湖北省武汉市江岸区2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题-组卷题库站

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。

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

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

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 $\text{[math]}$

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， $\text{[math]}$ 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Ф、通过线框横截面的电荷量q、外力F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）（　　）

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 $\text{[math]}$ 轴，cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（　　）

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 $\text{[math]}$ 的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕 $\text{[math]}$ 轴匀速转动，乙图中磁场变化规律为 $\text{[math]}$ 从图示位置开始计时，则（　　）

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（ $\text{[math]}$ ）发生α衰变放出了一个α粒子。放射出的α粒子（ $\text{[math]}$ ）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（　　）

非选择题：本题共5小题，共60分。

关于“油膜法估测分子直径”的实验，回答以下问题：

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）。

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，汽缸通过细管与气罐相连。射钉时打开开关，气罐向汽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 $\text{[math]}$ 汽缸有效容积V=25mL，气钉枪正常使用时气罐内压强范围为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为大气压强，当气罐内气体压强低于 $\text{[math]}$ 时气泵会自动启动充气，压强达到 $\text{[math]}$ 时停止充气。假设所有过程气体温度不变，已知气罐内气体初始压强为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

（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，充气过程停止使用气钉枪，当充气结束时，气泵向气罐内泵入的空气质量为 $\text{[math]}$ ，求 $\text{[math]}$

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 $\text{[math]}$ 内的长方体 $\text{[math]}$ 区域， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。粒子源在y轴上 $\text{[math]}$ 区域内沿x轴正方向连续均匀辐射出带正电粒子。已知粒子的比荷 $\text{[math]}$ ，初速度大小为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，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 $\text{[math]}$ 边射出电场，求电场强度的大小 $\text{[math]}$ ；

（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 $\text{[math]}$ 面射出磁场，求磁感应强度大小 $\text{[math]}$ 的范围；

（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 $\text{[math]}$ ，电场强度 $\text{[math]}$ ，求 $\text{[math]}$ 面射出的粒子数占粒子源射出粒子总数的百分比。

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 $\text{[math]}$ 将一质量为m $\text{[math]}$ 电阻为 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 时：

①立即与b接通，求此时棒MN两端的电势差 $\text{[math]}$ 及此后全过程中电阻R上产生的焦耳热Q；

②立即与c接通，求此后电容器所带电荷量的最大值 $\text{[math]}$ ；

（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，此过程中回路中的电流满足表达式i=sinωt（A）。已知自感电动势的大小为 $\text{[math]}$ 求导体棒向右运动的最大位移 $\text{[math]}$ 。