江苏省扬州市2024-2025学年高二下学期期末检测物理试卷（解析版）

这是一份江苏省扬州市2024-2025学年高二下学期期末检测物理试卷（解析版），共13页。试卷主要包含了答题前，请务必将自己的姓名，如需作图，必须用2B铅笔绘等内容，欢迎下载使用。
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答题卡的规定位置。
3、请认真核对监考员在答题卡上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，再选涂其他答案。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、符号等须加黑、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. 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. C. D.
【答案】D
【解析】根据德布罗意波长公式
变形可得质子的动量为
D正确，ABC错误。
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. 相同B. 相反
C. 相同D. 相反
【答案】B
【解析】由图可知导线ab垂直于磁感线方向的长度与导线bc的长度相等，两条导线电流大小相等方向相反。由可知导线ab、bc所受安培力大小之比为，由左手定则可知两条导线所受安培力方向相反。
故选B
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
【答案】D
【解析】ACD．从A到C的过程中，乙分子受引力作用，分子力做正功，乙分子速度增加，从C到D的过程中，乙分子受斥力作用，分子力做负功，乙分子速度减小，因此在C点速度最大，故AC错误，D正确；
B．由于乙分子速度先增大后减小，因此不能判断在哪个位置速度最小，故B错误。
故选D。
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
【答案】D
【解析】A．碳化硅为共价晶体，无自由电子，导电性差，故A错误；
B．晶体熔化时温度不变，碳化硅为晶体，熔化过程温度不升高，故B错误；
C．晶体原子排列规则有序，碳化硅结构与金刚石相似，原子呈规则排列，故C错误；
D．碳化硅硬度极高，说明原子间通过强共价键结合，作用力很强，故D正确。
5. 如图为粒子散射的实验装置示意图，实验观测发现，有少数粒子发生了大角度偏转，说明（ ）
A. 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. 粒子受到金原子核库仑引力
【答案】C
【解析】粒子散射实验中，有少数粒子发生了大角度偏转，说明了原子中有带正电的原子核，粒子受到了原子核库仑斥力作用。
故选C。
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. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由图像可知最大电流
周期
则其角频率
初相位
则交流电电流瞬时表达式为
故选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
【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. 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. B. C. D.
【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，图像斜率减小。
故选A。
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，、、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
D. 的比合能为
【答案】C
【解析】A．核反应方程为
X为中子，A错误；
B．该反应是轻核聚变，B错误；
C．核反应释放的能量为
，C正确；
D．比结合能是结合能除以核子数。的比结合能应为其自身结合能除以4，而非整个反应的质量亏损对应的能量除以4，D错误。
故选C。
10. 如图所示，线圈L的自感系数足够大，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.
【答案】B
【解析】在时刻闭合开关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；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. 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和氖-22原子核从容器A下方的狭缝飘入（初速度为零）电场区，经电场加速后通过狭缝、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，氖-20和氖-22打在照相底片上的区域恰好不重叠，则（ ）
A B.
C. D.
【答案】B
【解析】经过加速电场之后，由动能定理可得
进入磁场之后，由洛伦兹力提供向心力
联立可得
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
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
若氖-20和氖-22打在照相底片上的区域恰好不重叠，则有，代入解得
故选B。
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. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中。
（1）将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液，测得的油酸酒精溶液有50滴，现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积约为。由此估算出油酸分子的直径为______m（结果保留1位有效数字）。
（2）实验小组为了节省实验时间，甲同学用一只注射器测一滴油酸酒精溶液的体积，同时乙同学用另一只针管更粗的注射器，滴一滴溶液在水面上测量油膜的面积。如此合作，对油酸分子直径测量结果的影响是______（选填“无影响”“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1） （2）偏小
【解析】（1）一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
（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，根据可知油酸分子直径测量值偏小。
13. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中
（1）为了保证安全，测副线圈两端电压时，先将多用电表的选择开关置于图1中______（选填“A”“B”“C”或“D”）位置试测，再选用适当的挡位进行测量。
（2）某次实验情景如图2所示，原线圈“0”“8”间输入电压为6V时，测得副线圈“0”“4”间电压为2.6V；当输入电压为12V时，副线圈两端电压可能为______。
A. 24VB. 6VC. 5.3VD. 1.3V
（3）变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的目的是______。
【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
则输入电压为12V时，副线圈两端电压可能为
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. 如图1是研究光电效应的实验电路图，阴极K金属的逸出功为10.0eV。如图2是氢原子的能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁发出的光照射阴极K。
（1）求氢原子跃迁发出的频率最大的光子的能量；
（2）若图1中电压表示数为3.5V，求光电子到达阳极A最大动能。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）从能级4跃迁到能级1辐射的光子的频率最大，则有
解得
（2）从K极逸出的光电子的最大动能：
由动能定理得
解得光电子到达A极的最大动能为
15. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B到达状态C，气体在状态A、B时的体积分别是，。
（1）求气体在状态A时的压强；
（2）B→C过程，气体吸收热量2100J，求此过程中气体内能的增量。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）气体发生等温变化，则有
解得
（2）由图像得，等压膨胀，有
根据热力学第一定律可得
解得
16. 如图1所示，有一边长为L、电阻为R的正方形导线框abcd从某高处自由下落，t1时刻ab边进入匀强磁场时速度为v0，匀强磁场区域宽度为H（H>L），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，cd边穿出磁场前已经做匀速运动。已知导线框质量为m，重力加速度为g。
（1）求导线框刚进入磁场时感应电流的大小以及ab边中电流的方向；
（2）若cd边离开磁场时速度也为v0，求：
①导线框穿越磁场过程中产生的焦耳热Q；
②请在图2中定性画出导线框穿越磁场过程速度随时间变化的图像。
【答案】（1），b→a （2）①；②
【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律，有
可得导线框刚进入磁场时感应电流的大小
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，即
可得导线框穿越磁场过程中产生的焦耳热
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
17. 如图所示，在O−xyz坐标系中，z>0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，求时粒子的位置坐标。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）粒子从P运动到O过程，做匀变速曲线运动，可得，
联立解得
（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，
夹角θ=45°，粒子做圆周运动得
由图可知
联立解得
（3）粒子在两个磁场区域内，有，
粒子运动轨迹如图所示，时的位置坐标，，
即时粒子位置坐标为。