2022-2023学年江苏省扬州市高二(下)期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年江苏省扬州市高二(下)期末物理试卷

1.  由原子核的衰变规律可知(    )

A. 射线是电磁波
B. 同位素的半衰期不相同
C. 放射性元素衰变快慢可以人为控制
D. 射线是由原子核的核外电子电离而形成的

2.  人们采用表面经过特殊涂层处理的织物来制成防水布料，下列说法正确的是(    )
 

A. 水滴因表面张力具有收缩趋势
B. 水滴和防水布料发生了浸润现象
C. 水滴与防水布料接触层内水分子只存在斥力
D. 水滴是否浸润防水布料仅由防水布料性质决定

3.  如图为某电感式位移传感器的原理图，是待测位移的物体，是接交流电的空心线圈，软铁芯插在线圈中并且可以随物体左右平移，则该传感器(    )
 

A. 将电流变化信号转化为位移变化信号输出 B. 将位移变化信号转化为电流变化信号输出
C. 将位移变化信号转化为电阻变化信号输出 D. 当物体向左移动时，线圈的自感系数变小

4.  如图所示为氢原子能级示意图。现有大量氢原子处于、、、的四个状态。则(    )
 

A. 最多放出种频率的光子
B. 从向能级跃迁时放出的光子波长最短
C. 处于基态的氢原子核外电子的动能最大
D. 用动能为的粒子轰击处于的氢原子一定能使其发生电离

5.  体育老师用气筒给篮球快速充气，假设充气过程中篮球的容积不变，则此过程(    )

A. 球内气体分子数密度不变
B. 气体温度保持不变
C. 球内所有气体分子的动能都增大
D. 单位时间内碰撞单位面积内壁的分子数增大

6.  振荡电路某时刻的状态图如图所示，电容器上极板带正电，线圈内部磁场方向向下，此时(    )
 

A. 电容器在放电 B. 电流在增大
C. 磁场能转化为电场能 D. 线圈的自感电动势在减小

7.  用如图所示的回旋加速器加速粒子时，匀强磁场的磁感应强度为，高频交流电频率为。若用于加速质子，下列调整可行的是(    )
 

A. 仅变为原来的倍 B. 仅变为原来的倍
C. 仅变为原来的倍 D. 仅变为原来的倍

8.  当氖等离子体被加热到适当高温时，氖核可参与聚变反应，已知光子的频率为，氘核的比结合能为，氦核的比结合能为，普朗克常量为，真空中光速为。则(    )

A. 为 B. 光子的动量
C. 释放的核能 D. 质量亏损

9.  如图所示，雨后空气中的小水滴可以等效为球形水珠，水对紫外线的折射率，一束紫外线从点射入水珠，经过水珠内表面反射一次，然后从点射出，光线相对光线的偏转角度为(    )
 

A.  B.  C.  D.

10.  如图所示，纸而内有一“凸”字形单匝金属线框组成闭合回路，置于垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中，线框的总电阻为，边长如图所示。线框绕轴做角速度为的匀速转动。则从图示位置(    )
 

A. 转动时回路中电流方向发生改变
B. 转动时回路中感应电动势大小为
C. 转动过程中电流的有效值为
D. 转动的过程中通过导线截面的电荷量为零

11.  在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中。

得到的干涉图样如图所示，分划板刻线在图中、位置时，游标卡尺的读数分别为、。则相邻亮条纹的间距________。若更换间距更小的双缝，条纹间距将______填“变小”、“变大”或“不变”。

如果实验中的干涉条纹不清晰，下列操作可行的是_________。

A.更换更长的遮光筒         通过拨杆调整单缝         旋转测量头

12.  在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，若每滴油酸酒精溶液的体积为，溶液的浓度为，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为。则油酸分子直径_____用、及表示。在测量滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时。用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数。若滴数多记录了滴，将导致油酸分子直径测量值_________填“偏大”、“偏小”或“不变”。

13.  “测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针、，在另一侧再竖直插两个大头针、在插入第四个大头针时，要使它______．
如图是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线、是描在纸上的玻璃砖的两个边．根据该图可算得玻璃的折射率______计算结果保留两位有效数字

14.  如图为某光电转换装置，真空中放置着不带电平行金属板，金属板的逸出功为，用频率为的光照射板，电子电荷量大小为，普朗克常量为，忽略电子之间的相互作用。求：

从金属板上逸出光电子的最大初动能；

金属板、间的最大电压。

15.  如图所示，导热性能良好的气缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞横截面积为、质量不计，活塞与容器间的滑动摩擦力大小。初态时封闭气体的温度为、压强为，活塞到气缸底部距离为，外界大气压强为、温度为。经过一段时间，活塞缓慢上升一段距离后最终停止。求：

当活塞刚开始上升时，密闭气体的温度；

上升过程中，密闭气体对活塞所做的功。

16.  如图甲所示，质量为、电阻为、边长为的单匝正方形导线框用细绳悬挂于点，、为线框左右两边的中点。从零时刻起，在连线上方加垂直纸面向里的磁场，磁感应强度大小按图乙规律变化。在时刻细绳恰好被拉断，线框向下运动，穿出磁场时速度为，重力加速度为。求：

细绳被拉断前瞬间，线框所受安培力大小；

线框中产生的总热量；

在图丙中定性画出绳断后感应电流随时间变化的图像。绳断前，图像已经作出，无需标注出磁场的时刻以及出磁场时的电流大小。

17.  如图甲所示为质谱仪的原理图，加速电压为。粒子源持续释放出初速度可忽略、比荷分别和的两种正电荷，。粒子从点沿垂直磁场边界方向进入匀强磁场，磁场下边界放置胶片。比荷为的粒子恰好打在距点为的点，不计粒子重力和粒子间的相互作用。求：

磁感应强度的大小；

若加速电压存在波动，在到之间变化，在胶片上分开两种粒子，的取值范围；

如图乙所示，若比荷为的粒子进入磁场时存在散射角，粒子在范围内均匀射入，现撤去胶片，紧靠点在其左侧水平放置一长度为的接收器，求接收器中点左右两侧在单位时间内接收到比荷为的粒子数之比。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】A.射线是氦原子的原子核，并非电磁波，故A错误；

B.半衰期由原子核的结构所决定，同位素原子核内核子数不同，原子核的结构不同，故半衰期不同，故B正确；

C.放射性元素的半衰期跟它所处的物理、化学状态无关。发生衰变的快慢不可人为控制，故C错误；

D.射线是衰变产生的，衰变现象是原子核内部的中子转化为质子同时失去一个电子，故D错误。

故选B。

2.【答案】 

【解析】A.水滴因表面张力具有收缩趋势，故A正确；

B.水滴和防水布料不发生浸润现象，故B错误；

C.水滴与防水布料不发生浸润，接触层内水分子之间的作用表现为引力，但存在分子间引力，故C错误；

D.浸润与不浸润现象的本质是分子力的作用，不浸润现象的产生与液体和固体的性质有关，故D错误。

故选A。

3.【答案】 

【解析】电感式位移传感器输入的物理量是位移，输出的物理量是电流，故B正确，AC错误；

D.当物体向左移动时，软铁芯插入线圈的深度增大，则线圈的自感系数增大，故D错误。

故选B。

4.【答案】 

【解析】A.大量处于状态的氢原子，它们向低能级跃迁时辐射出光子的种类最多为

所以这些氢原子总共可辐射出种不同频率的光，故A错误；

B.从跃迁到，能级差最小，则辐射的光子频率最小，根据

可知光子波长最长，故B错误；

C.根据库仑力提供向心力

解得

由此可知处于基态的氢原子核外电子的速度最大，则动能最大，故C正确；

D.处于  的氢原子只要吸收的能量大于或者等于即可电离，用动能为的粒子轰击处于  的氢原子，氢原子的吸收的能量可能会小于，所以不一定发生电离，故D错误。

故选C。

5.【答案】 

【解析】A.篮球中空气质量增大了，但空气的体积没有变，根据公式

可知密度变大，球内气体分子数密度变大，故A错误；

在快速充气过程中，压缩球内气体做功，而气体与外界来不及热交换，故空气内能增大、温度升高，分子平均动能增大，但并不是每一个的分子的动能都增大，故BC错误；

D.由上分析可知，温度升高，分子数密度增大，所以单位时间内碰撞单位面积内壁的分子数增大，故D正确。

故选D。

6.【答案】 

【解析】由图示磁场由安培定则可知，电路电流沿逆时针方向，由电容器上极板带正电可知，则此时正处于充电过程，电路电流逐渐减小，线圈磁场强度正在减小，磁场能正在转化为电场能，故AB错误，C正确；

D.由于电容器正在充电，故电流变化越来越快，因此线圈中的自感电动势在逐渐增大，故D错误。

故选C。

7.【答案】 

【解析】回旋加速器中高频交流电的周期等于粒子在磁场中的周期，粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力得

又

联立可得

由于

已知加速  粒子时，匀强磁场的磁感应强度为  ，高频交流电频率为  ，若用于加速质子  ，可仅  变为原来的倍，或仅  变为原来的  。

故选A。

8.【答案】 

【解析】A.由质量数和电荷数守恒可得，为  ，故A错误；

B.由  可知，光子的动量

故B错误；

由比结合能的概念可知，该核反应释放的核能为

由爱因斯坦质能方程可知，质量亏损

故C错误，D正确。

故选D。

9.【答案】 

【解析】光在水珠内传播如图所示

由折射定律可得

解得

由几何关系可得

解得

则光线相对光线的偏转角度为，故选C。

10.【答案】 

【解析】A.线圈运动至中性面时电流方向发生变化，故转动  时回路中电流方向发生改变，故A错误；

B.转动  时回路中感应电动势大小为

故B正确；

C.转动过程中电流的有效值为

故C错误；

D.转动  的过程中通过导线截面的电荷量为

故D错误。

故选B。

11.【答案】        变大      

【解析】由题知相邻亮条纹的间距为

根据公式

若更换间距更小的双缝，条纹间距将变大。

更换更长的遮光筒，通过双缝的光强减弱，条纹变模糊，故A错误；

B.实验中可通过拨杆调整单缝和双缝平行，使通过双缝的光强增强，条纹变清晰，故B正确；

C.旋转测量头不会改变通过双缝的光强，条纹清晰程度不变，故C错误。

故选B。

12.【答案】        偏小 

【解析】  ；

若滴数多记录了滴，导致所测滴油酸酒精溶液体积比实际值偏小，由上表达式可知，将导致油酸分子直径测量值偏小。

13.【答案】挡住和、的像   

【解析】解：在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针、，在另一侧再竖直插两个大头针、，使挡住、的像，要使挡住和、的像，说明在的出射光线上，连线即为的出射光线．
作出光路图如图，用量角器量出入射角，折射角，则折射率
故答案为：挡住和、的像；．
用“插针法”测定玻璃的折射率的原理是折射定律，关键是确定折射光线，方法是：在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针、，在另一侧再竖直插两个大头针、，使挡住、的像，要使挡住和、的像．作出入射光线和折射光线，画出光路图，用量角器量出入射角和折射角，由折射定律算出折射率．
解决本题的关键理解和掌握实验的原理和实验的方法，其中实验原理是实验的核心．
 

14.【答案】  ；  

【解析】光子的能量为 ，由光电效应方程

解得

板不断有光电子逸出到达板，、板间的电压不断变大，当具有最大初动能的光电子刚好不能到达板时，、板间电压达到最大值，由动能定理

最大电压为

15.【答案】  ；  

【解析】活塞缓慢上升

解得

密闭气体等容变化

解得

活塞上升过程，密闭气体等压变化，则

即

解得

气体对活塞做功

16.【答案】  ；  ；见解析 

【解析】细绳被拉断前，线框中产生的感应电动势

感应电流

细绳被拉断前瞬间，线框受到的安培力

细绳被拉断前，线框中产生的热量

细绳被拉断后，线框中产生的热量为 

线框穿出磁场过程能量守恒

解得

总热量

绳断后电流方向与绳断前电流方向相反；绳断后，线框做加速度减小的加速运动，在出磁场前可能匀速，电流从增大，图线斜率减小。

绳断前后，电路中通过的电量相等，  前后图线与坐标轴包围面积相等。可能的图像如下图所示。

画出一种即可，无需标注出磁场的时刻及出磁场时的电流大小

17.【答案】  ；  ；  

【解析】粒子电场中加速

粒子磁场中匀速圆周运动

联立得

联立可得

由  ，当和相同时

当电压波动时，在胶片上分开两种粒子，需满足

即

解得

粒子恰好打在接收器中点时，设粒子进入磁场时速度与竖直方向夹角为，则

解得

粒子恰好打在接收器最左端时，设粒子进入磁场时速度与竖直方向夹角为，则

解得

进入磁场速度与竖直方向夹角在  到  的粒子打在接收器中点左侧，夹角在  到  的粒子打在接收器中点右侧。在单位时间内接收到比荷为  的粒子数之比