2023-2024学年江苏省无锡市高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年江苏省无锡市高二（下）期末物理试卷，共16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。
1．（4分）全自动洗衣机设有多段水位自动感应装置，该装置采用的可能是下列哪种类型的传感器（ ）
A．温度传感器B．压力传感器
C．霍尔元件D．干簧管
2．（4分）下列反应中能产生链式反应的是（ ）
A．Na→Mge
B．FHe→NeH
C．HH→Hen
D．Un→XeSrn
3．（4分）如图所示，曲线a、b、c、d为气泡室中某放射性物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向外。下列判断正确的是（ ）
A．a、b为γ粒子的径迹B．c、d为γ粒子的径迹
C．a、b为β粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹
4．（4分）14C的半衰期约为5700年。在植物存活其间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的四分之一。则该古木的年代距今约（ ）
A．2850年B．5700年C．11400年D．22800年
5．（4分）如图所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并固定在绝缘水平桌面（纸面）上，导线所在空间有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向竖直向下。当导线中通以图示电流I时，该V形导线受到的安培力（ ）
A．大小为B．大小为
C．方向向前D．方向向后
6．（4分）某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。下列说法正确的是（ ）
A．柱塞上涂油的主要目的是为了减小摩擦对实验的影响
B．柱塞与注射器之间的摩擦不影响压强的测量
C．为了方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞
D．实验中为找到体积与压强的关系，需要测量柱塞的横截面积
7．（4分）在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图1所示，磁场方向向上为正方向。当磁感应强度B随时间t按图2变化时，导体环中感应电流随时间变化的图象是（ ）
A．B．
C．D．
8．（4分）当分子间距离为r0时，分子间的作用力为0，则分子间的距离从0.9r0增大到10r0的过程中（ ）
A．分子间的作用力先减小后增大
B．分子间的作用力先增大后减小
C．分子势能先减小后增大
D．分子势能先增大后减小
9．（4分）一定质量的理想气体从状态a开始。第一次经绝热过程到状态b；第二次先经等压过程到状态c，再经等容过程到状态b。p﹣V图像如图所示。则（ ）
A．c→b过程气体从外界吸热
B．a→c→b过程比a→b过程气体对外界所做的功多
C．气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能小
D．气体在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少
10．（4分）如图所示，两电阻不计的足够长光滑导轨倾斜放置，上端连接一电阻R，空间有一垂直导轨平面向上的匀强磁场B，一质量为m的导体棒与导轨接触良好，从某处自由释放，下列四幅图像分别表示导体棒运动过程中速度v与时间t关系、加速度a与时间t关系、机械能E与位移x关系、以及通过导体棒电量q与位移x关系，其中可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
二、非选择题：本题共6小题，共60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，答案中必须写出数值和单位。
11．（6分）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中
（1）如图甲所示的电路，闭合开关后，观察电流计指针向右偏转，该操作的目的是 。
（2）如图乙所示，图中用粗线标出了螺线管上导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向左偏转。此时螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿 （填“顺时针”或“逆时针”）方向。
（3）关于该实验，下列说法错误的是 。
A．判断线圈中感应电流的方向，需要先确定线圈的绕法
B．实验中将条形磁体的磁极插入或拔出时，速度大小不影响感应电流方向的判断
C．实验中若条形磁体的磁极未知，则无法判断感应电流方向
12．（6分）某同学用如图甲所示器材做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。
（1）该同学按图乙连接电路，变压器的左侧线圈0、8接线柱与学生电源的“稳压6V”接线柱相连。闭合开关，用多用电表测得右侧线圈0、4接线柱之间的电压为 。
A．0V
B．3.0V
C．6.0V
D．12.0V
（2）正确连接电路后，变压器选用左侧0、2接线柱和右侧0、4接线柱进行实验，用多用电表测得左侧0、2之间的电压为U1，右侧0、4之间的电压为U2，数据如下表所示，可判断学生电源接在了接线柱 上。（选填“左侧0、2”或“右侧0、4”）。
（3）关于该实验，下列说法正确的是 。
A．变压器正常工作后，通过铁心导电将电能从原线圈传递到副线圈
B．因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
C．需要用到多用电表的交流电流挡进行测量
D．测量结束后，应先断开多用电表，再断开电源
13．（10分）如图，固定汽缸内由活塞封闭一段长为L、温度为T0的气体，活塞的横截面积为S，开始时活塞处于静止状态。用电热丝对气体加热后活塞向左移动了，气体内能增加了ΔU，移动过程中活塞与汽缸的摩擦忽略不计，且气体与外界环境没有热交换，已知大气压强为p0。求：
（1）加热后气体的温度T；
（2）加热过程中气体吸收的热量Q。
14．（12分）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。类似地，有巴耳末系、帕邢系、布喇开系等线系，如图所示。已知氢原子基态能量为E1，普朗克常量为h，电子质量为m，真空中光速为c，氢原子能级公式为。
（1）求巴耳末系中波长最短的光子能量；
（2）将（1）问中的光子照射极限频率为ν0的金属时发现有光电子逸出，求逸出光电子的物质波的最小波长。
15．（12分）一边长为L的正方形导线框abcd，质量为m，电阻为R，由高度h处自由下落，如图所示。其下边ab刚离开磁场后，线框便开始做匀速运动，直到其上边dc穿出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度为D（D＞L），磁感应强度为B。求：
（1）ab边进入磁场时线框的加速度；
（2）dc边进入磁场时线框的速度；
（3）线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热。
16．（14分）如图甲所示为质谱仪的原理图，加速电压为U。粒子源A持续释放出初速度可忽略、比荷分别k1和k2的两种正电荷，k1＞k2。粒子从O点沿垂直磁场边界方向进入匀强磁场，磁场下边界放置胶片C。比荷为k1的粒子恰好打在距O点为L的M点，不计粒子重力和粒子间的相互作用。求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）若加速电压存在波动，在（U﹣ΔU）到（U+ΔU）之间变化，在胶片上分开两种粒子，ΔU的取值范围；
（3）如图乙所示，若比荷为k1的粒子进入磁场时存在散射角θ＝60°，粒子在2θ范围内均匀射入，现撤去胶片C，紧靠M点在其左侧水平放置一长度为0.4L的接收器，求接收器中点左右两侧在单位时间内接收到比荷为k1的粒子数之比η。
2023-2024学年江苏省无锡市高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
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．（4分）全自动洗衣机设有多段水位自动感应装置，该装置采用的可能是下列哪种类型的传感器（ ）
A．温度传感器B．压力传感器
C．霍尔元件D．干簧管
【答案】B
【点评】本题考查传感器的应用，对于常用传感器的工作原理、特性及在实践中的应用要在平时学习中不断积累。
2．（4分）下列反应中能产生链式反应的是（ ）
A．Na→Mge
B．FHe→NeH
C．HH→Hen
D．Un→XeSrn
【答案】D
【点评】对于常见的核反应，要掌握它们的反应类型，搞清轻核聚变和重核裂变的区别。
3．（4分）如图所示，曲线a、b、c、d为气泡室中某放射性物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向外。下列判断正确的是（ ）
A．a、b为γ粒子的径迹B．c、d为γ粒子的径迹
C．a、b为β粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹
【答案】C
【点评】知道γ粒子不带电，β粒子是带负电的电子流，会用左手定则是解题的基础。
4．（4分）14C的半衰期约为5700年。在植物存活其间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的四分之一。则该古木的年代距今约（ ）
A．2850年B．5700年C．11400年D．22800年
【答案】C
【点评】本题考查了半衰期的计算，要明确公式中各个物理量的含义，理解放射元素的半衰期的意义。
5．（4分）如图所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并固定在绝缘水平桌面（纸面）上，导线所在空间有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向竖直向下。当导线中通以图示电流I时，该V形导线受到的安培力（ ）
A．大小为B．大小为
C．方向向前D．方向向后
【答案】D
【点评】本题解题关键是分析出导线在磁场内有效长度为l。
6．（4分）某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。下列说法正确的是（ ）
A．柱塞上涂油的主要目的是为了减小摩擦对实验的影响
B．柱塞与注射器之间的摩擦不影响压强的测量
C．为了方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞
D．实验中为找到体积与压强的关系，需要测量柱塞的横截面积
【答案】B
【点评】本题主要考查了理想气体的实验规律，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式pV＝CT即可完成分析。
7．（4分）在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流的正方向如图1所示，磁场方向向上为正方向。当磁感应强度B随时间t按图2变化时，导体环中感应电流随时间变化的图象是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【点评】本题考查了法拉第电磁感应定律，通过图象反应磁场强度的变化和感应电流的方向，此类选择题注意利用排除法解题。
8．（4分）当分子间距离为r0时，分子间的作用力为0，则分子间的距离从0.9r0增大到10r0的过程中（ ）
A．分子间的作用力先减小后增大
B．分子间的作用力先增大后减小
C．分子势能先减小后增大
D．分子势能先增大后减小
【答案】C
【点评】本题考查了分子力大小与分子间距离的关系以及分子力做功与分子势能的关系，要求熟练掌握F﹣r图象并用来解决实际问题。
9．（4分）一定质量的理想气体从状态a开始。第一次经绝热过程到状态b；第二次先经等压过程到状态c，再经等容过程到状态b。p﹣V图像如图所示。则（ ）
A．c→b过程气体从外界吸热
B．a→c→b过程比a→b过程气体对外界所做的功多
C．气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能小
D．气体在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少
【答案】B
【点评】本题主要考查气体实验定律和热力学第一定律，要理解图像的物理意义，结合一定质量的理想气体只与温度有关，温度是分子平均动能的标志进行分析。
10．（4分）如图所示，两电阻不计的足够长光滑导轨倾斜放置，上端连接一电阻R，空间有一垂直导轨平面向上的匀强磁场B，一质量为m的导体棒与导轨接触良好，从某处自由释放，下列四幅图像分别表示导体棒运动过程中速度v与时间t关系、加速度a与时间t关系、机械能E与位移x关系、以及通过导体棒电量q与位移x关系，其中可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【点评】本题主要是考查电磁感应现象中的图象问题，根据导体棒的运动情况和受力情况，推导出纵坐标与横坐标的关系式，由此进行解答，这是电磁感应问题中常用的方法和思路。
二、非选择题：本题共6小题，共60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，答案中必须写出数值和单位。
11．（6分）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中
（1）如图甲所示的电路，闭合开关后，观察电流计指针向右偏转，该操作的目的是 推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系 。
（2）如图乙所示，图中用粗线标出了螺线管上导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向左偏转。此时螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿 逆时针 （填“顺时针”或“逆时针”）方向。
（3）关于该实验，下列说法错误的是 C 。
A．判断线圈中感应电流的方向，需要先确定线圈的绕法
B．实验中将条形磁体的磁极插入或拔出时，速度大小不影响感应电流方向的判断
C．实验中若条形磁体的磁极未知，则无法判断感应电流方向
【答案】（1）推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系；（2）逆时针；（3）C。
【点评】考查多用电表的实验，电磁感应和楞次定律的应用问题，会根据题意进行准确分析和判断。
12．（6分）某同学用如图甲所示器材做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。
（1）该同学按图乙连接电路，变压器的左侧线圈0、8接线柱与学生电源的“稳压6V”接线柱相连。闭合开关，用多用电表测得右侧线圈0、4接线柱之间的电压为 A 。
A．0V
B．3.0V
C．6.0V
D．12.0V
（2）正确连接电路后，变压器选用左侧0、2接线柱和右侧0、4接线柱进行实验，用多用电表测得左侧0、2之间的电压为U1，右侧0、4之间的电压为U2，数据如下表所示，可判断学生电源接在了接线柱 右侧0、4 上。（选填“左侧0、2”或“右侧0、4”）。
（3）关于该实验，下列说法正确的是 CD 。
A．变压器正常工作后，通过铁心导电将电能从原线圈传递到副线圈
B．因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
C．需要用到多用电表的交流电流挡进行测量
D．测量结束后，应先断开多用电表，再断开电源
【答案】（1）A；（2）右侧0、4；（3）CD。
【点评】本题的关键要掌握实验原理、实验注意事项，同时，要掌握理想变压器的规律，注意实际变压器有漏磁。
13．（10分）如图，固定汽缸内由活塞封闭一段长为L、温度为T0的气体，活塞的横截面积为S，开始时活塞处于静止状态。用电热丝对气体加热后活塞向左移动了，气体内能增加了ΔU，移动过程中活塞与汽缸的摩擦忽略不计，且气体与外界环境没有热交换，已知大气压强为p0。求：
（1）加热后气体的温度T；
（2）加热过程中气体吸收的热量Q。
【答案】（1）加热后气体的温度为1.1T0；
（2）加热过程中气体吸收的热量为ΔU。
【点评】本题主要考查学生对于盖﹣吕萨克定律、气体对外做功和热力学第一定律知识点掌握的熟练度。
14．（12分）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。类似地，有巴耳末系、帕邢系、布喇开系等线系，如图所示。已知氢原子基态能量为E1，普朗克常量为h，电子质量为m，真空中光速为c，氢原子能级公式为。
（1）求巴耳末系中波长最短的光子能量；
（2）将（1）问中的光子照射极限频率为ν0的金属时发现有光电子逸出，求逸出光电子的物质波的最小波长。
【答案】（1）巴耳末系中波长最短的光子能量为；
（2）逸出光电子的物质波的最小波长为。
【点评】解决本题的关键要掌握能级间跃迁所满足的规律：玻尔理论，以及知道光电效应方程，并能灵活运用。
15．（12分）一边长为L的正方形导线框abcd，质量为m，电阻为R，由高度h处自由下落，如图所示。其下边ab刚离开磁场后，线框便开始做匀速运动，直到其上边dc穿出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度为D（D＞L），磁感应强度为B。求：
（1）ab边进入磁场时线框的加速度；
（2）dc边进入磁场时线框的速度；
（3）线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热。
【答案】（1）ab边进入磁场时线框的加速度为；
（2）dc边进入磁场时线框的速度为；
（3）线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为。
【点评】本题考查导体切割磁感线产生的感应电动势，在求产生的焦耳热问题时，要注意能量守恒定律的应用。
16．（14分）如图甲所示为质谱仪的原理图，加速电压为U。粒子源A持续释放出初速度可忽略、比荷分别k1和k2的两种正电荷，k1＞k2。粒子从O点沿垂直磁场边界方向进入匀强磁场，磁场下边界放置胶片C。比荷为k1的粒子恰好打在距O点为L的M点，不计粒子重力和粒子间的相互作用。求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）若加速电压存在波动，在（U﹣ΔU）到（U+ΔU）之间变化，在胶片上分开两种粒子，ΔU的取值范围；
（3）如图乙所示，若比荷为k1的粒子进入磁场时存在散射角θ＝60°，粒子在2θ范围内均匀射入，现撤去胶片C，紧靠M点在其左侧水平放置一长度为0.4L的接收器，求接收器中点左右两侧在单位时间内接收到比荷为k1的粒子数之比η。
【答案】（1）磁感应强度B的大小为；
（2）ΔU的取值范围为；
（3）接收器中点左右两侧在单位时间内接收到比荷为k1的粒子数之比η为。
【点评】本题考查了带电粒子在组合场中的运动，解决本题的关键是画出粒子的运动轨迹，熟练掌握粒子在匀强磁场中运动的模型。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/1/6 20:14:15；用户：秦子政；邮箱：13669037329；学号：41037197实验次数
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U1/V
2.01
2.98
3.96
5.06
6.05
U2/V
4.33
6.38
8.41
10.72
12.77
题号
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答案
B
D
C
C
D
B
A
C
B
C
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3
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U1/V
2.01
2.98
3.96
5.06
6.05
U2/V
4.33
6.38
8.41
10.72
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