江苏省无锡市2024-2025学年高二下学期期末物理试卷（解析版）

这是一份江苏省无锡市2024-2025学年高二下学期期末物理试卷（解析版），共14页。
1．本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。本次考试时间为75分钟，满分值为100分。
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号（考试号）用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上，并用2B铅笔将对应的数字标号涂黑。
3．答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。
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符合题意）。
1. 如图所示，磁铁靠近超导体时，超导体中会产生强大的电流，从而对磁铁有排斥作用，可以使磁铁悬浮于空中。下列说法中正确的是（ ）
A. 磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向垂直
B. 磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向相反
C. 将磁铁翻转，超导体中的电流方向不变
D. 磁体悬浮时，超导体中无电流
【答案】B
【解析】AB．超导体感应电流的磁场对磁铁有排斥作用，由楞次定律可知，在磁铁和超导体间，磁铁产生的磁场和超导体中电流产生的磁场方向相反，故A错误，B正确；
C．磁铁翻转，由楞次定律可知，超导体和磁铁间的作用力还是斥力，但超导体中的电流方向改变，故C错误；
D．磁体悬浮时，磁体的重力与超导体的磁场力平衡，超导体中有电流，故D错误。
故选B。
2. 图中“测温枪”能将接收到的人体热辐射转换成温度显示，已知人体热辐射与黑体辐射规律相似。若人因病发烧，则病人热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是（ ）
A. I减小，λ增大B. I减小，λ减小
C. I增大，λ增大D. I增大，λ减小
【答案】D
【解析】人发烧，体温升高，则病人热辐射强度I 增大，其极大值对应的波长λ减小。
故选D。
3. 如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，两线圈到点O的距离相等。转子是条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（ ）
A. 两线圈产生电动势的有效值相等
B. 两电阻消耗的电功率相等
C. 两线圈产生的交变电流频率相等
D. 两线圈产生的电动势同时达到最大值
【答案】C
【解析】A．根据可得两线圈中磁通量的变化率相等，但匝数不等，则产生的感应电动势最大值不相等，有效值也不相等，A错误；
B．根据可知，两电阻的功率也不相等，B错误；
C．两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两线圈产生的交流电的频率相等，C正确；
D．当磁铁的磁极到达一个线圈附近时，一个线圈的磁通量最大，感应电动势为0，另一个线圈通过的磁通量为0，感应电动势最大，D错误。
4. 汽缸内封闭有一定质量的气体，迅速压缩缸内气体，其温度从T1变化到T2。横坐标表示分子速率，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，下列图中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】分子速率分布曲线表示了在一定温度下，气体分子在不同速率区间内的分子数占总分子数的百分比。曲线的形状反映了气体分子速率分布的特征。温度升高时，气体分子的平均动能增加，分子的平均速率也增加。因此，分子速率分布曲线的峰值会向右移动，即向更高的速率区间移动。同时，由于分子速率分布曲线的总面积不变，曲线的形状会变宽，表示在较高温度下分子速率的分布范围更广。由于是迅速压缩气体，封闭气体几乎没有和外界发生热交换，由热力学第一定律可知，气体温度升高，即。在温度时，分子速率分布曲线的峰值位于较低的速率区间；在温度时，分子速率分布曲线的峰值向右移动，位于较高的速率区间。
故选A。
5. 黑磷是重要的芯片原料，其原子按照一定的规则排列呈片状结构，电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间移动时受到较大阻碍。则黑磷（ ）
A. 属于非晶体
B. 没有固定的熔点
C. 导电性能呈各向异性
D. 没有天然的规则几何外形
【答案】C
【解析】A．黑磷的原子按规则排列成片状结构，说明其具有晶体特征，而非晶体原子排列无序，故A错误；
B．晶体（无论单晶或多晶）均有固定熔点，黑磷属于晶体，故B错误；
C．电子在同一片层内容易移动，不同片层间移动困难，说明导电性在不同方向存在差异，即各向异性，这是单晶体的特性，故C正确；
D．单晶体具有天然规则几何外形，材料的导电性能呈各向异性，这是单晶体的特性，而单晶体具有天然的规则几何外形，故D错误。
故选C。
6. 如图所示为LC振荡电路某时刻的情况，以下说法不正确的是（ ）
A. 电容器正在充电
B. 电感线圈中的磁场能正在增加
C. 电感线圈中的电流正在增大
D. 此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
【答案】A
【解析】A．电容器下极板带正电荷，上极板带负电荷，若为放电电流为逆时针，若为充电电流为顺时针方向，根据线圈中磁感应线的方向可确定此时回路中电流为逆时针方向，从而说明电容器正在放电，故A符合题意；
B．电容器放电时把电场能转化为磁场能，因此电感线圈中的磁场能正在增加，故B不符合题意；
C．电感线圈中的电流正在增大，当电容器电荷减为零时，电流达到最大，故C不符合题意；
D．因回路中电流在增大，刻线圈产生的自感电动势会阻碍电流增大，故D不符合题意。
故选A。
7. 如图，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为r的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，铜环两端a、b处于同一水平线。若环中通有大小为I、方向从a到b的电流，细绳处于绷直状态，则（ ）
A. 两根细绳拉力与未通电流时一样大
B. 两根细绳拉力均比未通电流时的小
C. 铜环所受安培力大小为πrIB
D. 铜环所受安培力大小为2rBI
【答案】D
【解析】AB．取通电半圆形铜环的一小段，可将其视为直导线，根据左手定则可知，该小段导线受到的安培力方向如图所示：
根据对称性可知，对称的两小段所受的安培力在水平方向的分力大小相等，方向相反（如图所示），相互抵消，则通电后半圆形铜环受到的安培力竖直向下。对铜环进行受力分析，未通电时，铜环受到重力和两根细绳的拉力，且重力与两根细绳拉力的合力平衡；通电后，铜环除了受到重力和两根细绳的拉力外，还受到竖直向下的安培力，要使铜环仍处于平衡状态，两根细绳的拉力之和必然增大，所以两根细绳拉力均比未通电流时的大，故AB错误；
CD．通电半圆形铜环可等效为等效长度为直径ab，电流方向由a指向b的直导线。根据安培力公式可得。故C错误，D正确。
故选D。
8. 如图为氢原子能级，已知从高能级跃迁到第二能级的光子才可能被人眼识别。现有一束光子能量为12.75eV的单色光入射到大量处于基态的氢原子上，产生的可见光谱线是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】先确定基态氢原子吸收光子后能级
基态氢原子能量为 ，吸收能量为 12.75eV的光子后
总能量为
根据氢原子能级公式
解得n=4，即原子跃迁到 第4能级。
下面分析可能的跃迁路径
从n=4跃迁到较低能级时，可能路径包括
①直接跃迁到 n=2释放光子能量为
该能量在可见光范围内（1.65eV0）的粒子从距虚线高度为h的P点向右水平发射。当粒子从A点进入磁场时其速度方向与水平虚线的夹角为30°。不计重力。
（1）求粒子进入磁场时速度v的大小；
（2）若粒子第一次回到电场中高度为h时，粒子距P点的距离为s，求该粒子从P点开始到第一次回到等高处的总时间；
（3）若粒子能回到A点，求磁场的磁感应强度大小。
【答案】（1） （2）（若，表达式只取+号） （3）见解析
【解析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，则有，
当粒子从A点进入磁场时其速度方向与水平虚线的夹角为30°，则有
联立解得
（2）粒子从P点到进入磁场过程，有
解得
若粒子第一次回到电场中高度为h时，粒子距P点的距离为s，根据几何关系有
粒子在磁场中的运动时间为
该粒子从P点开始到第一次回到等高处的总时间为
联立解得（若，表达式只取+号）
（3）粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力得
可得
若满足
可得
粒子能回到A点；
若（，，）
可得（，，）
粒子也能回到A点。