2022_2023学年江苏省扬州市高二（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2022_2023学年江苏省扬州市高二（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共12页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.由原子核的衰变规律可知
A. α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. β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，1是待测位移的物体，3是接交流电的空心线圈，软铁芯2插在线圈3中并且可以随物体1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n=1、2、3、4的四个状态。则
A. 最多放出3种频率的光子
B. 从n=4向n=3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0.85eV的粒子轰击处于n=4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.LC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 24He粒子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f。若用于加速质子 11H，下列调整可行的是
A. 仅f变为原来的2倍B. 仅f变为原来的4倍C. 仅B变为原来的2倍D. 仅B变为原来的4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611H→224He+2X+201n+v，已知γ光子的频率为v，氘核的结合能为E1，氦核的结合能为E2，普朗克常量为h，真空中光速为c。则
A. X为 12HB. γ光子的动量p=hcv
C. 释放的核能ΔE=2E2+hv−6E1D. 质量亏损Δm=2E2−6E1c2
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n= 62，一束紫外线从A点射入水珠，经过水珠内表面反射一次，然后从B点射出，光线2相对光线1的偏转角度为
A. 45∘B. 60∘C. 120∘D. 135∘
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B的匀强磁场中，线框的总电阻为R，边长如图所示。线框绕ab轴做角速度为ω的匀速转动。则从图示位置
A. 转动90∘时回路中电流方向发生改变
B. 转动90∘时回路中感应电动势大小为4BL2ω
C. 转动过程中电流的有效值为3 2BL2ω2R
D. 转动180∘的过程中通过导线截面的电荷量为零
二、实验题：本大题共3小题，共27分。
11.在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中。
(1)得到的干涉图样如图所示，分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为d1、d2(d1(2)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 B.通过拨杆调整单缝 C.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V，溶液的浓度为η，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S。则油酸分子直径D=____(用V、S及η表示)。在测量1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2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A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时，要使它______.
如图是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a′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n=______.(计算结果保留两位有效数字)
三、计算题：本大题共4小题，共40分。
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A的逸出功为W0，用频率为v的光照射A板，电子电荷量大小为e，普朗克常量为h，忽略电子之间的相互作用。求：
(1)从金属板A上逸出光电子的最大初动能Ekm；
(2)金属板A、B间的最大电压Um。
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S、质量不计，活塞与容器间的滑动摩擦力大小p0S。初态时封闭气体的温度为T3、压强为p0，活塞到气缸底部距离为h，外界大气压强为p0、温度为T。经过一段时间，活塞缓慢上升一段距离后最终停止。求：
(1)当活塞刚开始上升时，密闭气体的温度T1；
(2)上升过程中，密闭气体对活塞所做的功W。
16.如图甲所示，质量为m、电阻为R、边长为L的单匝正方形导线框用细绳悬挂于O点，M、N为线框左右两边的中点。从零时刻起，在MN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t0时刻细绳恰好被拉断，线框向下运动，穿出磁场时速度为v，重力加速度为g。求：
(1)细绳被拉断前瞬间，线框所受安培力大小F；
(2)线框中产生的总热量Q；
(3)在图丙中定性画出绳断后感应电流I随时间t变化的图像。(绳断前，I−t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U。粒子源A持续释放出初速度可忽略、比荷分别k1和k2的两种正电荷，k1>k2。粒子从O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C。比荷为k1的粒子恰好打在距O点为L的M点，不计粒子重力和粒子间的相互作用。求：
(1)磁感应强度B的大小；
(2)若加速电压存在波动，在(U−ΔU)到(U+ΔU)之间变化，在胶片上分开两种粒子，△U的取值范围；
(3)如图乙所示，若比荷为k1的粒子进入磁场时存在散射角θ=45∘，粒子在2θ范围内均匀射入，现撤去胶片C，紧靠M点在其左侧水平放置一长度为0.4L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k1的粒子数之比η。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】略
2.【答案】A
【解析】略
3.【答案】B
【解析】略
4.【答案】C
【解析】略
5.【答案】D
【解析】略
6.【答案】C
【解析】略
7.【答案】A
【解析】略
8.【答案】D
【解析】【分析】
本题主要考查核反应方程、光子的动量、核能以及质量亏损。核反应过程中质量数与电荷数守恒；核反应释放的能量为ΔE=Δmc2，核反应向着比结合能变大的方向，产物的结合能减去反应物的结合能等于反应释放的核能ΔE；结合p=hλ和c=λν求解光子的动量，由此分析即可正确求解。
【解答】
A.由质量数和核电荷数守恒可知核反应方程为 01n+ 36Li→ 24He+H13H+γ，X核为H13H核，即氚核，故A错误；
B.光子的动量p=hλ，c=λν，可得p=hνc，故B错误；
CD.由比结合能概念可知：该核反应放出的核能ΔE=(4E2+3E3)−6E1，核反应亏损的质量Δm=(4E2+3E3)−6E1c2，故C正确，D错误。
9.【答案】C
【解析】略
10.【答案】B
【解析】略
11.【答案】(1)d2−d16 变大(2)B
【解析】略
12.【答案】(1)ηVS 偏小
【解析】略
13.【答案】挡住C和A、B的像 1.7
【解析】在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D，使C挡住A、B的像，要使D挡住C和A、B的像，说明CD在AB的出射光线上，CD连线即为AB的出射光线．
作出光路图如图，用量角器量出入射角∠AOM=60∘，折射角∠CON=30∘，则折射率n=sin∠AOMsin∠CON=sin60∘sin30∘≈1.7
故答案为：挡住C和A、B的像；1.7.
用“插针法”测定玻璃的折射率的原理是折射定律n=sinisinr，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A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D，使C挡住A、B的像，要使D挡住C和A、B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】(1)光子的能量为hv
由光电效应方程，解得 Ekm=hv−W0
(2)A板不断有光电子逸出到达B板，A、B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B板时，A、B板间电压达到最大值
由动能定理： −eUm=0−Ekm
最大电压 Um=hv−W0e

【解析】略
15.【答案】(1)活塞缓慢上升 p1S=f+p0S 解得 p1=2p0
密闭气体等容变化， p0T0=p1T1 解得 T1=23T
(2)活塞上升过程，密闭气体等压变化，
V1T1=V2T2 h23T=h+dT 解得 d=12h
气体对活塞做功 W=2p0S⋅d=p0Sh

【解析】略
16.【答案】(1)细绳被拉断前，线框中产生的感应电动势
E=ΔBΔtS=B0L22t0
感应电流I=ER=B0L22Rt0
细绳被拉断前瞬间，线框受到的安培力F=ILB0=B02L32Rt0
(2)细绳被拉断前，线框中产生的热量Q1=I2Rt0=B02L44Rt0
细绳被拉断后，线框中产生的热量为 Q2
线框穿出磁场过程能量守恒mg⋅L2=Q2+12mv2
解得Q2=mgL2−12mv2
总热量Q=Q1+Q2=B02L44Rt0+mgL2−12mv2
(3)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0增大，I−t图线斜率减小。
绳断前后，电路中通过的电量相等， t0 前后I−t图线与坐标轴包围面积相等。可能的I−t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)

【解析】略
17.【答案】(1)粒子电场中加速 qU=12mv2 ①
粒子磁场中匀速圆周运动 qvB=mv2r ②
r=L2 ③
联立①②③两式得B=2L 2Uk1
(2)联立①②可得 r=1B 2mUq ④
由 k1>k2 ，当B和U相同时，r1当电压波动时，在胶片上分开两种粒子，
需满足：2r1max<2r2min
即2B 2(U+ΔU)k1<2B 2(U−ΔU)k2
解得：ΔU(3)粒子恰好打在接收器中点N时，设粒子进入磁场时速度与竖直方向夹角为β，则
0.2L=2r−2rcsβ=L(1−csβ)
解得 β=37∘
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a，则
0.4L=2rcsα=L(1−csα)
解得a=53∘>45∘
进入磁场速度与竖直方向夹角在 45∘ 到 37∘ 的粒子打在接收器中点N左侧，夹角在 0∘ 到 37∘ 的粒子打在接收器中点N右侧。在单位时间内接收到比荷为 k1 的粒子数之比
η=2×45∘−37∘2×37∘=837

【解析】略