江苏省徐州市2024-2025学年高二下学期6月期末物理试卷（解析版）

这是一份江苏省徐州市2024-2025学年高二下学期6月期末物理试卷（解析版），共13页。
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：本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关。如果把磁体B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁体移走，灯泡熄灭。盒内的传感器元件应是（ ）
A. 干簧管B. 应变片
C. 光敏电阻D. 热敏电阻
【答案】A
【解析】盒内的传感器元件应是干簧管；把磁体B放到盒子上面，干簧管的两个簧片被磁化而接通，灯泡会发光；把磁体移走，干簧管的两个簧片分开，灯泡熄灭。
2. 一种以钚−238为燃料的核电池，利用α衰变过程中释放的能量，通过温差发电器转化为电能。其释放出的α射线（ ）
A. 是高频的电磁波
B. 穿透能力比β射线强
C. 电离能力比γ射线强
D. 在中子转化为质子过程中产生
【答案】C
【解析】A．α射线由氦核组成，是粒子流而非电磁波，故A错误；
B．α射线穿透能力最弱，比β射线弱，故B错误；
C．α粒子电荷多、质量大，电离能力比γ射线强，故C正确；
D．中子转化为质子是β衰变的过程，而α衰变是核内质子与中子结合成氦核释放，故D错误。
故选C。
3. 如图所示为某氮化镓（GaN）单晶体的空间结构。该单晶体在某一晶面方向的热导率显著高于其他方向。由此可推断该单晶体（ ）
A. 内部原子排列无周期性B. 有导热的各向同性
C. 几何外形无规则D. 有固定的熔点
【答案】D
【解析】A．由题图可知，该单晶体部原子排列有周期性，故A错误；
B．该单晶体在某一晶面方向的热导率显著高于其他方向，所以该单晶体有导热的各向异性，故B错误；
CD．单晶体具有规则的几何外形，有固定的熔点，故C错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，压缩的高压空气膨胀，使水从水火箭尾部的喷嘴向下高速喷出，饮料瓶快速上升。短时间内不考虑热传递，则在此过程中高压空气（ ）
A. 压强不变B. 压强减小
C 内能增大D. 内能不变
【答案】B
【解析】AB．高压空气膨胀，体积增大，短时间不考虑热传递
气体对外做功
根据理想气体状态方程
体积增大，温度降低（后续分析内能可知温度降低），所以压强减小，A错误，B正确；
CD．根据热力学第一定律
因为
气体膨胀对外做功
所以
内能减小，C错误，D错误。
故选B。
5. 如图所示，在显微镜下分别追踪甲、乙花粉颗粒在水中的运动，用线段把每隔20s颗粒的位置，按时间顺序依次连接起来，得到二颗粒运动的位置连线，下列说法正确的是（ ）
A. 两相邻位置之间，颗粒做直线运动
B. 颗粒无规则运动的成因是花粉颗粒的分子无规则运动
C. 若水的温度相同，则甲图中颗粒较大
D. 若颗粒大小相同，则甲图中水的温度较高
【答案】D
【解析】A．记录的是两微粒运动的位置连线图，并不是轨迹图，所以两相邻位置之间，颗粒不是做直线运动，故A错误；
B．颗粒无规则运动的成因是液体分子的撞击，反应了液体分子的无规则运动，故B错误；
C．温度相同，微粒越小无规则运动越明显，所以甲图中颗粒较小，故C错误；
D．若两微粒大小相同，温度越高无规则运动越明显，所以甲图中水的温度较高，故D正确。
故选D。
6. 在氢原子光谱中，赖曼线系是电子从较高能级（n=2，3，4，…）跃迁到n=1能级发出的谱线，则赖曼线系中n值越大的谱线，对应的（ ）
A. 波长越长B. 频率越小
C. 光子动量越大D. 光子能量越小
【答案】C
【解析】BD．根据
可知赖曼线系中n值越大的谱线，对应的光子能量越大，频率越大，故BD错误；
根据
，
AC．由于赖曼线系中n值越大的谱线，对应的光子频率越大，所以对应的光子波长越短，光子动量越大，故A错误，C正确。
故选C。
7. 如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，一竖直单匝矩形线框在磁场中绕其中心轴匀速转动，若自磁场方向与线框平面平行时取t=0，设顺时针方向的电流为正，则线圈中感应电流i随时间t的变化图像为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】图示位置，线圈与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量变化率最大，所以感应电动势最大，感应电流最大；此时线圈的左右两边分布向外和向里切割磁感线，根据右手定则可知，线圈中的感应电流方向为顺时针（正方向）。
故选B。
8. 如图所示，理想变压器a、b端接稳压交变电源，电流表、电压表均为理想电表，R1为热敏电阻（阻值随温度升高而减小），R2为定值电阻。当温度升高时（ ）
A. 电压表示数增大
B. 电流表示数减小
C. 交变电源的输出功率增大
D. 定值电阻R2的热功率减小
【答案】C
【解析】A．根据理想变压器电压表等于匝数比
由于原线圈输入电压不变，原、副线圈匝数不变，所以副线圈输出电压不变，即电压表示数不变，故A错误；
D．当温度升高时，热敏电阻阻值减小，则副线圈总电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈电流增大，根据
可知定值电阻热功率增大，故D错误；
BC．根据
可知原线圈电流增大，则电流表示数增大；根据
可知交变电源的输出功率增大，故B错误，C正确。
故选C。
9. LC振荡电路常用作基本的振荡器，提供稳定的振荡信号，应用于各种音频设备、射频设备等。当LC振荡电路中磁场、电场方向如图所示时，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈中的磁场能增大
B. 电容器处于充电状态
C. 线圈中的磁感应强度减弱
D. 电容器的板间电场强度增大
【答案】A
【解析】BD．由题图磁场方向根据右手螺旋定则可知，此时电流方向由上极板流向下极板；由板间场强方向可知，上极板带正电，下极板带负电，则此时电容器所带的电荷量正在减小，电容器处于放电状态，板间电压减小，电容器的板间电场强度减小，故BD错误；
AC．由于电容器处于放电状态，则电容器中的电场能减小，线圈中的磁场能增大，线圈中的磁感应强度增大，故A正确，C错误。
故选A。
10. 如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的比结合能，如的比结合能约为8.3MeV，的比结合能约为8.0MeV，的比结合能约为7.7MeV，的比结合能约为7.0MeV，根据该图像判断下列说法正确的是（ ）
A. 随着原子核质量数增加，原子核的比结合能增大
B. 核的比结合能比核大，因此核比核更稳定
C. 把核分成4个核要释放约16MeV的能量
D. 把核分成2个核要吸收约14.4MeV的能量
【答案】D
【解析】A．由图像可知，原子核质量数比较小时，随着原子核质量数的增加，原子核的比结合能增大，质量数比较大时，随着质量数增加，原子核的比结合能减小，故A错误；
B．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，而核的比结合能比核大，因此核比核更稳定，故B错误；
C．把分成8个中子和8个质子需要吸收的能量为
把2个质子与2个中子组合成一个氦核需要释放的能量为
所以把分成4个要吸收的能量为，故C错误；
D．把核分成12个中子和12个质子需要吸收的能量约为
把6个质子与6个中子组合成一个碳核需要释放的能量为
所以把分成2个要吸收的能量约为，故D正确。
故选D。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。其中第12题第15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。
11. 某实验小组利用如图所示的装置，探究一定质量的气体等温变化时遵循的规律，已知大气压强为1.0×105Pa。主要实验步骤如下：
①取下橡胶套，将压力表的指针校准到1.0的位置；
②在注射器的柱塞上均匀涂抹润滑油，然后将柱塞移至注射器适当刻度处；
③将橡胶套套在注射器下端的开口处，它和柱塞一起封闭一段空气柱；
④缓慢下压、上拉柱塞，记录多组注射器内气体的体积V及相应的压力表示数p。
（1）实验小组同学发现，当缓慢下压柱塞时，压力表示数逐渐增大。对压力表示数增大，下列分析最恰当的是（ ）
A. 气体分子间距逐渐变小，气体之间相互作用力逐渐变大
B. 外界对气体做功，气体分子的平均动能逐渐增大
C. 气体分子的密集程度增大
（2）某次测量时，压力表指针位置如图1所示，其示数为________×105Pa。
（3）实验时，某同学先缓慢下压柱塞，再缓慢上拉柱塞回到原来的位置，测出气体的压强p和体积V，作出p-V图像，如图2所示。造成下压、上拉柱塞过程的p-V图线不重合的原因可能是（ ）
A. 若注射器封闭不严密，则注射器内气体质量减小
B. 若注射器封闭不严密，则注射器内气体质量增大
C. 若注射器封闭严密，则注射器内气体温度升高
D. 若注射器封闭严密，则注射器内气体温度降低
（4）该同学修正（3）中发现的问题，重新按步骤正确进行实验，测出一定温度、一定质量气体压强p和体积V的多组数据，作出的p-V图线看着像是双曲线。为通过图像直观探究p、V关系，应结合数据绘制________图像。
（5）小组中另一位同学，跳过步骤①进行实验；该同学认为，只要保证一定温度、一定质量的气体，结合实验中直接读出的压强p、体积V，绘制图线直观探究p、V关系，压力表是否校零，对p、V关系没有影响。你是否同意他的观点________？请简要说明理由________。
【答案】（1）C （2）1.62##1.63##1.64 （3）AD （4）或 （5）不同意 压力表未校零，绘制图像为一次函数，不能说明p与成正比
【解析】（1）A．体积压缩时气体分子间距减小，但由于气体稀薄，分子间距依然很大，分子间作用力可忽略，故A错误；
B．下压柱塞时，外界对气体做功，缓慢变化过程中与外界有热量交换，温度保持不变，气体分子的平均动能不变，故B错误；
C．缓慢下压柱塞时，气体温度不变体积减小，分子的密集程度增加，单位时间撞击在器壁上的分子数增加，压强会增大，故C正确。
故选C。
（2）根据读数的规则，最小一格为0.05，读到当前位数即可。读数为。
（3）AB．若注射器封闭不严，先下压柱塞会使气体漏出一部分，质量减少，故A正确B错误；
CD．若注射器封闭严密，上拉过程中相同体积时对应的压强更小，说明上拉过程比下压的过程温度低，故C错误D正确。
故选AD
（4）为了研究的方便，应使数据绘制成直线的形式，所以画或图像。
（5）[1][2]想要绘图直观的探究p、V的关系，描绘的应是图像，当未进行压力表的校准时，画出的图像会是的形式，不能说明压强p与成正比，所以这位同学的说法不正确。
12. 如图所示，当电键断开时，用频率为v的一束光照射金属极板K，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑动变阻器，当电压表读数为U时，电流表读数恰好为零。已知普朗克常量为h，电子电量为e，求：
（1）光电子的最大初动能Ek；
（2）该金属的逸出功W0。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）合上电键，调节滑动变阻器，当电压表读数为U时，电流表读数恰好为零。根据动能定理可得
可得光电子的最大初动能为
（2）根据光电效应方程可得
可得该金属的逸出功为
13. 锝是第一种被人工制造的放射性元素，可以作为放射性药物用于“心脏灌注显像”的检测技术。含放射性元素锝的注射液注入被检测者的动脉中，通过血液循环均匀地分布到血液中，这时可利用其射线对被检测者的心脏进行造影。
（1）写出发生β衰变，生成的核反应方程；
（2）锝的衰变规律如图所示，求锝的半衰期；
（3）若上午8点注射锝的质量为m0，求次日凌晨2点剩余锝的质量m。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）发生β衰变，生成的核反应方程为
（2）根据图像，6小时有一半发生衰变，所以该元素半衰期为
（3）从上午8点到次日凌晨2点的时间间隔
剩余的质量为
14. 如图所示，是一种手摇爆米花机，其主体包括上盖、与上盖严密盖合的不锈钢炉、压力表、摇柄。初始时打开上盖，放入少量玉米粒，盖上上盖，此时炉内封闭的气体温度为t0=27℃，压强为p0=1.0×105Pa，体积为V0，然后对不锈钢炉均匀加热。加热过程中炉内气体可视为理想气体，不计玉米粒的体积对气体体积的影响，已知T=t+273K。求：
（1）当炉内压强达p1=5.0×105Pa时，炉内气体的温度T1；
（2）打开上盖，气体膨胀过程中对外做功1200J、内能减少了1260J，则气体在膨胀过程中是吸热还是放热，对应的热量Q的大小；
（3）打开上盖，当炉内温度缓慢降至t2=327℃时，炉内剩余气体与加热前气体的质量之比。
【答案】（1）1500K （2）放热，60J （3）
【解析】（1）由查理定律
代入数据得
（2）由热力学第一定律
其中，
代入数据得
该过程为放热。
（3）打开上盖，气体压强恢复为p0，由盖—吕萨克定律
代入数据得
由，可得
15. 如图为某组同学研究远距离输电过程的装置图。ABCD为发电机的矩形线圈，其面积S=0.5m2，匝数N=200匝，线圈内阻不计。线圈在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度ω=100πrad/s。线圈与升压变压器相连进行远距离输电，输电线路总电阻R=20Ω，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈接入一台内阻r=8Ω且机械效率η=80%的电动机，其两端的电压U4=250V。变压器均为理想变压器且其余导线电阻不计，求：
（1）电压表的示数U1；
（2）电动机的输出功率P；
（3）升压变压器的原、副线圈匝数比。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）由，
解得
（2）设流过电动机的电流为I4
则电动机的输入功率为
内阻发热功率为
则
得
由
解得
（3）由理想变压器电压与匝数关系
解得
由理想变压器电流与匝数关系
解得
输电线损失的电压
则
解得