山东省曹县第一中学(拓展部)2024-2025学年高二下学期6月月考物理试卷(含答案)

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名称 山东省曹县第一中学(拓展部)2024-2025学年高二下学期6月月考物理试卷(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2025-06-27 10:55:49

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2024-2025学年度第二学期高二物理期末模拟
一、单选题
1.2025年3月,我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布,标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳14的衰变方程为,则( )
A.X为电子,是在核内中子转化为质子的过程中产生的
B.X为电子,是在核内质子转化为中子的过程中产生的
C.X为质子,是由核内中子转化而来的
D.X为中子,是由核内质子转化而来的
2.如图所示电路,将开关从b调到a后,电路中电流的图像应为下列中的(  )
A. B.
C. D.
3.如图所示,宽度为h、厚度为d的霍尔元件放在与它垂直的磁感应强度大小为B的匀强磁场中,当恒定电流I通过霍尔元件时,在它的前后两个侧面之间会产生电压,这样就实现了将电流输入转化为电压输出,为提高输出的电压,可采取的措施是(  )
A.增大 B.减小 C.增大 D.减小
4.如图为原子核的比结合能曲线,横坐标为质量数,纵坐标为比结合能,由图可知(  )
A.质量数的原子核比结合能最大,因此该核发生核反应时会释放大量能量
B.铀核的比结合能小于中等质量原子核,故铀核裂变生成两个中等核的过程会释放核能
C.两个氢核聚变为氦核的过程需要吸收能量
D.比更稳定
5.如图为一种交流发电装置的示意图,长度为、间距为L的两平行金属电极固定在同一水平面内,两电极之间的区域I和区域Ⅱ有竖直方向的磁场,磁感应强度大小均为B、方向相反,区域I边界是边长为L的正方形,区域Ⅱ边界是长为L、宽为的矩形。传送带从两电极之间以速度v匀速通过,传送带上每隔固定一根垂直运动方向、长度为L的导体棒,导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为(  )
A. B. C. D.
6.图是某种同步加速器的原理图。直线通道有电势差为的加速电场,通道转角处有可调的匀强偏转磁场。电量为,质量为的带电粒子以速度进入加速电场,而后可以在通道中循环加速。带电粒子在偏转磁场中运动的半径为。忽略相对论效应,下列说法正确的是(  )
A.偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里
B.加速一次后,带电粒子的动能增量为
C.加速k次后,带电粒子的动能增量为
D.加速k次后,偏转磁场的磁感应强度为
7.如图所示为一理想变压器的电路示意图,交流电源的输出电压U恒定,图中的交流电表均为理想电表。下列说法正确的是(  )
A.仅将滑片Q下移时,A1、A2和V表示数均变少
B.仅将滑片Q下移时,变压器的输入功率变小
C.仅将触头P上移时,A1,A2和V表示数均变大
D.仅将触头P上移时,变压器的输入功率变小
8.如图所示,在倾角为的斜面上放置一个带有活塞的导热气缸,活塞用平行于斜面的轻弹簧拉住,弹簧的另一端被固定,弹簧的劲度系数为,初始状态活塞到气缸底部内侧的距离为,气缸底部外侧到斜面底端挡板的距离为,气缸内气体的初始温度为。已知气缸质量为,活塞的质量为,气缸内部的横截面积为,活塞与气缸间密封一定质量的理想气体,该封闭气体的内能与温度之间存在关系,不计一切摩擦,,大气压为。现对气缸进行缓慢加热,则(  )
A.气缸内气体对活塞的压力是由气体分子间的斥力引起的
B.初始状态下气缸内气体压强
C.气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板时,气体的温度为
D.从最初到气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板时,气体吸收的热量
二、多选题
9.氢原子的能级图如图1所示,大量处于某激发态的氢原子跃迁时,会产生四种频率的可见光。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I,从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用两种光分别照射如图2所示的实验装置,都能产生光电效应。下列说法正确的是(  )
A.光Ⅰ比光Ⅱ有更显著的波动性
B.两种光分别照射阴极K产生的光电子到达阳极A的最大动能之差为1.13eV
C.滑片P向a移动,电流表示数为零时I对应的电压表示数比Ⅱ的大
D.用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ(0°<θ<90°)照射同一平行玻璃砖,Ⅰ光的侧移量小
10.如图所示,半径为20cm的竖直圆盘以10rad/s的角速度匀速转动,固定在圆盘边缘上的小圆柱带动绝缘T形支架在竖直方向运动。T形支架下面固定一长为30cm、质量为200g的水平金属棒,金属棒两端与两根固定在竖直平面内的平行光滑导轨MN和PQ始终紧密接触,导轨下端接有定值电阻R和理想电压表,两导轨处于磁感应强度大小为5T、方向垂直导轨平面向外的匀强磁场中。已知金属棒和定值电阻的阻值均为0.75Ω,其余电阻均不计,重力加速度g=10m/s2,以下说法正确的是(  )
A.理想电压表的示数为1.5V
B.T形支架对金属棒的作用力的最大值为7N
C.圆盘转动一周,T形支架对金属棒所做的功为
D.当小圆柱体经过同一高度的两个不同位置时,T形支架对金属棒的作用力相同
11.如图,一圆柱形汽缸水平固置,其内部被活塞M、P、N密封成两部分,活塞P与汽缸壁均绝热且两者间无摩擦。平衡时,P左、右两侧理想气体的温度分别为和,体积分别为和,。则(  )
A.固定M、N,若两侧气体同时缓慢升高相同温度,P将右移
B.固定M、N,若两侧气体同时缓慢升高相同温度,P将左移
C.保持不变,若M、N同时缓慢向中间移动相同距离,P将右移
D.保持不变,若M、N同时缓慢向中间移动相同距离,P将左移
12.为了实现月球航天探测器在月球表面安全着陆,其底部安装了一个电磁缓冲装置,如图所示。该装置主要部件有两部分:①由高强度绝缘材料制成的缓冲滑块,其内部边缘绕有闭合的矩形单匝线圈;②探测器主体,包括绝缘光滑缓冲轨道、,缓冲轨道内存在磁感应强度大小为、方向垂直于整个缓冲轨道平面向里的稳定匀强磁场。已知线圈的总电阻为,边的长度为,探测器主体的质量为。当探测器以速度接触月球表面时,缓冲滑块的速度立刻减为零,而探测器主体下落高度为时才停止,月球表面的重力加速度为,探测器主体下落的整个过程均未与缓冲滑块接触。关于整个过程,下列说法正确的是(  )
A.线圈中产生的感应电流的方向为逆时针方向
B.穿过线圈的磁通量的变化量为
C.探测器主体克服安培力做的功为
D.探测器主体所受重力的冲量大小为
三、实验题
13.某学校的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律,在注射器中密封了一定质量的气体。
(1)下列实验操作中正确的是
A.密封气体前,在柱塞上均匀涂抹润滑油
B.推拉柱塞时,用手握住注射器气体部分
C.实验时应快速移动柱塞
(2)甲同学在不同温度下进行了两次实验,得到的图像如图乙所示,由图可知一定质量的气体,在温度保持不变的条件下,压强与体积成 比(选填“正”或“反”)。进一步分析可知两次实验的温度大小关系为T1 T2(选填“<”“=”或“>” )。
(3)若橡胶套内的气体不可忽略,乙同学在实验过程中移动柱塞,多次记录注射器上的体积刻度 V和气压计读数p,绘出的图像可能为 。
A. B. C. D.
14.热敏电阻是电路中经常使用的传感器元件:
(1)某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有:
待测热敏电阻Rt(实验温度范围内,阻值约几百欧到几千欧);
电源E(电动势1.5V,内阻r约为0.5Ω);
电阻箱R(阻值范围0~9999.99Ω);
滑动变阻器R1(最大阻值20Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值2000Ω);
微安表(量程100μA,内阻等于2500Ω);
开关两个,温控装置一套,导线若干。
该小组设计了如图甲所示的测量电路,主要实验步骤如下:
a.按图甲连接电路;
b.闭合S1、S2,调节滑动变阻器滑片P的位置,使微安表指针满偏;
c.保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开S2,调节电阻箱,使微安表指针半偏;
d.记录此时的温度和电阻箱的阻值。
回答下列问题:
①为了使微安表所在支路两端电压基本不变,滑动变阻器应选用 (选填“R1”或“R2”);
②某温度下微安表半偏时,电阻箱的读数为6500.00Ω,该温度下热敏电阻的测量值为 Ω(保留整数),该测量值 (选填“大于”或“小于”)真实值。
(2)在坐标纸中描绘热敏电阻的图像,如图所示。利用该热敏电阻、电动势(内阻不计)的电源、定值电阻(其中阻值有、、三种可供选择)、控制开关和加热系统,设计电路,以实现环境温度控制。要求将环境温度控制在之间,且当两端电压大于时,控制开关开启加热系统加热。则下列A、B、C三种电路中,可以满足要求的是 (填标号),定值电阻的阻值应选 ,两端的电压小于 时,自动关闭加热系统(不考虑控制开关对电路的影响)。
四、解答题
15.图甲是研究光电效应规律的光电管。用波长λ=0.50 μm的绿光照射阴极K,实验测得流过G表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示的规律,取h=6.63×10-34 J·s。结合图像,求:(结果保留2位有效数字)
(1)当UAK足够大时,每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能;
(2)该阴极材料的极限波长。
16.如图所示,上端开口,下端封闭的足够长玻璃管竖直固定于调温装置内。玻璃管导热性能良好,管内横截面积为S,用轻质活塞封闭一定质量的理想气体。大气压强为,活塞与玻璃管之间的滑动摩擦力大小恒为,等于最大静摩擦力。用调温装置对封闭气体缓慢加热,时,气柱高度为,活塞开始缓慢上升;继续缓慢加热至时停止加热,活塞不再上升;再缓慢降低气体温度,活塞位置保持不变,直到降温至时,活塞才开始缓慢下降;温度缓慢降至时,保持温度不变,活塞不再下降。求:
(1)时,气柱高度;
(2)从状态到状态的过程中,封闭气体吸收的净热量Q(扣除放热后净吸收的热量)。
17.如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成角,N、Q两端接有的电阻。一金属棒ab垂直导轨放置,ab两端与导轨始终有良好接触,已知ab的质量,电阻,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小。ab在平行于导轨向上的拉力作用下,以初速度沿导轨向上开始运动,可达到最大速度。运动过程中拉力的功率恒定不变,取重力加速度大小。
(1)求ab速度最大时所受到的安培力大小及两端的电压U;
(2)求拉力的功率;
(3)ab开始运动后,经速度达到,此过程中ab克服安培力做功为,求该过程中ab沿导轨的位移大小x。
18.如图,光滑平行金属导轨、水平部分固定在水平平台上,圆弧部分在竖直面内,足够长的光滑平行金属导轨、固定在水平面上,导轨间距均为L,点与点高度差为,水平距离也为,导轨、左端接阻值为R的定值电阻,水平部分处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,平行金属导轨、完全处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,两磁场的磁感应强度大小均为。质量为的导体棒放在金属导轨、上,质量为m的金属棒从距离导轨水平部分高度为处由静止释放,从处飞出后恰好落在P、Q端,并沿金属导轨、向右滑行,金属棒落到导轨、上时,竖直方向分速度完全损失,水平分速度不变,最终a、b两金属棒恰好不相碰,重力加速度大小为,不计导轨电阻,一切摩擦及空气阻力。a、b两金属棒接入电路的电阻均为R,运动过程中始终与导轨垂直并接触良好。求:
(1)导体棒a刚进入磁场时的加速度大小;
(2)平行金属导轨、水平部分长度d;
(3)通过导体棒b中的电量及整个过程金属棒a产生的焦耳热。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A A B B D D D D BC BC
题号 11 12
答案 AC ACD
13.(1)A
(2) 反 >
(3)C
【详解】(1)A.密封气体前,在柱塞上均匀涂抹润滑油,可以防止漏气,A正确;
B.实验要保证封闭气体的温度不变,推拉活塞时,手不能握住注射器含有气体的部分,若手握着含有气体的部分,会造成温度变化,B错误;
C.急速推拉活塞,则可能造成漏气和等温条件的不满足,应缓慢推拉活塞,C错误。
故选A。
(2)[1]根据图乙所示的图像是延长线经过原点的直线,可得成正比,则可知一定质量的气体,在温度保持不变的条件下,压强与体积成反比。
[2]由理想气体状态方程:,可知图像的斜率越大,温度越高,分析可知两次实验的温度大小关系为。
(3)若橡胶套内的气体不可忽略,设其体积为,多次记录注射器上的体积刻度V和气压计读数p,由波义耳定律得,当增大时,即图像的斜率随增大而减小。
故选C。
14.(1) 4000 大于
(2) B 3000 1.8
【详解】(1)①[1]用半偏法测量热敏电阻的阻值,尽可能让该电路的电压在闭合前、后保持不变,由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联,滑动变阻器的阻值越小,闭合前、后并联部分电阻变化越小,从而并联部分的电压值变化越小,故滑动变阻器应选;
②[2][3]微安表半偏时,该支路的总电阻为原来的2倍,即
可得
当断开,微安表半偏时,由于该支路的电阻增加,电压略有升高,根据欧姆定律,总电阻比原来2倍略大,也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻,而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻来计算,因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。
(2)[1]A电路A,定值电阻和热敏电阻并联,电压不变,故不能实现电路的控制,A错误;
B电路B,定值电阻和热敏电阻串联,温度越低,热敏电阻的阻值越大,热敏电阻分得电压越大,可以实现1、2两端电压大于2V,控制开关开启加热系统加热,B正确;
C电路C,定值电阻和热敏电阻串联,温度越低,热敏电阻的阻值越大,定值电阻分得电压越小,无法实现1、2两端电压大于2V,控制开关开启加热系统加热,C错误;
故选B。
[2]热敏电阻在20℃的阻值为
由题意可知
解得
[3]28℃时关闭加热系统,此时热敏电阻阻值为4500Ω,此时1、2两点间的电压为
则1、2两端的电压小于1.8V时,自动关闭加热系统。
15.(1)4.0×1012 , 9.6×10-20 J
(2)0.66 μm
【详解】(1)由图可知,最大光电流为0.64μA,则每秒钟阴极发射的光电子数
由图可知,发生光电效应时的截止电压是0.6V,所以光电子的最大初动能
(2)根据光电效应方程得

代入数据得
16.(1)
(2)
【详解】(1)活塞开始缓慢上升,由受力平衡
可得封闭的理想气体压强
升温过程中,等压膨胀,由盖-吕萨克定律
解得
(2)升温过程中,等压膨胀,外界对气体做功
降温过程中,等容变化,外界对气体做功
活塞受力平衡有
解得封闭的理想气体压强
降温过程中,等压压缩,由盖-吕萨克定律
解得
外界对气体做功
全程中外界对气体做功
因为,故封闭的理想气体总内能变化
利用热力学第一定律
解得
故封闭气体吸收的净热量。
17.(1),
(2)
(3)
【详解】(1)棒产生的感应电动势为
设回路中感应电流为,根据闭合电路欧姆定律得
棒受到的安培力大小为
两端的电压
联立以上各式解得,
(2)在棒运动过程中,由于拉力功率恒定,棒做加速度逐渐减小的加速运动,加速度为零时,速度达到最大,设此时拉力大小为,安培力大小为,由平衡条件得
拉力的功率
解得拉力的功率为
(3)ab棒从到的过程中,由动能定理得
解得
18.(1)
(2)
(3),
【详解】(1)设金属棒a刚进入磁场时的速度大小为,根据动能定理有
解得
金属棒进入磁场的瞬间,金属棒a中感应电动势
感应电流
根据牛顿第二定律有
解得
(2)设金属棒a从、飞出时的速度为,飞出后做平抛运动,则有,
解得
金属棒a在金属导轨、水平部分运动过程中,根据动量定理有
根据电流的定义式有
该过程感应电动势的平均值
感应电流的平均值

解得
(3)金属棒落到金属导轨、上向右滑行时的初速度大小为,金属棒a、b组成的系统动量守恒,设最后的共同速度为,根据动量守恒定律有
解得
对金属棒进行分析,根据动量定理有
根据电流的定义式有
解得
金属棒在导轨、上运动时产生的焦耳热
解得
金属棒在导轨上运动时产生的焦耳热
解得
因此金属棒中产生的焦耳热
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