山东省东营市2022-2023学年高二下学期期末教学质量调研物理试题（解析版）

这是一份山东省东营市2022-2023学年高二下学期期末教学质量调研物理试题（解析版），共20页。试卷主要包含了20eVB等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名、考生号等填写在答题卡指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 在银河系当中，铝的含量相当于2个太阳的质量，铝是铝的放射性同位素，衰变方程为，则X的符号是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由质量数守恒和电荷数守恒可知
即衰变过程中释放出了正电子，故选B。
2. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，下列做法正确的是（ ）
A. 用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入小量杯，若100滴溶液的体积是1mL，则1滴溶液中含有油酸10-2mL
B. 在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小
C. 选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜
D. 实验时观察到油膜的面积先增大后不变
【答案】C
【解析】A．用注射器吸取配置好的油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入小量杯，若100滴溶液的体积是1mL，则1滴油酸酒精溶液的体积为10-2mL，含纯油酸的体积小于10-2mL，选项A错误；
B．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，则计算得出的一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积偏大，根据
可知，油酸分子直径的计算结果将偏大，选项B错误；
C．选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜，选项C正确；
D．实验时观察到油膜的面积先扩张后收缩，原因是油酸酒精溶液中的酒精溶于水中，故选项D错误。
故选C。
3. 礼花喷射器通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体产生冲击，将纸管里填充的礼花彩条喷出，营造气氛。喷出礼花彩条的过程中，罐内气体（ ）
A. 内能减少
B. 分子热运动加剧
C. 由于来不及发生热传递，故温度保持不变
D. 礼花喷射器宜在高温干燥环境保存
【答案】A
【解析】ABC．气体喷出时，来不及与外界交换热量，发生绝热膨胀
气体对外做功，热力学第一定律的表达式为
可知气体内能减少，温度降低，温度是分子平均动能的标志，则分子热运动减弱，故A正确，BC错误；
D．礼花喷射器在高温干燥环境保存，会导致气罐内压强过高，冲破气阀，产生危险，故D错误。
故选A。
4. 氢原子能级如图所示，现有大量氢原子处于n=3的能级，若用其跃迁辐射的光子照射逸出功W0=3.20eV的金属，则光电子的最大初动能Ek的最小值为（ ）

A. 0.20eVB. 1.31eVC. 7.00eVD. 8.89eV
【答案】C
【解析】由
可知，大量处于能级上的氢原子跃迁能辐射3种频率的光子，其辐射光子的能量分别为1.89eV、10.20eV、12.09eV，根据爱因斯坦光电效应方程
当光子能量为10.20eV时，取最小值7.00eV。
故选C。
5. 图甲是研究光电效应的电路图，图乙是用a、b、c三束光照射光电管得到的光电流与两极间电压的关系图像。下列说法正确的是（ ）

A. 在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值
B. b光的波长大于c光的波长
C. a光与c光的光照强度相同
D. 当开关断开时，电流表的示数为零
【答案】A
【解析】A．由图乙可知在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，图线接近与横轴平行，光电流趋于一个饱和值，故A正确；
B．用a、b、c三束光照射相同的光电管，逸出功相同，根据功能关系有
图线b的截止电压比图线c的截止电压大，b光的频率比c光的频率高，根据
可知b光的波长小于c光的波长，故B错误；
C．由图乙可知图线a的截止电压与图线c的截止电压相同，两次光的频率相同，图线a的饱和光电流比图线c的饱和光电流大，说明a光照射强度比c光的光照强度强，故C错误；
D．当开关断开时，光照射光电管仍然会发生光电效应，电流表、光电管和滑动变阻器组成一个闭合电路，电流表的示数不为零，故D错误。
故选A。
6. 图甲为车辆智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈和电容器构成振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法正确的是（ ）
A. 时刻电容器间的电场强度为最大值
B. 时间内，电容器处于放电过程
C. 汽车靠近线圈时，振荡电流频率变大
D. 从图乙波形可判断汽车正远离地感线圈
【答案】D
【解析】A．时刻电流最大，磁场能最大，电容器间的电场强度为最小值，故A错误；
B．时间内，电流减小，电容器处于充电过程，故B错误；
C．当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，根据
周期增大，频率减小，故C错误；
D．从图乙波形可知频率越来越大，汽车正远离地感线圈，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，一定质量理想气体由状态a经等压变化到状态b，再从状态b经等温变化到状态c，最后从状态c变化回到状态a。下列说法正确的是（ ）

A. 气体在状态a的体积小于在状态b的体积
B. 气体在状态a的体积等于在状态c的体积
C. 从状态a到状态b的过程中气体向外界放出热量
D. 从状态b到状态c的过程外界对气体做正功
【答案】A
【解析】AC．气体由状态a经等压变化到状态b，温度升高，则体积变大，即气体在状态a的体积小于在状态b的体积，气体内能不变，对外做功，则气体吸热，选项A正确，C错误；
B．根据
因a点与O点连线的斜率大于c点与O点连线的斜率，可知气体在状态a的体积小于在状态c的体积，选项B错误；
D．从状态b到状态c的过程，温度不变，压强减小，可知体积变大，则气体对外界做正功，选项D错误。
8. 图甲是一种家用台灯的原理图，理想自耦变压器的a、b间接入的交流电，变压器线圈总匝数为1100匝，交流电流表A 为理想电表，定值电阻，灯泡L的伏安特性曲线如图乙所示。当c、P之间线圈匝数为750匝时，则（ ）
A. 灯泡两端的电压约为B. 通过电阻的电流约为
C. 通过电流表的示数约为D. 灯泡的功率约为
【答案】D
【解析】AB．由变压器可知
可得
对于副线圈，设灯泡电压为U，电流为I，由闭合电路欧姆定律可得
将解析式画入灯泡的U-I图中
由图中交点可得
0.03A
故AB错误；
C．由变压器可知
可得
故C错误；
D．灯泡的功率
解得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 图甲是三颗微粒做布朗运动的位置连线图，图乙是氧气分子速率分布图像，图丙是分子间作用力和分子间距离的关系图像，图丁是分子势能和分子间距离的关系图像。下列说法正确的是（ ）

A. 图甲中，微粒越小，布朗运动越明显，但连线并不是微粒的运动轨迹
B. 图乙中，曲线Ⅰ对应的温度比曲线Ⅱ对应的温度高
C. 由图丙可知，当分子间的距离从r0开始增大时，分子间的作用力先增大后减小
D. 由图丁可知，当分子间的距离从r1开始增大时，分子势能先增大后减小
【答案】AC
【解析】A．图甲中，微粒越小，布朗运动越明显，但连线记录的是每隔一定时间微粒的位置，并不是微粒的运动轨迹，故A正确；
B．温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，温度越高，平均动能越大，故平均速率越大，由图乙可知，曲线Ⅱ的温度高于曲线Ⅰ的温度，故B错误；
C．由图丙可知，当分子间的距离从开始增大时，分子间的作用力先增大后减小，故C正确；
D．由图丁可知，当分子间的距离为时，分子势能最小，所以当分子间的距离从开始增大时，分子势能先减小后增大，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，回旋加速器两个D形金属盒与高频交流电源连接，两金属盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子每次通过狭缝时都能得到加速。匀强磁场垂直于金属盒平面，磁感应强度为B，若A处粒子源放出质量为m、带电量为q的粒子。下列说法中正确的是（ ）

A. 所加高频交流电的频率应为
B. 粒子射出时的最大动能与加速电压大小无关
C. 粒子射出时的最大动能与磁感应强度大小无关
D. 若增大加速电压，粒子在金属盒间的加速次数将减少，在回旋加速器中运动的时间将减小
【答案】BD
【解析】A．由D型盒中运动的周期等于高频交流加速电源的周期，则有
故A错误；
BC．粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得
解得
粒子获得的最大动能为
粒子获得的最大速度与加速电压无关，与D型盒的半径R和磁感应强度B有关，与加速电压大小无关，故B正确，C错误；
D．对粒子由动能定理得
加速次数为
增大加速电压U，粒子在金属盒间的加速次数将减少，粒子在回旋加速器中运动的时间
将减小，故D正确。
11. 如图甲所示，交流发电机两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，线圈平面与磁场垂直，线圈电阻不计。线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈通过金属滑环K、L及两个导体电刷E、F与外电路连接，电阻R=100Ω。从某时刻开始计时，交流发电机产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A. t=0时刻，线圈处于中性面位置
B. 线圈中产生的交变电流的有效值为22A
C. 线圈转一圈，电阻R上产生的焦耳热为968J
D. 线圈中产生的交变电流的瞬时值可表示为
【答案】BCD
【解析】A．由题图乙可知，时刻，电流具有最大值，线圈处于与中性面垂直的位置，故A错误；
B．由题图乙知，线圈中产生正弦交变电流的最大值
则电流的有效值
故B正确；
C．线圈转一圈，电阻R上产生的焦耳热为
故C正确；
D．由题图乙可知，正弦交流电的周期
角频率
线圈中产生的交变电流的瞬时值可表示为
故D正确。
故选BCD。
12. 如图1所示，水平面上固定有足够长的平行导轨，导轨间距d=0.4m，虚线O1O2垂直于导轨，O1O2左侧部分的导轨与电容C=2mF的平行板电容器AB相连，且由不计电阻的光滑金属材料制成，O1O2右侧部分的导轨由粗糙的绝缘材料制成。将一质量m=0.1kg、电阻不计的金属棒MN通过水平轻绳绕过光滑定滑轮与质量为2m的小物块相连，O1O2左侧处于方向竖直向下的匀强磁场中。t=0时刻，将垂直于导轨的金属棒MN由静止释放，金属棒在轻绳的拉动下开始运动，当金属棒MN越过虚线O1O2后，作出金属棒的图像如图2所示。已知重力加速度取g=10m/s2，整个过程中电容器未被击穿，则下列分析正确的是（ ）
A. 电容器的A极板带正电
B. 金属棒与绝缘材料间的动摩擦因数为0.25
C. 金属棒的释放点到虚线O1O2的距离为2m
D. 匀强磁场的磁感应强度大小为2.5T
【答案】AC
【解析】A．金属棒切割磁感线时，根据右手定则可知电流方向由M流向N，则电容器的A极板带正电，故A正确；
B．根据图像可知，金属棒MN越过虚线O1O2后的加速度大小为
以小物块和金属棒为整体，根据牛顿第二定律可得
联立解得
故B错误；
CD．金属棒在虚线O1O2左侧运动时，以小物块和金属棒为整体，根据牛顿第二定律可得
又
联立可得
可知金属棒在虚线O1O2左侧做初速度为零的匀加速直线运动，根据图像可知，该过程的运动时间为，末速度为，则加速度为
联立解得匀强磁场的磁感应强度大小为
金属棒的释放点到虚线O1O2的距离为
故C正确，D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 图甲为某同学做“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”的实验装置示意图。缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次由注射器的刻度读出气体体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。实验完成后，计算机屏幕上显示出如图乙所示的p－V图像，其中实线是实验所得图线，虚线为一支参考双曲线。

（1）关于本实验，下列描述正确的是________。（多选，填入相应的字母代号）
A．压力传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据
B．注射器活塞与针筒之间摩擦并不影响压强的测量
C．为了减小实验误差，可以选用容积较大的注射器
D．推动活塞时，为了稳定，手要握住注射器筒
（2）仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是________。（填入相应的字母代号）
A．环境温度逐渐升高
B．环境温度逐渐降低
（3）实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小。实验过程中该同学发现，环境温度逐渐降低，则实验得到的图像应是________。

【答案】（1）BC或CB （2）B （3）A
【解析】（1）[1] A．压力传感器与注射器之间的软管脱落后，有气体漏出，应重新做实验，故A错误；
B．注射器活塞与针筒之间的摩擦并不影响压强的测量，故B正确；
C．为了减小实验误差，可以选用容积较大的注射器以减小软管内气体体积的影响，故C正确；
D．推动活塞时，不能用手握住注射器筒，以保持注射器内的温度不变，故D错误。
故选BC。
（2）[2] 根据理想气体状态方程
整理可得
可知该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的原因是环境温度逐渐降低。
（3）[3]根据理想气体状态方程
整理可得
可知随着环境温度逐渐降低，图像斜率会逐渐减小。
14. 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（虚线框内的连接没有画出）。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。图甲中继电器的供电电源，内阻不计，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻。当线圈中的电流大于等于时，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。

（1）由图乙可知，当环境温度为时，热敏电阻阻值为________；
（2）由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将________（选填“增大”、“减小”或“不变”），继电器的磁性将________（选填“增强”、“减弱”或“不变”）；
（3）图甲中指示灯的接线柱D应与接线柱________相连（均选填“A”或“B”）；
（4）当环境温度大于等于________时，警铃报警。
【答案】（1）30或29或31 （2）减小 增强 （3）A （4）40或39或41
【解析】（1）[1]由图乙可知，当环境温度为时，热敏电阻阻值为。
（2）[2]由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将减小。
[3] 热敏电阻阻值减小，则流过继电器的电流增大，磁性增强。
（3）[4]由于继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮。所以图甲中指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。
（4）[5]当线圈中的电流大于等于时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。根据欧姆定律
得
此时温度为，则环境温度大于等于时，警铃报警。
15. 一个静止原子核发生了一次衰变。放射出速率为的粒子（），以表示粒子的质量，表示光速。
（1）新核的元素符号用Y表示，写出该衰变的核反应方程；
（2）若该衰变过程释放的能量全部转为粒子和新核的动能，求衰变过程的质量亏损。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由质量数守恒及电荷数守恒可得该衰变的核反应方程为
（2）因为衰变时间极短，且衰变时内力远远大于外力，故认为在衰变过程中外力可忽略，则动量守恒，设新核的质量为、速度大小为，则有
解得
则衰变过程使两粒子获得的总动能为
解得
由于衰变过程，质量亏损产生的核能全部转化为粒子的动能，有
解得衰变过程的质量亏损为
16. 气压式升降椅通过汽缸上下运动来调节椅子升降，其结构如图乙所示。圆柱形汽缸与椅面固定在一起，总质量m=8kg。固定在底座上的柱状汽缸杆的横截面积S=40cm2，在汽缸中封闭了长度L=25cm的理想气体。汽缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力，已知室内温度T1=310K，大气压强P0=1.0×105Pa，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）质量M=72kg的人，脚悬空坐在椅面上，室温不变，稳定后椅面下降的距离；
（2）在（1）情况下，由于开空调室内气温缓慢降至T2=300.7K，该过程外界对封闭气体所做的功。
【答案】（1）；（2）3.6J
【解析】（1）初始状态时，以圆柱形汽缸与椅面整体为研究对象，根据平衡条件可得
解得
质量的人，脚悬空坐在椅面上，稳定后，根据受力平衡可得
解得
设稳定后缸内气体柱长度为，根据玻意耳定律可得
解得
则椅面下降了
（2）在（1）情况下，由于开空调室内气温缓慢降至，设此时气体柱长度为，该过程气体发生等压变化，则有
解得
外界对封闭气体所做的功为
解得
17. 如图所示，在xOy平面内，y轴左侧空间分布着水平向右的匀强电场，y轴右侧空间分布着垂直纸面向外的匀强磁场。某时刻有一带正电的粒子以初速度v0沿平行于y轴正方向从A点射出，粒子从C点进入磁场，在磁场中运动一段时间后恰好又回到A点。已知A点坐标为，C点坐标为，粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子所受的重力。求：
（1）y轴左侧匀强电场的电场强度大小E；
（2）y轴右侧匀强磁场的磁感应强度大小B；
（3）带电粒子从A点开始运动到再次回到A点的时间t。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）粒子在电场中做类平抛运动，设粒子从A点到C点所用时间为t1，根据运动规律有
沿x轴方向，粒子做初速度为0的匀加速直线运动，有
联立得
（2）设粒子到达C点时沿x轴速度的大小为vx，有
设粒子到达C点时的速度大小为v，方向与y轴正方向的夹角为θ，则
，
设粒子在磁场中做匀速圆周运动半径为r，根据几何关系有
粒子在磁场中受到的洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
（3）粒子在磁场中运动的时间
粒子从A点开始运动到再次回到A点的时间
解得
18. 如图所示，e1f1g1和e2f2g2是两根足够长且电阻不计的固定光滑平行金属轨道，轨道间距L=80cm，其中f1g1和f2g2为轨道的水平部分，e1f1和e2f2是倾斜部分。在f1f2右侧空间存在磁感应强度大小B=2T，方向竖直向上的匀强磁场，不计导体棒在轨道连接处的动能损失。导体棒ab的质量m=0.1kg，接入电路的电阻R=8Ω，置于距轨道底端高度h=20cm处。另一完全相同的导体棒cd静止于水平导轨上。从导体棒ab由静止释放，到两棒最终稳定运动的过程中，ab棒与cd棒未发生碰撞，且两导体棒始终与导轨保持垂直，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）ab棒刚进入磁场时回路中产生的电流强度；
（2）整个过程中产生的焦耳热；
（3）整个过程中通过ab棒的电荷量；
（4）从ab棒运动到f1f2开始计算，棒ab相对于棒cd运动的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】（1）ab棒从斜面轨道滑到底端，根据动能定理，有
切割产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律，有
联立解得
，
（2）因为两导体棒所受的安培力始终大小相等、方向相反，所以将两棒组成的系统作为研究对象，由动量守恒定律得
解得
由能量守恒定律得
（3）ab棒进入磁场后做变速运动，设速度为v时产生的感应电流为i，在Δt时间内速度的变化量为，由动量定理得
即
方程两侧求和
即
代入数据解得
（4）设棒ab相对于棒cd运动的距离为x，某一时刻ab、cd棒的速度分别为、，在时间内对ab棒由动量定理得
即
两边求和可得
即
解得