2022东营高二下学期期末考试物理试题含解析

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1. 硼中子俘获治疗技术（简称BNCT）是近年来国际肿瘤治疗领域新兴的精准诊疗技术。治疗时，先给病人注射一种含硼（）的药物，随后用中子照射，硼俘获一个中子后产生X，X衰变生成粒子Y和锂（）离子，并伴随有高杀伤力的γ射线，下列说法正确的是（ ）
A. X应该是B. X应该是
C. Y是α粒子D. Y是β粒子
【答案】C
【解析】
【详解】根据质量数和电荷数守恒可知X应该是，且Y的质量数和电荷数分别为
即Y是α粒子，故ABD错误，C正确。
故选C。
2. 一定质量0℃的冰在熔化过程中，下列关于其产生的冰水混合物说法正确的是（ ）
A. 分子的平均动能变大，内能变大B. 分子的平均动能不变，内能不变
C. 分子势能变大，内能变大D. 分子势能不变，内能不变
【答案】C
【解析】
【详解】一定质量0℃的冰在熔化过程中，其产生的冰水混合物温度也为0℃，所以分子的平均动能不变，但熔化过程中吸热，所以内能增大，则分子势能增大，故ABD错误，C正确。
故选C。
3. 用如图所示的电路研究光电效应。当用光子能量为的光照射阴极K，调节滑动变阻器，当电压表示数为时，电流表示数刚好变为零。换用光子能量为的光照射阴极K，当滑动变阻器的触头从最左端滑至最右端的过程中，电流表示数（ ）
A. 先逐渐减小到零，后保持零不变B. 一直持续减小
C. 一直为零D. 先逐渐增大，后保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】当用光子能量为的光照射阴极K时，遏止电压为3V，根据动能定理和爱因斯坦光电效应方程可得
所以光电管阴极材料的逸出功为
换用光子能量为的光照射阴极K，同样可以发生光电效应，当滑动变阻器的触头从最左端滑至最右端的过程中，光电管两端反向电压从零开始逐渐增大，到达阳极的光电子数先减少，电流表示数先逐渐减小，当反向电压增大至遏止电压后所有光电子将无法到达阳极，电流表示数为零，且保持不变。
故选A。
4. 如图所示，两端封闭的细玻璃管竖直放置，用一段水银将管内空气分成a、b两部分，玻璃管导热良好。若缓慢转动玻璃管至水平位置，则转动过程中（ ）
A. a气体压强变小，吸收热量
B. a气体压强变大，放出热量
C. b气体吸收的热量等于a气体放出的热量
D. b气体吸收热量小于a气体放出的热量
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据平衡条件易知开始时b气体压强大于a气体压强，玻璃管水平时，a、b气体压强相等，所以转动过程中a气体压强变大，b气体压强变小，根据玻意耳定律可知a气体体积减小，外界对a气体做功，b气体体积增大，b气体对外界做功。a、b气体温度不变，则内能不变，根据热力学第一定律可知，a气体放出热量，b气体吸收热量，故A错误，B正确；
CD．根据热力学第一定律可知，b气体吸收的热量等于对外界做的功，而外界对a气体做的功等于放出的热量，且b体积的增加量等于a体积的减小量，而玻璃管从竖直状态缓慢转动到水平状态的过程中，b气体压强始终大于a气体压强，则根据可知b气体吸收的热量大于a气体放出的热量，故CD错误。
故选B。
5. 氢原子能级示意图如图所示。大量处于n＝4能级的氢原子，向低能级跃迁会辐射多种波长的光子，这些光子的最长和最短波长分别为、，则与的比值约为（ ）
A. 4B. 15C. 18D. 19
【答案】D
【解析】
【详解】从n=4向n=3跃迁时辐射的光子能量最小，波长最长，所以
从n=4向n=1跃迁时辐射的光子能量最大，波长最短，所以
由以上两式解得
故选D
6. 航天器上常用的核电池为“钚238”核热电池，其原理为：电池芯部的“钚238”衰变产生热量，通过“热电转换器”将热能转化为电能。已知“钚238”（）衰变产生α粒子和新核X，质量为M的“钚238”经时间发生衰变的质量为，则（ ）
A. 产生的α射线有很强的穿透能力
B. X核内有143个中子
C. “钚238”的半衰期为
D. 电池工作时内部处于高温，“钚238”的半衰期变短
【答案】C
【解析】
【详解】A．α射线穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住，故A错误；
B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数和电荷数分别为
所以中子数为
故B错误；
C．设“钚238”的半衰期为t，由题意可得
解得
故C正确；
D．半衰期由核内部自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件均无关，所以电池工作时内部处于高温，“钚238”的半衰期不变，故D错误。
故选C。
7. 一定质量理想气体状态变化的图像如图所示，处于a状态的气体，经过程1到达b状态，也可经过程2到达c状态，其中ac的延长线过坐标原点，ab和bc分别与T轴和V轴平行。气体在状态b和状态c的压强分别为和，在过程1和2中放出的热量分别为和，则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】状态b和状态c
根据理想气体状态方程，则
经过ab到达状态b或经过ac到达状态c，温度变化相同，所以内能变化 相同，经过ac到达状态c，体积减小，外界对气体做功，即
根据热力学第一定律，则放出的热量
经过ab到达状态b，体积不变，对外不做功，即
根据热力学第一定律，则放出的热量
所以
故选C。
8. 某探究小组测试一发电机性能的电路如图甲所示，灯泡L两端的电压随时间变化的关系如图乙所示。已知发电机线圈的电阻为6，匝数为500匝，灯泡L的电阻为44，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈转动的角速度为
B. 穿过线圈磁通量的最大值为
C. 发电机产生电动势瞬时值表达式为
D. 线圈转动一周产生的总电能为50J
【答案】B
【解析】
【详解】A．由乙图可知发动机线圈转动的周期为
根据
解得
故A错误；
B．根据
解得
又
联立，可得
故B正确；
C．发电机产生的电动势瞬时值表达式为
故C错误；
D．线圈转动一周产生的总电能为
又
联立，可得
故D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。
9. 人类对事物的认识往往是从宏观到微观逐步深入，下列对热现象的解释中正确的是（ ）
A. 温度越高布朗运动越剧烈，是因为固体小颗粒分子的热运动越剧烈
B. 单晶体具有各向异性，是因为组成晶体的原子排列具有空间上的周期性
C. 封闭在注射器中的压缩气体难以再被压缩，是因为气体分子间存在斥力
D. 液体具有表面张力，是因为液体表面层分子间距大于液体内部分子间距
【答案】BD
【解析】
【详解】A．温度越高布朗运动越剧烈，是因为液体或气体分子的热运动越剧烈，故A错误；
B．组成单晶体的原子排列具有空间上的周期性，且不同方向上的周期性不同，从而表现出各向异性，故B正确；
C．气体分子间的距离很大，分子间的作用力几乎可以忽略不计，封闭在注射器中的压缩气体难以再被压缩，是因为气体压强较大的缘故，故C错误；
D．液体具有表面张力，是因为液体表面层分子间距大于液体内部分子间距，表面层液体分子间作用力表现为引力，从而使液体表面绷紧，故D正确。
故选BD。
10. 实际变压器的原、副线圈有直流电阻，可将实际变压器看作原、副线圈上分别串联其直流电阻的理想变压器，如图中虚线框内电路所示。某变压器的直流电阻分别为、，匝数比，所接定值电阻。当a、b两端接电压为的正弦交流电时，理想交流电流表的示数，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数
B. 电流表的示数
C. a、b两端的电压
D. a、b两端的电压
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．根据理想变压器变流规律可得
解得
故A正确，B错误；
CD．根据闭合电路欧姆定律可得副线圈电压为
根据理想变压器变压规律可得
解得
根据闭合电路欧姆定律可得
故C错误，D正确。
故选D。
11. 如图甲所示，在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。磁场方向向上为正，磁感应强度B随时间t按图乙变化，下列分析正确的是（ ）
A. t＝1s时环中的磁通量为零，环内的感应电流为零
B. 0～2s内环上小段导体受到的安培力始终指向圆心
C. 0～2s内环上小段导体受到的安培力先变小后变大
D. 0～2s内感应电流的功率不变
【答案】CD
【解析】
【详解】A．t＝1s时环中的磁通量为零，但磁通量的变化率不为零，所以感应电流不为零，故A错误；
B．0～1s内环中的磁通量减小，根据楞次定律可知环有扩张的趋势，环上小段导体受到的安培力方向背离圆心；1~2s内环中的磁通量增大，同理可知环有收缩的趋势，环上小段导体受到的安培力指向圆心，故B错误；
CD．0～2s内环中磁通量的变化率不变，所以感应电流恒定，而磁感应强度B先减小后增大，根据可知0～2s内环上小段导体受到的安培力先变小后变大，根据可知0～2s内感应电流的功率不变，故CD正确。
故选CD。
12. 一种简易LC振荡回路如图所示，L为线圈，C为固定在真空中的平行板电容器。将单刀双掷开关K拨至触点a，使电容器与直流电源E接通。稳定后，位于两水平金属板中间P处的带电液滴恰能静止。将K拨至触点b并开始计时，当t＝0.02s时液滴的加速度第1次等于重力加速度g，不计回路的能量损失且液滴未到达两金属板，下列说法正确的是（ ）
A. 液滴带负电
B. t＝0.03s时，电容器上极板带正电且电荷量正在增大
C. t＝0.06s时，线圈L中磁场的方向向上且磁场能最大
D. t＝0.07s时，线圈L中磁场的方向向下且下极板带正电
【答案】BC
【解析】
【详解】A．液滴静止时所受电场力竖直向上，而此时下极板带正电，所以液滴带正电，故A错误；
B．将K拨至触点b并开始计时，当t＝0.02s时液滴的加速度第1次等于重力加速度g，即此时电容器所带电荷量为零，则电容器刚好完成第一次放电，由此可推知LC振荡回路的周期为0.08s，则t＝0.03s时，电容器正在经历第一次充电，此时电容器上极板带正电且电荷量正在增大，故B正确；
C．t＝0.06s时，电容器刚好完成第二次放电，此时线圈L的电流最大，磁场能最大，且电流方向从上至下，根据安培定则可知磁场方向向上，故C正确；
D． t＝0.07s时，电容器正在经历第二次充电，此时电容器下极板带正电，线圈L的电流方向从上至下，根据安培定则可知磁场方向向上，故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某小组用油膜法估测油酸分子的大小，请完成以下问题：
（1）如图所示的四个图是实验中的四个步骤，将其按操作先后顺序排列应是______（用符号表示）；
（2）实验中用p毫升的油酸与一定量酒精配制成q毫升的油酸酒精溶液，并测得n滴该溶液的总体积为V；将一滴该溶液滴入浅盘，稳定后在坐标纸上得到如下图所示的轮廓，已知坐标纸上每个小正方形的边长为a。估算油膜分子的直径为________；
（3）某同学测得的油酸分子直径明显偏大，可能的原因是________。
A.油酸中含有大量酒精
B.痱子粉撤太多，油膜未能充分展开
C.计算油膜面积时，将所有不完整的方格都当作一格保留
【答案】 ①. acbd ②. ③. B
【解析】
【详解】（1）[1]按操作先后顺序排列应是a．测量一滴纯油酸的体积。c．取一滴油酸酒精溶液滴入水中。b．在玻璃板上画出单分子油膜的轮廓。d．通过数格子的方法得出油膜的面积。
（2）[2]一滴纯油酸的体积为
估算出油酸薄膜的面积为
油膜分子直径为
（3）[3]A．酒精可以融入水中，所以油酸中含有大量酒精不会影响油酸分子直径的测量。故A错误；
B．痱子粉撤太多，油膜未能充分展开，会使多层油酸分子堆积在一起，造成油膜面积的估算值偏小，所以油酸分子直径的测量偏大。故B正确；
C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都当作一格保留，造成油膜面积的估算值偏大，所以油酸分子直径的测量偏小。故C错误。
故选B。
14. 炎热的夏季，养殖户用自动控温通风系统对养殖场进行控温。要求当养殖场内的温度升高到27℃时，通风系统立即启动。某同学设计的通风系统工作原理如图甲所示：虚线框内的两接线柱间接测温电阻RT。当R1两端的电压升高到3V时，控制电路恰能启动通风系统，低于3V时，通风系统立即停止工作。
提供的器材为：
直流电源（电动势E=5V，内阻忽略不计）；
电阻箱R1、R2（阻值范围均为）；
控制电路模块（电阻可视为无穷大）；
两测温电阻RT1、RT2（工作特性分别如图乙、丙所示）。
根据原理，选择器材，并完成调试：
（1）图甲中测温电阻应选用______（选填“RT1”或“RT2”）；
（2）接好测温电阻后，为实现27℃时开启通风系统，对电路进行调试，先将开关K2拨到触点b，并将电阻箱R2的阻值调至______kΩ、电阻箱R1的阻值调至______kΩ，再闭合开关K1，测试通风系统能否正常工作。若能正常工作，再将开关K2拨回触点a即可。（本问结果均保留2位有效数字）
（3）若长时间使用电阻箱R1老化后的电阻率会变大，若不对其阻值进行调整，当通风系统再次启动时，养殖场内的实际温度要______（选填“高”或“低”）于设定的启动温度27℃。
【答案】 ①. RT1 ②. 12 kΩ ③. 18 kΩ ④. 低
【解析】
【详解】（1）[1]由于当R1两端的电压升高到3V时，控制电路恰能启动通风系统，低于3V时，通风系统立即停止工作。则测温电阻的阻值必定随温度的升高而减小，则图甲中测温电阻应选用RT1。
（2）[2][3]由图乙可知，温度为27℃时
为实现27℃时开启通风系统，对电路进行调试，先将开关K2拨到触点b，并将电阻箱R2的阻值调至12 kΩ，此时R1两端电压
U1=3V
根据闭合电路欧姆定律有
解得
，
（3）[4] 若长时间使用电阻箱R1老化后的电阻率会变大，则其阻值增大，即当测温电阻RT1的阻值比较大时，即温度还比较低时，电阻箱R1两端电压已经达到3V，通风系统开始启动，此时，养殖场内的实际温度要低于于设定的启动温度27℃。
15. 一质量为M的汽缸，用活塞封闭一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时，空气柱长为L0（如图甲所示），已知大气压强为p0，活塞的横截面积为S，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变，重力加速度为g。若将汽缸按图乙所示竖直放置，静止时，求：
（1）缸内气体的压强；
（2）气柱的长度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）若将汽缸按图乙所示竖直放置，设缸内气体的压强为p1，根据平衡条件可得

解得
（2）当汽缸水平横放时，缸内气体的压强等于大气压强p0。设汽缸竖直放置时气柱的长度为L1，根据理想气体状态方程有
解得
16. 如图所示，ab、cd、ef是三根相同的导体棒，质量均为m，垂直放在光滑的平行金属导轨上，导轨水平且间距为L，导体棒连入导轨间的电阻均为R。导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始棒均静止，ab、cd锁定，用平行于导轨向右的拉力拉ef，使其以加速度a向右匀加速运动，经时间t0后撤去拉力，同时解锁ab、cd棒，已知导轨足够长，求：
（1）施加拉力后t时刻拉力的大小（t＜t0）；
（2）撤力后回路中产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）施加拉力后t时刻ef的速度大小为
①
此时ef产生的感应电动势大小为
②
回路总电阻为
③
通过ef的电流为
④
对ef根据牛顿第二定律有
⑤
联立①②③④⑤解得
⑥
（2）撤去拉力时ef的速度大小为
⑦
最终通过三根导体棒的电流均为零，则三根导体棒产生的感应电动势大小均相等，所以速度大小相等，设为v1，三根导体棒组成的系统所受合力为零，根据动量守恒定律有
⑧
根据能量守恒定律可知撤力后回路中产生的焦耳热为
⑨
联立⑦⑧⑨解得
⑩
17. 孔明灯在中国有非常悠久的历史，其“会飞”原因是，灯内燃料燃烧使内部空气升温膨胀，一部分空气从灯内排出，使孔明灯及内部气体的总重力变小，空气浮力将其托起。如图所示，某盏孔明灯灯体（包括燃料）的质量m＝0.2kg，体积恒为V＝1.0m3，点燃后孔明灯匀速升空。已知重力加速度g＝10m/s2，大气密度ρ＝1.2kg/ m3，环境温度恒为t＝27℃，忽略燃料的质量变化，大气压强不变。求：
（1）点燃燃料前灯内气体的质量m1；
（2）升空后灯内气体的质量m2；
（3）升空后灯内气体的温度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据
可得点燃燃料前灯内气体的质量为
（2）升空后孔明灯受力平衡，可得
解得
（3）孔明灯底部开口，灯内气体压强不变，有
又
联立，可得
即
18. 如图所示，在O-xyz三维坐标系中以yOz平面为界，x＜0空间有沿x轴正方向的匀强电场，x＞0空间有沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电量为q的带正电粒子，由A点（－d，－d，0）沿y轴正方向以大小为v0的速度射出，之后粒子恰好能从O点射入磁场，粒子重力不计，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）粒子到达O点时的速度大小；
（3）粒子在磁场中运动时到xOy平面的最大距离；
（4）从粒子进入磁场开始计时，其经过x轴的时刻及经过x轴时的位置坐标。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4），
【解析】
【详解】（1）粒子先在xOy平面内做类平抛运动，加速度大小为

根据运动学规律有


联立以上三式解得

（2）粒子到达O点时的速度方向的反向延长线一定经过水平位移的中点，设速度方向与x轴正方向夹角为θ，则

解得粒子在O点处的x轴分速度大小为

根据速度的合成可得粒子到达O点时的速度大小为

（3）粒子进入磁场后，在沿x方向以vx做匀速直线运动，在yOz平面内做匀速圆周运动，设其运动半径为R，根据牛顿第二定律有

解得

所以粒子在磁场中运动时到xOy平面的最大距离为
（4）粒子做匀速圆周运动的周期为
粒子在空间中做螺旋运动，从粒子进入磁场开始计时，每经过一个周期的时间，粒子经过x轴一次，所以其经过x轴的时刻为
经过x轴时粒子到O点的距离为
即位置坐标为。