2022宿迁高二下学期期末考试物理试题含解析

高二年级调研测试

物理

注意事项：

考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求

1.本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。

2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。

3.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满涂黑；作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。

4.如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意。

1. 手机通信系统主要由手机、基站和交换网络组成，信号通过电磁波传播。下列有关电磁波的说法正确的是（　　）

A. 赫兹用实验证实了电磁波的存在，所以电磁波是物质波

B. 只要有变化的电场和磁场，就能产生电磁波

C. 电磁波跟机械波一样，只能在介质中传播

D. 电磁波的传播过程同时伴随能量和信息的传播

【答案】D

【解析】

【详解】A．赫兹用实验证实了电磁波的存在，但是电磁波不是物质波，选项A错误；

B．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围不会产生电场，不能产生电磁波，选项B错误；

C．电磁波能在真空中传播，选项C错误；

D．电磁波的传播过程同时伴随能量和信息的传播，选项D正确。

故选D。

2. 如图所示，0℃和100℃温度下氧气分子的速率分布图像，下列说法错误的是（　　）

A. 图中两条曲线下面积相等

B. 图中虚线为氧气分子在0℃时的速率分布图像

C. 温度升高后，各单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比都增加

D. 与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0~400区间内的分子数占总分子数的百分比较小

【答案】C

【解析】

【详解】A．由题图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故A正确。

B．温度越高，速率较大的分子数量所占比例越大，由图像知，在速率较大的区间，虚线在实线上方，故虚线为0℃时情形，实线对应于分子在100℃的速率分布情形，故B正确；

C．同一温度下，气体分子速率分布总呈“中间多，两头少”的分布特点，即速率处中等的分子所占比例最大，速率特大或特小的分子所占比例均比较小，所以温度升高使得速率较小的分子所占的比例变小，故C错误；

D．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故D正确。

此题选择错误选项，故选C。

3. 在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，下列说法正确的是（　　）

A. 该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜

B. 中的V是一滴油酸酒精溶液的体积

C. 若油酸酒精溶液浓度太高，会使油酸分子直径的测量值偏小

D. 测量油膜面积时，必须让油膜形成规则的几何形状

【答案】A

【解析】

【详解】A．该实验中是将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列而形成的单层分子膜，故A正确；

B．公式

中的V是一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸体积，故B错误；

C．既使油酸酒精溶液的浓度过高，但是只要操作正确，油酸分子直径的测量值也将等于真实值，故C错误；

D．测量油膜面积时，不需要让油膜一定形成规则的几何形状，故D错误。

故选A。

4. 2022年3月23日，王亚平在“天宫课堂”液桥演示实验中，将两块透明板上的水球接触后融成一体，然后将两块透明板缓缓分开，水球被拉长成柱体，形成了一个长约10厘米的液桥。关于液桥实验，下列说法错误的是（　　）

A. 液桥的形成是由于液体分子间存在作用力

B. 水浸润透明板

C. 液桥内的分子停止了无规则运动

D. 如果在地球上完成该实验，液桥的最大长度将变短

【答案】C

【解析】

【详解】A．液桥的形成是由于液体分子间存在引力的作用而产生的，故A正确；

B．若水不浸润透明板，则将两块透明板缓缓分开时，水不会附着在透明板上，将不会形成液桥，所以可推知水浸润该透明板，故B正确；

C．液桥内的分子永不停息地做无规则运动，不会停止，故C错误；

D．如果在地球上完成该实验，由于受到自身竖直向下重力的影响，则液桥会向下弯曲，导致分子间的引力不足以维持较长的液桥，液桥的最大长度将会变短，故D正确。

由于本题选择错误的，故选C。

5. 疫情期间，学校用装消毒液的喷水壶对教室进行消毒。如图喷水壶未喷水时阀门K闭合，压下压杆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，水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，喷水过程中温度保持不变，则（　　）

A. 喷水过程中，储气室内气体吸热

B. 喷水过程中，储气室内气体内能减小

C. 喷水过程中，储气室内气体分子数目减少

D. 喷水过程中，储气室内气体分子平均动能增大

【答案】A

【解析】

【详解】AB．喷水过程中，气体对外做功

W＜0

由于气体温度不变，内能不变，则

ΔE=0

根据

ΔE=W+Q

可知，储气室内气体吸热，选项A正确，B错误；

C．喷水过程中，储气室内气体质量不变，则分子数目不变，选项C错误；

D．喷水过程中，储气室内温度不变，则气体分子平均动能不变，选项D错误。

故选A

6. 如图所示为氢原子能级示意图。已知可见光的光子能量范围为1.64~3.11，现有大量处于能级的氢原子，下列说法正确的是（　　）

A. 这些原子跃迁过程中最多可辐射4种频率的光子

B. 从能级跃迁到能级需要吸收能量

C. 从能级跃迁到能级辐射的光为可见光

D. 电离能级的氢原子至少需要吸收12.75的能量

【答案】C

【解析】

【详解】A．大量处于n=4能级的氢原子跃迁过程中最多可辐射

种频率的光子，故A错误；

B．从较高的n=4能级跃迁到较低的n=1能级，需要释放能量，故B错误；

C．从n=4能级跃迁到n=2能级辐射的光子能量为

ε=ΔE=E4-E2=2.55eV

属于可见光的光子能量范围，所以从n=4能级跃迁到n=2能级辐射的光为可见光，故C正确；

D．电离n=4能级的氢原子至少需要吸收

E'=0-E4=0.85eV

的能量，故D错误。

故选C。

7. 如图所示矩形线框置于磁场中，该磁场可视为匀强磁场。线框通过导线与电阻构成闭合电路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴逆时针匀速转动，下列说法正确的是（　　）

A. 线框通过图中位置瞬间，通过电阻的电流瞬时值为0

B. 线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量变化率最大

C. 线框通过图中位置瞬间，线框中的电流方向由A到B

D. 若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电阻电流的有效值变为原来的倍

【答案】B

【解析】

【详解】AB．线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量为零，但穿过线框的磁通量变化率最大，感应电动势最大，感应电流也最大，所以通过电阻的电流瞬时值最大，故A错误，B正确；

C．线框通过图中位置瞬间，AB边和CD边切割磁场产生感应电流，根据右手定则可知电流方向由B指向A，故C错误；

D．根据

可知，若使线框转动的角速度ω增大一倍，Em也增大一倍，感应电动势的有效值E也增大一倍，根据

可知，通过电阻电流的有效值将为原来的2倍，故D错误。

故选B。

8. “嫦娥五号”中有一块“核电池”，在月夜期间提供电能的同时还提供一定能量用于舱内温度控制。“核电池”利用了的衰变，衰变方程为，下列说法正确的是（　　）

A. 比的中子数少2个

B. 在月球上和在地球上半衰期不相同

C. 一个衰变为释放的核能为

D. 发生的是衰变，射线具有极强的穿透能力可用于金属探伤

【答案】A

【解析】

【详解】AD．根据质量数守恒与电荷数守恒，可得

易知发生是衰变，射线的穿透能力较差，不能用于金属探伤。的中子数为

中子数为

可知比的中子数少2个。故A正确；D错误；

B．半衰期与环境条件无关，是由元素本身决定。故B错误；

C．一个衰变为释放的核能为

故C错误。

故选A。

9. 为探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，小明绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上（线圈电阻忽略不计），如图所示，他将线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈b接小灯泡，当闭合电源开关时，发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）指示灯亮。为解决电源过载问题，下列措施中可行的是（　　）

A. 增大电源电压 B. 适当减小原线圈a的匝数

C. 适当减小副线圈b的匝数 D. 换一个电阻更小的灯泡

【答案】C

【解析】

【详解】A．增大电源电压，根据

可知增大，则流过灯泡的电流增大，根据

可知增大，则过载更大，A错误；

B．适当减小原线圈a的匝数，根据

可知增加，则流过灯泡的电流增加，根据

可知增加，则仍过载，B错误；

C．适当减小副线圈b的匝数，根据

可知减小，则流过灯泡的电流减小，根据

可知减小，则可解决过载，选项C正确；

D．换一个电阻更小的灯泡，根据

可知不变，则流过灯泡电流增大，根据

可知增大，则仍过载，选项D错误。

故选C。

10. 角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示。当系统绕光滑的轴转动时，元件A可无摩擦在水平杆上滑动，并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数均为k、自然长度均为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，系统静止时滑片P位于B点，弹簧均处于原长，当系统以角速度转动时（　　）

A. 电路中电流随角速度的增大而增大

B. 电路中电流随角速度的减小而增大

C. 两弹簧的形变量均为

D. 输出电压U与的函数式为

【答案】D

【解析】

【详解】AB．A B系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小， BC 的电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，与角速度无关，AB 错误；

C．设系统在水平面内以角速度ω转动时，左边弹簧伸长的长度以及右边弹簧压缩的长度均为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得

求得

C错误；

D．输出电压

求得

D正确

故选D。

二、非选择题：共5题，共60分；其中第12题~第15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。

11. 用题1图所示装置探究气体等温变化的规律。

（1）关于该实验下列说法正确的是____________。

A.为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油

B.应快速推拉柱塞

C.为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞

D.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位

（2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为题2图中的___________（选填“①”或“②”）。

（3）为更准确地测出气体的压强，小华用压强传感器和注射器相连，得到某次实验的图如题3图所示，究其原因，是温度发生了怎样的变化___________。

A.一直下降    B.先上升后下降    C.先下降后上升    D.一直上升

（4）实验中若使用传感器采集数据，则柱塞与针筒间的摩擦对实验结果乘积值的影响是_________（选填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。

（5）小华同学将注射器活塞移动到体积适中的位置时，用连接管将注射器的连接头和压强传感器相连，通过DIS系统测得封闭气体的压强p，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V，小华同学多次推拉活塞后，记录了多组气体压强、体积数据，完成操作后，将实验数据输入计算机用软件画出了图像，下面图像可能接近小华得到的图像是___________。

A. B. C. D.

【答案】    ①. AD    ②. ②    ③. B    ④. 无影响    ⑤. D

【解析】

【详解】（1）[1]A.为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，选项A正确；

B.实验时为防止气体温度变化，应慢慢推拉柱塞，选项B错误；

C.实验时为防止温度发生变化，则不能用手握注射器推拉柱塞，选项C错误；

D. 只需关注图像斜率的变化即可探究压强和体积的关系，注射器旁的刻度尺只需要刻度分布均匀即可，可以不标注单位，故D正确；

故选AD；

（2）[2]理论上

则应是一条过原点的倾斜直线，然而压缩气体时漏气，则图像的斜率减小，则应为图乙中的②；

（3）[3]根据一定质量的理想气体状态方程有pV=CT，则压强与体积的乘积越大，温度越高，由图可发现温度先上升后下降；故B正确，ACD错误；
故选B。

（4）[4]气体压强由传感器测得，体积由注射器刻度测得，均与活塞与针筒之间的摩擦无关，则柱塞与针筒间的摩擦对实验结果pV乘积值无影响。

（5）[5]当注射器内气体的体积较大时，即较小时，连接注射器和压强传感器的管中的气体可忽略不计；当注射器内气体的体积较小时，即较大时，连接注射器和压强传感器的管中的气体不可忽略不计，即若逐渐减小注射器内气体的体积，则趋近于某一常量，即图像逐渐向平行于轴方向接近，则图像应该是D；

12. 铜的密度，铜的摩尔质量，阿伏伽德罗常数，把铜块中的铜分子看成球形，且它们紧密排列，求：（结果保留一位有效数字）

（1）一个铜分子的直径d；

（2）1的铜中含有铜分子的个数N。

【答案】（1）3×10-10m；（2）8×1022个

【解析】

【详解】（1）铜的摩尔体积为

设铜分子是一个挨一个紧密排列的，则一个铜分子的体积

将铜分子视为球形，则

联立解得

（2）的铜的物质的量为

其中含有的分子个数为

个

13. 如图是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作。用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数；用频率为的光照射光电管，重复上述操作，记下电压表的示数。

（1）实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动还是向b端移动？

（2）已知电子的电荷量为e，请根据以上实验，推导普朗克常量实验测定值的计算式。

【答案】（1）滑动变阻器的滑片P应该向a端移动；（2）

【解析】

【详解】（1）根据电路图，结合逸出电子受到电场阻力时，微安表示数才能为零，可知阴极K的电势需要高于阳极A的电势，即滑动变阻器的滑片P应该向a端移动。

（2）根据光电效应方程，可得

解得

14. 如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在气缸中，把气缸固定，活塞能无摩擦地滑动，活塞的面积为S，与气缸底部相距L，气缸和活塞导热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为和。现对活塞施加一水平拉力，使活塞缓慢向右移动距离L后停止，整个过程中水平拉力做功为W，外界大气压和温度不变，求：

（1）最终缸内气体的压强；

（2）最终活塞所受水平拉力大小F；

（3）该过程中，缸内气体吸收的热量Q

【答案】（1）；（2）；（3）W

【解析】

【详解】（1）根据玻意耳定律可知

解得

（2）对活塞受力分析可知

解得

（3）根据热力学第一定律，气体温度不变，则内能不变，即

∆U=0

气体对外做功W，则根据

∆U=-W+Q

可知气体吸热

Q=W

15. 随着科技发展，烹饪的炉灶在不断地进步，电磁炉（题1图）就是一次炊具革命——发热主体就是锅自己。电磁炉可以看做一个理想变压器，工作原理图简化为题2图，炉盘相当于原线圈，锅底既是副线圈又是负载，通过电磁感应产生涡流来加热食物。原、副线圈的匝数比为n，交变电源的电压有效值恒定为U，炉盘中配有定值阻抗（相当于定值电阻），锅体回路中的电阻相当于负载。

（1）若通过定值阻抗的电流为I，求锅体中感应的电动势有效值；

（2）若锅体等效电阻为R，求流过定值阻抗的电流；

（3）更换不同锅体，相当于调节负载电阻，求锅体等效电阻R为多大时发热功率最大。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）阻抗Rx的电流为I，则原线圈两端电压

U1=U-IRx

根据

解得锅体中感应的电动势有效值

（2）原线圈中满足

U1′=U-I1Rx

副线圈中满足

又因为

联立解得

（3）锅体产热的功率

因此当

取得最大功率。