江苏省徐州市2023-2024学年高二下学期6月期末考试物理试题（Word版附解析）

这是一份江苏省徐州市2023-2024学年高二下学期6月期末考试物理试题（Word版附解析），共20页。

1．本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。
2．答题前请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答。．作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。
5．如需作图必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等需加黑加粗。
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分．每题只有一个选项最符合题意．
1. 在公共场所装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就会开通电热器加热，喷出热空气将手烘干。自动干手机使用的传感器应该是（ ）
A. 磁传感器B. 红外线传感器
C 力传感器D. 声传感器
2. 如果有一个电子与一个质子的德布罗意波的波长相等，则下列说法正确的是（ ）
A. 电子的动能小于质子的动能B. 电子的动能大于质子的动能
C. 电子的动量小于质子的动量D. 电子的动量大于质子的动量
3. 根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型．下列说法正确是（ ）
A. α粒子散射实验可以不在真空中完成
B. α粒子散射实验说明原子所有质量都聚集在原子核部分
C. α粒子散射实验可以用来估算核半径
D. 原子核式结构模型成功地解释了氢原子光谱的实验规律
4. 某同学利用自制线圈和一个可调电容，制作一个最简单的LC调谐电路，用来收听中波的无线电广播。他发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。为了收到这个电台，下列做法可行的是（ ）
A. 线圈中插入铁芯B. 减小线圈的匝数
C. 增大电容器正对面积D. 减小电容器极板间距离
5. 下列说法正确是（ ）
A. 防水衣服利用了水对衣物材料不浸润的特性
B. 沙尘暴中沙粒在空气中做布朗运动
C. 一端锋利的玻璃棒，用酒精灯烧熔变钝是由于分子间斥力作用
D. 两个光滑的铅块挤压后可以粘合在一起，是由于表面张力的作用
6. 如图所示，平行板电容器由两块大的金属板A和B组成．用频率为v的光照射其中一块金属板A，金属板发射光电子，已知该金属的逸出功为，电子的电荷量为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ）
A. A板带负电，B板带正电B. 光电子的最大初动能为
C. 两板间的最大电压为D. 金属板发射的所有光电子的动能都相等
7. 如图是一手摇交流发电机，摇动手柄，大轮以恒定的角速度带动小轮及线圈绕转轴匀速转动。假设发电过程中灯泡不会被烧坏。下列说法正确的是（ ）
A. 图示时刻，线圈中磁通量为零B. 图示时刻，线圈中磁通变化率最大
C. 仅增大大轮的转速，灯泡两端电压变大D. 仅增大小轮半径，灯泡消耗的电功率变大
8. 碳14具有放射性，会自发衰变成为氮．在医学上碳14常用来检测幽门螺杆菌，服用碳14标记的尿素后，感染者胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和碳14标记的定时收集呼出的气体，通过分析呼气中碳14标记的的含量即可判断是否感染。下列说法正确的是（ ）
A. 呼气试验主要利用碳14作为示踪原子的特点
B. 通过高温高压可改变碳14的半衰期
C. 强相互作用是引起碳14衰变的主要原因
D. 经过两个半衰期，100个碳14有75个发生了衰变
9. 如图为原子核的比结合能图像，下列说法正确的是（ ）
A. 的比结合能比小B. 的结合能约为14MeV
C. 的结合能等于结合能的三倍D. 的结合能比大，但是更稳定
10. 如图所示，一定质量理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B和C。下列说法正确的是（ ）
A. 状态A的温度等于状态B的温度
B. 状态A温度等于状态C的温度
C. 从状态A变化到状态B的过程中，气体对外做功
D. 从状态B变化到状态C的过程中，气体对外放热
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列情况可能导致测量结果偏小的是（ ）
A. 油酸酒精溶液是久置的
B. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C. 配制一定浓度的油酸酒精溶液时多倒了些酒精
D. 测一滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了10滴
二、非选择题：共5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、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某同学利用压强传感器探究气体等温变化的规律，实验装置如图所示。气体压强传感器通过胶管与注射器相连，空气柱的体积可由注射器标的示数读出，压强由压强传感器自动记录。
（1）关于本实验的操作，下列说法正确的有________。
A. 注射器和柱塞间涂抹润滑油是为了减少摩擦力
B. 实验时可用手紧握注射器的针筒部分
C. 改变空气柱的体积时要缓慢进行
D. 分别在20℃和25℃环境下完成实验对实验结论没有影响
（2）该同学在一次实验时获得的实验数据如下表所示：
该同学画出的图线未过坐标原点，他认为出现这种情况可能是因为未考虑胶管内的气体体积V0，简要说明通过什么方法，可以使图线通过坐标原点________．
（3）为了便于求得注射器和压强传感器间的胶管连接处的体积，应作出________．（选填“”、“”或“”）图像．
（4）请根据（2）中实验数据描点作图，并由图像求出胶管连接处的体积为________mL（结果保留一位有效数字）。
13. 核电站利用核反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电。核反应堆中的“燃料”是，当1个铀核受到1个中子撞击后，产生锶核、氙核和10个中子。已知铀核质量为，中子质量为，锶核质量为，氙核质量为，普朗克常量为h，光速为c。
（1）写出核裂变方程；
（2）求裂变过程中释放的核能。
14. 如图为氢原子的能级示意图，一群处于基态的氢原子吸收能量为E的光子后跃迁到激发态，最多可以辐射出6种不同频率的光子。
（1）求光子的能量E；
（2）处于激发态的氢原子吸收能量为E的光子后，电子飞到无限远处，求电子飞到无限远处的动能。
15. 如图所示为一粗细均匀内径很小的L型玻璃管，其中竖直管开口且足够长，水平管右端封闭。现在向竖直管中缓慢注入水银，在水平管中封闭了一定质量的理想气体，相关数据如图所示。已知大气压强，环境温度。不计水银的热胀冷缩．求：
（1）封闭气体的压强；
（2）缓慢均匀加热封闭气体，当水平管中的水银全部进入竖直管时气体的温度；
（3）继续缓慢均匀加热封闭气体直到温度达到，整个加热过程竖直管中水银面上升的总高度H。
16. 一小型发电站采用旋转磁极式发电机发电，固定不动的线圈匝数为N，不计线圈内阻，磁极转动的角速度为，这种发电机产生的电压很高，可以直接向用户输电，假设要输送的电功率为P，输电线的电阻为R，要求输电线上损失的电功率为。用户端使用一个理想降压变压器，将高压降低至。求：
（1）输电线上的电流；
（2）降压变压器的匝数比；
（3）穿过发电机线圈的磁通量的最大值。
1
2
3
4
5
6
压强p（kPa）
109.0
121.0
138.8
159.3
189.0
229.3
压强倒数
9.17
8.26
7.20
6.27
5.29
4.36
体积V（mL）
18
16
14
12
10
8
体积倒数
5.60
6.25
7.14
8.33
10.00
12.50
2023~2024学年度第二学期期末抽测高二年级物理试题
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1．本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。
2．答题前请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答。．作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。
5．如需作图必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等需加黑加粗。
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分．每题只有一个选项最符合题意．
1. 在公共场所装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就会开通电热器加热，喷出热空气将手烘干。自动干手机使用的传感器应该是（ ）
A. 磁传感器B. 红外线传感器
C. 力传感器D. 声传感器
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】手靠近干手机时，红外线传感器通过接收身体表面辐射出来或反射回来的红外线来启动加热装置工作，属于红外线传感器。
故B正确。
2. 如果有一个电子与一个质子的德布罗意波的波长相等，则下列说法正确的是（ ）
A. 电子的动能小于质子的动能B. 电子的动能大于质子的动能
C. 电子的动量小于质子的动量D. 电子的动量大于质子的动量
【答案】B
【解析】
【详解】如果有一个电子与一个质子的德布罗意波的波长相等，根据德布罗意波的波长表达式
可知电子的动量等于质子的动量；根据
由于电子质量小于质子的质量，所以电子的动能大于质子的动能。
故选B。
3. 根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型．下列说法正确的是（ ）
A. α粒子散射实验可以不在真空中完成
B. α粒子散射实验说明原子所有质量都聚集在原子核部分
C. α粒子散射实验可以用来估算核半径
D. 原子核式结构模型成功地解释了氢原子光谱的实验规律
【答案】C
【解析】
【详解】A．α粒子散射实验可以在真空中完成，故A错误；
B．α粒子散射实验说明原子中的质量几乎都聚集在原子核部分，故B错误；
C．α粒子散射实验中只有的粒子发生了大角度的偏转，说明原子核的截面积约为原子截面积的，在知道了原子核的数量级的时候可以用来估算核半径，故C正确；
D．原子核式结构模型不能成功地解释氢原子光谱的实验规律，故D错误。
故选C。
4. 某同学利用自制线圈和一个可调电容，制作一个最简单的LC调谐电路，用来收听中波的无线电广播。他发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。为了收到这个电台，下列做法可行的是（ ）
A. 线圈中插入铁芯B. 减小线圈的匝数
C. 增大电容器正对面积D. 减小电容器极板间距离
【答案】B
【解析】
【详解】根据
为了收到这个电台，需要增大振荡频率。
A．线圈中插入铁芯，线圈自感系数变大，振荡频率减小，故A错误；
B．减小线圈的匝数，线圈自感系数变小，振荡频率增大，故B正确；
CD．根据
增大电容器正对面积或减小电容器极板间距离，电容均增大，则振荡频率减小，故CD错误。
故选B
5. 下列说法正确的是（ ）
A. 防水衣服利用了水对衣物材料不浸润的特性
B. 沙尘暴中沙粒在空气中做布朗运动
C. 一端锋利的玻璃棒，用酒精灯烧熔变钝是由于分子间斥力作用
D. 两个光滑的铅块挤压后可以粘合在一起，是由于表面张力的作用
【答案】A
【解析】
【详解】A．防水衣服利用了水对衣物材料不浸润的特性，故A正确；
B．布朗运动的肉眼不可见的固体小颗粒的无规则运动，沙尘暴中沙粒在空气中的运动，不是布朗运动，故B错误；
C．一端锋利的玻璃棒，用酒精灯烧熔变钝是由于表面张力的原因，故C错误；
D．两个光滑的铅块挤压后可以粘合在一起，是由于分子间存在引力的作用，故D错误。
故选A。
6. 如图所示，平行板电容器由两块大的金属板A和B组成．用频率为v的光照射其中一块金属板A，金属板发射光电子，已知该金属的逸出功为，电子的电荷量为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ）
A. A板带负电，B板带正电B. 光电子最大初动能为
C. 两板间的最大电压为D. 金属板发射的所有光电子的动能都相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．用频率为v的光照射金属板A，发生光电效应，有光电子逸出，A板失去电子带正电，故A错误；
B．光子的能量为，由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为
故B正确；
C．A板不断有光电子逸出到达B板，两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，由动能定理得
解得
故C错误；
D．不是所有光电子都是以最大初动能逸出的，只有金属表面的光电子直接向外飞出时，才具有最大初动能，从内层发射的光电子，在逸出的过程中会损失更多的能量，则此时光电子的动能小于最大初动能，故D错误。
故选B
7. 如图是一手摇交流发电机，摇动手柄，大轮以恒定的角速度带动小轮及线圈绕转轴匀速转动。假设发电过程中灯泡不会被烧坏。下列说法正确的是（ ）
A. 图示时刻，线圈中磁通量为零B. 图示时刻，线圈中磁通变化率最大
C. 仅增大大轮的转速，灯泡两端电压变大D. 仅增大小轮半径，灯泡消耗的电功率变大
【答案】C
【解析】
【详解】AB．图示时刻，线圈平面与磁场方向垂直，线圈中磁通量最大，但线圈中磁通变化率为零，故AB错误；
C．仅增大大轮的转速，则大轮边缘线速度增大，小轮边缘线速度增大，则线圈在磁场中转动的角速度增大，线圈产生的电动势增大，回路电流增大，灯泡两端电压变大，故C正确；
D．仅增大小轮半径，由于大轮边缘线速度大小不变，则小轮边缘线速度大小不变，线圈在磁场中转动的角速度减小，线圈产生的电动势减小，回路电流减小，灯泡消耗的电功率变小，故D错误。
故选C。
8. 碳14具有放射性，会自发衰变成为氮．在医学上碳14常用来检测幽门螺杆菌，服用碳14标记的尿素后，感染者胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和碳14标记的定时收集呼出的气体，通过分析呼气中碳14标记的的含量即可判断是否感染。下列说法正确的是（ ）
A. 呼气试验主要利用碳14作为示踪原子的特点
B. 通过高温高压可改变碳14半衰期
C. 强相互作用是引起碳14衰变的主要原因
D. 经过两个半衰期，100个碳14有75个发生了衰变
【答案】A
【解析】
【详解】A．碳14具有放射性，呼气试验主要利用碳14作为示踪原子的特点，故A正确；
B．半衰期只有原子核自身决定，通过高温高压不可以改变碳14的半衰期，故B错误；
C．弱相互作用是引起碳14衰变的主要原因，故C错误；
D．半衰期只适用于大量原子核衰变，则经过两个半衰期，100个碳14不一定有75个发生了衰变，故D错误。
故选A。
9. 如图为原子核的比结合能图像，下列说法正确的是（ ）
A. 的比结合能比小B. 的结合能约为14MeV
C. 的结合能等于结合能的三倍D. 的结合能比大，但是更稳定
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图像可知，的比结合能比大，选项Ａ错误；
B．的比结合能约为7MeV，则的结合能约为4×7 MeV＝28MeV，选项B错误；
C．的比结合能约为8 MeV，结合能约为96MeV，则等于结合能的3.4倍，选项C错误；
D．的结合能比大，但是的比结合能比的比结合能小，更稳定，选项D正确。
故选D。
10. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B和C。下列说法正确的是（ ）
A. 状态A的温度等于状态B的温度
B. 状态A的温度等于状态C的温度
C. 从状态A变化到状态B的过程中，气体对外做功
D. 从状态B变化到状态C的过程中，气体对外放热
【答案】D
【解析】
【详解】AC．从状态A到状态B，气体压强不变，体积变大，根据
可知气体温度升高，即状态A的温度小于状态B的温度；从状态A变化到状态B的过程中，气体对外做功为
故AC错误；
B．根据理想气体状态方程可得
可得
故B错误；
D．从状态B变化到状态C的过程中，气体体积不变，与外界做功为0，压强减小，根据
可知气体温度降低，气体内能减少，根据热力学第一定律可知气体对外放热，故D正确。
故选D。
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列情况可能导致测量结果偏小的是（ ）
A. 油酸酒精溶液是久置的
B. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C. 配制一定浓度的油酸酒精溶液时多倒了些酒精
D. 测一滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了10滴
【答案】A
【解析】
【详解】根据
A．油酸酒精溶液是久置的，由于酒精发生挥发使得浓度变大，则计算时的浓度偏小，1滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积测量值偏小，使得油酸分子直径测量值偏小，故A正确；
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则油膜面积测量值偏小，使得油酸分子直径测量值偏大，故B错误；
C．配制一定浓度的油酸酒精溶液时多倒了些酒精，则计算时的浓度偏大，1滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积测量值偏大，使得油酸分子直径测量值偏大，故C错误；
D．测一滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了10滴，则1滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积测量值偏大，使得油酸分子直径测量值偏大，故D错误。
故选A。
二、非选择题：共5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、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某同学利用压强传感器探究气体等温变化的规律，实验装置如图所示。气体压强传感器通过胶管与注射器相连，空气柱的体积可由注射器标的示数读出，压强由压强传感器自动记录。
（1）关于本实验的操作，下列说法正确的有________。
A. 注射器和柱塞间涂抹润滑油是为了减少摩擦力
B. 实验时可用手紧握注射器的针筒部分
C. 改变空气柱的体积时要缓慢进行
D. 分别在20℃和25℃环境下完成实验对实验结论没有影响
（2）该同学在一次实验时获得的实验数据如下表所示：
该同学画出的图线未过坐标原点，他认为出现这种情况可能是因为未考虑胶管内的气体体积V0，简要说明通过什么方法，可以使图线通过坐标原点________．
（3）为了便于求得注射器和压强传感器间的胶管连接处的体积，应作出________．（选填“”、“”或“”）图像．
（4）请根据（2）中实验数据描点作图，并由图像求出胶管连接处的体积为________mL（结果保留一位有效数字）。
【答案】（1）CD （2）选择容积较大的注射器
（3）
（4）1
【解析】
【小问1详解】
A．注射器和柱塞间涂抹润滑油是防止漏气，A错误；
B．为了保持温度不变，实验时不可用手紧握注射器的针筒部分，B错误；
C．为了保证等温变化，改变空气柱的体积时要缓慢进行，C正确；
D．分别在20℃和25℃环境下完成实验对实验结论没有影响，D正确。
故选CD。
【小问2详解】
软管内有一部分气体，容易造成误差，所以选择容积较大的注射器会忽略软管内气体的体积，从而减小误差，可以使图线通过坐标原点。
【小问3详解】
根据玻意耳定律得
解得

其图像如图所示，胶管内的气体体积V0等于纵轴截距，故选图像。
【小问4详解】
画出图像如图所示，根据图像得，胶管内气体体积为

13. 核电站利用核反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电。核反应堆中的“燃料”是，当1个铀核受到1个中子撞击后，产生锶核、氙核和10个中子。已知铀核质量为，中子质量为，锶核质量为，氙核质量为，普朗克常量为h，光速为c。
（1）写出核裂变方程；
（2）求裂变过程中释放的核能。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，核裂变方程为
（2）裂变过程的质量亏损为
根据爱因斯坦质量方程可知，裂变过程中释放的核能为
14. 如图为氢原子的能级示意图，一群处于基态的氢原子吸收能量为E的光子后跃迁到激发态，最多可以辐射出6种不同频率的光子。
（1）求光子的能量E；
（2）处于激发态的氢原子吸收能量为E的光子后，电子飞到无限远处，求电子飞到无限远处的动能。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）一群处于基态的氢原子吸收能量为E的光子后跃迁到激发态，最多可以辐射出6种不同频率的光子，根据
可知处于基态的氢原子吸收能量为E的光子后跃迁到激发态，则有
（2）处于激发态的氢原子吸收能量为E的光子后，电子飞到无限远处，则电子飞到无限远处的动能为
15. 如图所示为一粗细均匀内径很小的L型玻璃管，其中竖直管开口且足够长，水平管右端封闭。现在向竖直管中缓慢注入水银，在水平管中封闭了一定质量的理想气体，相关数据如图所示。已知大气压强，环境温度。不计水银的热胀冷缩．求：
（1）封闭气体的压强；
（2）缓慢均匀加热封闭气体，当水平管中的水银全部进入竖直管时气体的温度；
（3）继续缓慢均匀加热封闭气体直到温度达到，整个加热过程竖直管中水银面上升的总高度H。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）封闭气体的压强为
（2）缓慢均匀加热封闭气体，当水平管中的水银全部进入竖直管时，封闭气体的压强为
设玻璃管的横截面积为，根据理想气体状态方程可得
解得
（3）继续缓慢均匀加热封闭气体直到温度达到，则气体发生等压变化，则有
解得
则整个加热过程竖直管中水银面上升的总高度为
16. 一小型发电站采用旋转磁极式发电机发电，固定不动的线圈匝数为N，不计线圈内阻，磁极转动的角速度为，这种发电机产生的电压很高，可以直接向用户输电，假设要输送的电功率为P，输电线的电阻为R，要求输电线上损失的电功率为。用户端使用一个理想降压变压器，将高压降低至。求：
（1）输电线上的电流；
（2）降压变压器的匝数比；
（3）穿过发电机线圈的磁通量的最大值。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）输电线上损失的电功率为，则有
可得输电线上的电流为
（2）设降压变压器副线圈电流为，则有
解得
跟理想变压器电流比等于匝数比的反比可得，降压变压器的匝数比为
（3）发电机的输出电压为
则发电机产生的电动势最大值为
又
可得穿过发电机线圈的磁通量最大值为
1
2
3
4
5
6
压强p（kPa）
109.0
121.0
138.8
159.3
189.0
229.3
压强倒数
9.17
8.26
7.20
6.27
5.29
4.36
体积V（mL）
18
16
14
12
10
8
体积倒数
5.60
6.25
7.14
8.33
10.00
12.50