江苏省南通市海门证大中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷及答案

海门证大中学2021级高二年级4月期中考试

物理试卷

本卷满分100分，考试时间为75分钟   命题人：

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1．下列说法正确的是

A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关

B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分

C．平均结合能越大表示原子核越不稳定

D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长

2．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是

A．甲图中，链式反应属于轻核的聚变

B．乙图中，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量

C．丙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子

D．丁图为氡222的衰变规律，若原来有1 000个氡222，经过一个半衰期的时间，一定还剩余500个

3． 2021年6月28日，白鹤滩水电站正式并网发电，使用了我国领先全球的特高压输电技术.若发电机的输出电压不变，远距离输电的示意图如图所示.则下列叙述中正确的是

A. 用户接入电路的用电器越多，用电器两端电压越大

B. 用户接入电路的用电器越多，发电机的输出功率越大

C. 用户接入电路的用电器越多，升压变压器输出电压变大

D. 用户接入电路的用电器越多，输电线电阻r两端电压越小

4． 2021年12月9日，在“天宫课堂”中王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时

A. 气泡受到浮力

B. 因处于完全失重状态，所以不会有水分子进入气泡中

C. 气泡内气体在界面处对水产生压力

D. 水与气泡界面处，水分子间作用力表现为斥力

5．关于电磁场理论，下列叙述不正确的是

A. 变化磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关

B. 周期性变化的磁场产生同频率变化的电场

C. 变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场

D. 电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场

6．如图为玻尔为解释氢原子光谱而画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n＝4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，会发出不同频率的光子.已知可见光的频率范围为4.2×1014～7.8×1014 Hz，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，元电荷e＝1.6×10－19 C，光在真空中传播的速度为3×108 m/s.下列说法符合玻尔理论的是

A．氢原子跃迁时，从n＝4能级直接跃迁到基态时发出的光波长最长

B．氢原子跃迁时发出的光有可能使某些处于基态的氢原子电离

C．氢原子跃迁时可发出3种不同频率的光子

D．氢原子跃迁时发出的可见光频率的最大值约为6.15×1014 Hz

7．新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示.闭合阀门K，向下压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出.储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度均保持不变，则下列说法正确的是

A．充气过程中储气室内气体分子数增多且分子运动剧烈程度增加

B．喷液过程中，储气室内气体对外界做功并吸收热量

C．充气过程中，储气室内气体内能不变

D．喷液过程中，储气室内气体分子对器壁单位面积的平均作用力增大

8．一个氘核和一个氚核聚合成一个氦核的反应方程是H＋H→He＋n，此反应过程产生的质量亏损为Δm.已知阿伏加德罗常数为NA，真空中的光速为c.若1 mol氘和1 mol氚完全发生核反应生成氦，则在这个核反应中释放的能量为

A.NAΔmc2   B．NAΔmc2

C．2NAΔmc2   D．5NAΔmc2

9.如图所示，10 ℃的氧气和20 ℃的氢气体积相同，汞柱在连通两容器的细管中央，下面的叙述中，正确的是                                     

A．当氧气和氢气的温度都升高10 ℃时，汞柱不移动

B．当氧气和氢气的温度都升高10 ℃时，汞柱将向左移

C．当氧气温度升高10 ℃，氢气温度升高20 ℃时，汞柱向左移

D．当氧气温度升高10 ℃，氢气温度升高20 ℃时，汞柱不会移动

10.一定质量的理想气体，从状态A经B、C变化到状态D的状态变化过程p-V图像如图所示，AB与横轴平行，BC与纵轴平行，ODC在同一直线上.已知A状态温度为400 K，从A状态至B状态气体吸收了320 J的热量，下列说法不正确的是

A．A状态的内能大于C状态的内能

B．D状态的温度为225 K

C．从A状态至D状态整个过程中，气体对外做功62.5 J

D．从A状态到B状态的过程中，气体内能增加了240 J

二、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

11．(9分)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有纯油酸0.6 mL.现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL.若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示.若每一小方格的边长为25 mm，试问：

(1)实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的研究方法是      .

A．等效替代法   B．控制变量法

C．理想模型法   D．比值定义法

(2)根据上述数据，一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是        m3；估测出油酸分子的直径是         m.(结果均保留一位有效数字)

12．(6分)如图甲为某同学做“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验示意图，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出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pV图线(其中实线是实验所得图线，虚线为一根参考双曲线).

(1)在实验操作过程中，要采取以下做法：      是为了保证实验的恒温条件.(填入相应的字母代号)

A．用橡皮帽堵住注射器的小孔

B．移动活塞要缓慢

C．实验时，不要用手握注射器

D．在注射器活塞一周涂润滑油

(2)实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小.过程中该同学发现，环境温度逐渐降低，则实验得到的p-图像应是    .

三、计算题（本大题共4小题，共45.0分）

13.(8分)飞机失事后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在30天内能以的频率自动发出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置．那么黑匣子发出的电磁波波长是多少？若接收电路是由电路组成的，其中该接收装置里的电感线圈，此时产生电谐振的电容多大？

14. (10分)如图所示，汽缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积为50cm2，厚度为1cm，汽缸全长为21cm(厚度不计)，汽缸质量为20kg，大气压强为1×105Pa，当温度为7时，活塞封闭的气柱长10cm，若将汽缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通.g取10m/s2，求：

(1)汽缸倒置时，活塞封闭的气柱多长；

(2)当温度多高时，活塞刚好接触平台.

15.(13分)研究光电效应规律的实验装置如图所示，光电管的阴极材料为金属钾，其逸出功为W0＝2.25 eV，现用光子能量为10.75 eV的紫外线照射光电管，调节变阻器滑片位置，使光电流刚好为零.求：

(1)电压表的示数；

(2)若照射光的强度不变，紫外线的频率增大一倍，阴极K每秒内逸出的光电子数如何变化，到达阳极的光电子最大动能为多大；

(3)若将电源的正负极对调，到达阳极的光电子最大动能为多大.

16. (14分)图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数n=50匝，电阻r=2Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，阻值R=8Ω，与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化.（取π=3.14）求：

（1）交流发电机产生的电动势的最大值；

（2）电路中交流电压表的示数；

（3）从图示位置转过，通过线圈的电荷量和整个回路的焦耳热.

海门证大中学2021级高二年级4月期中考试

物理答案

1． A　2． B   3．B    4． C   5． D　6． D  7． B  8． B  9.C   10.A

11． (1)C     (2) 1×10－11    3×10－10

12． (1)BC    (2) A

13.【答案】8000m      

【详解】由得：

由公式得：

14.【答案】(1)15cm(2)

【详解】(1)设汽缸倒置前、后被封闭气体的压强分别为p1和p2，气柱长度分别为L1和L2，则有

倒置过程为等温变化，由玻意耳定律可得解得

(2)设倒置后升温前、后封闭气柱温度分别为T2和T3，升温后气柱长度为L3，则

升温过程为等压变化，由盖－吕萨克定律可得解得

即温度升高到100时，活塞刚好接触平台。

15.(1)8.50 V　(2)减为原来一半　10.75 eV  (3)17.00 eV

解析：　(1)由光电效应方程Ek＝hν－W0得光电子最大初动能Ek＝8.50 eV

光电管两端加有反向电压，光电子由K向A做减速运动。

由动能定理得－eU＝EkA－Ek   因EkA＝0 则U＝＝8.50 V。

(2)设光的强度为nhν，光强不变，频率增大一倍，则每秒入射的光子数n减为原来的一半，阴极K每秒内逸出的光电子数也减为原来的一半，由光电效应方程得光电子的最大初动能Ek′＝hν′－W0＝2hν－W0＝19.25 eV，电子由阴极向阳极做减速运动。

由动能定理得－eU＝EkA′－Ek′ 得EkA′＝10.75 eV。

(3)若将电源的正负极对调，光电管上加有正向电压，光电子从阴极向阳极做加速运动

由动能定理得eU＝EkA″－Ek 得EkA″＝17.00 eV。

16.【答案】（1）100V；（2）；（3）0.1C，7.85J

【详解】（1）由图线可知Wb，

因为，所以

交流发电机产生的电动势的最大值

（2）电动势的有效值

由闭合电路欧姆定律得，电路中电流的有效值为I==5A

交流电压表的示数为

（3）从图示位置转过，磁通量变化量为

通过线圈的电荷量

根据焦耳定律可得