2023-2024学年江苏省常州市金坛一中高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年江苏省常州市金坛一中高二（下）期末物理试卷，共14页。试卷主要包含了单项选择题，主观题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）一个质量为0.1kg的小球以3m/s的速度水平向右运动，碰到墙壁后以3m/s的速度沿同一直线反弹，取水平向右为正方向，则碰撞前后小球的动能和动量分别变化了（ ）
A．0.9J，0B．0，0.6kg•m/s
C．0，﹣0.6kg•m/sD．﹣0.9J，0
2．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高
B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大
C．由图丙可知，当分子间的距离r＞r0时，分子间的作用力先减小后增大
D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功
3．（4分）容积为20L的钢瓶充满氧气后，压强为150atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5L的小瓶中，若小瓶原来是抽空的，小瓶中充气后压强为10atm，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装（ ）
A．4瓶B．50瓶C．56瓶D．60瓶
4．（4分）一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T．t＝0时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图象。下列说法中正确的是（ ）
A．t＝0时质点a的速度比质点b的大
B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小
C．图乙可以表示质点a的振动
D．图乙可以表示质点b的振动
5．（4分）如图所示，匝数为N、面积为S的闭合线圈abcd水平放置，与磁感应强度为B的匀强磁场夹角为45°。现将线圈以ab边为轴顺时针转动90°，则（ ）
A．线圈水平放置时的磁通量为
B．整个过程中线圈中的磁通量始终不为0
C．整个过程中线圈的磁通量变化量为NBS
D．整个过程中线圈的磁通量变化量为BS
6．（4分）如图所示，图甲为磁流体发电机、图乙为质谱仪、图丙为速度选择器（电场强度为E、磁感应强度为B）、图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势高
B．图乙中，H、H从静止经电场加速后射入磁场，打在胶片上的位置靠近P的粒子是H
C．图丙中，粒子能够沿直线匀速向右通过速度选择器的速度
D．图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大
7．（4分）一定质量理想气体的状态经历了如图所示的A→B、B→C两个过程，其中AB平行于纵轴，BC的延长线通过原点，则该气体（ ）
A．A→B过程外界对气体做功
B．B→C过程气体对外界做功
C．全过程中温度先升高后不变
D．全过程中温度先降低后不变
8．（4分）如图所示，上端封闭下端开口的玻璃管在外力F的作用下，静止在水中，管内封闭一定质量的理想气体。调整F的大小，使玻璃管缓慢向下移动一小段距离，下列说法正确的是（ ）
A．气体的体积变大
B．外力F变小
C．管中水面与管外水面高度差不变
D．气体的压强变大
9．（4分）有关固体和液体，下列说法中正确的是（ ）
A．固体分为晶体和非晶体，其中晶体的光学性质是各向同性的
B．组成晶体的物质微粒在空间整齐排列成“空间点阵”
C．液体的物理性质表现出各向异性
D．液体具有流动性是因为液体分子具有固定的平衡位置
10．（4分）如图，为氢原子能级示意图。现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是（ ）
A．最多可辐射出3种不同频率的光
B．由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光的能量为12.09eV
C．由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光的波长最短
D．由n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
11．（4分）一含有光电管的电路如图甲所示，乙图是用a、b、c光照射光电管得到的I﹣U图线，Uc1、Uc2表示截止电压，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中光电管得到的电压为反向电压
B．a、b光的波长相等
C．a、c光的波长相等
D．a、c光的光强相等
二、主观题（12题，每空3分，15分，13题8分，14题11分，15题12分，16题10分）
12．（15分）某学习小组“利用单摆测定重力加速度”的实验装置如图1所示，请在横线上完成相应内容。
（1）若该同学测得的重力加速度值偏大，其原因可能是 。
A．单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了
B．把50次摆动的时间误记为49次摆动的时间
C．开始计时，秒表过早按下
D．测摆线长时摆线拉得过紧
（2）若实验过程中没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出T2﹣l图像，如图2所示。
①实验得到的T2﹣l图像是 （选填：“a”、“b”或“c”）；
②小球的直径是 cm；
③实验测得当地重力加速度大小是 m/s2；（取三位有效数字）。
④为了减小误差，应从最 （选填：“高”或“低”）点开始计时。
13．（8分）如图所示，某透明材料的横截面是半径为R的半圆，AB为直径，O为圆心。P为圆周上的一点，P到AB的距离为，底面AB用吸光材料涂黑。入射光平行于AB射向圆面上的P点，经两次折射后射出光束共偏向30°。已知真空中的光速为c，求：
（ⅰ）透明材料的折射率；
（ⅱ）光通过透明材料的时间。
14．（11分）如图所示，固定在轻质弹簧两端质量分别是m1＝0.5kg、m2＝1.49kg的两个物体置于光滑水平地面上，m1靠在光滑竖直墙上。现有一颗质量m＝0.01kg的子弹水平射入m2中，使弹簧压缩而具有12J的弹性势能，然后m1和m2都将向右运动。试求：
（1）子弹入射前的速度；
（2）竖直墙对m1的冲量；
（3）m1离开挡板后弹簧具有的最大弹性势能。
15．（12分）两根平行直导轨固定在水平面上，导轨左侧连接光滑的弧形轨道，两部分连接良好，水平部分有宽度为d，垂直于导轨平面的匀强磁场B，两导轨间距为L，右侧连接电阻R和电容器C。质量为m、电阻为r的金属棒从弧形导轨的顶端h处由静止释放，金属棒刚好穿出磁场区域。金属导轨电阻不计，金属棒与水平导轨间动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：
（1）电金属棒刚进入磁场时电容器的电荷量Q；
（2）金属棒在磁场运动过程中，流经金属棒的电荷量q以及回路产生的焦耳热Q热。（不计电容器充放电过程中的其他能量损失）
16．（10分）平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力，求：
（1）粒子到达O点时速度的大小和方向；
（2）电场强度和磁感应强度的大小之比。
2023-2024学年江苏省常州市金坛一中高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（每小题4分，共44分）
1．（4分）一个质量为0.1kg的小球以3m/s的速度水平向右运动，碰到墙壁后以3m/s的速度沿同一直线反弹，取水平向右为正方向，则碰撞前后小球的动能和动量分别变化了（ ）
A．0.9J，0B．0，0.6kg•m/s
C．0，﹣0.6kg•m/sD．﹣0.9J，0
【答案】C
【点评】本题考查学生对动量变化量定义的掌握，是一道基础题，注意方向即可。
2．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高
B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大
C．由图丙可知，当分子间的距离r＞r0时，分子间的作用力先减小后增大
D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功
【答案】A
【点评】解答本题的关键要理解各个图像的意义，特别是要掌握分子热运动的速率的分布特点和理想气体状态方程。
3．（4分）容积为20L的钢瓶充满氧气后，压强为150atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5L的小瓶中，若小瓶原来是抽空的，小瓶中充气后压强为10atm，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装（ ）
A．4瓶B．50瓶C．56瓶D．60瓶
【答案】C
【点评】本题考查等温变化状态方程。重点是确定初末状态的各物理量，注意原瓶内气体体积，不要忘了V0。
4．（4分）一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T．t＝0时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图象。下列说法中正确的是（ ）
A．t＝0时质点a的速度比质点b的大
B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小
C．图乙可以表示质点a的振动
D．图乙可以表示质点b的振动
【答案】D
【点评】本题既要能理解振动图象和波动图象各自的物理意义，又要抓住它们之间内在联系，能熟练根据波的传播方向判断出质点的速度方向。
5．（4分）如图所示，匝数为N、面积为S的闭合线圈abcd水平放置，与磁感应强度为B的匀强磁场夹角为45°。现将线圈以ab边为轴顺时针转动90°，则（ ）
A．线圈水平放置时的磁通量为
B．整个过程中线圈中的磁通量始终不为0
C．整个过程中线圈的磁通量变化量为NBS
D．整个过程中线圈的磁通量变化量为BS
【答案】D
【点评】注意：磁通量是标量，但有正、负之分；穿过线圈的磁通量与线圈匝数无关。
6．（4分）如图所示，图甲为磁流体发电机、图乙为质谱仪、图丙为速度选择器（电场强度为E、磁感应强度为B）、图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势高
B．图乙中，H、H从静止经电场加速后射入磁场，打在胶片上的位置靠近P的粒子是H
C．图丙中，粒子能够沿直线匀速向右通过速度选择器的速度
D．图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大
【答案】B
【点评】本题主要考查了回旋加速器等仪器的相关应用，理解不同仪器的工作原理，结合牛顿第二定律和动能定理即可完成分析。
7．（4分）一定质量理想气体的状态经历了如图所示的A→B、B→C两个过程，其中AB平行于纵轴，BC的延长线通过原点，则该气体（ ）
A．A→B过程外界对气体做功
B．B→C过程气体对外界做功
C．全过程中温度先升高后不变
D．全过程中温度先降低后不变
【答案】D
【点评】本题考查了判断气体状态变化过程气体做功情况与气体温度如何变化，根据图示图象分析清楚气体状态变化过程是解题的前提，应用理想气体状态方程即可解题。
8．（4分）如图所示，上端封闭下端开口的玻璃管在外力F的作用下，静止在水中，管内封闭一定质量的理想气体。调整F的大小，使玻璃管缓慢向下移动一小段距离，下列说法正确的是（ ）
A．气体的体积变大
B．外力F变小
C．管中水面与管外水面高度差不变
D．气体的压强变大
【答案】D
【点评】本题考查了气体等温变化过程，理解物理量的初末状态，合理利用理想气体状态方程分析是解决此类问题的关键。
9．（4分）有关固体和液体，下列说法中正确的是（ ）
A．固体分为晶体和非晶体，其中晶体的光学性质是各向同性的
B．组成晶体的物质微粒在空间整齐排列成“空间点阵”
C．液体的物理性质表现出各向异性
D．液体具有流动性是因为液体分子具有固定的平衡位置
【答案】B
【点评】此题考查固体、液体和晶体的基本性质，只要把课本上的这些基础知识掌握即可。
10．（4分）如图，为氢原子能级示意图。现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是（ ）
A．最多可辐射出3种不同频率的光
B．由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光的能量为12.09eV
C．由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光的波长最短
D．由n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
【答案】C
【点评】本题考查学生对能级跃迁规律的掌握，其中对规律大量的氢原子处于n的激发态，当向低能级跃迁时辐射，辐射种类为的掌握是解题关键。
11．（4分）一含有光电管的电路如图甲所示，乙图是用a、b、c光照射光电管得到的I﹣U图线，Uc1、Uc2表示截止电压，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中光电管得到的电压为反向电压
B．a、b光的波长相等
C．a、c光的波长相等
D．a、c光的光强相等
【答案】C
【点评】解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU截mhγ，同时注意正向电压与反向电压的区别．
二、主观题（12题，每空3分，15分，13题8分，14题11分，15题12分，16题10分）
12．（15分）某学习小组“利用单摆测定重力加速度”的实验装置如图1所示，请在横线上完成相应内容。
（1）若该同学测得的重力加速度值偏大，其原因可能是 D 。
A．单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了
B．把50次摆动的时间误记为49次摆动的时间
C．开始计时，秒表过早按下
D．测摆线长时摆线拉得过紧
（2）若实验过程中没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出T2﹣l图像，如图2所示。
①实验得到的T2﹣l图像是 c （选填：“a”、“b”或“c”）；
②小球的直径是 1.0 cm；
③实验测得当地重力加速度大小是 9.86 m/s2；（取三位有效数字）。
④为了减小误差，应从最 低 （选填：“高”或“低”）点开始计时。
【答案】（1）D；（2）①c，②1.0，③9.86，④低。
【点评】本题主要考查了单摆测量重力加速度的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合单摆的周期公式和图像的物理意义即可完成分析。
13．（8分）如图所示，某透明材料的横截面是半径为R的半圆，AB为直径，O为圆心。P为圆周上的一点，P到AB的距离为，底面AB用吸光材料涂黑。入射光平行于AB射向圆面上的P点，经两次折射后射出光束共偏向30°。已知真空中的光速为c，求：
（ⅰ）透明材料的折射率；
（ⅱ）光通过透明材料的时间。
【答案】（i）透明材料的折射率为；
（ⅱ）光通过透明材料的时间为。
【点评】本题是考查了折射定律的应用，关键作出光路图，通过几何关系求解相关角度和光程。
14．（11分）如图所示，固定在轻质弹簧两端质量分别是m1＝0.5kg、m2＝1.49kg的两个物体置于光滑水平地面上，m1靠在光滑竖直墙上。现有一颗质量m＝0.01kg的子弹水平射入m2中，使弹簧压缩而具有12J的弹性势能，然后m1和m2都将向右运动。试求：
（1）子弹入射前的速度；
（2）竖直墙对m1的冲量；
（3）m1离开挡板后弹簧具有的最大弹性势能。
【答案】（1）子弹入射前的速度600m/s 水平向左；
（2）竖直墙对m1的冲量12N•s，水平向右；
（3）m1离开挡板后弹簧具有的最大弹性势能3J。
【点评】本题考查了求速度、冲量、弹性势能等问题，本题物体的运动过程复杂，分析清楚物体的运动过程、选择恰当的过程是正确解题的前提与关键，应用动量守恒定律、动量定理、机械能守恒定律即可正确解题，应用动量守恒定律与动量定理解题时要注意正方向的选择。
15．（12分）两根平行直导轨固定在水平面上，导轨左侧连接光滑的弧形轨道，两部分连接良好，水平部分有宽度为d，垂直于导轨平面的匀强磁场B，两导轨间距为L，右侧连接电阻R和电容器C。质量为m、电阻为r的金属棒从弧形导轨的顶端h处由静止释放，金属棒刚好穿出磁场区域。金属导轨电阻不计，金属棒与水平导轨间动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：
（1）电金属棒刚进入磁场时电容器的电荷量Q；
（2）金属棒在磁场运动过程中，流经金属棒的电荷量q以及回路产生的焦耳热Q热。（不计电容器充放电过程中的其他能量损失）
【答案】（1）电金属棒刚进入磁场时电容器的电荷量Q是；
（2）金属棒在磁场运动过程中，流经金属棒的电荷量q是，回路产生的焦耳热Q热是mgh﹣μmgd。
【点评】根据题意分析清楚金属棒的运动过程与电路结构是解题的前提，应用机械能守恒定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律与能量守恒定律可以解题。
16．（10分）平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力，求：
（1）粒子到达O点时速度的大小和方向；
（2）电场强度和磁感应强度的大小之比。
【答案】见试题解答内容
【点评】有关带电粒子在匀强电场中的运动，可以根据带电粒子受力情况，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度；
对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知量；根据周期公式结合轨迹对应的圆心角求时间。
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