2023-2024学年江苏省苏州市高二(下)期末物理试卷

2023-2024学年江苏省苏州市高二（下）期末物理试卷一、单项选择题：共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项最符合题意。1．（4分）一个氢原子从n＝3能级向低能级跃迁的过程中，辐射出的光子频率种类最多可能有（）A．4种 B．3种 C．2种 D．1种2．（4分）一个简单的门窗防盗报警装置示意图如图所示，门的上沿嵌入一块永磁体，当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；打开时，蜂鸣器响，指示灯灭。为实现上述功能，最适合的传感器是（）A．光敏电阻 B．电阻应变片 C．热敏电阻 D．干簧管3．（4分）放射性元素4399Tc发生A．4399Tc衰变产物为B．4399Tc发生βC．温度升高后，4399D．β射线是电子流4．（4分）荷叶上的露珠呈球形，其表面与空气接触的薄层叫表面层，分子间作用力F和分子间距r的关系如图所示。则图中（）A．A位置可反映表面层中水分子之间的作用力 B．C位置可反映表面层中水分子之间的作用力 C．B位置相邻两水分子间的分子势能最大 D．D位置相邻两水分子间的分子势能最小5．（4分）如图所示，一定质量的理想气体从状态A经状态B变为状态C。则（）A．.A到B过程中气体分子平均动能不变 B．.A到B过程中气体分子的数密度增大 C．.B到C过程中气体从外界吸收热量 D．.状态A的温度比状态C的温度高6．（4分）如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，总长为2L的导体棒OC的O端位于圆心，A为棒的中点。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针匀速转动，则O点到导体棒上任意一点P的电势差U与OP间距离r的关系图像正确的是（）A． B． C． D．7．（4分）汤姆孙在实验中让一束电子经过电场加速后，通过多晶晶体得到了如图所示的衍射图样。已知电子质量为m，加速后电子速度为v，普朗克常量为h，则（）A．该图样说明电子具有粒子性 B．该实验中电子的德布罗意波波长为hmC．加速电压越大，电子的物质波波长越长 D．加速电压越大，电子的粒子性越明显8．（4分）如图所示，半径为r2的圆形线圈内部有一半径为r1的圆形磁场区域，磁感应强度的大小随时间均匀增加，则（）A．线圈面积有缩小的趋势 B．线圈面积有增大的趋势 C．线圈中电子沿顺时针方向定向移动 D．线圈中电子沿逆时针方向定向移动9．（4分）如图甲所示，用该实验装置探究光电效应规律，得到a、b两种金属材料的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的图线如图乙中1和2所示，可知（）A．光电子在真空管中被加速 B．图线的斜率表示普朗克常量h C．金属材料a的逸出功较大 D．同种光照射，材料a逸出的光电子最大初动能较大10．（4分）如图所示，AB为平行板电容器的上下极板，R为定值电阻，线圈L的直流电阻不计。下列说法正确的是（）A．S保持闭合一段时间后，A板带正电，B板带负电 B．S由闭合到断开的瞬间，电场能开始转化为磁场能 C．S由闭合到断开的瞬间，左侧LC振荡电路电流最大 D．该电路可以有效地发射电磁波11．（4分）匀强磁场绕如图所示的轴线匀速转动，圆形金属线圈保持静止。理想变压器原、副线圈的匝数比为k，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是（）A．滑片P上滑时，通过R0的电流变大 B．滑片P下滑时，电压表示数变小 C．k值增大，变压器输出功率变小 D．圆形线圈拉成正方形，电压表示数变大二、非选择题：共7小题，共56分。其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。12．（3分）“探究一定质量气体等温变化的规律”的实验装置如图所示，操作正确的是。A.应以较快速度推拉柱塞来改变空气柱的体积B.实验前应先测量出柱塞及压力表的总质量C.推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器D.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好13．（6分）①“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列操作步骤正确的顺序是。A.a、d、e、cB.c、d、a、eC.b、d、a、eD.c、d、b、e②正确实验操作后，形成的油膜面积为S，已知油酸酒精溶液浓度为n，N滴油酸酒精溶液的总体积为V。由此估算出油酸分子的直径D＝。14．（6分）“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”的部分实验装置如图所示。①将学生电源电压挡调到8V，与可拆变压器原线圈上的“0”和“400”两接线柱相连，请完成电路连线；现要使副线圈获得低于8V的电压，多用电表的两表笔应分别接副线圈的“0”和“”两接线柱。A.200B.800C.1400②正确完成连线后，进行测量时发现副线圈电压测量值明显小于理论值，形成这种现象的不当操作可能是。15．（6分）1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变的实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为37Li+11H→48（1）写出X的原子核符号并求出其核内的中子数n；（2）求该核反应中由于质量亏损所产生的能量E。16．（8分）如图为某自行车车头灯发电机的示意图。线圈绕在固定的U形铁芯上，车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁体转动，使线圈中产生正弦式交变电流。已知摩擦小轮转动的角速度为400rad/s，线圈匝数为1000匝，线圈横截面积为10cm2，线圈电阻与车头灯电阻均为10Ω。图示位置中磁体在线圈处产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为0.01T。摩擦小轮由如图所示位置转过14（1）通过车头灯的电荷量q；（2）车头灯电阻的热功率P。17．（12分）如图所示是一种测定肺活量的装置示意图，A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒，圆筒的质量为M，底面积为S。由于圆筒中的空气未排尽，导致圆筒浮出水面的高度为h0，若外界大气压强为标准大气压p0，水的密度为ρ，重力加速度为g。（1）求圆筒内气体的压强。（2）求圆筒底部距圆筒内水面的高度h1。（3）若某同学通过B管用力向圆筒A中吹一次气，使圆筒浮出水面的高度升高至h2，设整个过程中吹出气体的温度与圆筒内气体温度相同且均保持不变，求该同学的肺活量V0（标准大气压下，人一次吹出气体的体积）。18．（15分）如图1所示，圆形线圈的轴线与Z轴重合，Q为线圈的几何中心，线圈两端接入R＝1Ω的电阻，线圈电阻不计。一圆柱形强磁体M与线圈共轴，其中心与Z轴原点O重合，磁体静止时，测得穿过线圈的磁通量Φ随线圈中心Q在Z轴上位置变化的图像如图2所示。现使磁体M沿Z轴方向穿过线圈，将电阻R两端的电压信号通过计算机实时处理，信号轨迹近似看作三角波形，如图3所示。（1）判断第3ms末通过电阻R的电流方向并求出其大小I；（2）求0～6ms内通过电阻R的电荷量q；（3）估算磁体M通过线圈的速度v。（不计线圈中的感应电流对运动磁体的影响）

2023-2024学年江苏省苏州市高二（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题：共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项最符合题意。1．（4分）一个氢原子从n＝3能级向低能级跃迁的过程中，辐射出的光子频率种类最多可能有（）A．4种 B．3种 C．2种 D．1种【考点】分析能级跃迁过程中释放的光子种类．【答案】C【分析】一个氢原子从n能级向低能级跃迁时，能释放出不同频率的光数量为n﹣1。【解答】解：一个氢原子从n＝3能级向低能级跃迁时，最多可能辐射2种不同频率的光子，分别是n＝3→n＝2跃迁和n＝2→n＝1跃迁，故C正确，ABD错误。故选：C。2．（4分）一个简单的门窗防盗报警装置示意图如图所示，门的上沿嵌入一块永磁体，当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；打开时，蜂鸣器响，指示灯灭。为实现上述功能，最适合的传感器是（）A．光敏电阻 B．电阻应变片 C．热敏电阻 D．干簧管【考点】常见传感器的工作原理及应用；常见的传感器及分类．【答案】D【分析】根据各个传感器的工作原理进行分析，选出正确答案。【解答】解：光敏电阻是对光敏感的元件，电阻应变片是对压力敏感的元件，热敏电阻是对温度敏感的元件，干簧管是通过磁场控制电路的元件，根据题意，报警电路通过磁场来控制，所以ABC错误，D正确。故选：D。3．（4分）放射性元素4399Tc发生A．4399Tc衰变产物为B．4399Tc发生βC．温度升高后，4399D．β射线是电子流【考点】原子核的半衰期及影响因素；β衰变的特点、本质及方程．【答案】D【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒判断生成产物；β衰变的原因是弱相互作用；半衰期不受外界条件影响；β射线是高速电子流。【解答】解：A、β衰变放出的粒子是电子−10e，根据质量数和电荷数守恒可知，B、4399Tc发生C、半衰期不受温度、压强等外界条件的影响，故C错误；D、β射线是高速电子流，故D正确。故选：D。4．（4分）荷叶上的露珠呈球形，其表面与空气接触的薄层叫表面层，分子间作用力F和分子间距r的关系如图所示。则图中（）A．A位置可反映表面层中水分子之间的作用力 B．C位置可反映表面层中水分子之间的作用力 C．B位置相邻两水分子间的分子势能最大 D．D位置相邻两水分子间的分子势能最小【考点】分子势能与分子间距的关系；分子间的作用力与分子间距的关系．【答案】B【分析】根据分子间作用力与分子间距离分析；在平衡位置分子势能最小。【解答】解：AB.表面层中水分子之间的作用力表现为引力，分子间距离大于平衡位置，则c位置可反映表面层中水分子之间的作用力而A位置不可以，故A错误，B正确；CD.分子间距离为平衡位置时，分子间作用力为0，分子势能最小，在B位置相邻两水分子间的分子势能最小，故CD错误。故选：B。5．（4分）如图所示，一定质量的理想气体从状态A经状态B变为状态C。则（）A．.A到B过程中气体分子平均动能不变 B．.A到B过程中气体分子的数密度增大 C．.B到C过程中气体从外界吸收热量 D．.状态A的温度比状态C的温度高【考点】热力学第一定律的图像问题；温度与分子动能的关系；热力学第一定律的表达和应用．【答案】D【分析】ACD、根据公式PVTB、根据公式ρ=m【解答】解：A.根据PVTB.A到B过程中体积增大，而质量不变，则气体分子的密度减小，故B错误；C.B到C过程中体积不变W＝0，而根据PVTD.根据PVT=C，可知故选：D。6．（4分）如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，总长为2L的导体棒OC的O端位于圆心，A为棒的中点。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针匀速转动，则O点到导体棒上任意一点P的电势差U与OP间距离r的关系图像正确的是（）A． B． C． D．【考点】导体转动切割磁感线产生的感应电动势．【答案】A【分析】根据右手定则判断感应电动势方向，再判断电势高低，结合感应电动势的公式计算感应电动势的大小。【解答】解：由于AC段不切割磁感线则AC电势相同，在OA段，设某点到O的距离为d，根据E=Bdv=1则离O越远电势减小得越快，即电势差增大得越快。故A正确，BCD错误。故选：A。7．（4分）汤姆孙在实验中让一束电子经过电场加速后，通过多晶晶体得到了如图所示的衍射图样。已知电子质量为m，加速后电子速度为v，普朗克常量为h，则（）A．该图样说明电子具有粒子性 B．该实验中电子的德布罗意波波长为hmC．加速电压越大，电子的物质波波长越长 D．加速电压越大，电子的粒子性越明显【考点】电子束的衍射和衍射图样；德布罗意波的公式．【答案】D【分析】衍射是波所特有的现象；根据德布罗意波长和电子的动量计算波长，加速电压增大，根据动能定理、动能和动量关系式和动量表达式计算波长分析判断。【解答】解：A、图为电子束通过多晶薄膜的衍射图样，因为衍射是波所特有的现象，所以说明了电子具有波动性，故A错误；BCD、该实验中电子的德布罗意波波长为λ=h故选：D。8．（4分）如图所示，半径为r2的圆形线圈内部有一半径为r1的圆形磁场区域，磁感应强度的大小随时间均匀增加，则（）A．线圈面积有缩小的趋势 B．线圈面积有增大的趋势 C．线圈中电子沿顺时针方向定向移动 D．线圈中电子沿逆时针方向定向移动【考点】增缩减扩；楞次定律及其应用．【答案】C【分析】根据楞次定律“增缩减扩”以及安培定则分析求解。【解答】解：AB.线圈处没有磁场，线圈不会受到安培力作用，故线圈没有缩小或增大的趋势，故AB错误；CD.根据安培定则和楞次定律可知，线圈电流为逆时针，则线圈中电子沿顺时针方向定向移动，故C正确，D错误。故选：C。9．（4分）如图甲所示，用该实验装置探究光电效应规律，得到a、b两种金属材料的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的图线如图乙中1和2所示，可知（）A．光电子在真空管中被加速 B．图线的斜率表示普朗克常量h C．金属材料a的逸出功较大 D．同种光照射，材料a逸出的光电子最大初动能较大【考点】光电效应方程的图像问题；遏止电压及其影响因素；金属材料的逸出功．【答案】D【分析】光电管上所加的电压为反向电压，由此判断；根据光电效应方程得出遏止电压与入射光频率的关系，通过图线的斜率和截距求出普朗克常量并比较金属的逸出功大小关系；根据光电效应方程判断光电子的最大初动能大小关系。【解答】解：A、图中光电管的阴极与电源的正极相连，光电管上所加的电压为反向电压，所以光电子在真空管内做减速运动，故A错误；BC、设金属的逸出功为W0根据光电效应方程得：Ek＝hν﹣W0根据动能定理得：Ek＝eUc联立两式可得：U故Uc与ν图象的斜率k=he，图像的纵轴截距为D、根据光电效应方程为：Ek＝hν﹣W0，由于金属材料b的逸出功较大，所以当用同一种光照射发生光电效应时，a材料逸出的光电子最大初动能较大，故D正确。故选：D。10．（4分）如图所示，AB为平行板电容器的上下极板，R为定值电阻，线圈L的直流电阻不计。下列说法正确的是（）A．S保持闭合一段时间后，A板带正电，B板带负电 B．S由闭合到断开的瞬间，电场能开始转化为磁场能 C．S由闭合到断开的瞬间，左侧LC振荡电路电流最大 D．该电路可以有效地发射电磁波【考点】电磁波的发射和接收；电磁振荡及过程分析．【答案】C【分析】线圈的直流电阻不计，开始电容器被短路；开关断开瞬间，振荡电路中磁场能开始向电场能转化，据此分析；此电路不是开放电路，电场能和磁场能主要在线圈和电容器之间来回转化。【解答】解：A.S保持闭合一段时间后，由于线圈的直流电阻不计，电容器被短路，两端电压为零，故A错误；BC.S断开瞬间，线圈中电流迅速变小，线圈产生感应电流，给电容器充电，此时磁场能开始转化为电场能，电路中电流最大，故B错误，C正确；D、普通的LC振荡电路不能有效地向外发射电磁波，因为电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部，在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能主要是在电路内互相转化，向外辐射的能量很少，故D错误。故选：C。11．（4分）匀强磁场绕如图所示的轴线匀速转动，圆形金属线圈保持静止。理想变压器原、副线圈的匝数比为k，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是（）A．滑片P上滑时，通过R0的电流变大 B．滑片P下滑时，电压表示数变小 C．k值增大，变压器输出功率变小 D．圆形线圈拉成正方形，电压表示数变大【考点】变压器的动态分析——原线圈无负载；交流发电机及其产生交变电流的原理．【答案】B【分析】滑片P上滑或下滑时，根据等效电阻法结合电路结构分析；k值增大，等效电阻增大，根据等效电阻和定值电阻R0的阻值关系不明确，无法判断变压器输出功率；圆形线圈拉成正方形，线圈面积减小，电动势减小，根据等效电源发分析电压表示数。【解答】解：AB、滑片P上滑时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，根据等效电阻法可知，等效电阻R效=(n1n2)C、k值增大，则等效电阻R效=(nD、圆形线圈拉成正方形，线圈在磁场中的有效面积减小，则原线圈中电源电压减小，根据等效电源法可知，原副线圈电流减小，则电压表示数变小，故D错误。故选：B。二、非选择题：共7小题，共56分。其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。12．（3分）“探究一定质量气体等温变化的规律”的实验装置如图所示，操作正确的是CD。A.应以较快速度推拉柱塞来改变空气柱的体积B.实验前应先测量出柱塞及压力表的总质量C.推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器D.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好【考点】理想气体的实验规律．【答案】CD【分析】首先理解实验原理，然后分析实验步骤和关键操作，最后识别并排除干扰因素。通过这种方法，我们可以准确地判断每个选项的正确性。【解答】解：A.应该以较慢的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积，以避免操作动作过快使空气柱的温度发生改变，故A错误；B.因压强由压力表测得，不是由平衡条件计算出，所以实验前不需要利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量，故B错误；C.实验过程中手不能握住注射器前端，以免改变空气柱的温度，使气体发生的不是等温变化，故C正确；D.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定，故D正确。故选：CD。13．（6分）①“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列操作步骤正确的顺序是B。A.a、d、e、cB.c、d、a、eC.b、d、a、eD.c、d、b、e②正确实验操作后，形成的油膜面积为S，已知油酸酒精溶液浓度为n，N滴油酸酒精溶液的总体积为V。由此估算出油酸分子的直径D＝ηVNS【考点】用油膜法估测油酸分子的大小．【答案】①B；②ηVNS【分析】①根据实验原理、实验步骤和误差分析进行判断；②根据体积公式计算分子直径。【解答】解：①“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配置油酸酒精溶液→准备浅水盆，撒上痱子粉→滴入油酸酒精溶液，形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积，计算分子直径。故B正确，ACD错误。故选：B。②一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V油则油酸分子的直径为D=V故答案为：①B；②ηVNS14．（6分）“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”的部分实验装置如图所示。①将学生电源电压挡调到8V，与可拆变压器原线圈上的“0”和“400”两接线柱相连，请完成电路连线；现要使副线圈获得低于8V的电压，多用电表的两表笔应分别接副线圈的“0”和“A”两接线柱。A.200B.800C.1400②正确完成连线后，进行测量时发现副线圈电压测量值明显小于理论值，形成这种现象的不当操作可能是见解析。【考点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系．【答案】①见解析；A；②见解析。【分析】①将原线圈接低压交流电源，副线圈“0”、“200”接交流电压表；根据理想变压器电压与匝数比的关系进行分析；②根据变压器的构造，结合出现的现象分析可能的原因。【解答】解：①将原线圈接低压交流电源，副线圈“0”、“200”接交流电压表，实物连接如图所示：根据理想变压器电压与匝数比的关系，副线圈两端电压U现要使副线圈获得低于8V的电压，多用电表的两表笔应分别接副线圈的“0”和“200”接线柱上，故A正确，BC错误。故选：A。②正确完成连线后，进行测量时发现副线圈电压测量值明显小于理论值，形成这种现象的不当操作可能是压紧螺丝没有压紧，使变压器发生振动，损失的能量过大。故答案为：①见解析；A；②见解析。15．（6分）1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变的实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为37Li+11H→48（1）写出X的原子核符号并求出其核内的中子数n；（2）求该核反应中由于质量亏损所产生的能量E。【考点】用爱因斯坦质能方程计算核反应的核能；质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系．【答案】（1）X的原子核符号为2（2）该核反应中由于质量亏损所产生的能量E为(m【分析】（1）根据质量数守恒和电荷数守恒判断生成产物，并根据质量数等于质子数与中子数之和求解中子数；（5）根据质能方程求解产生的核能。【解答】解：（1）根据质量数守恒和电荷数守恒可知：X的质量数为4，电荷数为2，X为氦原子核（2（2）根据质能方程可得E＝Δmc2=(答：（1）X的原子核符号为2（2）该核反应中由于质量亏损所产生的能量E为(m16．（8分）如图为某自行车车头灯发电机的示意图。线圈绕在固定的U形铁芯上，车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁体转动，使线圈中产生正弦式交变电流。已知摩擦小轮转动的角速度为400rad/s，线圈匝数为1000匝，线圈横截面积为10cm2，线圈电阻与车头灯电阻均为10Ω。图示位置中磁体在线圈处产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为0.01T。摩擦小轮由如图所示位置转过14（1）通过车头灯的电荷量q；（2）车头灯电阻的热功率P。【考点】用有效值计算交流电路的电功、电功率和焦耳热；计算线圈转动过程中的电荷量．【答案】（1）通过车头灯的电荷量q为5×10﹣4C；（2）车头灯电阻的热功率P为1.6W。【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求解相应时间内的电荷量；（2）根据题意先计算电动势有效值，再利用功率的公式求解车头灯功率。【解答】解：（1）在旋转磁极转动14圈的过程中，根据法拉第电磁感应定律有E＝NΔΦΔt，则通过车头灯的电荷量q＝It=E2R•t=NΔΦ（2）发电机发电时电动势的有效值为E=NBSω2=1000×0.01×10×10−4×4002V＝22V，所以车头灯电阻的热功率为P＝（1.6W答：（1）通过车头灯的电荷量q为5×10﹣4C；（2）车头灯电阻的热功率P为1.6W。17．（12分）如图所示是一种测定肺活量的装置示意图，A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒，圆筒的质量为M，底面积为S。由于圆筒中的空气未排尽，导致圆筒浮出水面的高度为h0，若外界大气压强为标准大气压p0，水的密度为ρ，重力加速度为g。（1）求圆筒内气体的压强。（2）求圆筒底部距圆筒内水面的高度h1。（3）若某同学通过B管用力向圆筒A中吹一次气，使圆筒浮出水面的高度升高至h2，设整个过程中吹出气体的温度与圆筒内气体温度相同且均保持不变，求该同学的肺活量V0（标准大气压下，人一次吹出气体的体积）。【考点】气体的等温变化与玻意耳定律的应用；气体压强的计算．【答案】（1）圆筒内气体的压强为p0（2）圆筒底部距