2022-2023学年辽宁省辽阳市高二（下）期末物理试卷

这是一份2022-2023学年辽宁省辽阳市高二（下）期末物理试卷，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年辽宁省辽阳市高二（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 下列选项正确的是(    )
A. 布朗运动就是热运动
B. 扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
C. 液体中的扩散现象是由液体的对流形成的
D. 布朗运动是分子的运动，牛顿运动定律不再适用
2. 某收音机中的LC电路由可调电感的线圈与固定电容组成，能够产生560kHz∼1680kHz的电磁振荡。可调电感线圈的最大电感和最小电感之比是(    )
A. 3:1 B. 6:1 C. 2:1 D. 9:1
3. 1932年，安德森在宇宙线实验中发现了正电子。假设正电子的速率为v，电荷量为q，沿着与磁场垂直的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中，则它受到的洛伦兹力为(    )
A. qvB B. qB C. vB D. 0.5qvB
4. 一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10kV∼20kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是(    )
A. 化学能转化为电能 B. 内能转化为电能 C. 光能转化为电能 D. 机械能转化为电能
5. 华能石岛湾高温气冷堆核电站是我国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的核电站。核反应堆是核电站的心脏，它是通过可控链式核裂变反应来实现核能利用的。一个 92235U原子核在中子的轰击下发生裂变反应，其裂变方程为 92235U+01n→xySr+54139Xe+301n，下列说法正确的是(    )
A. 核反应方程中Sr的中子数为56
B. 核反应方程中Sr的质量数为92
C. 因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少
D. 因为裂变释放能量，Xe原子核的比结合能应比U原子核的小
6. 图为演示自感现象的实验电路，A1、A2为相同的灯泡，电感线圈L的自感系数较大，且使得滑动变阻器R接入电路中的阻值与线圈L的直流电阻相等，下列判断正确的是(    )

A. 断开开关S，灯A1、A2逐渐熄灭
B. 接通开关S，灯A2逐渐变亮
C. 接通开关S，灯A1立即变亮
D. 断开开关S，灯A1逐渐熄灭，A2闪一下再逐渐熄灭
7. 电冰箱由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四个部分组成一个密闭的连通系统，制冷剂在连通系统内循环流经这四个部分。各部分的温度和压强如图所示，则下列说法正确的是(    )

A. 冷凝器向环境散失的热量可能小于蒸发器从冰箱内吸收的热量
B. 该过程实现了热量从低温物体向高温物体传递，符合热力学第二定律
C. 制冷剂在蒸发器中的状态可以看成理想气体
D. 制冷剂在通过冷凝器的过程中分子势能和分子动能都增大
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
8. 下列有关物理学史的说法正确的是(    )
A. 汤姆孙发现了电子
B. 安培把波粒二象性推广到实物粒子，如电子、质子等
C. 玻尔原子理论的成功之处是它保留了经典粒子的概念
D. 普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的观念
9. α粒子散射实验是近代物理学中经典的实验之一，卢瑟福通过该实验证实了原子的核式结构模型，其实验装置如图所示。下列说法正确的是(    )

A. 荧光屏在C位置的亮斑比在A、B位置的亮斑少
B. 该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
C. 荧光屏在B位置的亮斑比在A位置的亮斑多
D. 该实验说明原子质量均匀地分布在原子内
10. 竖直放置的平行光滑导轨，其电阻不计，磁场方向如图所示，磁感应强度大小为B=0.5T，导体ab及cd的长度均为0.2m，电阻均为0.1Ω，重均为0.1N，现用力向上推动导体ab，使之匀速上升(与导轨接触良好)，此时cd恰好静止不动，那么ab上升时，下列说法正确的是(    )

A. ab受到的推力大小为0.1N B. ab向上的速度为2m/s
C. 在2s内，推力做功转化的电能是0.4J D. 在2s内，推力做的功为0.6J
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
11. 电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻，现已被人们广泛使用。高二物理兴趣小组准备用热敏电阻制作一个简易电子体温计。
(1)为了寻找合适的外壳包裹热敏电阻及其电路，小雨同学用螺旋测微器测量了热敏电阻的大小，如图所示，螺旋测微器的读数是______mm。

(2)小刚测出这种热敏电阻的I—U图像如上图所示，他选用的电路应该是图______电路(填“甲”或“乙”)；选用的电流表量程是______量程(填“0.06A”或“0.6A”)。

(3)小敏同学将上述测量的两个相同的热敏电阻和定值电阻、恒压电源组成如图所示的电路，电源电动势为10V，内阻不计，定值电阻R0=200Ω，则此时单个热敏电阻消耗的电功率为______mW(结果保留3位有效数字)。


12. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。

(1)观察变压器的铁芯，它的结构和材料是________。(填字母)
A.整块硅钢铁芯  B.整块不锈钢铁芯  C.叠成的绝缘铜片  D.叠成的绝缘硅钢片
(2)为了人身安全，低压交流电源的电压不要超过________。(填字母)
A.2 V  B.12 V  C.50 V
(3)实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0 V，则原线圈的输入电压可能为________。(填字母)
A.1.5 V  B.5.0 V  C.7.5 V
(4)本实验要通过改变原、副线圈匝数，来探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是________。(填字母)
A.控制变量法  B.等效替代法  C.整体隔离法

四、计算题（本大题共3小题，共38.0分）
13. 在一端封闭、内径均匀的长L0=32cm的直玻璃管内，一段长h=6cm的水银柱封闭一定质量的理想气体。开始管口向上竖直放置，环境温度为t1=−3∘C，大气压强p0=75cmHg，达到平衡时，封闭气柱的长度L=25cm；保持温度不变，先将直玻璃管顺时针缓慢转到水平位置，然后再逆时针缓慢转回原位置并逐渐降低温度，当温度降为t2=−17∘C时，达到新的平衡，如果大气压强p0一直保持不变，不计玻璃管和水银的体积随温度的变化，求最终气柱的长度。(取热力学温度273K等于0℃)

14. 如图所示，两平行光滑导轨竖直放置，宽度为L，上端接有阻值为R的电阻，下端有一有界匀强磁场abcd，bc=0.5L，磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向里，一质量为m、有效电阻为R的导体棒从ab边上方自由下落，进入磁场时恰好可以做匀速直线运动，其他电阻不计，重力加速度大小为g，求：

(1)导体棒的起始位置距ab边的高度h；
(2)电阻R两端的电压U；
(3)导体棒穿过磁场过程中产生的焦耳热Q。

15. 一群处于第4能级的氢原子，最终都回到基态能发出几种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图线(如图乙所示)，其中b光对应的图线与横轴的交点坐标为−Ub=−3V。已知氢原子的能级图如图丙所示，电子电荷量为e=1.6×10−19C。
(1)求该金属逸出功W0；
(2)求用a光照射金属时逸出光电子的最大初动能Eka；
(3)只有c光照射金属时，调节光电管两端电压，达到饱和光电流I=1.6μA，若入射的光子有75%引发了光电效应。求此时每秒钟照射到阴极K的光子总能量E。


答案和解析

1.【答案】B 
【解析】A.布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动，反映了分子热运动的存在，故A错误；
B.扩散现象是可以在气体，液体，固体中发生，故B正确；
C.扩散现象是由于分子在做永不停息的无规则运动形成的，故C错误；
D.布朗运动是悬浮的固体微粒的运动，固体微粒不是微观粒子，牛顿第二定律仍然适用，故D错误。
故选B。


2.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题考查LC振荡回路的频率公式的应用。根据LC振荡回路的频率公式得出电感的表达式，结合题设得出可调电感线圈的最大电感和最小电感之比。
【解答】
由LC电路固有频率公式得f=12π LC，解得L=14π2f2C，所以会L1L2=f22f12=168025602=91，故D正确，ABC错误。  
3.【答案】A 
【解析】正电子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场中，则它受到的洛伦兹力为
f=qvB
故选A。


4.【答案】D 
【解析】压电陶瓷片能量转化前要消耗机械能(大拇指压一下打火机上的按钮)，转化后得到了电能(产生10kV∼20kV的高压，形成火花放电)，故ABC错误，D正确。
故选D。


5.【答案】A 
【解析】解：AB、根据质量数守恒可得235+1=y+139+3，根据电荷数守恒可得92=x+54，解得：y=94，x=38，所以核反应方程中Sr的中子数为n=y−x=94−38=56，故A正确、B错误；
C、核裂变释放能量，会出现质量亏损，但是总质量数不变，故C错误；
D、比结合能越大，原子核越稳定， ​92235U原子核裂变得到Xe原子核，说明Xe原子核比 ​92235U原子核稳定，即Xe原子核的比结合能应比U原子核的大，故D错误。
故选：A。
根据质量数守恒和电荷数守恒计算出Sr的质子数和中子数，根据比结合能越大，原子核越稳定的特点分析出两种原子核的比结合能关系；理解质量亏损的定义并做出判断。
本题主要考查了重核的裂变，根据核反应的质量数和电荷数守恒代入数据完成解答，同时要正确理解比结合能和质量亏损的概念。

6.【答案】A 
【解析】AD.断开开关时，由于线圈产生自感电动势，立即反向对A2“供电”；由于滑动变阻器R接入电路中的阻值与线圈L的直流电阻相等，所以电路稳定后两灯的直流电流相等，因此不会出现A2闪一下再逐渐熄灭，而是两灯同时逐渐熄灭，A正确，D错误；
BC.接通开关S，由于自感线圈的自感作用，A2立即变亮，A1逐渐变亮，BC错误。
故选A。


7.【答案】B 
【解析】
【分析】
本题考查了热力学定律；热力学第一定律和热力学第二定律是热力学的基础，以常见生活工具电冰箱为背景，考查热力学定律，重点在核心素养物理观念之能量观，对信息获取能力和理解能力要求较高。
根据热力学第一定律与热力学第二定律分析；温度决定分子动能。
【解答】
A.根据热力学第一定律，Q1(从低温物体吸收的热量)+W(压缩机对系统做功)=Q2(向高温物体释放的热量)，故A错误；
B.这一过程不是自发完成的，蒸发器和冷凝器两处的热交换方向都是从高温物体向低温物体，整个过程实现了热量从低温物体向高温物体传递，符合热力学第二定律，故B正确；
C.制冷剂在蒸发器中虽然是气体状态，但是不满足远离液化的状态，不能看成理想气体，故C错误；
D.在冷凝器中制冷剂温度降低，分子平均动能降低，分子间距从气体到液体，分子势能降低，故D错误。  
8.【答案】AD 
【解析】A.汤姆逊发现了电子提出了原子的枣糕式结构模型，故A正确；
B.德布罗意把波粒二象性推广到实物粒子，提出实物粒子也具有波动性，故B错误；
C.玻尔原子理论的成功之处是引入了量子观念，不足之处是它保留了经典粒子的概念，故C错误。
D.普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的观念，故D正确。
故选AD。


9.【答案】AB 
【解析】AC.根据α粒子散射实验现象，大多数粒子通过金箔后方向不变，少数粒子方向发生改变，极少数偏转超过90°，甚至有的被反向弹回，可知荧光屏在B位置的亮斑比A位置少，荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少，选项A正确，C错误；
BD.该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，而不是原子质量均匀地分布在原子内，选项B正确，D错误；
故选AB。


10.【答案】BC 
【解析】A.对两导体组成的整体，合力为零，根据平衡条件，ab受到的推力为
F=2mg=0.2N
A错误；
B.对导体ab，根据平衡条件，有
F安=F−mg ， F安=BIL ， I=BLv2R
联立可得
v=2m/s
B正确；
C.在2s内，推力做功转化的电能全部转化为内能，有
Q=E22Rt ， E=BLv
代入数据得
Q=0.4J
C正确；
D.在2s内，推力做功为
W=Fvt=0.8J
D错误。
故选BC。


11.【答案】   2.150     乙     0.06A     50.4 
【解析】(1)[1]由图可知，螺旋测微器固定刻度示数为2.0mm，铅笔芯的直径为2.0mm+15.0×0.01mm=2.150mm；
(2)[2] [3]由热敏电阻的I—U图像可知电压从0变化起，他选用的电路应该是图乙电路；根据对应电流值可知选用的电流表量程是0.06A量程；
(3)[4]设热敏电阻的电压为U，电流为I，根据闭合电路欧姆定律有
E=2U+IR0
解得
I=−U100+120
作出该I−U图象，如图：

两图像的交点代表此时热敏电阻的电流和电压，则此时单个热敏电阻消耗的电功率为
P=3.6×14mW=50.4mW


12.【答案】(1)D；(2)B；(3C；(4)A 
【解析】
【分析】
本题考查“探究变压器的电压与匝数的关系”的实验原理，掌握原、副线圈电压与匝数成正比的成立条件，理解理想变压器的含义，及变压器的作用，知道变压器只能改变交变电压和电流，了解减小铜损和铁损的方法。
【解答】
(1)变压器的铁芯由相互绝缘的硅钢片叠成，故选D;
(2)人体安全电压是不高于36V，为了人身安全，低压交流电源的电压不要超过12 V，故选B;
(3)若是理想变压器，则变压器线圈两端的电压与匝数的关系为U1U2=n1n2，若变压器的原线圈接“0”和“8”接线柱，副线图接线“0”和“4”接线柱，可知原副线图的匝数比为2:1，若副线圈电压为3.0V，那么原线圈的电压为U1 =2×3.0V=6.0V，考虑到非理想变压器有漏磁等现象，则原线圈所接电源电压大于6.0V，可能为9.0V，故A、B错误，C正确；
(4)实验中运用的科学方法是控制变量法，故选A。
  
13.【答案】 L2=24cm 
【解析】解：设玻璃管的横截面积为S，开始管口向上竖直放置时气柱的压强为 p1 ，水平放置时气柱的压强为 p2
根据玻意耳定律有 p1SL=p2SL′
解得 L′=27cm
因为 L′+h=33cm>L0
说明将玻璃管水平放置时，有 1cm 长的水银柱流出，管内还剩长 h′=5cm 的水银柱
玻璃管逆时针缓慢转回原位置，根据理想气体状态方程
p2SL′T1=p2′SL2T2
解得 L2=24cm 。


14.【答案】解：(1)导体棒做匀速直线运动时，由平衡条件：
mg=BIL
解得感应电流大小I=mgBL
回路的感应电动势E=I·2R=2mgRBL
又E=BLv
解得导体棒匀速运动时的速度大小v=2mgRB2L2
导体棒自由下落的高度h=v22g=2m2R2gB4L4；
(2)电阻R两端的电压U=IR=mgRBL；
(3)由能量守恒定律知，回路产生的焦耳热Q总=mg·0.5L=12mgL
故导体棒穿过磁场过程中产生的焦耳热Q=Q总2=14mgL。 
【解析】本题考查法拉第电磁感应定律的应用，基础题目。
(1)根据平衡条件列方程得出回路产生的感应电流，从而求出感应电动势，结合法拉第电磁感应定律得出导体棒匀速运动的速度大小，根据自由落体运动规律列方程得出导体棒的起始位置距ab边的高度；
(2)根据部分电路欧姆定律得出电阻R两端的电压；
(3)根据能量守恒定律得出回路产生的总焦耳热，从而求出导体棒穿过磁场过程中产生的焦耳热。

15.【答案】(1) 9.09eV ；(2) 3.66eV ；(3) 1.36×1014eV 
【解析】解：(1)由题图乙可知：a光、b光、c光分别为电子由 n=4 、3、2的能级跃迁至基态所释放的光子，b光的光子能量 Eb=12.09eV 。由题意知 Ub=3V ，则光电子逸出时的最大初动能 Ekb=3eV 由光电效应方程
Eb=W0+Ekb
知
W0=9.09eV
(2)a光的光子能量 Ea=12.75eV ，由光电效应方程
Ea=W0+Eka
可知
Eka=3.66eV
(3)c光的光子能量 Ec=10.2eV 由 I=qt 得，每秒到达光电管阳极的光电子的总电荷量
q=It=1.6×10−6C
每秒到达光电管阳极的光电子的个数
n=qe=1.6×10−61.6×10−19=1013个
每秒入射到光电管阴极的光子个数
N=n75%=43×1013个
则每秒照射到阴极的光子总能量
E=NEc=43×1013×10.2eV=1.36×1014eV