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2021-2022学年江西省抚州市临川一中等两校高二下学期期中考试物理试题（Word版）
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这是一份2021-2022学年江西省抚州市临川一中等两校高二下学期期中考试物理试题（Word版），共10页。试卷主要包含了单选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（共40分。其中1—7为单选题，8—10为多选题。）
1.我们仰望星空，处处闪烁着智慧的光芒。伽利略、牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦、波尔等物理大师的名字铭记在心。学习自然科学，不仅需要方法论，还需要一些世界观；不仅仅需要数学，还需要一些哲学。正如王安石在《读史》中所写的那样：“糟粕所传非粹美，丹青难写是精神”。下列关于物理学发展说法不正确的是（ ）
A.伽利略通过逻辑推理，首先指出亚里士多德对落体认识的问题，然后得出重物与轻物应该下落得同样快的结论，他在研究中所体现的批判精神是创新所必须的。
B.切尔诺贝利核电站的核子反应堆事故正是人类核电发展中利用轻核聚变的巨大失败。
C.JJ·汤姆逊发现电子，是物理学史上的重要事件，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构。
D.法拉第提出了电场线的概念，正是“以无形造有形，以有形载无形”哲学思想的体现。
2.关于光的波粒二象性的理解正确的是（ ）
A.大量光子的效果往往表现出粒子性，个别光子的行为往往表现出波动性
B.光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子
C.波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著
D.高频光是粒子，低频光是波
3.下列说法正确的是（ ）
A.铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次衰变和6次衰变
B.汤姆生通过研究天然放射现象发现了电子，并提出了“枣糕模型”
C.一个氢原子从量子数的激发态跃迁到基态时最多可辐射3种不同频率的光子
D.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的强度太小
4.氢原子的能级图如图所示，现有大量的氢原子处于的激发态，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子a；当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子b。下列说法正确的是（ ）
A.大量氢原子处于的激发态最多可放出2种光子
B.光子a的能量大于光子b的能量
C.光子a能使处于能级的氢原子电离
D.处于激发态的氢原子可吸收能量是0.76eV的光子
5.以下说法不正确的是（ ）
A.卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子的核式结构
B.原子的特征谱线是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的
C.由核反应方程可知，平均结合能比大
D.汤姆孙通过对不同材料做阴极发出的射线研究，并研究光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更小的基本的物质单元
6.关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ）
A.两个分子间的距离大于（为平衡位置）时，分子之间只存在引力作用
B.知道阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该气体分子的大小
C.布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒分子的无规则运动
D.A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子热运动的平均速率也可能不同
7.一定质量的理想气体，从图中A状态开始，经历了B、C最后到D状态，下列说法正确的是（ ）
A.A→B温度不变，气体体积变小
B.B→C压强不变，气体体积变小
C.C→D压强变小，气体体积变小
D.B状态气体体积最大，C、D状态气体体积最小
8.如图所示是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作：（1）用频率为1的光照射光电管，此时微安表中有电流，将滑动变阻器滑片P调至位置M（图中末画出），使微安表示数恰好变为0，此时电压表示数为；（2）用频率为的光照射光电管，将滑片P调至位置N（图中末画出），使微安表示数恰好变为0，此时电压表的示数为。已知元电荷为，。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A.位置M比位置N更靠近端
B.位置M、N与光强有关
C.该光电管中金属的极限频率为
D.可求得普朗克常量为
9.如图所示是一台发电机的模型图，面积为的正方形线圈从中性面开始以角速度绕轴匀速转动，线圈共100匝，总电阻为。线圈所在匀强磁场的磁感应强度大小，外电路中理想二极管与电阻串联，，电流表为理想电表。则下列说法正确的是（ ）
A.电流表的示数为
B.单匝线圈的边受到的安培力最大值为
C.在一个周期内，电阻上产生的热量为0.4J
D.在一个周期内，外力对发电机做的功为0.5J
10.如图所示，虚线左侧有垂直于光滑水平面向下的匀强磁场，右侧有垂直于水平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小均为B。边长为L、质量为m、电阻为R的均匀正方形单匝金属线框abcd放在水平面上，处在右侧的匀强磁场中，给线框一个向左的初速度，线框刚好能完全通过虚线，线框运动过程中cd边始终与平行，则线框运动过程中（ ）
A.通过线框横截面的电荷量为
B.线框运动过程中的最大加速度为
C.线框有一半进入左侧磁场时速度大小为
D.线框中产生的焦耳热为
第II卷（非选择题）
三、实验题（共14分.）
11.（6分）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中。
（1）某同学操作步骤如下：
①用0.5mL的油酸配置了1000mL的油酸酒精溶液
②用注射器和量筒测得50滴油酸酒精溶液体积为1mL
③在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积为，油酸分子直径大小______m（结果保留一位有效数字）。
（2）若已知纯油酸的密度为，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径为d后，还可以继续测出阿伏加德罗常数______（用题中给出的物理量符号表示）。
12.（8分）小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中控制电路电源输出的电压，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻阻值为。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响，图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
甲 乙
（1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为___________Ω。
（2）由图乙可知，当环境温度升高时，继电器电磁铁的磁性将___________。（选填“增大”“减小”或“不变”）
（3）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱___________相连。（选填“A”或“B”）
（4）请计算说明，环境温度在___________范围内时，警铃报警。
四、解答题（共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。）
13.（10分）2009年12月28日，山东海阳核电站一期工程举行开工仪式。工程规划建设两台125万千瓦的AP1000三代核电机组。如果铀235在中子的轰击下裂变为和，质量，，，。（1u质量对应的能量为931MeV）
（1）写出裂变方程；
（2）求出一个铀核裂变放出的能量；
（3）若铀矿石的浓度为3%，一期工程建成后，一年将消耗多少吨铀矿石？
14.（10分）如图所示，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高的水银柱，水银柱上表面离管口的距离。管底水平段的体积可忽略，环境温度为，大气压强。求：
（1）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部，此时水银柱的高度；
（2）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度。
15.（12分）如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框ABCD匝数n=100匝，面积为，总电阻r=10Ω，绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度。已知匀强磁场磁感应强度，矩形线框通过滑环与理想变压器相连，副线圈与电阻相接，电表均为理想电表，电压表示数为U=180V。从线框转至中性面位置开始计时，求：
（1）线框中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）电流表的示数；
（3）当原、副线圈匝数比为3∶1时，电阻R的阻值。
16.（14分）如图所示，间距为L，长为4d平行金属导轨abc和固定在水平面上，在导轨的中部刷有一段长为2d的薄绝缘涂层。一导体杆K垂直导轨放置在导轨的处，K杆两端与导轨始终有良好接触且仅与薄绝缘涂层有摩擦，K杆的质量为m，电阻大小为r。一轻绳一端连接一质量为M的物块，另一端通过滑轮水平连接在K杆的中点，物块距地面高度h=3d，施加外力使K杆静止。整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧区域磁感应强度大小为（大小未知），右侧区域磁感应强度大小。撤去外力，物块带动K杆运动，且在K杆滑上薄绝缘涂层之前两者已经做匀速运动，一直匀速滑到处，最后恰好停在处。接在两导轨间的电阻为R，不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长，物块落地即静止，重力加速度为g。求：
（1）K杆匀速运动时的速度v的大小；
（2）K杆从处运动到处的过程中，通过电阻R的电荷量q；
（3）磁感应强度的大小；
（4）整个过程中电阻R上产生的焦耳热。
物理试卷参考答案
11.（每空3分）
12.（每空2分）70 增大 B 大于等于80℃
13.（1）（3分）； （2）（3分）140.3MeV； （3）（4分）45.7t
（1）铀核裂变需要中子的轰击，根据质量数和电荷数守恒知铀核裂变方程为
（2）裂变过程的质量亏损
释放的能量
（3）核电站一年的发电量
由
得
14.（1）（5分）；（2）（5分）
（1）设密封气体初始体积为，压强为，左、右管的横截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为，压强变为。设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为，则有
由玻意耳定律有
解得
密封气体再经等压膨胀过程体积变为，温度变为，由盖−吕萨克定律有
按题设条件有
代入数据解得
15.（1）（4分）；（2）（4分）2A；（3）（4分）10Ώ
（1）线圈中感应电动势的峰值
由于从线框转至中性面位置开始计时，故瞬时值表达式为
（2）感应电动势的有效值为
线圈自身分到的电压为
又
所以电流表示数为
（3）设副线圈两端电压为，电流为则有
所以
16.（1）（3分）；（2）（3分）；（3）（4分）；（4）（4分）
（1）棒匀速运动时产生的感应电动势
回路中的电流
棒受到的安培力
由平衡条件有
解得
（2）电荷量
感应电流
感应电动势
得
导体杆K从处运动到处过程中，磁通量变化量
代入得
（3）导体杆K从处运动到处过程中，由动量定理
得
（4）对物块与导体杆所构成的系统，有
所以电阻R上产生的焦耳热
一、单选题（共40分。其中1—7为单选题，8—10为多选题。）
1.我们仰望星空，处处闪烁着智慧的光芒。伽利略、牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦、波尔等物理大师的名字铭记在心。学习自然科学，不仅需要方法论，还需要一些世界观；不仅仅需要数学，还需要一些哲学。正如王安石在《读史》中所写的那样：“糟粕所传非粹美，丹青难写是精神”。下列关于物理学发展说法不正确的是（ ）
A.伽利略通过逻辑推理，首先指出亚里士多德对落体认识的问题，然后得出重物与轻物应该下落得同样快的结论，他在研究中所体现的批判精神是创新所必须的。
B.切尔诺贝利核电站的核子反应堆事故正是人类核电发展中利用轻核聚变的巨大失败。
C.JJ·汤姆逊发现电子，是物理学史上的重要事件，人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有结构。
D.法拉第提出了电场线的概念，正是“以无形造有形，以有形载无形”哲学思想的体现。
2.关于光的波粒二象性的理解正确的是（ ）
A.大量光子的效果往往表现出粒子性，个别光子的行为往往表现出波动性
B.光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子
C.波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著
D.高频光是粒子，低频光是波
3.下列说法正确的是（ ）
A.铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次衰变和6次衰变
B.汤姆生通过研究天然放射现象发现了电子，并提出了“枣糕模型”
C.一个氢原子从量子数的激发态跃迁到基态时最多可辐射3种不同频率的光子
D.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的强度太小
4.氢原子的能级图如图所示，现有大量的氢原子处于的激发态，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子a；当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子b。下列说法正确的是（ ）
A.大量氢原子处于的激发态最多可放出2种光子
B.光子a的能量大于光子b的能量
C.光子a能使处于能级的氢原子电离
D.处于激发态的氢原子可吸收能量是0.76eV的光子
5.以下说法不正确的是（ ）
A.卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子的核式结构
B.原子的特征谱线是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的
C.由核反应方程可知，平均结合能比大
D.汤姆孙通过对不同材料做阴极发出的射线研究，并研究光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更小的基本的物质单元
6.关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ）
A.两个分子间的距离大于（为平衡位置）时，分子之间只存在引力作用
B.知道阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该气体分子的大小
C.布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒分子的无规则运动
D.A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子热运动的平均速率也可能不同
7.一定质量的理想气体，从图中A状态开始，经历了B、C最后到D状态，下列说法正确的是（ ）
A.A→B温度不变，气体体积变小
B.B→C压强不变，气体体积变小
C.C→D压强变小，气体体积变小
D.B状态气体体积最大，C、D状态气体体积最小
8.如图所示是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作：（1）用频率为1的光照射光电管，此时微安表中有电流，将滑动变阻器滑片P调至位置M（图中末画出），使微安表示数恰好变为0，此时电压表示数为；（2）用频率为的光照射光电管，将滑片P调至位置N（图中末画出），使微安表示数恰好变为0，此时电压表的示数为。已知元电荷为，。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A.位置M比位置N更靠近端
B.位置M、N与光强有关
C.该光电管中金属的极限频率为
D.可求得普朗克常量为
9.如图所示是一台发电机的模型图，面积为的正方形线圈从中性面开始以角速度绕轴匀速转动，线圈共100匝，总电阻为。线圈所在匀强磁场的磁感应强度大小，外电路中理想二极管与电阻串联，，电流表为理想电表。则下列说法正确的是（ ）
A.电流表的示数为
B.单匝线圈的边受到的安培力最大值为
C.在一个周期内，电阻上产生的热量为0.4J
D.在一个周期内，外力对发电机做的功为0.5J
10.如图所示，虚线左侧有垂直于光滑水平面向下的匀强磁场，右侧有垂直于水平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小均为B。边长为L、质量为m、电阻为R的均匀正方形单匝金属线框abcd放在水平面上，处在右侧的匀强磁场中，给线框一个向左的初速度，线框刚好能完全通过虚线，线框运动过程中cd边始终与平行，则线框运动过程中（ ）
A.通过线框横截面的电荷量为
B.线框运动过程中的最大加速度为
C.线框有一半进入左侧磁场时速度大小为
D.线框中产生的焦耳热为
第II卷（非选择题）
三、实验题（共14分.）
11.（6分）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中。
（1）某同学操作步骤如下：
①用0.5mL的油酸配置了1000mL的油酸酒精溶液
②用注射器和量筒测得50滴油酸酒精溶液体积为1mL
③在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积为，油酸分子直径大小______m（结果保留一位有效数字）。
（2）若已知纯油酸的密度为，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径为d后，还可以继续测出阿伏加德罗常数______（用题中给出的物理量符号表示）。
12.（8分）小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中控制电路电源输出的电压，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻阻值为。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响，图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
甲 乙
（1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为___________Ω。
（2）由图乙可知，当环境温度升高时，继电器电磁铁的磁性将___________。（选填“增大”“减小”或“不变”）
（3）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱___________相连。（选填“A”或“B”）
（4）请计算说明，环境温度在___________范围内时，警铃报警。
四、解答题（共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。）
13.（10分）2009年12月28日，山东海阳核电站一期工程举行开工仪式。工程规划建设两台125万千瓦的AP1000三代核电机组。如果铀235在中子的轰击下裂变为和，质量，，，。（1u质量对应的能量为931MeV）
（1）写出裂变方程；
（2）求出一个铀核裂变放出的能量；
（3）若铀矿石的浓度为3%，一期工程建成后，一年将消耗多少吨铀矿石？
14.（10分）如图所示，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高的水银柱，水银柱上表面离管口的距离。管底水平段的体积可忽略，环境温度为，大气压强。求：
（1）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部，此时水银柱的高度；
（2）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度。
15.（12分）如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框ABCD匝数n=100匝，面积为，总电阻r=10Ω，绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度。已知匀强磁场磁感应强度，矩形线框通过滑环与理想变压器相连，副线圈与电阻相接，电表均为理想电表，电压表示数为U=180V。从线框转至中性面位置开始计时，求：
（1）线框中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）电流表的示数；
（3）当原、副线圈匝数比为3∶1时，电阻R的阻值。
16.（14分）如图所示，间距为L，长为4d平行金属导轨abc和固定在水平面上，在导轨的中部刷有一段长为2d的薄绝缘涂层。一导体杆K垂直导轨放置在导轨的处，K杆两端与导轨始终有良好接触且仅与薄绝缘涂层有摩擦，K杆的质量为m，电阻大小为r。一轻绳一端连接一质量为M的物块，另一端通过滑轮水平连接在K杆的中点，物块距地面高度h=3d，施加外力使K杆静止。整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧区域磁感应强度大小为（大小未知），右侧区域磁感应强度大小。撤去外力，物块带动K杆运动，且在K杆滑上薄绝缘涂层之前两者已经做匀速运动，一直匀速滑到处，最后恰好停在处。接在两导轨间的电阻为R，不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长，物块落地即静止，重力加速度为g。求：
（1）K杆匀速运动时的速度v的大小；
（2）K杆从处运动到处的过程中，通过电阻R的电荷量q；
（3）磁感应强度的大小；
（4）整个过程中电阻R上产生的焦耳热。
物理试卷参考答案
11.（每空3分）
12.（每空2分）70 增大 B 大于等于80℃
13.（1）（3分）； （2）（3分）140.3MeV； （3）（4分）45.7t
（1）铀核裂变需要中子的轰击，根据质量数和电荷数守恒知铀核裂变方程为
（2）裂变过程的质量亏损
释放的能量
（3）核电站一年的发电量
由
得
14.（1）（5分）；（2）（5分）
（1）设密封气体初始体积为，压强为，左、右管的横截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为，压强变为。设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为，则有
由玻意耳定律有
解得
密封气体再经等压膨胀过程体积变为，温度变为，由盖−吕萨克定律有
按题设条件有
代入数据解得
15.（1）（4分）；（2）（4分）2A；（3）（4分）10Ώ
（1）线圈中感应电动势的峰值
由于从线框转至中性面位置开始计时，故瞬时值表达式为
（2）感应电动势的有效值为
线圈自身分到的电压为
又
所以电流表示数为
（3）设副线圈两端电压为，电流为则有
所以
16.（1）（3分）；（2）（3分）；（3）（4分）；（4）（4分）
（1）棒匀速运动时产生的感应电动势
回路中的电流
棒受到的安培力
由平衡条件有
解得
（2）电荷量
感应电流
感应电动势
得
导体杆K从处运动到处过程中，磁通量变化量
代入得
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得
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