2022-2023學年江蘇省南通市重點中學高二（下）期中物理試卷（含解析）

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一、單選題（本大題共10小題，共40.0分）

1.下列四幅圖所涉及的物理知識，論述正確的是()

A.圖甲表明晶體熔化過程中分子平均動能變大

B.圖乙水黽可以在水面自由活動，說明它所受的浮力大于重力

C.圖丙是顯微鏡下三顆小炭粒的運動位置連線圖，連線表示小炭粒的運動軌跡

D.圖丁中是浸潤現(xiàn)象，是不浸潤現(xiàn)象

2.如圖所示為斯特林發(fā)動機玩具，氣缸在酒精燈加熱情況下，氣缸內的活塞往復運動，通過傳動軸帶動飛輪持續(xù)轉動，則()

A.活塞壓縮氣體時，氣體的壓強與體積成反比

B.氣體膨脹時，氣體的體積與熱力學溫度成正比

C.發(fā)動機工作時，氣體吸收的熱量大于對外做功

D.氣體能從單一熱源吸熱并全部用來對外做功而不引起其他變化

3.下列四幅圖涉及不同的物理知識，其中說法正確的是()

A.圖甲：隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向頻率較小的方向移動

B.圖乙：湯姆孫通過電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核內還有復雜的內部結構

C.圖丙：盧瑟福通過分析粒子散射實驗結果，發(fā)現(xiàn)了質子和中子

D.圖丁：從圖中可以得到該放射性核元素的半衰期為

4.如圖所示，把線圈內阻不計、電容器、電源、電阻和單刀雙擲開關連成圖示電路。把電壓傳感器圖中未畫出的兩端連在電容器的兩個極板、上。先把開關置于側，一段時間后再把開關置于側，從此刻開始計時，電壓隨時間變化的圖像正確的是()

A.B.

C.D.

5.著名物理學家湯姆孫曾在實驗中讓電子束通過電場加速后，通過多晶薄膜得到了如圖所示衍射圖樣，已知電子質量為，加速后電子速度，普朗克常量，則()

A.該圖樣說明了電子具有粒子性

B.該實驗中電子的德布羅意波長約為

C.加速電壓越大，電子的物質波波長越大

D.使用電子束工作的電子顯微鏡中，加速電壓越大，分辨本領越弱

6.為了更形象地描述氫原子能級和氫原子軌道的關系，作出如圖所示的能級軌道圖，處于能級的氫原子向能級躍遷時輻射出可見光，處于能級的氫原子向能級躍遷時輻射出可見光，則以下說法正確的是()

A.光的波長比光的波長長

B.輻射出光時，電子的動能和電勢能都會變大

C.一個處于能級的氫原子自發(fā)躍遷可釋放種頻率的光

D.光照射逸出功為的金屬時，光電子的最大初動能為

7.“玉兔二號”月球車在太陽光照射不到時，由同位素電池為其保暖供電。衰變時放出粒子，生成原子核，產生大量的射線，半衰期為年，則()

A.原子核的核子數(shù)為

B.射線是躍遷產生的

C.原子核和粒子的結合能之和大于原子核的結合能

D.經過年后，電池中的原子核數(shù)將剩為原來的倍

8.爆米花酥脆可口，是許多人喜歡的零食。如圖為傳統(tǒng)爆米花機，它的“爆米”原理是：封閉在鐵爐內的米粒和空氣同時受熱，爐內產生高壓，米粒中的水分蒸發(fā)受阻。打開鐵爐，“嘭”的一聲，米粒突遇內外壓力差而爆炸形成爆米花。開始時，封閉鐵爐內氣體可視為理想氣體的溫度為室溫，氣體的壓強為。玉米粒內外壓強差為才能炸成爆米花。設玉米粒的體積與打開鐵爐后剩余爆米花的體積相等，則()

A.為使玉米粒炸成爆米花，爐內溫度至少為

B.為使玉米粒炸成爆米花，爐內溫度至少為

C.打開爐蓋，當爐內溫度變?yōu)闀r，爐內剩余氣體與加熱前氣體的質量之比為：

D.打開爐蓋，當爐內溫度變?yōu)闀r，爐內剩余氣體與加熱前氣體的質量之比為：

9.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為，輸入端所加正弦交流電的電壓，已知電阻，，滑動變阻器最大阻值為，電壓表為理想電壓表。開始時，滑片處于滑動變阻器正中間位置，下列說法正確的是()

A.通過的電流為

B.電壓表讀數(shù)為

C.副線圈電流方向每秒鐘改變次

D.若將滑片向下滑動，電壓表讀數(shù)將變大

10.如圖所示，一粗細均勻的型玻璃管開口向上豎直放置，左、右兩管都封有一定質量的理想氣體、，水銀面、間的高度差為，水銀柱的長度為，且，面與面恰處于同一高度。若在右管開口端取出少量水銀，系統(tǒng)重新達到平衡，則()

A.氣體的壓強大于外界大氣壓強

B.氣體的壓強變化量大于氣體的壓強變化量

C.水銀面上升的高度小于水銀面下降的高度

D.水銀面、間新的高度差小于右管上段新水銀柱的長度

二、實驗題（本大題共1小題，共9.0分）

11.如圖所示，用氣體壓強傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律，操作步驟如下：

在注射器內用活塞封閉一定質量的氣體，將注射器、壓強傳感器、數(shù)據采集器和計算機逐連接起來；

緩慢移動活塞至某位置，待示數(shù)穩(wěn)定后記錄此時注射器內封閉氣體的體積和由計算機顯示的氣體壓強值；

重復上述步驟，多次測量并記錄；

根據記錄的數(shù)據，作出相應圖像，分析得出結論。

保持溫度不變，封閉氣體的壓強用壓強傳感器測量，體積由注射器刻度讀出。實驗前是否需要對傳感器進行調零？________選填：“是”或“否”

實驗過程中，下列說法正確的________。

A.推拉活塞時，動作要快，以免氣體進入或漏出

B.活塞移至某位置時，應迅速記錄此時注射器內氣柱的長度和氣體的壓強值

C.推拉活塞時，手不可以握住注射器氣體部分

某同學在做“氣體的壓強與體積的關系”實驗中，測得的實驗數(shù)據在計算機屏幕上顯示如下表所示，仔細觀察“”一欄中的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)越來越小，造成這一現(xiàn)象的可能原因是________。

序號

A.實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力越來越大

B.實驗時環(huán)境溫度升高了

C.實驗時外界大氣壓強發(fā)生了變化

D.實驗時注射器內的氣體向外發(fā)生了泄漏

某同學實驗時緩慢推動活塞，并記錄下每次測量的壓強與注射器刻度值。在實驗中出現(xiàn)壓強傳感器軟管脫落，他重新接上后繼續(xù)實驗，其余操作無誤。若該同學用軟管脫落前測得的實驗數(shù)據在圖中畫出了圖線，在圖中大致畫出可能的、符合軟管脫落后測得的實驗數(shù)據的那部分圖線。

三、計算題（本大題共4小題，共40.0分）

12.在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于發(fā)生衰變，結果得到一張兩個相切圓的徑跡照片如圖所示，今測得兩個相切圓半徑之比。則：

試判斷發(fā)生的是什么衰變，并指出新核的軌跡是哪個？說明理由；

這個原子核原來所含的質子數(shù)是多少？

13.如圖甲所示為某一發(fā)電機的實物模型，其工作原理可簡化為如圖乙所示：強磁場的磁感應強度大小為矩形線圈的總電阻為、匝數(shù)為匝、面積為，可繞垂直于勻強磁場的軸勻速轉動．現(xiàn)將該發(fā)電機接在理想變壓器的原線圈上，副線圈接有規(guī)格均為“，”的燈泡、，如圖丙所示，現(xiàn)在使發(fā)電機勻速轉動，使兩燈泡均正常發(fā)光，已知理想變壓器的原副線圈匝數(shù)之比為：，電壓表為理想交流電表，其余電阻均不計。求：

理想交流電壓表的讀數(shù)；

手搖發(fā)電機勻速轉動的角速度。

14.如圖所示，一端帶有卡口的導熱氣缸水平放置，一定質量的理想氣體被活塞封閉在該氣缸內，活塞可沿氣缸壁無摩擦滑動且不漏氣，開始時活塞與氣缸底的距離，離氣缸口的距離。已知活塞的質量，橫截面積，外界氣溫為，大氣壓強為，重力加速度，活塞厚度不計?，F(xiàn)將氣缸緩慢地轉到開口豎直向上放置，待穩(wěn)定后對氣缸內氣體逐漸加熱。

使活塞緩慢上升到上表面剛好與氣缸口相平，求此時缸內氣體的熱力學溫度；

在對缸內氣體加熱過程中，活塞緩慢上升到上表面剛好與氣缸口相平，缸內氣體凈吸收的熱量，求氣體增加了多少焦耳的內能；

在問基礎上，繼續(xù)加熱，當缸內氣體再凈吸收的熱量時，求此時缸內氣體的溫度和壓強。已知一定質量的理想氣體內能與熱力學溫度成正比，即：

15.已知氫原子的能級圖如圖所示，現(xiàn)用大量高能電子轟擊一群處于基態(tài)的氫原子，轟擊后可觀測到氫原子發(fā)射不同波長的光有種。利用氫原子發(fā)出的光照射某電路的極，如圖所示，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，調節(jié)滑片可使電流表示數(shù)減小到零。電極由金屬鋅制成，其截止波長為。已知普朗克常量約為。求：

鋅板逸出功及氫原子發(fā)射光子中能讓電流表有示數(shù)的光子種數(shù)為多少？

電流表示數(shù)為零時，電壓表的示數(shù)至少為多少？

高能電子動能的范圍？所有結果保留小數(shù)點后面兩位

答案和解析

1.【答案】

【解析】A.晶體熔化過程中溫度不變，分子平均動能不變，故A錯誤；

B.水黽可以在水面自由活動，是因為水的表面張力，故B錯誤；

C.每隔一段時間把觀察到的炭粒的位置記錄下來，然后用直線把這些位置依次連接成折線，所以布朗運動圖像反映每隔一段時間固體微粒的位置，而不是運動軌跡，故C錯誤；

D.圖丁中是浸潤現(xiàn)象，是不浸潤現(xiàn)象，故D正確。

故選D。

2.【答案】

【解析】A.當活塞壓縮氣體時，氣體溫度要發(fā)生變化，根據可知，只有當氣體的溫度不變時，氣體的壓強才與體積成反比，故A錯誤；

B.氣體膨脹時，氣體壓強要發(fā)生變化，根據可知，只有當氣體的壓強不變時，氣體的體積才與熱力學溫度才成正比，故B錯誤；

C.發(fā)動機工作時，氣體從外界吸收熱量溫度升高，內能增加，且氣體同時對外做功，根據熱力學第一定律，可知吸收的熱量大于對外做的功，故C正確；

D.根據熱力學第二定律可知，氣體不可能從單一熱源吸熱并全部用來對外做功而不引起其他變化，故D錯誤。

故選C。

3.【答案】

【解析】A.從圖可知隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較小的方向移動，故A錯誤；

B.湯姆孫通過電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子內還有復雜的內部結構，故B錯誤；

C.盧瑟福通過分析粒子散射實驗結果，得出原子的核式結構，故C錯誤；

D.從圖中可以得到該放射性核元素從到需要，可知其半衰期為，故D正確。

故選D。

4.【答案】

【解析】由于電路有能量損耗，有一部分能量轉化為內能，還有一部分能量以電磁波的形式輻射出去，故電壓振幅會減小，電容器放電時間由電容器自身決定，故周期不變，且開始時，電容器電壓最大，則計時開始時，電壓處于最大振幅。

故選C。

5.【答案】

【解析】A.圖為電子束通過多晶薄膜的衍射圖樣，因為衍射是波所特有的現(xiàn)象，所以說明了電子具有波動性，故A錯誤；

B.由德布羅意波長公式可得，電子的動量。聯(lián)立可得，故B正確；

由動能定理可得，聯(lián)立求解可得，即加速電壓越大，電子的波長越短，衍射現(xiàn)象就越不明顯，分辨本領越強，故CD錯誤。

故選B。

6.【答案】

【解析】A.光的光子能量為，光的光子能量為，，根據可知，故A錯誤；

B.輻射出光時，電子做圓周運動的半徑減小，電場力做正功，電子的動能增加，電勢能減小，故B錯誤；

C.一個處于能級的氫原子自發(fā)躍遷時，釋放出不同頻率光的種類最多的情況為，即最多能釋放種頻率的光，故C錯誤；

D.光的光子能量為，照射逸出功為的金屬時，由于，則能發(fā)生光電效應，光電子的最大初動能，故D正確。

故選D。

7.【答案】

【解析】A.由核反應過程核子數(shù)守恒可知，原子核的核子數(shù)為，A錯誤；

B.射線是衰變產生的新核躍遷產生的，不是躍遷產生的，B錯誤；

C.核反應方程式生成物比反應物穩(wěn)定，比結合能大，則原子核和粒子的結合能之和大于原子核的結合能，C正確；

D.放射性元素的半衰期是對大量原子核衰變過程中統(tǒng)計出來的規(guī)律，時間小于半衰期，無法確定有多少原子核發(fā)生了衰變，D錯誤。

故選C。

8.【答案】

【解析】開始時，封閉鐵爐內氣體可視為理想氣體的溫度為室溫，氣體的壓強為。玉米粒內外壓強差為才能炸成爆米花，則內部最終壓強至少為，根據等容方程有，解得爐內溫度至少為，故AB錯誤；

打開爐蓋，當爐內溫度變?yōu)闀r，根據理想氣體狀態(tài)方程有，爐內剩余氣體與加熱前氣體的體積之比為，故爐內剩余氣體與加熱前氣體的質量之比為：，C正確，D錯誤。

故選C。

9.【答案】

【解析】由輸入端所加正弦電壓的表達式可知輸入端的電壓有效值為，設原線圈中的電流為，副線圈中的電流為，則由能量守恒可得，而由匝數(shù)比等于電流的反比可得，聯(lián)立解得，，則可得電壓表的示數(shù)，故AB錯誤；

C.由輸入端所加正弦交流電的電壓表達式可知該交流電的頻率為，則可知副線圈電流方向每秒鐘改變次，故C錯誤；

D.若將滑片向下滑動，接入副線圈回路中的電阻增大，電流減小，則可知原線圈回路中的電流也減小，從而使定值電阻兩端的電壓減小，原線圈兩端的電壓增大，而匝數(shù)比不變，則可知副線圈兩端的電壓增大，因此電壓表的示數(shù)增大，故D正確。

故選D。

10.【答案】

【解析】A.取出水銀前，氣體壓強，氣體壓強，當在右管開口端取出少量水銀時，即減小，、氣體壓強均變小，即氣體的壓強小于外界大氣壓強，A錯誤；

C.由玻意耳定律，、氣體體積均變大。假設氣體體積不變，則水銀面下降的高度等于水銀面上升的高度，等于上升的高度；由于氣體體積同時要變大，故水銀面上升的高度大于水銀面下降的高度。C錯誤；

B.假設取出高度的水銀，則氣體的壓強變化量一定為，假設、氣體的體積均不變，則氣體的壓強變化量也為，壓強減小后，根據玻意耳定律，體積要變大，故氣壓變化量小于，即氣體的壓強變化量大于氣體的壓強變化量，B正確；

D.假設右管中剩余的水銀高度非常小，即取出水銀柱長度接近，則水銀面、間新的高度差大于右管上段新水銀柱的長度，D錯誤。

故選B。

11.【答案】否；

；

；

【解析】實驗前不需要對傳感器進行調零，因為傳感器不調零，圖線仍然是一條直線；

推拉活塞時，動作要緩慢，以免氣體溫度發(fā)生變化，故A錯誤；

B.活塞移至某位置時，要等穩(wěn)定后記錄此時注射器內氣柱的長度和氣體的壓強值，故B錯誤；

C.推拉活塞時，手不可以握住注射器氣體部分，以免氣體的溫度發(fā)生變化，故C正確。

故選C。

實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力不斷增大，不會影響氣壓與體積，故A錯誤；

B.實驗時環(huán)境溫度升高了，根據理想氣體狀態(tài)方程，乘積變大，故B錯誤；

C.封閉氣體壓強與外界大氣壓強無關，故C錯誤；

D.實驗時若注射器內的氣體向外發(fā)生了泄漏，根據理想氣體狀態(tài)方程，常數(shù)

與質量有關，變小，則乘積減小，故D正確。

故選D。

根據可知，感器軟管脫落即質量變小后，與還是成正比，但此時斜率發(fā)生變化，即斜率比原來小，故畫出脫落后測得的實驗數(shù)據的那部分圖線，如圖所示：

。

12.【答案】解：由動量守恒可知新核和釋放的粒子動量大小相等，方向相反，取大圓和小圓切點分析，二者速度方向相反，洛倫茲力方向相同，說明二者帶異種電荷，可以判斷發(fā)生的是衰變，由牛頓第二定律可得，

解得，

新核和釋放的粒子動量大小相等，由上式分析可知新核電荷量大，軌道半徑小，故小圓為新核的運動軌跡。

粒子實質是電子，帶電量為，由前面表達式可知電量和半徑成反比，則有，

代入數(shù)值可得，

發(fā)生衰變的實質是原子核里面的中子轉化成一個質子和電子，從而說明原來核的質子數(shù)為。

【解析】見答案

13.【答案】解：由題意可知副線圈兩端電壓為，根據理想變壓器變壓規(guī)律可得原線圈兩端電壓，即理想交流電壓表的讀數(shù)為

副線圈中的電流為

根據理想變壓器變流規(guī)律可得原線圈中的電流為

設發(fā)電機勻速轉動的角速度為，則產生的感應電動勢的最大值為

有效值為

根據閉合電路歐姆定律可

聯(lián)立解得

答：理想交流電壓表的讀數(shù)為；

手搖發(fā)電機勻速轉動的角速度為。

【解析】根據燈泡正常發(fā)光可求得副線圈兩端的電壓，結合變壓器電壓與匝數(shù)關系求得電壓表示數(shù)；

結合閉合電路求得發(fā)