在沿x轴负方向的匀强电场。质量为m，电荷量为q的带正电粒子从y轴上的A点以初速度沿x轴正方向射入区域I，经过x轴上的B点进入区域II，此时速度方向与x轴正方向的夹角为。已知，，区域I和区域III中电场强度大小相等，区域II中磁感应强度大小为，不计粒子的重力。
求：
（1）区域I中的电场强度E的大小；
（2）粒子从B点进入区域II，第一次到达边界PQ所用的时间t；
（3）粒子离y轴的最大距离L；
（4）粒子再次到达y轴时离O点的距离。
高二物理试题参考答案
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．A 2．B 3．B 4．D
5．C 6．D 7．C 8．C
二、多项选择题：本题共4小题，共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．AB 10．AD 11．ACD 12．BD
三、非选择题：本题共6小题，共计60分。
13．（6分，每空2分）AB
14．（8分，每空2分）6 180 大于 ABC
15．（8分）
（1）对导体棒受力分析，如图
2分
解得 2分
（2） 2分
1分
解得 1分
16．（8分）
解：（1）金属棒b匀速运动时， 1分
1分
1分
解得： 1分
（2）金属棒a匀速运动时， 2分
1分
解得 1分
17．（14分）
解：（1）设封闭气体的压强为，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有
2分
解得 2分
（2）对活塞a由平衡条件有 2分
解得 2分
（3）缓慢降低两活塞间的气体的温度使得活塞b刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧的整体，由平衡条件可知，气体的压强不变依然为 1分
初、末状态的体积分别为， 2分
由于气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，故有 1分
由盖·吕萨克定律得 1分
解得 1分
18．（16分）
解：（1）粒子经过B点时， 1分
粒子由A至B的过程，由动能定理可得
2分
解得： 1分
（2）粒子在区域II运动，有 1分
解得
粒子在区域I 1分
由几何关系可知，粒子恰好垂直经过PQ。轨迹的圆心角为。
1分
1分
解得： 1分
（3）粒子进入区域III后，先做匀减速直线运动，减速至0，位移为 1分
解得 1分
则离y轴最远距离 1分
（4）粒子在返回通过MN时，离x轴距离 1分
返回区域I中，x方向 1分
y方向 1分
粒子再次通过y轴时，离O点距离 1分