2023-2024学年陕西省天一大联考高二（下）期末联考物理试卷（含答案）

2023-2024学年陕西省天一大联考高二（下）期末联考物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.某同学用如图所示装置研究光电效应，金属板的左侧表面涂有荧光物质，用波长为的紫外线照射金属板会逸出光电子，在两金属板间加有电压，当两金属板间的电压为时，荧光物质刚好不发光。已知普朗克常量为，光在真空中传播速度为，电子的电量为，则下列说法正确的是( )
A. 将板向左移，荧光物质不会发光
B. 将板向上移，荧光物质会发光
C. 光电子的最大初动能为
D. 金属板的极限频率为
2.如图所示，某手机店用放在水平面上的折叠支架来展示手机，图为示意图，背部支撑面与底部支撑面垂直，不计背部支撑面与手机间的摩擦，减小背部支撑面与水平面的夹角，则( )
A. 支架底座与水平面间摩擦力增大
B. 手机对底部支撑面的压力增大
C. 手机对支架的作用力增大
D. 手机重力和底部支撑面对手机作用力的合力增大
3.由于地球自转，地球两极和赤道处的重力加速度不同，若地球两极处的重力加速度为，地球的自转周期为，将地球看成质量分布均匀、半径为的球体，则质量为的物体在赤道处受到的重力大小为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，甲、乙两同学在水平地面上练习垫排球。甲同学将排球垫过去的轨迹为Ⅰ，乙同学将排球垫回的轨迹为Ⅱ，两同学的接球点在同一高度，甲同学垫球和接球的位置相同，球可视为质点，不计空气阻力，关于排球在轨迹Ⅰ、Ⅱ中的运动，下列判断正确的是( )
A. 运动时间可能相同 B. 最小速度大小可能相同
C. 最大速度大小可能相同 D. 重力的最大瞬时功率可能相同
5.利用洛埃镜可以测量光的波长，其原理和杨氏双缝干涉实验相同。为单色光源，为水平放置的平面镜，到平面镜的距离为，到光屏的距离为，下列判断正确的是( )
A. 若条纹间距为，则单色光波长为
B. 仅增大，条纹间距增大
C. 仅增大，条纹间距增大
D. 仅将平面镜向左平移一小段距离，条纹间距增大
6.如图所示为电磁炮的基本原理图俯视图。水平平行金属直导轨、充当炮管，金属弹丸放在两导轨间，与导轨接触良好，两导轨左端与一恒流源连接，可使回路中的电流大小恒为，方向如图所示，两导轨中电流在弹丸所在处产生的磁场视为匀强磁场。若导轨间距为，弹丸质量为，弹丸在导轨上运动的最大距离为，弹丸能加速的最大速度为，不计摩擦，则下列判断正确的是( )
A. 导轨间的磁场方向向上 B. 导轨间的磁场磁感应强度大小为
C. 弹丸克服安培力做功获得动能 D. 弹丸先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动
7.如图所示的变压器为理想变压器，，两定值电阻的阻值均为，在原线圈两端接入电压为的正弦交流电源。若仅用导线连接、，变压器原线圈输入的功率为若仅用导线连接、，变压器原线圈输入的功率为若用导线连接、，再用导线连接、，变压器原线圈输入的功率为( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，、是波传播路径上的两个质点，时刻，质点的位移为，质点在平衡位置。从零时刻起，质点的振动方程为，则下列判断正确的是( )
A. 波沿轴负方向传播
B. 波的传播速度大小为
C. 从图示时刻开始，质点比质点先到达波谷
D. 质点比质点振动超前
9.在空间固定、两个点电荷，图中实线为两电荷电场的部分电场线，过、的直线上有、、、四点，、到的距离和、到的距离均为，点电势比点电势高，则下列判断正确的是( )
A. 电荷带正电、电荷带负电
B. 的电荷量比的电荷量大
C. 点电势比点电势高
D. 一个带负电的点电荷在点电势能比在点电势能大
10.如图所示，匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的磁场方向均沿水平方向垂直纸面向外，两磁场边界水平，磁场宽度均为，磁场Ⅰ下边界到磁场Ⅱ上边界间距为，磁场Ⅰ的磁感应强度大小为。边长为、电阻为的单匝正方形金属线框在垂直于磁场的竖直平面内，开始时边离磁场Ⅰ上边界距离为，由静止释放金属线框，线框在向下运动的过程中始终在竖直面内，且边始终水平，线框分别匀速穿过磁场Ⅰ、Ⅱ，重力加速度为，忽略空气阻力，则下列判断正确的是( )
A. 金属线框的质量为
B. 磁场Ⅱ的磁感应强度大小为
C. 线框经过磁场Ⅰ产生的焦耳热小于经过磁场Ⅱ产生的焦耳热
D. 线框经过磁场Ⅰ、Ⅱ产生的总焦耳热为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某实验小组要测量当地的重力加速度。由于没有摆球，小组成员找到了一块外形不规则的小金属挂件代替摆球做了一个如图所示的单摆。
用刻度尺测量悬线的长，将挂件拉开一个不大于的角度后释放，用秒表测出次全振动的总时间，则挂件振动的周期________。
改变悬线的长，并测出悬线长，重复实验，测出挂件振动的周期为，则当地的重力加速度为_________用、、、表示。
若多次改变悬线的长度重复实验，测得每次实验时悬线的长及对应的挂件振动的周期，作图像，得到的图像是一条_________填“过原点”或“不过原点”的倾斜直线，若图像的斜率为，则当地的重力加速度为_________。
12.某同学根据实验室提供的器材组成如图所示电路，测电源电动势和内阻并同时测量电流表的内阻。所用器材：电源为两节干电池，电流表量程，内阻，电流表量程，电阻箱，滑动变阻器，开关和单刀双掷开关、，导线若干。
实验时，先将接，接，滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，闭合开关，调节、，使电流表、的指针偏转均较大，若这时示数为、电流表的示数如图所示，则电流表的示数为_________；若这时电阻箱接入电路的电阻为，则电流表的内阻_________用、、表示。
将开关接，开关接，将电流表改装成量程为的电压表，则电阻箱接入电路的电阻_________多次调节滑动变阻器，测得多组电流表、的示数、，作图像，得到图像与纵轴的截距为，图像斜率的绝对值为，则得到电源的电动势_________，内阻_________后两空用、、、、中的符号表示。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.一定质量的理想气体从状态变化到状态，其过程如图所示，图线的反向延长线经过坐标原点，此过程中，气体吸收了的热量。已知气体在状态时的压强为，求：
气体从到的过程中，气体的压强是否发生了变化，并说明理由；
气体从到的过程中，气体的内能增加了多少？
14.如图所示，在坐标系中，垂直于轴的虚线与轴之间存在磁感应强度大小为的匀强磁场含边界，磁场方向与平面垂直。一质子束从坐标原点射入磁场，所有质子射入磁场的初速度大小不同但初速度方向都与轴正方向成角向下。是与轴平行的荧光屏质子打到荧光屏上不再反弹，、两点的坐标分别为，。已知质子比荷，。求：结果均可用分数表示
质子在磁场中运动的最长时间是多少
如果让荧光屏发光长度尽可能长且质子的运动轨迹未出磁场，质子初速度大小的取值范围是多少。
15.如图所示，质量为的物块放在特殊材料动摩擦因数比较大制成的水平面上，绕过定滑轮的轻绳一端与物块相连，另一端吊着质量为的物块，处于静止状态。质量为的圆环套在轻绳上，在离物块高度为处由静止释放，与发生弹性碰撞，碰撞时间极短，当的速度刚好为零时，与发生第二次碰撞。已知重力加速度为，轻绳为不可伸长的刚性绳即、及绳可视为整体，圆环与绳之间无摩擦，不计空气阻力，求：
圆环与物块第一次碰撞前瞬间圆环的速度大小
圆环与物块碰撞后瞬间，圆环和物块的速度大小
物块与水平面间的动摩擦因数为多大。
参考答案
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不过原点

12.


13.根据理想气体状态方程
气体从到的过程中，由图像可知
可知气体从到的过程中，气体做等压变化，气体的压强不变。
气体从到过程中，体积增大，气体对外做功大小为
根据热力学第一定律可得
解得气体的内能增加了

14.质子能打到轴上时，在磁场中运动的时间最长，如图所示
由周期公式
又由几何关系可知
则粒子在磁场中运动的最长时间
当质子轨迹与相切时，如图所示，设此时初速度为 ，轨迹半径为，由几何关系可得
又
解得
当粒子运动轨迹与磁场边界相切时，如图所示，
设此时初速度为 ，轨迹半径为 ，由几何关系可得
又
解得
综上可得

15.根据机械能守恒有
解得
与发生弹性碰撞，根据动量守恒，设向下方向为正
根据能量守恒
解得
，
设与水平面间的动摩擦因数为 ，碰撞后向下做匀减速直线运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律对、有
， ，
根据题意
， ，
解得

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