2024-2025学年江苏省扬州市高二（下）期末检测物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年江苏省扬州市高二（下）期末检测物理试卷（含解析），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.大量实验证明电子、质子等实物粒子都具有波动性.一质子的质量为m，其德布罗意波长为λ，普朗克常量为ℎ，真空中的光速为c，则该质子的动量p为( )
A. mcB. λℎC. ℎcλD. ℎλ
2.如图所示，一根通电导线弯折后固定在匀强磁场中，bc与磁感线垂直，则导线ab、bc所受安培力大小之比及方向为( )
A. 1:1 相同B. 1:1 相反C. sinθ:1 相同D. 1:sinθ 相反
3.分子间作用力与两分子间距离的关系如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，乙分子仅在分子力作用下依次经过A、B、C、D，此过程中乙分子速度( )
A. 在B点最大B. 在D点最小C. 先减小后增大D. 先增大后减小
4.碳化硅是一种第三代半导体材料，解决了大尺寸晶体制备的难题，其晶体结构与金刚石相似，硬度非常高.碳化硅( )
A. 有良好的导电性B. 熔化过程温度升高
C. 原子呈无规则排列D. 原子间的作用力很强
5.如图为α粒子散射的实验装置示意图，实验观测发现，有少数α粒子发生了大角度偏转，说明( )
A. α粒子跟电子发生了碰撞B. 金原子核内部有复杂结构
C. 金原子中有带正电的原子核D. α粒子受到金原子核库仑引力
6.一正弦式交变电流的电流随时间变化的规律如图所示，则它的表达式为( )
A. i=10sin(10πt+π2)AB. i=10sin(10πt−π2)A
C. i=10 2sin(10πt+π2)AD. i=10 2sin(10πt−π2)A
7.一些汽车的低油位报警装置采用热敏电阻来检测油箱的警戒液位。如图1所示，液面高于热敏电阻的高度时，热敏电阻发出的热量会被液体带走，指示灯不亮。如图2所示，当液体减少、热敏电阻露出液面时，指示灯亮。与图1相比，图2中热敏电阻( )
A. 温度较低，电阻较小B. 温度较低，电阻较大
C. 温度较高，电阻较小D. 温度较高，电阻较大
8.金属探测仪内部电路可简化为如图1所示的LC振荡电路，电容器下极板带电荷量q随时间t的变化规律如图2所示，则图1对应的时刻在下列哪个时段中( )
A. 0∼t1B. t1∼t2C. t2∼t3D. t3∼t4
9.2025年3月28日，我国新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大突破，首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度，其核反应方程为 12H+13H→24He+X， 12H、 13H、 24He和X的质量分别为m1、m2、m3和m4，真空中的光速为c，则( )
A. X是质子
B. 该核反应类型是α衰变
C. 一次核反应释放的能量为(m1+m2−m3−m4)c2
D. 24He的比结合能为(m1+m2−m3−m4)c24
10.如图所示，线圈L的自感系数足够大，t=0时刻闭合开关S，电路稳定后，线圈L中电流小于电阻R的电流。在t1时刻断开开关S，电阻R中电流i随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
11.阿斯顿用质谱仪发现了氖−20和氖−22，证实了同位素的存在。如图所示，大量氖−20 1020Ne和氖−22 1022Ne原子核从容器A下方的狭缝S1飘入(初速度为零)电场区，经电场加速后通过狭缝S2、S3垂直于磁场边界MN射入匀强磁场，最终到达照相底片D上。加速电场电压变化范围是U10区域内有沿z轴负方向的匀强电场，在z0区域内加上沿y轴负方向的匀强磁场，磁感应强度大小也为B。t=0时刻粒子从O点以初速度v0沿z轴负方向开始运动，求t=10πL3v0时粒子的位置坐标。
答案解析
1.【答案】D
【解析】由p=ℎλ可知D正确，故选D
2.【答案】B
【解析】安培力F = BIL(L为垂直磁场的有效长度)，ab段的有效长度为Labcsθ，与bc段的长度相等，故两导线所受安培Fab:Fbc=1:1，ab与bc电流方向不同，由左手定则可得安培力方向相反，
故选B。
3.【答案】D
【解析】乙分子仅在分子力作用下依次经过A、B、C、D，甲乙两分子间的作用力由引力变为斥力，先做加速运动再做减速运动，所以乙分子的速度先增大后减小，
故选D
4.【答案】D
【解析】碳化硅的晶体结构与金刚石相似，硬度非常高，微观表现为原子间的作用力很强
5.【答案】C
【解析】A.α粒子散射实验中，少数α粒子发生了大角度偏转不可能是由电子造成的，电子的质量只有α粒子的17300，它与α粒子碰撞时对α粒子的影响就像灰尘对子弹的影响，完全可以忽略，故A错误；
BCD．α粒子散射实验说明金原子内部有复杂的结构，占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的范围内，即原子核，原子核使α粒子在经过时受到很强的库仑斥力，使其发生大角度的偏转，故C正确，BD错误。
6.【答案】A
【解析】解：CD、由i−t图，可知电流的峰值为：10A，周期为0.2s，故CD错误；
AB、根据周期与角速度关系，可得角速度为：ω=2πT=2π0.2s=10πrad/s，结合t=0时的电流值为最大值，即可知相位为π2，
即电流表达式为：i=10sin(10πt+π2)A，故A正确，B错误。
故选：A。
由i−t图，可知电流的峰值、周期；根据周期与角速度关系，结合t=0时的电流值，即可知相位。
本题考查交流电的表达式，关键是根据特殊点t=0时刻的电流值，得到相位和峰值。
7.【答案】C
【解析】如图1所示，若给热敏电阻通以一定电流时，热敏电阻会产生热量，当液面高于热敏电阻时，热敏电阻的热量会被液体带走，温度基本不变，热敏电阻阻值较大，电流较小，故指示灯不亮；如图2所示，当液体减少，液面低于热敏电阻时，热敏电阻温度升高，阻值减小，电流增大，故指示灯亮，就显示出报警信号，所以与图1相比，图2中热敏电阻温度较高，电阻较小。
故选C。
8.【答案】A
【解析】由图1可知电容器中场强向上，电容器下极板带正电，根据楞次定律和右手螺旋定则可知电容器下极板电荷量在增加，此时正在对电容器充电，根据能量守恒可知，磁场能在减小，回路电流减小， q−t 图像斜率减小。
故选A。
9.【答案】C
【解析】A.电荷数和质量数守恒可得X是中子，A错误;
B.该核反应属于核聚变，B错误;
C.根据质能方程ΔE=Δmc2，一次核反应释放的能量为(m1+m2−m3−m4)c2，C正确;
D.比结合能是原子核的结合能与核子数的比值，该反应释放的能量并非只是氦核的结合能，故不能用该核反应释放的能量来计算比结合能，故D错误;
故选C。
10.【答案】B
【解析】在 t=0 时刻闭合开关S时，电阻R的电流瞬间达到最大；而线圈产生自感电动势，使得线圈中电流只能逐渐增大，干路中电流也逐渐增大；根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压将逐渐减小，所以流过电阻R的电流逐渐减小，逐渐达到稳定； t1 时刻断开开关，原来通过电阻R的电流立即消失，线圈中产生自感电动势，产生的感应电流流过电阻R，其方向与开始时流过电阻R的电流方向相反，此时回路中电流慢慢减小为零。
故选B。
11.【答案】B
【解析】经过加速电场之后，由动能定理可得 qU=12mv2
进入磁场之后，由洛伦兹力提供向心力 qvB=mv2r
联立可得 r=1B 2mUq
氖−22的相对原子质量较大，运动半径较大，结合题目可得最小运动半径 r1=1B 2m1U1q1
氖−20的相对原子质量较小，运动半径较小，结合题目可得最大运动半径 r2=1B 2m2U2q2
若氖−20和氖−22打在照相底片上的区域恰好不重叠，则有 r1=r2 ，代入解得 U2=1110U1
故选B。
12.【答案】(1) 1×10−9
(2)偏小

【解析】(1)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为 V=1400×150×10−6m3=5×10−11m3
则油酸分子的直径为 d=VS=5×10−110.05m=1×10−9m
(2)由于乙同学用另一只针管更粗的注射器，可知乙同学滴一滴溶液的体积更大，导致实际滴入的纯油酸体积偏大，而计算时仍用甲测量的较小体积，根据 d=VS 可知油酸分子直径测量值偏小。
13.【答案】(1)B
(2)C
(3)增大电阻，从而减小涡流，减小发热量，提高变压器的效率

【解析】(1)在测量电压时，应选择较高的电压量程进行试测，以避免因量程过小导致损坏多用电表，因此开关应置于250V挡，故选B；
(2)根据理想变压器电压与匝数的关系，可得 n1n2=62.6
则输入电压为12V时，副线圈两端电压可能为 U′2=12×n2n1=5.2V
因实验误差的存在，副线圈电压可能在5.2V附近波动，故C正确，ABD错误，故选C；
(3)变压器铁芯设计成相互绝缘的薄硅钢片平行叠压，是为了增大电阻，从而减小涡流，减小发热量，提高变压器的效率
14.【答案】(1)从能级4跃迁到能级1辐射的光子的频率最大，则有 ε=E4−E1
解得 ε=12.75eV
(2)从K极逸出的光电子的最大动能： Ek=ℎv−W0=2.75eV
由动能定理得 eU=EkA−Ek
解得光电子到达A极的最大动能为 EkA=6.25eV

【解析】详细解答和解析过程见答案
15.【答案】(1) A→B 气体发生等温变化，则有 pAVA=pBVB
解得 pA=1×105Pa
(2)由图像得 VC=VA ， B→C 等压膨胀，有 W=−pBΔV=−pB(VC−VB)=−600J
根据热力学第一定律可得 ΔU=Q+W
解得 ΔU=1500J

【解析】详细解答和解析过程见答案
16.【答案】(1)根据法拉第电磁感应定律，有 E=BLv0
可得导线框刚进入磁场时感应电流的大小 I=BLv0R
由右手定则判断知感应电流方向b→a(向左)
(2)①对导线框穿越匀强磁场的整个过程中，初末位置导线框动能相等。由能量守恒定律得 ΔE减=ΔE增
即 mgL+H=Q
可得导线框穿越磁场过程中产生的焦耳热 Q=mgL+H
②因cd边离开磁场时速度与ab边进入匀强磁场时速度均为v0，且cd边穿出磁场前已经做匀速运动，所以ab边进入磁场时刚好做匀速运动，则可知线框进入磁场时，安培力与重力平衡；完全进入磁场后，只受重力，线框做自由落体运动；线框ab边刚出磁场时，由于安培力大于重力，根据牛顿第二定律可知线框做加速度逐渐减小的减速运动，直到cd边匀速，最后穿出磁场。可定性画出导线框穿越磁场过程速度随时间变化的图像如图所示

【解析】详细解答和解析过程见答案
17.【答案】(1)粒子从P运动到O过程，做匀变速曲线运动，可得 2L=v0t ， L=12⋅qEm⋅t2
联立解得 E=mv022qL
(2)粒子始终能通过O点，则粒子从P点出发，先后经过匀变速曲线运动、匀速圆周运动、匀变速曲线运动回到P点，此后粒子做周期性运动，轨迹如图所示
粒子经过O点时，有 vz= 2qEmL=v0 ， v= vz2+vy2= 2v0
夹角θ=45°，粒子做圆周运动 qvB=mv2r 得 r=mvqB= 2mv0qB
由图可知 2L+2L=2rsinθ
联立解得 B=mv02qL
(3)粒子在两个磁场区域内，有 r1=r2=mv0qB=2L ， T1=T2=4πLv0
粒子运动轨迹如图所示， t=10πL3v0=12T1+13T1 时的位置坐标 x=r1+r1cs60 ∘=3L ， y=2r1=4L ， z=r1sin60 ∘= 3L
即 t=10πL3v0 时粒子位置坐标为 3L,4L, 3L 。

【解析】详细解答和解析过程见答案