2023-2024学年江苏省南京市江宁区高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年江苏省南京市江宁区高二（下）期末物理试卷，共14页。试卷主要包含了单项选择题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A．气体的膨胀现象说明气体分子间存在斥力
B．产生布朗运动的原因是大量分子做无规则运动对悬浮的固体微粒各个方向撞击作用的不均衡性造成的
C．当分子间的距离增大时，分子间的引力增大而斥力减小
D．冬季女生用梳子梳理长发时，头发容易粘连在梳子上的原因是分子间的引力
2．（4分）关于质量相同的0℃的水和0℃的水蒸气，下列说法中正确的是（ ）
A．分子数相同，分子平均动能不同，分子势能相同，内能不相同
B．分子数相同，分子平均动能不同，分子势能不同，内能不相同
C．分子数相同，分子平均动能相同，分子势能不同，内能不相同
D．分子数不同，分子平均动能相同，分子势能不同，内能不相同
3．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．由于液体内部分子力作用，荷叶上的小露珠才呈球形
B．由于晶体熔化过程中要吸收热量，所以分子的平均动能会变大
C．天然水晶和熔化后再凝固的水晶（即石英玻璃）都是称为水晶，也都是晶体
D．当液晶中电场强度不同时就显示不同颜色，这是利用了液晶对光的各向异性
4．（4分）我国“北斗三号”全球组网卫星采用星载氢原子钟。如图为氢原子能级示意图的一部分，则下列说法中正确的是（ ）
A．一个处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生2种谱线
B．从n＝4能级跃迁到n＝1能级比从n＝3能级跃迁到n＝1能级所辐射出电磁波的能量小
C．原子可吸收大于相邻两个能级差值的一切光子
D．氢原子核外的电子轨道半径可以是任意值
5．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．泊松亮斑证明光具有粒子性
B．电子束的衍射图样说明电子在运动中具有波动性
C．质子的德布罗意波长与其动能成反比
D．光电效应说明光具有波动性
6．（4分）如图所示，天然放射源放射出的射线从容器的小孔射出，经过垂直纸面向里的匀强磁场，射线分裂成a、b、c三束。三者对比后得出下列说法正确的是（ ）
A．a称为α射线，电离作用最强，穿透能力最差
B．b称为β射线，电离作用较弱，穿透能力较强
C．c称为γ射线，电离作用最弱，穿透能力最强
D．电离作用最强的是a射线，电离作用最弱的是b射线
7．（4分）下面是四个核反应的方程，下列说法正确的是（ ）
①UnSrXe+3X1
②HHen
③MgHeAl+X3
④UTh+X4
A．①是核裂变，X1是n
B．②是核聚变，X2是H
C．③是原子核的人工转变，X3是n
D．④是核裂变，X4是He
8．（4分）已知氘（H）核的质量为mD，质子（H）的质量为mp，中子（n）的质量为mn，光速为c，则氘核的比结合能为（ ）
A．B．
C．D．
9．（4分）如图所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁。当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速移动时，下列判断正确的是（ ）
A．铝环有收缩趋势，对桌面压力减小
B．铝环有扩张趋势，对桌面压力减小
C．铝环有收缩趋势，对桌面压力增大
D．铝环有扩张趋势，对桌面压力增大
10．（4分）如图所示的LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向下，且电路的电流正在减弱，则此时（ ）
A．电容器的A板电势低于B板
B．电容器两极板间场强正在增强
C．仅增大电容，充放电时间将变短
D．线圈中感应电动势正在减小
11．（4分）某同学按照图甲连接好电路，在闭合开关S后用频率为ν的光照射光电管时观察到光电效应现象，通过调节滑动变阻器至电流计刚好无电流显示，读取电压表的读数即为遏止电压UC；改变入射光的频率后，重复上述操作并测出相应遏止电压。图乙是该光电管发生光电效应时的遏止电压与入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为（a，0），与纵轴的交点坐标为（0，﹣b），已知电子的电荷量为e。下列说法中正确的是（ ）
A．普朗克常量为
B．断开开关S后，电流表G的示数为零
C．在某频率的光照下，增加照射光的强度后，测得相应遏止电压增大
D．阴极K的逸出功为be
二、非选择题（本题共5小题，共56分。其中第13～16小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12．（15分）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，所使用的可拆变压器如图1所示。
（1）变压器铁芯的结构和材料是 （填字母）；
A．整块硅钢铁芯
B．整块不锈钢铁芯
C．彼此绝缘的铜片叠成
D．彼此绝缘的硅钢片叠成
（2）观察两个线圈的导线，发现导线的粗细不同，导线细的线圈匝数较 （填“多”或“少”）；
（3）将有效值为3V的交流电接入200匝的变压器原线圈两端后，依次测量副线圈不同匝数两端的电压值并填入表。则根据表中测量数据可判断第3组数据时副线圈的匝数为 匝；
（4）实验时，某同学听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，他做出如下猜想，正确的是 ；
A．“嗡嗡”声来自交变电流在线圈中产生变化磁场时发出的
B．“嗡嗡”声来自副线圈中电流流动的声音
C．交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声
（5）之后，该同学又仔细观察铁芯是由相互绝缘的金属片平行叠成，如图2，金属片应平行于 。
A．平面abfe
B．平面adhe
C．平面adgf
13．（6分）某广播电台发射功率为20kW、在空气中波长为198.9m的电磁波，电磁波在空中传播的速率为3×108m/s，普朗克常量6.63×10﹣34J•s。（计算结果均保留一位有效数字）求：
（1）电磁波的能量子ε的值；
（2）该电台每秒钟从天线发射的能量子个数。
14．（8分）一定质量的理想气体，状态从A→B→C的变化过程可用如图所示的p﹣V图线描述，其中气体在状态A时温度为TA＝300K，试求：
（1）气体在状态C时的温度Tc；
（2）若气体在A→B过程中吸热1000J，则在A→B过程中气体内能的改变量ΔU为多少。
15．（12分）如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数N＝500匝，面积S＝2.32×10﹣2m2，线圈匀速转动的角速度ω＝100πrad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，经高压输电，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，两根输电导线的总电阻为R＝5Ω，变压器可视为理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3：n4＝10：1，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻不可忽略，其它导线的电阻值均可忽略。
（1）求交流发电机产生电动势的最大值Em；
（2）求输电线路上损耗的电功率ΔP；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1：n2＝1：20，求交流发电机线圈上的热功率Pr。
16．（15分）如图所示，平行光滑金属导轨ABM、CDN固定在地面上，BM、DN水平放置且足够长，导轨在B、D两点处平滑连接，圆弧轨道的最高点与水平轨道的高度差为h＝0.8m，水平部分处在磁感应强度大小为B＝0.1T、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距均为L＝0.5m。金属棒a、b先后从左侧轨道的最高点无初速度释放，当b棒到达圆弧轨道底部时，a棒已在水平区域且速度大小为v1＝2m/s，两棒的质量ma＝mb＝0.1kg、两棒接入轨道部分的电阻Ra＝Rb＝0.1Ω，导轨电阻不计，忽略一切摩擦阻力，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）棒a在水平轨道上的最大加速度；
（2）整个运动过程中棒b上产生的焦耳热；
（3）最终两棒之间的距离。
2023-2024学年江苏省南京市江宁区高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分，每小题只有一个选项最符合题意）
1．（4分）关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A．气体的膨胀现象说明气体分子间存在斥力
B．产生布朗运动的原因是大量分子做无规则运动对悬浮的固体微粒各个方向撞击作用的不均衡性造成的
C．当分子间的距离增大时，分子间的引力增大而斥力减小
D．冬季女生用梳子梳理长发时，头发容易粘连在梳子上的原因是分子间的引力
【答案】B
【点评】本题考查分子间的作用力的宏观表象，要注意明确生活中哪些现象与分子间的相互作用力有关，并会用所学物理规律进行解释。
2．（4分）关于质量相同的0℃的水和0℃的水蒸气，下列说法中正确的是（ ）
A．分子数相同，分子平均动能不同，分子势能相同，内能不相同
B．分子数相同，分子平均动能不同，分子势能不同，内能不相同
C．分子数相同，分子平均动能相同，分子势能不同，内能不相同
D．分子数不同，分子平均动能相同，分子势能不同，内能不相同
【答案】C
【点评】知道分子的平均动能是由温度决定的，分子数是与物质的量有关，水变成水蒸气要吸热等是解题的基础。
3．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．由于液体内部分子力作用，荷叶上的小露珠才呈球形
B．由于晶体熔化过程中要吸收热量，所以分子的平均动能会变大
C．天然水晶和熔化后再凝固的水晶（即石英玻璃）都是称为水晶，也都是晶体
D．当液晶中电场强度不同时就显示不同颜色，这是利用了液晶对光的各向异性
【答案】D
【点评】本题主要考查了晶体、液体表面张力、液晶等热学知识，需要我们对这些概念有清晰的理解。
4．（4分）我国“北斗三号”全球组网卫星采用星载氢原子钟。如图为氢原子能级示意图的一部分，则下列说法中正确的是（ ）
A．一个处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生2种谱线
B．从n＝4能级跃迁到n＝1能级比从n＝3能级跃迁到n＝1能级所辐射出电磁波的能量小
C．原子可吸收大于相邻两个能级差值的一切光子
D．氢原子核外的电子轨道半径可以是任意值
【答案】A
【点评】解决本题的关键知道能级间跃迁以及玻尔理论，属于基础题，学生需要熟练掌握相关理论。
5．（4分）下列说法正确的是（ ）
A．泊松亮斑证明光具有粒子性
B．电子束的衍射图样说明电子在运动中具有波动性
C．质子的德布罗意波长与其动能成反比
D．光电效应说明光具有波动性
【答案】B
【点评】加强基础知识积累就能顺利解决此类题目．要注意光的粒子性与宏观意义上粒子的区别。
6．（4分）如图所示，天然放射源放射出的射线从容器的小孔射出，经过垂直纸面向里的匀强磁场，射线分裂成a、b、c三束。三者对比后得出下列说法正确的是（ ）
A．a称为α射线，电离作用最强，穿透能力最差
B．b称为β射线，电离作用较弱，穿透能力较强
C．c称为γ射线，电离作用最弱，穿透能力最强
D．电离作用最强的是a射线，电离作用最弱的是b射线
【答案】C
【点评】本题考查了三种射线的基本性质，理解电离能力和穿透能力的强弱是解决此类问题的关键。
7．（4分）下面是四个核反应的方程，下列说法正确的是（ ）
①UnSrXe+3X1
②HHen
③MgHeAl+X3
④UTh+X4
A．①是核裂变，X1是n
B．②是核聚变，X2是H
C．③是原子核的人工转变，X3是n
D．④是核裂变，X4是He
【答案】A
【点评】本题考查核反应的分类，注意要理解，不要死记硬背。
8．（4分）已知氘（H）核的质量为mD，质子（H）的质量为mp，中子（n）的质量为mn，光速为c，则氘核的比结合能为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【点评】本题考查核聚变过程，需要注意核反应过程质量数守恒，核电荷数守恒，掌握质能方程的应用。
9．（4分）如图所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁。当条形磁铁沿轴线竖直向上迅速移动时，下列判断正确的是（ ）
A．铝环有收缩趋势，对桌面压力减小
B．铝环有扩张趋势，对桌面压力减小
C．铝环有收缩趋势，对桌面压力增大
D．铝环有扩张趋势，对桌面压力增大
【答案】B
【点评】本题从力、运动的角度考查楞次定律，思维含量高，考查角度新颖。
10．（4分）如图所示的LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向下，且电路的电流正在减弱，则此时（ ）
A．电容器的A板电势低于B板
B．电容器两极板间场强正在增强
C．仅增大电容，充放电时间将变短
D．线圈中感应电动势正在减小
【答案】B
【点评】能够判断出此时电路正在充电是解题的关键，知道在充电过程中电流、电场强度以及电场能的变化特点，还要掌握振荡电路的周期公式。
11．（4分）某同学按照图甲连接好电路，在闭合开关S后用频率为ν的光照射光电管时观察到光电效应现象，通过调节滑动变阻器至电流计刚好无电流显示，读取电压表的读数即为遏止电压UC；改变入射光的频率后，重复上述操作并测出相应遏止电压。图乙是该光电管发生光电效应时的遏止电压与入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为（a，0），与纵轴的交点坐标为（0，﹣b），已知电子的电荷量为e。下列说法中正确的是（ ）
A．普朗克常量为
B．断开开关S后，电流表G的示数为零
C．在某频率的光照下，增加照射光的强度后，测得相应遏止电压增大
D．阴极K的逸出功为be
【答案】D
【点评】本题主要考查了光电效应的相关应用，理解图像的物理意义，结合光电效应方程即可完成分析。
二、非选择题（本题共5小题，共56分。其中第13～16小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12．（15分）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，所使用的可拆变压器如图1所示。
（1）变压器铁芯的结构和材料是 D （填字母）；
A．整块硅钢铁芯
B．整块不锈钢铁芯
C．彼此绝缘的铜片叠成
D．彼此绝缘的硅钢片叠成
（2）观察两个线圈的导线，发现导线的粗细不同，导线细的线圈匝数较 多 （填“多”或“少”）；
（3）将有效值为3V的交流电接入200匝的变压器原线圈两端后，依次测量副线圈不同匝数两端的电压值并填入表。则根据表中测量数据可判断第3组数据时副线圈的匝数为 800 匝；
（4）实验时，某同学听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，他做出如下猜想，正确的是 C ；
A．“嗡嗡”声来自交变电流在线圈中产生变化磁场时发出的
B．“嗡嗡”声来自副线圈中电流流动的声音
C．交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声
（5）之后，该同学又仔细观察铁芯是由相互绝缘的金属片平行叠成，如图2，金属片应平行于 B 。
A．平面abfe
B．平面adhe
C．平面adgf
【答案】（1）D；（2）多；（3）800；（4）C；（5）B。
【点评】本题主要考查了变压器的构造和原理的相关实验，根据实验原理掌握正确的实验操作；能够根据实验原理解释变压器发声的现象。
13．（6分）某广播电台发射功率为20kW、在空气中波长为198.9m的电磁波，电磁波在空中传播的速率为3×108m/s，普朗克常量6.63×10﹣34J•s。（计算结果均保留一位有效数字）求：
（1）电磁波的能量子ε的值；
（2）该电台每秒钟从天线发射的能量子个数。
【答案】（1）电磁波的能量子ε的值1×10﹣27J；
（2）该电台每秒钟从天线发射的能量子个数为2×1031个。
【点评】电磁波的传播或接收不是连续的，而是与可见光一样都是一份一份的，而每一份光子的能量为ε＝hν。
14．（8分）一定质量的理想气体，状态从A→B→C的变化过程可用如图所示的p﹣V图线描述，其中气体在状态A时温度为TA＝300K，试求：
（1）气体在状态C时的温度Tc；
（2）若气体在A→B过程中吸热1000J，则在A→B过程中气体内能的改变量ΔU为多少。
【答案】（1）气体在状态C时的温度为450K；
（2）气体内能的改变量为600J。
【点评】本题中气体的变化注意状态参量的对应，在热力学第一定律的应用中注意做功和热量的正负问题。
15．（12分）如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数N＝500匝，面积S＝2.32×10﹣2m2，线圈匀速转动的角速度ω＝100πrad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，经高压输电，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，两根输电导线的总电阻为R＝5Ω，变压器可视为理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3：n4＝10：1，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻不可忽略，其它导线的电阻值均可忽略。
（1）求交流发电机产生电动势的最大值Em；
（2）求输电线路上损耗的电功率ΔP；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1：n2＝1：20，求交流发电机线圈上的热功率Pr。
【答案】（1）交流发电机产生电动势的最大值；
（2）输电线路上损耗的电功率80W；
（3）交流发电机线圈上的热功率400W。
【点评】本题主要是考查了远距离输电的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比。在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。
16．（15分）如图所示，平行光滑金属导轨ABM、CDN固定在地面上，BM、DN水平放置且足够长，导轨在B、D两点处平滑连接，圆弧轨道的最高点与水平轨道的高度差为h＝0.8m，水平部分处在磁感应强度大小为B＝0.1T、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距均为L＝0.5m。金属棒a、b先后从左侧轨道的最高点无初速度释放，当b棒到达圆弧轨道底部时，a棒已在水平区域且速度大小为v1＝2m/s，两棒的质量ma＝mb＝0.1kg、两棒接入轨道部分的电阻Ra＝Rb＝0.1Ω，导轨电阻不计，忽略一切摩擦阻力，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）棒a在水平轨道上的最大加速度；
（2）整个运动过程中棒b上产生的焦耳热；
（3）最终两棒之间的距离。
【答案】（1）棒a在水平轨道上的最大加速度为0.5m/s2，方向向左；
（2）整个运动过程中棒b上产生的焦耳热为0.35J；
（3）最终两棒之间的距离为8m。
【点评】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。对于安培力作用下导体棒的运动问题，如果涉及电荷量、求位移问题，常根据动量定理结合法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律列方程进行解答。
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答案
B
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次数
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n2/匝
200
600
1200
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U2/V
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