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2023-2024学年度第二学期期末模拟高二物理试卷（选修）

一、单选题（4'×11）

1. 在“新冠疫情”期间，为了减少人与人之间的接触，人们采用了无接触式测温仪——“额温枪”来测量人体温度，该测温仪利用的是（　　）

A. 红外线传感器 B. 压力传感器 C. 气体传感器 D. 声音传感器

【答案】A

【解析】

【详解】“额温枪”是利用人体能发出红外线来测量人体温度的，故该测温仪利用的是红外线传感器。

故选A。

2. 在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻为R_L，则下列说法正确的是（　　）

A. 合上开关后，c先亮，a、b后亮

B. 断开开关时，N点电势高于M点

C. 断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭

D. 断开开关后，c马上熄灭，b闪亮一下后缓慢熄灭

【答案】B

【解析】

【详解】A．合上开关后，b、c与电源形成通路一起先亮，因为线圈产生自感电动势，a后亮，故A错误；

B．断开开关时，线圈的电流减小，磁通量减小，根据楞次定律，N点是电动势的正极，N点电势高于M点，故B正确；

CD．断开开关后，c立即熄灭，因为线圈相当于电源，a、b缓慢熄灭，b正常发光时的电流大于a灯的电流，当a灯的电流流进b灯，由线圈供电时的电流突然变小，没有闪光，故CD错误。

故选B。

3. 特高压是指及以上的直流电和1000kV及以上的交流电的电压等级，该技术具有输送容量大、距离远、效率高和损耗低等优越性，是世界上最先进的输电技术之一。保证输电功率不变的情况下将输电电压从交流500kV的超高压变为交流1000kV的特高压，在两次输电过程中，下列说法正确的是（    ）

A. “1000kV”指的是交流电的峰值

B. 输电线上的电流变为原来的2倍

C. 输电线上的电能损耗降为原来的

D. 用户获得的功率一定为原来的4倍

【答案】C

【解析】

【详解】A．输电电压指的是电压的有效值，因此“1000kV”指的是交流电的有效值，故A错误；

B．根据

可知，在输电功率不变的情况下将输电电压从交流500kV的超高压变为交流1000kV的特高压，输电线上的电流变为原来的倍，故B错误；

C．输电线上损失的功率

由于升压后输电线上的电流变为原来的倍，因此输电线上损失的功率降为原来的，即输电线上的电能损耗降为原来的，故C正确；

D．用户获得的功率

可知两次得到的功率关系为

可知，用户获得的功率不是原来的4倍，故D错误。

故选C。

4. 如图为某一时刻LC振荡电路中电流与电容器极板带电情况的示意图，下列说法正确的是（　　）

A. 该时刻电容器处于充电状态

B. 该时刻线图中的磁场能正在增加

C. 若把线圈中的铁芯抽出，电磁振荡的周期将增大

D. 若减小电容器的板间距离，电磁振荡的频率将增大

【答案】B

【解析】

【详解】A．由于该时刻电路中的电流是从电容器的正极板流出的，所以，电容器处于放电状态，故A错误；

B．电容器放电时，电路中的电场能转化为线圈中的磁场能，磁场能正在增加，故B正确；

C．若将线圈铁芯抽出，线圈的自感系数减小，根据电磁振荡的周期公式可知，电磁振荡的周期减小，故C错误；

D．根据电容的决定式，若将电容器的板间距离减小一些，电容器的电容增大，根据电磁振荡的周期公式可知，电磁振荡的周期增大，又

电磁振荡的频率将减小，故D错误。

故选B。

5. 分子势能E_p随分子间距离r变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. r₁处分子间表现为引力

B. r₂处分子间表现为斥力

C. 时，r越小分子势能越大

D. 分子间距离足够大时分子势能最小

【答案】C

【解析】

【详解】ABD．分子势能为标量，在r=r₂时，分子势能最小，则r₂为平衡位置，分子力为零，由图可知r₁处分子间表现为斥力。故ABD错误；

C．由图可知时，r越小分子势能越大。故C正确。

故选C。

6. 关于黑体辐射，下列说法正确的是（    ）

A. 温度太低的物体不会辐射电磁波

B 黑体不会辐射电磁波

C. 爱因斯坦通过提出的能量子假说，很好地解释了黑体辐射规律

D. 黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍

【答案】D

【解析】

【详解】AB．理想黑体可以吸收所有照射到它表面的电磁辐射，并将这些辐射转化为热辐射；一切物体都会辐射电磁波，故AB错误；

CD．普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律，他认为黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故C错误，D正确。

故选D。

7. 下列说法正确的是（　　）

A. 布朗运动是液体分子的无规则运动

B. 温度是分子热运动剧烈程度的标志

C. 物体中所有分子的热运动动能的总和叫作物体的内能

D. 气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着较小的空隙

【答案】B

【解析】

【详解】A．布朗运动的实质是液体中悬浮颗粒因为受到液体分子撞击不平衡导致的无规则运动，这一现象反映了液体分子是做无规则运动的，A错误；

B．温度是分子平均动能的标志，物体的温度越大，分子热运动越剧烈，B正确；

C．内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和，C错误；

D．气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在的空隙较大，D错误。

故选B

8. 湖面有一只小昆虫在水面跳来跳去却不沉下去，是因为小昆虫（　　）

A. 重力太小可以忽略 B. 受到浮力

C. 受到液体表面张力 D. 受到液面对它的弹力

【答案】D

【解析】

【详解】由于液体表面张力的作用，使液面绷紧，小昆虫受到液面对它的弹力，故不沉下去，故选D。

9. 如图所示，水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。一带电粒子（重力不计）从M点沿水平方向射入到两板之间，恰好沿直线从N点射出。电场强度为E，磁感应强度为B。下列说法正确的是（　　）。

A. 粒子一定带正电

B. 粒子射入的速度大小

C. 若只改变粒子射入速度的大小，其运动轨迹为曲线

D. 若粒子从N点沿水平方向射入，其运动轨迹为直线

【答案】C

【解析】

【详解】A．粒子从M点沿水平方向射入，根据左手定则，不管粒子带正电还是负电，粒子受到的电场力方向和洛伦兹力方向均相反，故无法判断粒子的电性，故A错误；

B．粒子恰好沿直线从N点射出，粒子受到的电场力大小等于受到的洛伦兹力大小，则有

解得粒子射入的速度大小为

故B错误；

C．若只改变粒子射入速度大小，粒子受到的电场力大小不再等于受到的洛伦兹力大小，粒子做曲线运动，其运动轨迹为曲线，故C正确；

D．若粒子从N点沿水平方向射入，不管粒子带正电还是负电，根据左手定则，则粒子受到的电场力方向和洛伦兹力方向相同，粒子做曲线运动，其运动轨迹为曲线，故D错误。

故选C。

10. 下列有关磁现象的四种模型对应的物理规律，说法错误的是（　　）

A. 图甲中用来做线圈骨架的铝框能起电磁驱动的作用

B. 图乙中磁块在铝管中下落的加速度一定小于当地的重力加速度g

C. 图丙中电磁炮的基本原理是电能转化为机械能，是一种安培力做正功的电动机模型

D. 图丁中的探雷器是利用涡流工作的，探测时是地下的金属感应出涡流，而涡流的磁场会影响线圈中的电流，使仪器报警

【答案】A

【解析】

【详解】A．图甲中磁电式仪表中的铝框能起电磁阻尼的作用，指针转动时铝框中会产生感应电流，铝框受安培力的阻碍作用，从而使指针迅速稳定，故A项错误，符合题意；

B．磁体在铝管中运动的过程中，穿过铝管的磁通量发生变化，产生感应电流，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，所以铝管受到向下的安培力，磁体受到向上的安培力，因此磁体的加速度小于重力加速度，故B项正确，不符合题意；

C．电磁炮的基本原理是电能转化为机械能，是一种安培力做正功的电动机模型，故C项正确，不符合题意；

D．探雷器中有交变电流，其产生变化的磁场，其磁场会在金属物品中感应出涡流，而涡流产生的磁场又会反过来影响线圈中的电流，从而使仪器报警，故D项正确，不符合题意。

故选A。

11. 一定质量的理想气体从状态a开始，经历abcda过程回到原状态，其图像如图所示，其中ab、cd与T轴平行，bd的延长线过原点O。下列判断正确的是（　　）

A. 在a、c两状态，气体的体积相等 B. 在b、d两状态，气体的体积相等

C. 由c状态到d状态，气体内能增大 D. 由d状态到a状态，气体对外做功

【答案】B

【解析】

【详解】AB．根据理想气体状态方程

可得

可知图线上点与原点连线斜率等于，由于a点与原点连线斜率大于c点与原点连线斜率，则a状态气体的体积小于c状态气体的体积；由于b点与原点连线斜率等于d点与原点连线斜率，则在b、d两状态，气体的体积相等，故A错误，B正确；

C．由c状态到d状态，气体温度降低，气体内能减小，故C错误；

D．由d状态到a状态，图线上点与原点连线斜率增大，则气体体积减小，外界对气体做功，故D错误。

故选B。

二、实验题 （3'×5）

12. Phyphox是一款利用 Android手机传感器来进行物理实验的手机应用软件，它能获取手机上的多种传感器原始数据。两位同学利用该软件来测量手机的体积，如图甲所示，将一个可以测量气体压强的手机封闭在注射器中，记录活塞在不同位置时注射器的示数和封闭气体的压强。

（1）关于该实验的操作，下列说法中正确的是___________。

A. 为了稳定推动活塞，需要用手握住注射器

B. 缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变

C. 改变活塞位置后可立即进行读数

（2）在活塞上涂抹一点润滑油，作用主要是___________。（选填“减小摩擦”或“保持气密性”）

（3）下表是某一位同学测量的两组实验数据，由此可知手机的体积为___________ m³；（结果保留一位小数）

（4）另一位同学测出多组数据后画出图像（如图乙所示），其截距为b，直线部分的斜率为k，则手机的体积为___________，体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，原因可能是___________。

【答案】（1）B    （2）保持气密性    

（3）    

（4）    ①. b    ②. 可能是气体温度升高

【解析】

小问1详解】

[1]A．为保证气体做等温变化，不能用手握住注射器，故A错误；

B．缓慢推动活塞是为了保持封闭气体温度不变，故B正确；

C．改变活塞位置，需等稳定后再进行读数，故C错误。

故选B。

【小问2详解】

[2]在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油作用是为了保证不漏气。故选择保持气密性。

【小问3详解】

[3]设手机的体积为，气体做等温变化，则

解得手机的体积为

【小问4详解】

[4]由理想气体方程得

整理得

手机的体积为

[5]根据以上分析可知图像的斜率为CT，则图像的斜率增大的原因可能是气体温度升高。

三、解答题（（8'+8'+12，+13'）

13. 如图所示为拧紧瓶盖的空饮料瓶。27℃时，瓶内气体压强为；当温度升高到37℃过程中，瓶内气体吸收了7J的热量，整个过程中瓶内气体视为理想气体且体积保持不变，求：

（1）37℃时，瓶内气体压强；

（2）气体内能增加量。

【答案】（1）；（2）7J

【解析】

【详解】（1）气体体积不变，则根据查理定律可知

解得

（2）气体体积不变，则W=0，瓶内气体吸收了7J的热量，则Q=7J，根据

可得

即气体内能增加7J。

14. 如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑动变阻器，当电压表读数为0.60 V时，电流表读数恰好为零，已知普朗克常量，试求：

（1）光电子的最大初动能； 

（2）该金属的极限频率。

【答案】（1）；（2）4.6×10¹⁴Hz

【解析】

【详解】（1）由题可知反向电压为时，电流表读数为零，则光电子的最大初动能

（2）由光电效应方程可知

可得极限频率

15. 47中学有一台内阻为10Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1：8，降压变压器原、副线圈匝数比为3：1，输电线的总电阻为5Ω。我校共有48个教学班，每班有“220V，44W”灯5盏，若保证全部电灯正常发光，求：

（1）升压变压器副线圈两端的电压U₂；

（2）发电机的输出功率。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）全部电灯正常发光，有

可得

根据

，

可得

，

则升压变压器副线圈两端的电压为

（2）发电机的输出功率为

16. 如图所示，在xOy平面内虚线OM与x轴负方向的夹角为45°，虚线OM右侧区域Ⅰ内存在垂直xOy平面向里的匀强磁场，虚线OM左侧区域Ⅱ内存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从原点O沿x轴正方向以速度v₀射入磁场，此后当粒子第一次穿过边界线OM后恰好能到达x轴上的P点。原点O与P点间的距离为d，不计粒子受到的重力，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；

（2）匀强电场的电场强度大小E；

（3）粒子从O点射出至第三次穿过边界线OM所用的时间t_总。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】由题意，可画出粒子在磁场和电场中的运动轨迹如图所示

（1）研究粒子在磁场中的匀速圆周运动，由向心力公式，得

解得

（2）粒子在电场中的匀减速运动，由动能定理，得

则

（3）粒子在磁场中运动周期为

粒子第一次在磁场中运动的时间为

在电场中的加速度为

粒子第一次在电场中来回的时间为

粒子第二次在磁场中运动的时间为

粒子从点射出至第三次穿过边界线的时间