江苏省连云港市2024-2025学年高二下学期期末调研考试（选修）物理试卷（解析版）

这是一份江苏省连云港市2024-2025学年高二下学期期末调研考试（选修）物理试卷（解析版），共13页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
注意：本试卷满分100分，考试时间75分钟。请将答案填写在答题卡上。
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. 如图所示，莲塘夜色中，明亮的露珠悄然凝结于荷叶上，关于荷叶上露珠说法正确的是（ ）
A. 露水浸润荷叶
B. 露珠表面分子间作用力表现为引力
C. 露珠中的水分子在做无规则的布朗运动
D. 露珠中水分子在空间按照一定的规则排列
【答案】B
【解析】A．荷叶表面因蜡质层导致水不浸润，露珠呈球形，故A错误；
B．液体表面分子间距较大，分子间作用力表现为引力，形成表面张力，故B正确；
C．布朗运动是悬浮颗粒的运动，水分子本身的无规则的运动不是布朗运动，故C错误；
D．液态水分子排列短程有序但长程无序，晶体才有规则空间排列，故D错误。
故选B。
2. 下列哪种现象违背热力学第二定律（ ）
A. 一杯热茶自然放置，慢慢变凉
B. 桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥、水自动分离
C. 一滴红色颜料滴进一杯清水中，整杯水将均匀地变红
D. 蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能，效率达100%
【答案】D
【解析】A．热茶自然变凉是热量自发地从高温物体传递到低温环境，符合热力学第二定律的表述，故A不符合题意。
B．泥水静置后分离是重力作用下颗粒沉降的过程，系统总熵可能因势能转化为热能而增加，不违背热力学第二定律，故B不符合题意。
C．颜料扩散是分子热运动导致的自发熵增过程，符合热力学第二定律，故C不符合题意。
D．热机效率达100%意味着所有内能完全转化为机械能而无其他影响，违背热力学第二定律中的“不可能从单一热源吸热全部做功而不引起其他变化”的表述，故D符合题意。
故选D。
3. 从发电站输出的功率一定，用1100V和11kV两种电压输电。两种情况下由输电线上电阻造成的（ ）
A. 电压损失比为1∶1B. 电压损失比为1∶10
C. 功率损失比为10∶1D. 功率损失比为100∶1
【答案】D
【解析】AB．设输电功率为P，输电电压分别为，，则
电压损失
电压损失比，故AB错误；
CD．功率损失
故功率损失比为，故C错误，D正确。
故选D。
4. 某微型核电池原料是，衰变方程是。则（ ）
A. X是正电子
B. 比结合能比比结合能大
C. 的质量等于与X的质量之和
D. 核内一个质子转变为一个中子和一个电子
【答案】B
【解析】A．衰变方程中，原子序数增加1，质量数不变，属于β衰变，X电子（β粒子），而非正电子，故A错误；
B．衰变后生成更稳定的原子核，比结合能更大，因此的比结合能大于，故B正确；
C．核反应中存在质量亏损，核质量大于核与X的总质量，故C错误；
D．β衰变是核内中子转变为质子并释放电子，而非质子转变，故D错误。
故选B。
5. 如图为氢原子能级图，依据玻尔理论一群处于能级上的氢原子（ ）
A. 向低能级跃迁时最多产生4种谱线
B. 可以吸收能量为的光子
C. 向低能级跃迁时，电势能增大，动能减小
D. 向能级跃迁时释放光子的频率最大
【答案】B
【解析】A．一群处于能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生种谱线，选项A错误；
B．因能级的能量为-0.85eV，则可以吸收能量为的光子而发生电离，选项B正确；
C．处于能级上的氢原子向低能级跃迁时，电势能减小，动能增加，选项C错误；
D．处于能级上的氢原子向能级跃迁时的能级差最大，则释放光子能量最大，频率最大，选项D错误。
故选B。
6. 如图，用强度一定、频率为的单色光照射阴极K，滑动变阻器的滑片P与固定端O都在中央位置时灵敏电流计G中有电流通过。滑片P向（ ）
A. b端移动可测遏止电压
B. b端移动过程中G示数一定不断增大
C. a端移动过程中G示数一定不断增大
D. a端移动过程中G示数增大是因为随电压增加发生光电效应的电子数量增加了
【答案】A
【解析】A．b端移动时光电管加反向电压，则可测遏止电压，选项A正确；
B．b端移动过程中，光电管加反向电压，可知G示数不断减小，选项B错误；
C．a端移动过程中，光电管加正向电压，则开始时光电流逐渐增加，当达到饱和光电流时保持不变，则G示数可能先增加后不变，选项C错误；
D．a端移动过程中G示数增大是因为随电压增加从K极到A极单位时间的电子数增加了，并非是发生光电效应的电子数量增加了，选项D错误。
故选A。
7. 如图，两灯泡规格相同，线圈直流电阻与R接入电路阻值相同（ ）
A. 闭合S，缓慢变亮
B. 闭合S，的亮度不变
C. 断开S，一定会闪亮
D. 断开S，线圈产生电动势可能大于电池电动势
【答案】D
【解析】AB．闭合S，立刻变亮；在支路由于线圈产生自感电动势阻碍电流增加，则逐渐亮起来，此过程中通过支路的电流逐渐减小，则亮度变暗，选项AB错误；
C．断开S时，原来通过的电流立刻消失，而由于线圈中产生自感电动势阻碍电流减小，即线圈相当于电源，与、和R重新组成回路，因稳定时通过支路和支路的电流相等，则不会闪亮，而是逐渐熄灭，选项C错误；
D．线圈中产生的电动势与线圈中电流的变化的快慢、以及线圈的自感系数有关，与电路中的电源的电动势无关，自感电动势可能大于原来电路中的电动势E，也自感电动势可能小于原来电路中的电动势E，故D正确。
故选D。
8. 某散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，R是可变电阻。当电压表示数小于某一数值U时，控制开关处于断路状态；当电压表示数大于U时，控制开关接通电路，M开始运转。电路两端电压恒定，下列说法中正确的是（ ）
A. 环境温度降低时，电压表示数变大
B. 可变电阻R阻值调大时，电压表示数变小
C. 若用金属电阻代替热敏电阻，电路不能正常工作
D. 可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高
【答案】C
【解析】A．环境温度降低时，阻值变大，则分压变大，则R电压减小，则电压表示数变小，选项A错误；
B．可变电阻R阻值调大时，R分压变大，则电压表示数变大，选项B错误；
C．金属电阻阻值随温度增加电阻变大，则若用金属电阻代替热敏电阻，电路不能正常工作，选项C正确；
D．可变电阻R阻值调大时，当电压表读数为仍为U时，热敏电阻的阻值也变大，此时温度降低，即此时的临界温度降低，选项D错误。
故选C。
9. 图甲中闭合开关S，电路达到稳定状态后，时断开S，图乙表示某物理量Y随时间t变化的规律。下列说法正确的是（ ）
A. Y可能为线圈中的电流
B. Y可能为电容器所带电荷量
C. 时刻线圈的磁场能最大
D. 将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的
【答案】B
【解析】ABC．断开开关前，线圈中存在电流，但电压为零，故此时电容器两端电压为零，电量为零；断开开关S，电感线圈L与电容器构成振荡回路，L中的电流从某一最大值减小，产生自感电动势对电容器充电，磁场能转化为电场能，电容器所带电荷量从0增加，当L中的电流减为零，电容器充满电，所带电荷量达到最大，振荡电路经历T，此时磁场能为零，电场能最大，随后电容器放电，所带电荷量减小，L中电流反向增加，电场能转化为磁场能，依此形成振荡电路，则Y可能为电容器所带电荷量，故AC错误，B正确；
D．由振荡电路的周期为知，电磁振荡的频率为，将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的倍，故D错误。
故选B。
10. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列情况可能导致测量结果偏小的是（ ）
A. 油酸酒精溶液放置过久
B. 撒的痱子粉过多，导致油酸未能完全散开
C. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D. 测一滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了2滴
【答案】A
【解析】A．若溶液久置，酒精挥发导致油酸浓度升高，实验中仍按原浓度计算油酸体积，导致计算的 小于实际值。由 可知， 偏小会使 偏小，A正确；
B．油膜未充分展开会导致测得的面积 偏小，由 ， 偏小会使 偏大，B错误；
C．舍去部分面积会使 的测量值偏小，导致 偏大，C错误；
D．少记滴数会高估每滴溶液的体积，导致计算的 偏大，由 ， 偏大会使 偏大，D错误。
故选A。
11. “空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据
可得
从a到b，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b到c，气体压强减小，温度降低，因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率，c态的体积大于b态体积。
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. 下图为一环形降压变压器，图中1、2为初级线圈，3、4和5、6为两次级线圈，某同学想测量三个线圈的匝数并依次进行如下操作
（1）该同学通过裸露部分观察，发现该变压器使用了两种规格的铜线绕制，可以推知其中较粗的铜线属于________（选填“初级线圈”或“次级线圈”）。
（2）下图中的器材，本实验需要用到的有________。（填选项字母）
A. B.
C. D.
（3）该同学在变压器闭合铁芯上紧密缠绕匝漆包细铜线，然后在初级线圈（1、2端）上接入________V（选填“12”“36”“110”“220”）的交流电压并听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声。
（4）测量100匝细铜线上的电压，应先选择题下图中多用电表的________（选填“A”“B”“C”“D”“E”“F”“G”“H”）挡接在细铜线两端。
（5）选择正确的量程后测得100匝细铜线上的电压为4V，则1、2之间的线圈匝数可能为________。
A. 290B. 300C. 320D. 900
【答案】（1）次级线圈 （2）BD （3）12 （4）E （5）C
【解析】（1）由题知变压器为降压变压器，次级线圈（副线圈）电流大一些，所以需要较粗铜线绕制。
（2）AB．本实验需要用到的电流是交流电源，故A不需要，B需要；
CD．本实验需要用到的电表是交流电表，故C不需要，D需要。
故选BD。
（3）在本实验中，使用的是交流电，所以选用的电源是低压交流电源，交流电压12V是最安全的。
（4）为保证实验过程中仪器的安全，在刚开始实验时，应选用交流电压挡的最大挡位，即交流500V，故将多用电表的E挡接在细铜线两端。
（5）若变压器是理想变压器，则有
将，，代入可得匝
由于实际使用中，变压器有漏磁、线圈发热等影响，故实际匝
故选C。
13. 一波长为的光子被静止的、质量为m的电子散射。散射后电子的速度为v且方向与光子散射前的运动方向相同，光子散射后的运动方向与散射前相反，已知普朗克常量为h。求：
（1）光子在散射前的动量p；
（2）光子在散射后的波长λ。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）光子在散射前的动量为
（2）如图取向右为正方向，根据动量守恒有
解得
14. 某发电机原理如图所示，矩形线圈ABCD匝数、面积电阻，图示位置线圈平面与磁感线平行，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，在外力作用下线圈绕对称轴匀速转动，角速度，求线圈从图示位置转过的过程中
（1）产生的平均感应电动势；
（2）电阻R上产生的热量Q。
【答案】（1）0 （2）40J
【解析】（1）线圈从图示位置转过的过程中
根据法拉第电磁感应定律有
解得
（2）交变电流的最大值为
则产生的热量为
其中
代入数据得
15. 如图甲所示，一端封闭粗细均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管长，横截面积，管中一段的水银柱将长空气柱封闭在管内。大气压强。
（1）求被封闭气体的压强；
（2）若将甲状态的气体缓慢加热使水银柱刚好到达管口，求被封闭气体对外做的功（取，结果保留一位有效数字）；
（3）若将甲状态的玻璃管缓慢旋至开口竖直向下，求稳定后管内空气柱的长度。
【答案】（1） （2）1J （3）40cm
【解析】（1）根据甲图可得
代入数据解得
（2）根据
代入数据解得
（3）由题知，从甲图变到乙图，气体发生等温变化，在乙图中，假设水银柱刚好在管口，根据玻意尔定律有
解得
因为
故有水银溢出
根据玻意耳定律有
解得
16. 如图，在竖直平面内正方形efgh区域有磁感应强度的匀强磁场，ef边与水平方向夹角为，正方形单匝线框abcd质量、电阻、边长，ab边离gh边界距离也为L，cbgf四点共线，让线框自由下落，当dc边刚进入磁场时ad边恰好到达eh边界，重力加速度g取，运动过程中线框面始终与磁场垂直，不计空气阻力。求：
（1）线框进入磁场过程中通过其某横截面的电荷量q；
（2）ab边刚进入磁场时产生的电动势E；
（3）线框进入磁场过程中产生的热量Q。
【答案】（1）0.1C （2）0.1V （3）0.01J
【解析】（1）根据
其中，，
联立解得
代入数据解得
（2）根据几何关系，可得ab边刚进入磁场之前过程的位移
根据自由落体运动有
解得
建立如图坐标系
则有
可得ab边刚进入磁场时产生的电动势
（3）产生的感应电流为
则沿y方向有
所以线框在y方向匀速进入磁场区，电流恒定为1A
运动的时间为
根据公式，代入数据解得