?2022-2023學(xué)年山東省濟(jì)寧市高二（下）期末物理試卷
一、單選題（本大題共8小題，共24.0分）
1. 下列描述正確的是(????)
A. 第二類永動機(jī)違背了能量守恒定律
B. 露珠呈球狀是由于液體表面張力的緣故
C. 從陽光中看到的塵埃的運(yùn)動是布朗運(yùn)動
D. 物體的溫度升高時，物體內(nèi)所有分子的動能均增大
2. 如圖所示，正六邊形線框abcdef由六根阻值完全相同的導(dǎo)體棒連接而成，固定于勻強(qiáng)磁場中，且線框平面與磁場方向垂直。線框頂點(diǎn)a、b與電源兩極相連，電源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻忽略不計。開關(guān)S閉合后，線框受到的安培力大小為F，若僅將ab棒移走，則余下線框受到的安培力大小為(????)

A. F6 B. 5F6 C. 6F5 D. F2
3. 如圖所示，某同學(xué)利用一圓桶形透明容器測量液體的折射率，該容器的橫截面直徑為D，底部中心安裝一點(diǎn)光源，將該容器豎直放置，向容器中注入待測液體，當(dāng)恰好看到液體上表面被全部照亮?xí)r，液體的高度為h，則該液體的折射率為(????)

A. 2hD B. D2+4h2D C. D2+4h22D D. D2+2h2D
4. 如圖所示為某種車輛智能道閘系統(tǒng)的簡化原理圖，預(yù)埋在地面下的地感線圈L和電容器C構(gòu)成LC振蕩電路，當(dāng)車輛靠近地感線圈時，線圈自感系數(shù)變大，使得振蕩電流的頻率發(fā)生變化，檢測器將該信號發(fā)送至車牌識別器，從而向閘機(jī)發(fā)送起桿或落桿指令。下列說法正確的是(????)

A. LC振蕩電路中，當(dāng)電流最大時，電路中的電場能最大
B. 車輛遠(yuǎn)離地感線圈時，振蕩電路的周期變大
C. 車輛靠近地感線圈時，振蕩電流的頻率變大
D. 電容器放電過程中，電路中的電流逐漸增大
5. 某同學(xué)制作了一個自感電路板，原理圖如圖所示，L1、L2、L3是相同規(guī)格的小燈泡，線圈L的直流電阻不可忽略，D為理想二極管。下列說法正確的是(????)

A. 閉合開關(guān)S，L3立即發(fā)光，L1逐漸亮起來、L2始終不亮
B. 閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后L1、L2、L3的亮度相同
C. 斷開開關(guān)S，L1、L3逐漸熄滅，L2立即熄滅
D. 斷開開關(guān)S，L3會閃亮一下再逐漸熄滅
6. 燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)是一種先進(jìn)的發(fā)電技術(shù)。燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)由兩個等壓變化、兩個絕熱過程構(gòu)成，其壓強(qiáng)p和體積V的關(guān)系如圖所示。如果將工作物質(zhì)看作理想氣體，則下列說法中正確的是(????)

A. C→D過程中，氣體對外界做功為p1(V2?V1)
B. A→B過程中，氣體向外界放出熱量
C. C→D→A過程中外界對氣體做的功大于A→B→C過程中氣體對外界做的功
D. A→B過程中，容器壁單位時間單位面積受到的氣體分子撞擊次數(shù)減少
7. 如圖所示，在光滑的水平面上有兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反的豎直勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場寬度均為2L。一個邊長為L、電阻為R的正方形單匝閉合線圈abcd在外力作用下，以速度v向右勻速通過整個磁場，i表示電路中的感應(yīng)電流，F(xiàn)表示外力，Uab表示ab兩點(diǎn)間的電勢差，P表示線圈的熱功率。規(guī)定順時針方向為感應(yīng)電流的正方向，向右為力的正方向，線圈從圖示位置開始運(yùn)動，則下列圖像中正確的是???(????)

A.
B.
C.
D.
8. 如圖所示，磁敏元件在越來越多的電子產(chǎn)品中被使用，磁性皮套結(jié)合霍爾元件可以對手機(jī)屏幕起到控制作用，打開皮套時磁體遠(yuǎn)離霍爾元件，手機(jī)屏幕變亮；合上皮套時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅。一塊寬度為d、長度為l、厚度為h的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，通入方向向右大小為I的電流，手機(jī)套合上時，元件處于垂直于上表面向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，元件的前、后表面產(chǎn)生穩(wěn)定電勢差U。已知元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子，下列說法正確的是(????)

A. 元件前表面的電勢高于后表面的電勢
B. 僅增大霍爾元件的厚度h，則元件的前、后表面間電勢差U會減小
C. 自由電子所受電場力的大小為eUh
D. 元件單位體積內(nèi)的自由電子個數(shù)為IBedU
二、多選題（本大題共4小題，共16.0分）
9. 在醫(yī)學(xué)上，放射性同位素電池已用于心臟起搏器和人工心臟，核能心臟由钚238(?94238Pu)供能。钚238的衰變方程為?94238Pu→92234U+X，已知钚238、鈾234、X的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，真空中的光速為c，钚238的半衰期為88年。下列說法正確的是(????)
A. X粒子是電子(??10e)
B. 钚238衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于钚238的結(jié)合能
C. 衰變過程中釋放的核能為(m1?m2?m3)c2
D. 1000個钚238經(jīng)過176年后，一定還有250個沒有衰變
10. 近年來，中科院研發(fā)的第三代橫波遠(yuǎn)探測成像測井儀在超深井中實現(xiàn)了清晰的井外地質(zhì)成像及8340米深度的探測紀(jì)錄，創(chuàng)下該類國產(chǎn)儀器深度探測紀(jì)錄，對保障國家能源安全具有重要意義。若一列簡諧橫波沿x軸傳播，如圖所示，圖甲是t=3s時的波形圖像，P為波傳播方向上的一個質(zhì)點(diǎn)，此時yP=5cm，圖乙是x=2m處質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像。下列說法正確的是(????)

A. 該波沿x軸正方向傳播
B. 該波通過2m的障礙物時，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
C. 質(zhì)點(diǎn)P再經(jīng)過0.25s通過的路程為5cm
D. t=4s時，質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向沿y軸正方向，且加速度在增大
11. 氫原子能級圖如圖甲所示，用一群處于n能級(n未知)的氫原子向低能級躍遷發(fā)出的光照射圖乙電路中的陰極K，已知陰極K由逸出功為4.54eV的鎢做成，其中只有a、b兩種頻率的光能使之發(fā)生光電效應(yīng)。分別用這兩種頻率的光照射陰極K，測得圖乙中電流表隨電壓表讀數(shù)變化圖像如圖丙所示。下列說法正確的是(????)

A. 最初是一群處在n=4能級上的氫原子向低能級躍遷
B. 用能量為12eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到某一激發(fā)態(tài)
C. 用a光照射陰極K，斷開開關(guān)后電流表示數(shù)不為零
D. 丙圖中，Uc2的絕對值為7.55V
12. 一勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外，其邊界如圖中虛線所示，半圓弧b?c的半徑為R，ab、cd與直徑bc共線，ab間的距離等于圓的半徑。一束質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子，在紙面內(nèi)從a點(diǎn)以大小不同的速率垂直于ab射入磁場。不計粒子重力及粒子之間的相互作用，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列說法正確的是(????)

A. 若粒子運(yùn)動軌跡經(jīng)過圓心O，則粒子射入磁場時的速率為3qBR4m
B. 若粒子運(yùn)動軌跡經(jīng)過圓心O，則粒子在磁場中的運(yùn)動時間為143πm180qB
C. 若粒子在磁場中的運(yùn)動時間最短，則粒子射入磁場時的速率為qBRm
D. 若粒子在磁場中的運(yùn)動時間最短，則粒子在磁場中的運(yùn)動時間為2πm3qB
三、實驗題（本大題共2小題，共14.0分）
13. 如圖所示，甲、乙兩實驗裝置均可研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

(1)甲裝置中，閉合開關(guān)瞬間，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)了一下。則閉合開關(guān)穩(wěn)定后，將滑動變阻器的滑片向左滑動過程中，靈敏電流計的指針將_______(填“向左偏轉(zhuǎn)”、“向右偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)；
(2)乙裝置中，R為光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小。金屬環(huán)用輕繩懸掛于長直螺線管左側(cè)，并與其共軸。當(dāng)光照增強(qiáng)時，從左向右看，金屬環(huán)中電流方向為__________(填“順時針”或“逆時針”)，并有_______(填“收縮”或“擴(kuò)張”)的趨勢。

14. 利用圖a所示的實驗裝置，研究一定質(zhì)量的氣體在體積不變時壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系，圖中與壓強(qiáng)傳感器相連的試管內(nèi)裝有密閉的空氣和溫度傳感器的熱敏元件。將試管放在盛有涼水的燒杯中，逐次加入熱水并攪拌，穩(wěn)定后通過計算機(jī)記錄氣體的壓強(qiáng)和攝氏溫度，并處理數(shù)據(jù)。

(1)兩組同學(xué)采用不同容積的試管做實驗，獲得的p?t關(guān)系圖像如圖b所示，則試管的容積V1______V2(填“大于”、“小于”、“等于”)；
(2)某同學(xué)用容積為V1的試管做實驗，獲得的p?t關(guān)系圖像如圖c所示，圖像向下彎曲的可能原因是_______；
A. 實驗過程中有進(jìn)氣現(xiàn)象
B. 實驗過程中有漏氣現(xiàn)象
C. 實驗過程中環(huán)境溫度升高
?(3)溫度傳感器的原理圖如圖d所示，干電池(電動勢為1.5V，內(nèi)阻不計)、開關(guān)、毫安表(量程為50mA、內(nèi)阻為10Ω)、熱敏電阻Rt串聯(lián)成一個回路，若熱敏電阻的阻值Rt隨溫度t變化的關(guān)系圖像如圖e所示，則當(dāng)溫度為50℃時，熱敏電阻的阻值為______Ω，該電路能測得的最高溫度為______℃。


四、計算題（本大題共4小題，共46.0分）
15. 一旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)的原理圖如圖甲所示，其線圈固定，輕磁體在外力的驅(qū)動下繞線圈對稱軸轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)線圈的匝數(shù)n=1200匝、面積S=10?3m2、電阻r=3Ω，已知磁體間的磁場為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B= 2πT，磁體轉(zhuǎn)動的角速度ω=10πrad/s，發(fā)電機(jī)的輸出端接一理想變壓器的原線圈，變壓器的副線圈接電阻R=9Ω，如圖乙所示。已知原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=1∶3，求：
(1)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動勢的有效值；
(2)發(fā)電機(jī)的總功率。


16. 2023年5月30日，神舟十六號載人飛船被成功送入太空。當(dāng)航天員準(zhǔn)備從氣閘艙進(jìn)入太空時，首先要關(guān)閉工作艙艙門，將氣閘艙中氣體緩慢抽出，當(dāng)氣閘艙內(nèi)壓強(qiáng)減小到2000Pa時，打開氣閘艙門，從氣閘艙到艙外活動。已知工作艙和氣閘艙中氣體的初始壓強(qiáng)均為1.0×105Pa，工作艙體積為50m3，氣閘艙體積為10m3，艙內(nèi)溫度保持不變。
(1)打開氣閘艙門前，求氣閘艙中抽出的氣體與原有氣體的質(zhì)量之比。
(2)假設(shè)打開氣閘艙門前，從氣閘艙中抽出的氣體都排入工作艙，求排入氣體后，工作艙中的壓強(qiáng)(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。


17. 世界多國都在加緊研制真空管道超高速磁懸浮列車，某研發(fā)團(tuán)隊想要探究其電磁剎車的效果，在遙控小車底面安裝一粗細(xì)均勻的正方形單匝線圈abcd，邊長為L，其平面與水平軌道平行，小車(包含線圈)總質(zhì)量為m，其俯視圖如圖所示，小車到站需要減速時，在前方虛線PP′和QQ′之間設(shè)置一豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁場寬度為H，且H>L。若小車關(guān)閉引擎，線圈cd邊進(jìn)入磁場前的速度為v0，線圈ab邊離開磁場時的速度為v02，在行駛過程中小車所受軌道阻力忽略不計，不考慮車身其它金屬部分的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。求：
(1)cd邊剛進(jìn)入磁場時，cd邊兩端電勢差U的大小和流過cd邊的電流方向；
(2)ab邊剛進(jìn)入磁場時，小車的速度v的大??；
(3)線圈在離開磁場的過程中，ab邊產(chǎn)生的焦耳熱。


18. 某離子加速偏轉(zhuǎn)實驗裝置部分示意圖如圖所示，z軸正方向垂直于xOy平面向外。α粒子在加速器內(nèi)經(jīng)電壓U加速后，在S(0,L,0)點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入Ⅰ區(qū)域，該區(qū)域沿x軸方向的寬度為L，區(qū)域內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小E=2UL。α粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入Ⅱ區(qū)域，該區(qū)域沿x軸方向的寬度為3L，內(nèi)部某圓形區(qū)域存在沿z軸正方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1L Ume。α粒子經(jīng)過Ⅱ區(qū)域的磁場后速度方向偏轉(zhuǎn)90°，再進(jìn)入Ⅲ區(qū)域，該區(qū)域存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，α粒子離開Ⅲ區(qū)域時速度方向平行于xoz平面，且與z軸負(fù)方向成45°角。已知α粒子的電荷量為2e、質(zhì)量為m，不計粒子重力。求：????????????????????????????????
(1)α粒子在Ⅰ區(qū)域內(nèi)沿y軸方向的側(cè)移量y1；????????????????????????????????????????
(2)Ⅱ區(qū)域內(nèi)圓形磁場區(qū)域的最小面積Smin；??????????????????????????????????????????
(3)Ⅲ區(qū)域沿x軸方向的可能寬度d。?????????????????????????????????????????????????
??????????????????
答案和解析

1.【答案】B?
【解析】略

2.【答案】B?
【解析】略

3.【答案】B?
【解析】略

4.【答案】D?
【解析】略

5.【答案】C?
【解析】略

6.【答案】D?
【解析】略

7.【答案】C?
【解析】略

8.【答案】B?
【解析】略

9.【答案】BC?
【解析】略

10.【答案】BD?
【解析】略

11.【答案】CD?
【解析】略

12.【答案】ACD?
【解析】略

13.【答案】(1)向右偏轉(zhuǎn)；(2)逆時針；收縮?
【解析】略

14.【答案】?(1)大于；(2)B；(3)100；90?
【解析】略

15.【答案】(1)感應(yīng)電動勢的最大值?Em=nBSω???
感應(yīng)電動勢的有效值?E=Em 2???
解得E=12V?
(2)在原線圈電路中，?U1=E?I1r??
理想變壓器功率相等，?U1I1=I22R???
又?I2I1=n1n2=13???
解得?I1?=3A?
發(fā)電機(jī)的總功率P=?EI1?=36W?
?
【解析】略

16.【答案】(1)以氣閘艙內(nèi)的氣體為研究對象，假定被抽出的氣體壓強(qiáng)與放出前相同。
抽氣前后，根據(jù)玻意耳定律得?p0V1=p1V1+p0V2???
其中?p0=1.0×105Pa?，?V1=10m3?，?p1=2.0×103Pa
解得抽出的氣體體積?V2=9.8m3???
抽出的氣體與原有氣體的質(zhì)量之比?m放m原=V2V1=4950???
(2)以氣閘艙和工作艙中的所有氣體為研究對象，設(shè)工作艙內(nèi)末態(tài)壓強(qiáng)為p2。
排氣前后，根據(jù)玻意耳定律得?p0(V1+V3)=p1V1+p2V3???
其中?V3=50m3
解得工作艙內(nèi)的末態(tài)壓強(qiáng)?p2=1.2×105Pa???
?
【解析】略

17.【答案】?解析：
(1)cd邊進(jìn)入磁場時，其產(chǎn)生的動生電動勢為?E=BLv0??
cd邊兩端的電勢差U=?34E???
解得U=?34BLv0???
流過cd邊的電流方向從d到c
(2)從cd邊進(jìn)入磁場到ab邊進(jìn)入磁場的過程中，由動量定理得
?I1LB?t1=mv?mv0???
其中?I1=E1R=BL2t1×1R???
從cd邊離開磁場到ab邊離開磁場的過程中，由動量定理得
?I2LB?t2=mv02?mv???
其中?I2=E2R=BL2t2×1R???
解得v=?34v0???
(3)在離開磁場的過程中，線圈產(chǎn)生的焦耳熱?Q=12mv2?12m(v02)2???
ab邊產(chǎn)生的焦耳熱?Qab=14Q???
解得Qab=?5mv02128???
?
【解析】略

18.【答案】(1)在加速電場區(qū)域，根據(jù)動能定理有?2eU=12mv02?0??
解得?v0=2 eUm
在Ⅰ區(qū)域x軸方向上?L=v0t1??
y軸方向上?y1=12a1t12??
根據(jù)牛頓第二定律有?2eE=ma1??
解得?y1=12L??
(2)設(shè)α粒子在Ⅰ區(qū)域內(nèi)做類平拋運(yùn)動的末速度方向與x軸正方向夾角為θ。
則?tanθ=a1t1v0?=1
解得θ=45°
出電場時的末速度v=?v0cosθ= 2v0???
由牛頓第二定律得?2evB=mv2r1???
解得粒子圓弧運(yùn)動的半徑?r1= 2L???
以該圓弧所對的弦為直徑的圓形磁場區(qū)域面積最小，設(shè)圓形磁場區(qū)域的半徑為R，
由粒子偏轉(zhuǎn)90°角得?2R= 2r1???
解得R=L
圓形磁場的最小面積?smin=πR2=πL2???
(3)由粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)可得粒子進(jìn)入Ⅲ區(qū)域時速度方向與x軸正方向和y軸負(fù)方向的夾角均為45°，粒子沿x軸正方向和y軸負(fù)方向的分速度大小均為v0。
進(jìn)入Ⅲ區(qū)域后，粒子在平行于yOz平面上做初速度v0的勻速圓周運(yùn)動，有
T=2πm2e?2B=πm2eB??
粒子離開Ⅲ區(qū)域時，速度與z軸負(fù)方向成45°角，故?t2=(n+34)T?，(n=0,1,2,3…)
Ⅲ區(qū)域內(nèi)，沿x軸正方向做初速度v0的勻速直線運(yùn)動，?d=v0t2??
解得?d=(n+34)πL?，(n=0,1,2,3…)
?
【解析】略

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