泉州一中、泉港一中、德化一中、厦外石狮分校四校联盟
2023-2024学年下学期期末考联考
高二年段物理学科试卷
满分：100分 考试时间：75分钟
一、单选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）
1．在一个世纪前的物理学大发展中，大量的科学发现促进了人们对微观世界的认识，下列叙述中正确的是（ ）
A．汤姆孙发现阴极射线在磁场中受力情况与正电荷受力相同
B．卢瑟福的α粒子散射实验表明原子中心有一个极小的核
C．玻尔根据原子光谱认为电子的可能轨道的分布是连续的
D．德布罗意认为实物粒子只有粒子性，完全不具有波动性
2．制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象的说法正确的是（ ）
A．上述现象与彩虹的形成原理相同 B．光在薄膜的下表面发生了全反射
C．薄膜上下表面的反射光发生了干涉 D．薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色
3．如图所示为氢原子的能级示意图，基态能量为—；氢原子处于激发态第n能级的能量。现用某种频率的单色光照射大量处于能级的氢原子，使其刚好跃迁到能级。则（ ）
A．入射光光子的能量等于
B．这些氢原子从能级向低能级跃迁，最多可辐射4种不同频率的光子
C．氢原子从能级向低能级跃迁时，辐射出的波长最长的光子对应的能量为
D．由激发态跃迁到基态的赖曼系光子能量有可能小于高能级跃迁到能级的巴尔末系光子能量
4．用图甲所示装置研究光电效应，图中电源的极性可以改变。用单色光照射光电管的阴极K，并在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的示数U称为遏止电压。现分别用频率为和的单色光照射阴极（），测量到遏止电压分别为和。图乙为频率为的单色光的光电流与电压关系图像。则（ ）
A．若用频率更高的光照射光电管，则饱和光电流a一定增大
B．加正向电压时，将滑片P向右滑动，可增大光电子的最大初动能
C．由实验数据可得，阴极K金属的极限频率
D．若入射光频率改为，则图像与横轴交点在光照射时的左侧
二、双选题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
5．LC振荡回路中电流随时间的变化关系，如图甲所示。若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，则（ ）
A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
B．图乙中的b是电场能最大的时刻，随后的内电流方向为正
C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，随后电容C的下极板将充上负电荷
6．嫦娥六号探月工程创造了中国在太空探索领域的新纪录。工程中的月球车采用同位素电池为其保暖供电。发生α衰变，半衰期为88年，已知的质量为，的质量为，则（ ）
A．发生α衰变的衰变方程为
B．一个核衰变为核释放的能量为
C．月球昼夜温差大，在白天的衰变速度更快
D．20g样品放置176年后还将剩余5g未衰变
7．如图甲，正方形导线框abcd放在磁场中静止不动，线框平面与磁场方向垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。时刻，B的方向垂直纸面向外，设产生的感应电流以逆时针方向为正方向、ab边所受安培力的方向以垂直ab边向上为正方向。则下列关于感应电流i和ab边所受安培力F随时间t变化的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图，某工厂为了检验正方形线圈的合格率，将线圈放在水平传送带上，传送带所在空间中存在着竖直向下的匀强磁场，磁场边界PQ与MN平行且与线圈速度方向成45°，磁感应强度为B，线圈与传送带一起以恒定速度ν向右运动，线圈与传送带间的动摩擦因数为μ。线圈进入磁场过程中线圈恰好不打滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知线圈质量为m，匝数为N，边长为L，总电阻为R，且磁场宽度大于L。则（ ）
A．线圈进入磁场过程中，电流方向为ABCDA
B．线圈在进入磁场的过程中通过截面的电荷量为
C．在线圈进入磁场的过程中，线圈对传送带的摩擦力始终沿AC所在直线方向，且最大值为
D．在不改变传送带速度的情况下，相同材料、粗细、边长但匝数为2N的线圈进入磁场过程会打滑
三、非选择题（共60分，考生根据要求作答。）
9．（2分）两列相干水波在某时刻叠加情况如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的振幅均为，波速均为，波长均为。图示时刻，O点是AC和BD连线的交点，为振动________（选填“加强”或“减弱”）点，从图示时刻起经2s，O点通过的路程为________cm。
10．（3分）如图，甲、乙两种不同颜色的光，垂直于直角三棱镜的AC边界面射入，照射到斜面上的D点，甲光恰好发生全反射，乙光折射出棱镜。若甲、乙单色光在该棱镜中传播速度分别为和（c为真空中的光速），则可以判断________（选填“大于”“等于”或“小于”）；甲、乙两单色光在该介质中的折射率之比为________（用、表示）；在同一双缝干涉装置中，甲光形成的条纹间距________（选填“大于”“等于”或“小于”）乙光形成的条纹间距。
11．（3分）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，、、均为固定电阻，，各电表均为理想电表。已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。则图中电流表的示数为________A；电压表的示数为________V；变压器的输入功率为________W。
12．（6分）某实验小组通过单摆实验测定本地重力加速度。如图甲，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。
（1）用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为________mm。
（2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有________。
A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些
B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的
C．为了使单摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线偏离平衡位置有较大的角度
D．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间，由此计算单摆周期T
（3）在实验过程中，用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图丙所示，该示数为=________s。
（4）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出图像如图丁所示，图线斜率的物理意义是________。
A．g B． C． D．
13．（7分）在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验步骤如下：
A．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上。
B．用公式求出薄膜厚度，即油酸分子的大小；
C．已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为c，根据油酸酒精溶液的浓度，算出N滴溶液的体积V；
D．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长为a，求出油膜的面积S；
E．用浅盘装入约2cm深的水，在水面上均匀的撒上痱子粉或石膏粉。
（1）将上述实验步骤进行排序，正确的顺序应该是________（写步骤前的序号）；
（2）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成________（填“单分子”或“多分子”）油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为（ ）
A．控制变量法 B．理想模型法 C．极限思想法 D．等效替代法
（3）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积的表达式________（用题中字母表示）；从图中可数出小正方形的有效个数为。则油酸分子的直径________（用题中字母表示）；
（4）学生做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是________。
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数
D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了5滴
14．（11分）导热性能良好、内壁光滑的汽缸开口竖直向上放置，其上端口装有固定卡环，如图1所示。质量、横截面积的活塞将一定质量的理想气体封闭在缸内。现缓慢升高环境温度，气体从状态A变化到状态C的图像如图2所示，已知大气压强，重力加速度．求：
（1）状态C时气体的压强；
（2）气体从A到C的过程中吸收的热量为，则此过程气体内能的变化量。
15．（12分）如图，用一小型交流发电机向较远处用户供电时，为减小输电的功率损耗，使用两个理想变压器，先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用。发电机线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。已知线圈abcd的匝数N=100，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度大小。输电导线的总电阻，降压变压器原、副线圈的匝数比为。用户区标有“220V 8.8kW”的电动机恰能正常工作，用户区输电导线的电阻可以忽略，发电机线圈电阻不可忽略。求：
（1）交流发电机产生的感应电动势的最大值；（计算结果可以保留根号）
（2）输电线路上损耗的电功率；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，求升压变压器原线圈两端的电压。
16．（16分）如图，足够长的“”形平行金属导轨MO、NO固定在水平绝缘桌面上，导轨上表面光滑。宽轨间距为2l，窄轨间距为l．左侧存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。两根相同的金属棒a、b垂直于轨道放置在宽轨段，金属棒质量a为m、长度为2l、阻值为2r。以O为原点，沿OP方向建立x轴，在右侧存在沿Ox方向分布规律为的竖直向上的磁场。一质量为m、阻值为r、三边长度均为l的“U”形金属框，左端紧靠平放在桌面上，金属框与金属导轨不接触，左端略高于金属导轨。初始时，将b锁定，a在水平向右、大小为F的恒力作用下，从静止开始运动，离开宽轨前已匀速。a滑上窄轨瞬间，撤去力F，同时释放b。当a运动至时，棒a中已无电流（b始终在宽轨），此时撤去b。金属导轨电阻不计，a棒、b棒在金属导轨上运动时，与导轨始终接触良好，且不发生转动。求：
（1）a棒在宽轨上匀速运动时的速度大小；
（2）从撤去外力F到金属棒a运动至的过程中，a棒中产生的焦耳热；
（3）若a棒与金属框碰撞后连接在一起向右运动，求a棒最终静止时与的距离。
四校联盟2024年春期末考高二年段物理学科参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8
B C C D BD AD AC BC
9．（每空1分）加强 16
10．（每空1分）小于 小于
11．（每空1分）1 20 40
12．（1+2+1+2分） 18.6 ABD 100.2 D
13．（每空1分）（1）CEADB或ECADB （2）单分子 B
（3） 8 或者 （4）AC
14．（11分）
（1）A状态气体压强为 1分
由B变化到C，由等容变化 2分
又 1分
联立得 1分
（2）从A到B为等压过程，外界对气体做功为 2分
根据热力学第一定律Δ 2分
联立得 1分
15．（12分）
（1）由 2分
解得 1分
（2）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，
电动机恰能正常工作，则 1分
解得
根据理想变压器的变流规律有 1分
解得
输电线路上损耗的电功率 1分
解得 1分
（3）根据理想变压器的变压规律有 1分
解得
升压变压器副线圈两端电压为 2分
解得
根据理想变压器的变压规律有 1分
解得 1分
16．（16分）
（1）设a棒在宽轨上匀速运动时电流为，根有 1分
又 1分
1分
联立解得 1分
（2）设a棒刚运动至时，a、b棒的速度分别为、，对a、b棒根据动量定理分别有
1分
1分
因为此时回路中无电流，所以有 1分
联立解得， 1分（写出一个即可得分）
从撤去外力F到金属棒a运动至'的过程中，回路产生的总焦耳热为
1分
解得
根据焦耳定律可得a棒产生的焦耳热为 1分
解得 1分
（3）设a棒与金属框碰撞后瞬间整体的速度为，有 1分
金属框右边始终比左边的磁场大 1分
a棒与金属框磁后到静止的过程，因路中的平均电流为 1分
可知
根据动量定理有 1分
a棒静止时与点的距离为 1分
联立解得 1分
第（3）小题若有不同方式表达也可，应酌情给分
