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2023~2024 学年度第二学期期末质量检测
高二物理试卷
本试题卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
祝考试顺利
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符
合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得 4分，选对但不全的得2分，有选错的得0
分。
1.如图所示为课本中关于近代物理的四幅插图，下列说法正确的是( )
A.图甲是黑体辐射的实验规律，爱因斯坦在研究黑体辐射时提出了能量子概念，成功解释了光电效应现
象
B.图乙是α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型并估测原子核半径的数量级是 10⁻⁰¹ m
C.图丙是射线测厚装置，轧钢厂利用α射线的穿透能力来测量钢板的厚度
D.图丁是核反应堆示意图，镉棒插入深一些可减小链式反应的速度
2.如图所示为LC振荡电路，某一时刻线圈中磁感应强度正在逐渐增强，且方向向上，下列说法正确的是
( )
A.此时线圈中的磁场均匀变化，在空间产生了均匀变化的电场
B.此时振荡电路中的电流正在减小，a 点电势比b点低
C.如果用该电路来接收电磁波，则当电路的固有频率与所接收电磁波的频率相同时，会出现电谐振
D.如果在线圈中插入铁芯，则可使电路的振荡周期变小
3.科学技术是第一生产力，现代科技发展与物理学息息相关，下列关于磁场与现代科技的说法正确的是(
)A.图甲是磁流体发电机的结构示意图，由图可以判断出 A 板是发电机的正极，若只增大磁感应强度，则
可以增大电路中的电流
B.图乙是霍尔效应板的结构示意图，若导体中的载流子为电子，则稳定时一定有φ >φ
м w
C.图丙是电磁流量计的示意图，在B、d 一定时，流量 Q 反比于U
NM
D.图丁是回旋加速器的示意图，若只增大加速电压U，则可使粒子获得的最大动能增大
4.固定半圆形光滑凹槽ABC 的直径 AC 水平，O 为圆心，B 为最低点，通电直导体棒a 静置于B点，电
流方向垂直于纸面向里，截面图如图所示。现在纸面内施加与OB方向平行的匀强磁场，并缓慢改变导体
棒a 中电流的大小，使导体棒a 沿凹槽ABC 内壁向A 点缓慢移动，在移动过程中导体棒a 始终与纸面垂
直。下列说法正确的是( )
A.磁场方向平行于OB 向上
B.导体棒a能缓慢上移到A 点并保持静止
C.在导体棒a缓慢上移过程中，导体棒a中电流逐渐增大
D.在导体棒a 缓慢上移过程中，导体棒a 对凹槽ABC 的压力逐渐变小
5.氢原子的能级图如图1所示，氢原子从能级n=6跃迁到能级n=2产生可见光Ⅰ，从能级n=3跃迁到能级
n=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.可见光Ⅱ的动量大于可见光Ⅰ的动量
B.两种光分别照射阴极K产生的光电子到达阳极 A 的动能之差一定为1.13eV
C.欲使微安表示数变为0，滑片 P 应向 b端移动
D.滑片P向 b端移动过程中，微安表示数可能先增大后不变
6.如图为某一型号电吹风的电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片 P 可同时接触两个触点。触片 P 处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。表格内数据为该
电吹风规格。设吹热风状态时电热丝电阻恒定不变，理想变压器原、副线圈的匝数分别记为n₁和n₂。下
列说法正确的是( )
热风时输入功率 480W
冷风时输入功率 80W
小风扇额定电压 40V
正常工作时小风扇输出功率 64W
A.触片 P 位于ab时，电吹风属于吹冷风状态
B.电热丝在工作状态时电阻大小为 120Ω
C.小风扇的内阻为 4Ω
D.理想变压器原、副线圈的匝数比 n₁:n₂=2:11
7.如图所示，在直角坐标系xOy 的第一象限中有一等腰直角三角形OAC 区域，其内部存在垂直纸面向里
的匀强磁场，它的OC 边在x轴上且长为L。边长也为L 的正方形导
线框的一条边也在x轴上，t=0时刻，该线框恰好位于图中所示位置，
此后线框在外力 F 的作用下沿x轴正方向以恒定的速度v通过磁场区
域。规定逆时针方向为导线框中电流的正方向，则线框通过磁场区域
的过程中，线框中的感应电流 i、穿过线框平面的磁通量φ、通过线
框横截面的电荷量q、外力 F 的大小随线框的位移x变化的图像中错误的是(图中曲线是抛物线的一部分)
( )
8.如图为一定质量的理想气体经历a→b→c 过程的压强p 随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于t轴，
cb 的延长线过坐标原点。下列判断正确的是( )
A.a→b过程，有些气体分子的运动速率会增加
B.a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少
C.b→c 过程，气体可能从外界吸收热量
D.b→c 过程，单位体积内气体分子数不变
9.面积均为S的两个电阻相同的线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁场中，甲图中是磁感应强度为 B。的
2π
匀强磁场，线圈在磁场中以周期 T 绕 OO'轴匀速转动，乙图中磁场变化规律为 B=B sin t,从图示
0 T
位置开始计时，则( )A.两线圈的磁通量变化规律相同
B.甲线圈中感应电动势达到最大值时，乙线圈中感应电动势达到最小值
C.经任意相同的时间t，两线圈产生的热量总相等
T T
D.在 ∼ 时间，通过两线圈横截面的电荷量相同
4 2
10.在磁感应强度为 B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核(2X)发生α衰变放出了一个α粒子。放
射出的α粒子(1-He)及生成的新核Y在与磁场垂直的平面内做圆周运动。α粒子的运动轨道半径为R，
质量为m，电荷量为q。下面说法正确的是( )
A.衰变后产生的α粒子与新核 Y在磁场中运动的轨迹(箭头表示运动方向)正确的是图丙
(A-4) πm
B.衰变后经过时间 t= ,新核 Y 可能与α粒子再次相遇
(Z-2) Bq
q2B
C.α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为
2πm
D.若衰变过程中释放的核能都转化为 α 粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为
A(BqR) 2
Δm=
2m(A-4)c2
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.(8分)关于“油膜法估测分子直径”的实验，回答以下问题：
(1)此实验中使用到的研究方法是 。
A.等效替代法 B.微元求和法 C.理想模型法 D.控制变量法
(2)现将体积为V₁的纯油酸与酒精混合，配置成体积为 V₂的酒精油酸溶液，用滴管从量筒中取体积为 V₀
的该种溶液，让其自由滴出，全部滴完共 N₀滴。把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，正确描绘出油膜
的形状如图所示，在坐标纸上数出油膜占 N₁个小方格。已知坐标纸上每个小
方格面积为S，根据以上数据可估算出油酸分子直径为d= 。
(3)某同学在该实验中，计算出的分子直径明显偏大，可能由于 。
A.油膜面积不稳定，油酸未完全散开
B.计算纯油酸的体积时，忘记了将油酸酒精溶液的体积乘上溶液的浓度
C.计算油膜面积时，将所有不足一格的方格全部数上了D.求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL 的溶液滴数多计了1滴
(4)若阿伏加德罗常数为 NA，油酸的摩尔质量为 M，油酸的密度为ρ，则下列说法正确的是 。
M N ρV N
A.质量为m 的油酸所含有分子数为 A B.体积为V的油酸所含分子数为 A
m' M
M √ 6M
3
C.1个油酸分子的质量为 D.油酸分子的直径约为
N ρN
Λ Λ
12.(8分)我国《道路交通安全法》规定驾驶员的血液酒精含量达到 20mg/m³(含 20mg/m³)属于酒驾，达
到80mg/m³(含80mg/m³)属于醉驾。只要酒驾就属于违法行为，可能被处以行政拘留或者罚款，如果醉驾，
就要追究刑事责任。半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的
原理图，图中电源电动势为4.8V，内阻可忽略不计；电压表V的量程为5V，内阻很大；定值电阻R₁的阻
值为 60Ω；实验测得酒精气体传感器R₂的电阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线如图乙所示。(计算结
果均保留2位有效数字)。
(1)当 R₂=40Ω时，该血液中酒精含量属于 (选填“酒驾”或“醉驾”)。
(2)按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为 0的刻度线应刻在电压刻度线为
V处；刚好醉驾时应刻在电压刻度线为 V处；该酒精浓度表刻度 (选填“均匀”或“不
均匀”)。
13.(12分)气钉枪是一种广泛应用于建筑、装修等领域的气动工具，工作时以高压气体为动力，如图甲所
示是气钉枪和与之配套的气罐、气泵。图乙是气钉枪发射装置示意图，气缸通过细管与气罐相连。射钉
时打开开关，气罐向气缸内压入高压气体推动活塞运动，活塞上的撞针将钉子打入物体，同时切断气源
然后阀门自动打开放气，复位弹簧将活塞拉回原位置。气钉枪配套气罐的容积 V ₀=8L,气缸有效容积
V=25mL，气钉枪正常使用时气罐内压强范围为4p₀~6.5p₀,p。为大气压强，当气罐内气体压强低于4p。
时气泵会自动启动充气，压强达到6.5p。时停止充气。假设所有过程气体温度不变，已知气罐内气体初
(320) 100
始压强为 6.5p , ≈0.732。
0 321
(1)充气结束后用气钉枪射出 100颗钉子后，通过具体计算判断气泵是否会自动启动充气；
(2)使用过程中，当气罐内气体压强降为4p₀，此时气罐内空气质量m₀，气泵启动充气，充气过程停止使
m
用气钉枪，当充气结束时，气泵向气罐内泵入的空气质量为m₁，求 1。
m
014.(14分)在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。为了准确地注入离子，需要在一个有限
空间中用电磁场对离子的运动轨迹进行调控。如图所示，在空间直角坐标系O-xyz内的长方体
OABC-O₁A₁B₁C₁区域， OA=OO₁=L₁=0.6m,OC=L₂=0.8m,粒子源在y轴上 OO₁区域内沿x
q
轴正方向连续均匀辐射出带正电粒子。已知粒子的比荷
=1.0×105C/kg,初速度大小为
m
v₀=8×10⁴m/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。
(1)仅在长方体区域内加沿z轴正方向的匀强电场，所有的粒子从 BB,边射出电场，求电场强度的大小.
E₀;
(2)仅在长方体区域内加沿y 轴正方向的匀强磁场，所有的粒子都经过 A,ABB₁面射出磁场，求磁感应
强度大小. B₀的范围；
4
(3)在长方体区域内加沿 z 轴正方向的匀强电场、匀强磁场，已知磁感应强度 B= T,电场强度
3
192
E= ×104V /m,求从 A₁ABB₁面射出的粒子数占粒子源射出粒子总数的百分比。
π2
15.(18分)如图所示，足够长的光滑水平长直金属导轨放在磁感应强度大小为 B=0.4T的匀强磁场中，导
轨平面位于水平面内，匀强磁场的方向与轨道面垂直，轨道宽 l₀=0.5m,将一质量为 m =0.2kg、电阻为 r=0.05Ω的导体棒MN垂直静置于导轨上。当开关S与a 接通时，电源可使得回路电流强度恒为
I=2A，电流方向可根据需要进行改变；开关S与b 接通时，所接定值电阻的阻值 R=0.15Ω;开关S与c
接通时，所接电容器的电容 C=15F(耐压值足够大)；开关 S与d接通时，所接电感线圈的自感系数
L=5H(不计直流电阻)。若开关S的切换与电流的换向均可在瞬间完成，不计导轨的电阻，导体棒在运动
过程中始终与导轨接触良好。
(1)若开关S始终接a，导体棒向左运动，求导体棒在运动过程中的加速度大小；
(2)若开关S先接a，当导体棒向左运动到速度为 v₀=4m/s吋:
①立即与b接通，求此时棒MN 两端的电势差U 及此后全过程中电阻 R 上产生的焦耳热Q；
MN
②立即与c 接通，求此后电容器所带电荷量的最大值q ；
m
(3)若不计导体棒 MN 的电阻，给其一个水平向右的初速度，使其始终在导轨上运动，此过程中回路中的
I
电流满足表达式i=sinωt(A)。已知自感电动势的大小为 E =L ,求导体棒向右运动的最大位移x 。
n t m
2023~2024学年度第二学期期末质量检测
高二物理试卷参考答案
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符
合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得 4分，选对但不全的得2分，有选错的得0
分。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D C B C D C B AC BD BCD
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
V V
11.(每空 2分,共8分)(1)C; (2) 1 0 ; (3)CD; (4)BC
N N V S
0 1 2
12.(每空2分,共8分)(1)酒驾; (2)2.4; 3.2; 不均匀
13.(12分)【答案】 J(1)p=4.758p₀>4 p₀,故气泵不会自动启动充气； (2)m₁/m₀=5/8
【解析】(1)由理想气体等温变化，设发射第一个钉子有：
6.5p V
6.5p₀V ₀=p₁V ₀+p₁V 解得 p = 0 0 …(2分)
1 V +V
0
6.5p V2
发射第二个钉子有 p₁V ₀=p₂V ₀+p₂V 解得 p = 0 0 …(1分)
2 (V +V) 2
0
6.5p V3
发射第三个钉子有 p₂V ₀=p₃V ₀+p₃V 解得 p = 0 0
3 (V +V) 3
0
6.5p V100
由此类推，则发第100个钉子后，有
p= 0 0
…(1分)
(V +V) 100
0
将题中数据带入，解得 p=4.758p₀>4 p₀,故气泵不会自动启动充气。………(2分)
(2)充气之前，气罐内气体的压强为4p₀，充气后气罐内气体的压强为6.5p₀，充气过程为等温变化，所
以有 p₀△V +4 p₀V ₀=6.5p₀V ₀解得 △V =2.5V ₀=20L,,………………………………(3分)
m m m
又由 PV=nRT得: PV = RT,4P V = o RT,P ΔV = 1 RT,
M o 0 M 0 M
解得 m₁/m₀=5/8……………………………………………………………………………(3分)
(其他合理方法，答案正确均可)
24 8
14.(14分)【答案】(1)E。=1.2×10⁵V/m;(2) T≤B。≤ T;(3)50%
25 3
【 解 析 】 (1) 所 有 的 粒 子 都 从 B B₁ 边 射 出 ， 设 粒 子 在 电 场 中 运 动 的 时 间 为 t ， 则 有
1 E q
L =v tL = ⋅ 0 t2
2 0 1 2 m
联立解得 E₀=1.2×10⁵V /m…………………………………………………(3分)
(2)所有的粒子都经过 A₁ABB₁面射出磁场，临界状态分别从. AA₁、BB₁边射出，如右图所示。
当粒子从. AA₁边射出时，则有
1
v2
8
r = L ,qv B =m 0解得 B = T…(2分)
1 2 1 0 1 r 1 3
1
当粒子从 BB₁边射出时
v2
(r -L ) 2+L2=r2,qv B =m 0
2 1 2 2 0 2 r
2L2+L2
24
解得 r = 1 2B = T …(2分)
2 2L 2 25
1
24 8
则磁感应强度大小. B₀的范围为 T≤B ≤ T…(1分)
25 0 3
(3)设粒子在磁场中偏转的半径为r，周期为T，粒子从发出到 A₁ABB₁面射
Eq π
出的运动时间为t₁，则有 L = t2 解得 t = ×10-5s…(1分)
1 2m 1 1 4
v2
根据洛伦兹力提供向心力有 qv B=m 0……………(1分)
0 r
2πm
可得r=0.6m,由 T= ,粒子在t₁时间内偏转的示意图如图所示
Bq
2π π
设偏转角度为θ，则有 θ= t = …(1分)
T 1 3
N L -(r-rcosθ)
则有 = 1 . … ……………(2分)
N L
o 1
N
代入数据解得
=50%
…………………………………………(1分)
N
0
15.(18分)【答案】(1)2m/s²; (2)①—0.6V; 1.2J②3C; (3)xₘ=25m
【解析】(1)由题意可知，若开关始终接a，棒向左做匀变速运动，设加速度为a，
则有BIL=ma 解得 a=2m/s²…………………………………………………………………(2分)
(2)①产生的感应电动势为 E=BLv₀………………………………………………………(1分)
E
根据闭合电路欧姆定律，有 I= ,此时棒两端电势差的绝对值为U=IR…(1分)
R+r
由左手定则，电源外部M 点电势低于N 点 解得 U =-0.6V………………(1分)
MN
1
对棒应用能量守恒， mv2=Q,+Q ,…(2分)
2 0 R
Q r
导体棒与电阻R 串联 r = ……………………(1分)
Q R
R
解得 Q =1.2J…………………………………………………………………………(1分)
R
②可知棒先做减速运动，当棒的感应电动势等于电容器两端电压时，电容器带电量最大，设此时电容器
带电量为q，板间电压为U，此后棒做匀速直线运动，设运动的速度为v，则有 q=CU, U=BLv 从开
I, △t,
始减速到开始匀速过程，设该过程中棒中平均电流为 所用时间为 则有
…………………………………………………………………………………………………(2分)
根据动量定理 -BI LΔt=mv-mv …(2分)
0
联立解得 q=3C……………………………………………………………………………………(1分)
(3)棒 MN 运动后和电感线圈L 构成回路，棒 MN 产生的感应电动势与电感线圈L 产生的自感电动势始终
大小相等。设在 t∼t+△t时间内，棒 MN 的速度为v，电流的变化为 △I。
I Bdvt
有 Bdv-L =0,解得 I=
Δt LBd
对上式两边求和有I = x ……………………………………(2分)
m L m
且由题意可知，初始时回路电流大小为零，回复力为零，即初始位置为平衡位置。
则棒做简谐运动的振幅就是最大位移，带入数据得： xₘ=25m…………………………(2分)
