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精品解析：山东省聊城第一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版）
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这是一份精品解析：山东省聊城第一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版），共22页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2022—2023学年度第二学期期末教学质量抽测
高二物理试题
一、单项选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲中，油酸分子直径等于一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积与它形成油膜面积的比值
B. 图乙为分子力F随分子间距r变化的关系图像，r从0.9r0增大到5r0过程中，分子势能先变大后变小
C. 图丙为同一气体不同温度下分子的速率分布图，则温度T2
【答案】A
【解析】
【详解】A．油酸分子的直径等于一滴油酸溶液的体积与油膜面积之比，故A正确；
B．根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从r从0.9r0增大到5r0过程中，分子力先表现为斥力，再表现为引力，先做正功再做负功，所以分子势能先变小，后变大，故B错误；
C．由图可知，T2中速率大分子占据的比例较大，则说明T2对应的平均动能较大，T2对应的温度较高，故C错误；
D．布朗运动中温度越高、微粒越小，运动越明显，故D错误。
故选A
2. 下列四幅图中有关固体和液体性质的描述，正确的是（ ）
A. 图甲中实验现象说明薄板材料是晶体
B. 图乙中液体和管壁表现为不浸润
C. 图丙中液品显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的
D. 图丁中水黾静止在水面，说明其受到的表面张力等于重力
【答案】C
【解析】
【详解】A．图甲中实验现象为各向同性，说明薄板材料不是晶体，因为晶体表现为各向异性，A错误；
B．图乙中液体和管壁表现为浸润，B错误；
C．图丙中液品显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，C正确；
D．图丁中水黾静止在水面，说明其受到水面的支持力等于重力，表面张力是水平的，D错误。
故选C。
3. 镅是一种人工获得放射性元素，符号Am，原子序数95，具有强放射性，常用于薄板测厚仪、温度计、火灾自动报警仪及医学诊疗仪器上。其衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A. 该衰变为β衰变
B. 原子核比原子核的中子少4个
C. 镅241的衰变会随环境温度降低逐渐变慢
D. 衰变后原子核处于高能级，向低能级跃迁辐射出γ射线
【答案】D
【解析】
【详解】A．衰变过程中电荷数和质量数守恒，可知X的电荷数为2，质量数为4，为衰变，故A错误；
B．原子核比原子核的中子多2个，故B错误；
C．放射性元素衰变的快慢与其物理、化学状态无关，故C错误；
D．衰变后原子核处于高能级，向低能级跃迁辐射出γ射线，故D正确；
故选D。
4. 自感线圈广泛应用在无线电技术中，是交流电路或无线电设备的基本元件。如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，电阻R1=R2，两电流表A1、A2为理想电表，若将开关S闭合，等电流表示数稳定后，再断开开关S，则（ ）
A. 开关S闭合时，两电流表的示数始终相同
B. 开关S闭合时，两电流表立即有示数，A1的示数逐渐减小到零，A2的示数逐渐增大
C. 开关S断开瞬间，两电流表的示数立即减小为零
D. 开关S断开瞬间，两电流表的示数均先增加，再逐渐减小到零
【答案】B
【解析】
【详解】AB．开关S闭合时，两电流表立即都有示数，但由于自感现象，电流表A1的示数逐渐减小至零，而电流表A2的示数逐渐变大，故A错误，B正确；
CD．开关S断开瞬间，电流表A2的示数立即减为零，由于自感现象线圈会产生新的自感电流，所以电流表A1的示数逐渐减为零，故C错误，D错误。
故选B。
5. 我国自主研发的氢原子钟已运用于北斗导航系统中，它通过氢原子能级跃迁时产生的电磁波校准时钟。如图所示为氢原子能级示意图。则（ ）
A. 用10eV的光子照射处于基态的氢原子可以使之发生跃迁
B. 用10eV的电子去轰击处于基态的氢原子可能使之发生跃迁
C. 用13.6eV的光子照射处于基态的氢原子不能使之电离
D. 一个处于n=4能级的氢原子，在向低能级跃迁时最多可辐射出3种频率的光子
【答案】D
【解析】
【详解】AB．因为
AB错误；
C．因为
用13.6eV的光子照射处于基态的氢原子能使之电离，C错误；
D．一个处于n=4能级的氢原子，在向低能级跃迁时最多可辐射出3种频率的光子分别是4到3，3到2，2到1，D正确。
故选D。
6. 如图甲所示，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向，线框中电流沿着顺时针方向为感应电流i的正方向。要在线框中产生如图乙所示的感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的图像可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】C．根据楞次定律，在0～2t0时间内，感应电流的方向一直是顺时针，一直是正值，C错误；
D．根据楞次定律，在0～2t0时间内，感应电流的方向一直是逆时针，一直是负值，D错误；
A．根据楞次定律，在0～t0时间内，感应电流的方向为顺时针，是正值；根据楞次定律，在t0～2t0时间内，感应电流的方向为逆时针，是负值，A错误；
B．根据楞次定律，在0～t0时间内，感应电流的方向为逆时针，是负值；根据楞次定律，在t0～2t0时间内，感应电流的方向为顺时针，是正值；根据法拉第电磁感应定律
所以
又因为
所以
B正确。
故选B。
7. 光电传感器是一种将光信号转换为电信号的装置，很多光电传感器都利用了光电效应原理，如光敏电阻等。图甲是某校兴趣小组用光电效应测量阴极材料逸出功的电路图，实验中调节滑动变阻器滑片的位置使电流表示数恰好为零，记录下此时入射光的频率ν和电压表示数U。改变入射光的频率，重复上述步骤获取多组数据，做出如图乙所示U-ν图像，已知电子的电荷量为e。下列说法正确的是（ ）
A. 当电流表示数变为零后，增加入射光的强度，电流表示数将不再为零
B. 阴极材料的逸出功为eU1
C. 根据图像可知普照朗克常量
D. 根据图像可知普朗克常量
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据光电效应方程
增加入射光的强度，不能增加光电子的最大初动能，根据
电流表示数仍然为零，只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，光电流才不等于零，A错误；
BCD．根据
整理得
根据图像得
解得
C正确，BD错误。
故选C。
8. 春夏秋冬、昼夜之间，工作日与节假日，对电力需求量差异很大，会形成用电高峰和低谷之间的峰谷负荷差。如图所示，为某节能储能输电网络示意图，可以在用电低谷时段把电能储存起来，高峰时段输出，填补用电缺口。发电机的输出电压U1=500V，输出功率为P1=800kW。降压变压器的匝数比n3:n4=50:1，输电线总电阻R=62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4=220V，功率为P4=44kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A. 发电机的输出电流为160A B. 升压变压器的匝数比n1:n2=1:400
C. 输送给储能站的功率为756kW D. 输电线上损失的功率为1kW
【答案】D
【解析】
【详解】A．发电机的输出电流为
A错误；
B．用户电流
输电线电流
线路损失的电压
升压变压器副线圈电压
升压变压器的匝数比
B错误；
D．输电线上损失的功率为
D正确；
C．输送给储能站的功率为
C错误。
故选D。
二、多项选择题：本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 随着科技不断发展，无线充电已经进入人们的视线。图为手机无线充电装置及原理示意图。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流时，就会在受电线圈中感应出电流为手机电池充电。若某段时间内，送电线圈产生的磁场方向如图所示，且磁场正在增强。以下说法正确的是（ ）
A. 送电线圈和受电线圈通过涡流完成对电池充电
B. 此时送电线圈的电流由端口2流入
C. 此时受电线圈的电流由端口4流出
D. 此时受电线圈的面积有减小的趋势
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．送电线圈的电流发生变化，使受电线圈磁通量发生变化产生感应电流（涡流），完成对电池充电，A正确；
B．送电线圈的磁场向上，根据安培定则，此时送电线圈的电流由端口2流入，B正确；
C．根据楞次定律，受电线圈的中感应电流的磁场向下，此时受电线圈的电流由端口3流出，C错误；
D．送电线圈的磁场正在增强，受电线圈的磁通量增大，根据楞次定律，此时受电线圈的面积有减小的趋势，障碍磁通量的增大，D正确。
故选ABD。
10. LC振荡电路是一种简单且常见电路，在电子学、通信、计算机等领域应用广泛，如图甲所示为某电动玩具内的LC振荡电路部分。在电容器开始放电时（取：t=0），上极板带正电，电路中的电流随时间变化如图乙所示，则（ ）
A. t1时刻，电容器两板间电场能最小
B. t2时刻，电容器上极板不带电
C. 在t1~t2时间内，电路中电流方向为顺时针
D. 在t2～t3时间内，电容器C正在放电，上极板带正电
【答案】AC
【解析】
【详解】A．t1时刻电路中电流达到最大值，所以电容器所带电荷量为最小值，两极板间的电场能最小，故A正确；
B．t2时刻电路中电流为零，电容器极板所带电荷量为最大值，故B错误；
C．在t1~t2时间内，电路中电流减小，电容器反向充电，电流方向顺时针，故C正确；
D．在t2～t3时间内，电路中电流反向增大，属于放电过程，此时下极板带正电，故D错误。
故选AC。
11. 网上热卖的科普小制作一斯特林发动机如图甲所示，汽缸内的气体在一个周期的循环中经历冷却、压缩、吸热、膨胀四个过程，并实现对外做功。图乙为斯特林循环的p-V图像，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成，下列说法正确的是（ ）
A. A→B过程中，气体的内能增大
B. B→C过程中，单位时间内碰撞单位面积汽缸壁的分子数增加
C. C→D过程中，气体从外界吸收的热量大于气体对外做的功
D. B→C过程中气体吸收的热量等于D→A过程中气体放出的热量
【答案】BD
【解析】
【详解】A．A→B过程中，气体的温度不变，内能不变，A错误；
B．B→C过程中，气体的体积不变，气体的密度不变，单位体积内的分子数不变；压强增大，根据理想气体状态方程，气体的温度升高，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，单位时间内碰撞单位面积汽缸壁的分子数增加，B正确；
C．C→D过程中，气体的温度不变，内能不变；又因为气体的体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律，气体从外界吸收的热量等于气体对外做的功，C错误；
D．因为B→C过程中气体升高的温度等于D→A过程中气体降低的温度，所以，B→C过程中气体增加的内能ΔUBC等于D→A过程中气体减少的内能ΔUDA
又因为
所以
B→C过程中气体吸收的热量等于D→A过程中气体放出的热量，D正确。
故选BD。
12. 随着我国航空母舰数量的增加，我国海上军事力量进一步加强，新一代航母阻拦系统将采用电磁阻拦技术，基本原理如图所示，飞机着舰时关闭动力系统，利用尾钩钩住绝缘阻拦索并拉动轨道上的一根金属棒ab，导轨间距为d，飞机质量为M，金属棒质量为m，飞机着舰后与金属棒以共同速度v0进入磁杨，轨道端点MP间电阻为R，金属棒电阻为r，不计其它电阻和阻拦索的质量。轨道内有竖直方向的匀强磁杨，磁感应强度为B。金属棒运动一段距离x后与飞机一起停下，测得此过程中电阻R上产生的焦耳热为Q，不计一切摩擦，则（ ）
A. 整个过程中通过电阻R的电荷量为
B. 整个过程中通过电阻R的电荷量为
C. 经过位置时，克服安培力做功的功率小于
D. 通过最后过程中，电阻R上产生的焦耳热为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据电流的定义
根据闭合电路欧姆定律
根据法拉第电磁感应定律
又因为
解得
A正确；
B．根据动量定理得
解得
B错误；
D．金属棒运动一段距离x后与飞机一起停下，此时速度为零，根据动量定理得
通过的电荷量
感应电流
感应电动势
磁通量变化
设金属棒经过位置时的速度为v2，根据动量定理得
通过的电荷量
感应电流
感应电动势
磁通量的变化
解得
金属棒运动一段距离x后与飞机一起停下，速度从v0减小到0，电路产生的总焦耳热等于系统减少的动能 ，根据比例关系，电阻R上产生的焦耳热Q
金属棒通过最后的过程中，速度从减小到0，电路产生的总焦耳热等于系统减少的动能 ，根据比例关系，电阻R上产生的焦耳热Q2
解得
D正确；
C．金属棒经过位置时的速度
根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律得
安培力大小
克服安培力做功的功率
解得
C错误。
故选AD。
三、非选择题：本题共6个小题，共60分。
13. 为节能减排、保护环境，公共场所使用声、光控照明系统，声、光控开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才接通电路的工作要求，其示意图如图甲所示。
（1）声控开关和光控开关的连接方式为___________________（选填“串联”或“并联”）；
（2）其中光控开关内部示意图如图乙所示，光敏电阻的阻值随照度（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为lx）的变化关系如图丙所示。已知光控开关中的电源电动势为4.0V，内阻不计，电阻箱的阻值调为8Ω，电磁开关的电阻为2Ω，设计要求当流过电磁开关的电流小于0.10A，，即照度低于________1x时（结果保留一位小数），光控开关接通。
（3）为了市民出行更加安全，需要在更强光照时就开启照明系统，这需要_______________（选填“增大”或“减小）电阻箱的阻值。
【答案】 ①. 串联 ②. 0. 6 ③. 增大
【解析】
【详解】（1）[1]由题可知，声、光控开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时电路才能正常工作，所以声控开关和光控开关的连接方式为串联；
（2）[2]由图乙可知，光敏电阻、电阻箱和电磁开关串联，电源电压U=4. 0V,电阻箱的阻值R电阻箱＝8Ω，电磁开关的阻值为R电磁＝2Ω，当流过电磁开关的电流I=0. 10A时，根据
可得此时电路的总电阻为
R总＝40Ω
根据串联电路的电阻关系可得此时光敏电阻的阻值
R光敏=40Ω-8Ω-2Ω=30Ω
由图丙可知此时光照度为0. 61x，即当流过电磁开关的电流小于0.10A,即照度低于0. 6lx时，光控开关接通；
（3）[3] 为了市民出行更加安全，需要在更强光照时就开启照明系统，由于光照强度增强，光敏电阻值减小，所以应该把电阻值调大。
14. 在某次物理实验设计大赛活动中，要求自选器材，完成“探究气体等温变化的规律”实验。
（1）甲实验小组利用如图所示的装置，在注射器中密封了一定质量的气体；
①在实验操作过程中，以下措施有助于满足实验恒温条件的是____________。
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
②实验小组根据实验数据，做出的图像是一条过坐标原点的倾斜直线，可以得出结论：一定质量的气体，______________________________________；
③实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，该过程中发现，环境温度逐渐降低，则实验得到的图像应是________________。
A． B． C． D．
（2）乙实验小组利用如图所示的DIS装置探究气体等温变化的规律，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，计算机根据实验数据绘制如图所示的关系图像。根据图像可知，软管中气体的体积为____________mL。
【答案】 ①. BC##CB ②. 一定质量的理想气体，温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比 ③. A ④. 1
【解析】
【详解】（1）①[1]A．用橡皮帽堵住注射器的小孔，防止漏气，不能保证气体的温度不变，A不符合题意；
B．在实验操作过程中，缓慢移动活塞，使气体与外界有充分的时间进行热交换，有助于气体的温度不变，B符合题意；
C．实验时，不要用手握注射器，能防止气体与人体发生热交换，有助于气体的温度不变，C符合题意。
故选BC。
②[2]可以得出结论：一定质量的理想气体，温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比；
③[3]根据理想气体状态方程
解得
环境温度T逐渐降低，图像的斜率减小，图线向下弯曲。
故选A。
（2）[4]设注射器中气体的体积为V，软管中气体的体积为V0，根据玻意耳定律得
解得
根据图像得
15. 原子核的人工转变是通过高速粒子轰击某些元素的原子核并生成新的原子核，它是人们研究原子核组成的重要手段。用粒子加速器加速后的质子轰击静止的锂原子核，可以生成两个α粒子。已知质子质量为1.007825u，锂原子核的质量为7.016004u，α粒子的质量为4.002603u，1u相当于931MeV。
（1）写出该核反应的反应方程式：
（2）求该核反应释放的核能（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1） ；（2）17.3MeV
【解析】
【详解】（1）根据质量数和电荷数守恒，该核反应的反应方程式为
（2）核反应释放的核能为
16. 2023年5月30日，航天员景海鹏、朱杨柱，桂海潮搭载神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。航天员在进行太空行走时必须穿上特制的航天服。假设出仓前航天服内密封了一定质量的理想气体，体积为3L，压强为1.0×105Pa，温度t1=27℃。
（1）打开舱门前，航天员需将航天服内气压降低，若此时航天服内气体的压强降为6.75×104Pa，密闭气体温度降为-3℃，求此时航天服内气体的体积；
（2）为便于舱外活动，航天员出舱前还需要把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压再降低。假设释放气体过程中温度保持-3℃不变，航天服内气体体积变为2.16L，已知航天服放出的气体占原来气体质量的60%，求放出气体后航天服内气体的压强。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）降温前
降温后
根据
解得
（2）剩余气体的体积
设放出的气体体积为V4，根据题意得
根据玻意耳定律得
解得
17. 如图所示，为一交流发电机和外接负载的示意图，发电机电枢为n=200匝的正方形线圈，边长L=20cm。线圈绕OO′轴在磁感强度B=0.5T的磁场中以角速度ω=10rad/s转动，已知线圈电阻r=2Ω，外电路负截电阻R=6Ω，不计一切摩擦。试求：
（1）由图示位置开始计时，转动过程中感应电动势的瞬时表达式：
（2）由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势及通过电阻的电荷量（结果可以根式表示）：
（3）正方形线圈转一周的过程中电阻R产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2） ， ；（3）
【解析】
【详解】（1）该交流电的峰值
解得
开始位置与磁感线平行，瞬时表达式
由图示位置开始转动过程中感应电动势的瞬时表达式为
（2）由图示位置转过60°角的过程中磁通量的变化量为
产生的平均感应电动势
解得
平均电流
电荷量
解得
（3）感应电动势有效值
感应电流有效值
正方形线圈转一周的过程中电阻R产生的焦耳热
解得
18. 根据高中电磁感应知识，某同学设计了一种简单的电磁健身器，其简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l=0.6m，倾角θ=53°，导轨上端连接一个R=0.15Ω的电阻。在导轨间长d=0.5m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=2.0T。质量m=5.0kg、电阻r=0.05Ω的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距x=0.2m。一位健身者用恒力F=90N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，此时金属棒的速度大小为v1=3.2m/s。已知重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量。求：
（1）CD棒刚进入磁场时加速度的大小；
（2）在拉升CD棒的过程中，电阻产生的焦耳热；
（3）若金属棒再次经过磁场下边界时的速度大小为v2=3.5m/s，求金属棒向下通过磁场的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设CD棒进入磁场前的加速度大小为a0，根据牛顿第二定律可有
解得
根据运动学公式有
联立代入数据解得
根据法拉第电磁感应定律可得CD棒进入磁场时产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得通过CD棒的感应电流为
根据安培力公式可得
CD棒刚进入磁场时加速度的大小
解得
（2）根据动能定理得
根据功和能的关系
解得
电阻产生的焦耳热
（3）根据动量定理得
因为
根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律
又因为
解得
2022—2023学年度第二学期期末教学质量抽测
高二物理试题
一、单项选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲中，油酸分子直径等于一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积与它形成油膜面积的比值
B. 图乙为分子力F随分子间距r变化的关系图像，r从0.9r0增大到5r0过程中，分子势能先变大后变小
C. 图丙为同一气体不同温度下分子的速率分布图，则温度T2
【答案】A
【解析】
【详解】A．油酸分子的直径等于一滴油酸溶液的体积与油膜面积之比，故A正确；
B．根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从r从0.9r0增大到5r0过程中，分子力先表现为斥力，再表现为引力，先做正功再做负功，所以分子势能先变小，后变大，故B错误；
C．由图可知，T2中速率大分子占据的比例较大，则说明T2对应的平均动能较大，T2对应的温度较高，故C错误；
D．布朗运动中温度越高、微粒越小，运动越明显，故D错误。
故选A
2. 下列四幅图中有关固体和液体性质的描述，正确的是（ ）
A. 图甲中实验现象说明薄板材料是晶体
B. 图乙中液体和管壁表现为不浸润
C. 图丙中液品显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的
D. 图丁中水黾静止在水面，说明其受到的表面张力等于重力
【答案】C
【解析】
【详解】A．图甲中实验现象为各向同性，说明薄板材料不是晶体，因为晶体表现为各向异性，A错误；
B．图乙中液体和管壁表现为浸润，B错误；
C．图丙中液品显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，C正确；
D．图丁中水黾静止在水面，说明其受到水面的支持力等于重力，表面张力是水平的，D错误。
故选C。
3. 镅是一种人工获得放射性元素，符号Am，原子序数95，具有强放射性，常用于薄板测厚仪、温度计、火灾自动报警仪及医学诊疗仪器上。其衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A. 该衰变为β衰变
B. 原子核比原子核的中子少4个
C. 镅241的衰变会随环境温度降低逐渐变慢
D. 衰变后原子核处于高能级，向低能级跃迁辐射出γ射线
【答案】D
【解析】
【详解】A．衰变过程中电荷数和质量数守恒，可知X的电荷数为2，质量数为4，为衰变，故A错误；
B．原子核比原子核的中子多2个，故B错误；
C．放射性元素衰变的快慢与其物理、化学状态无关，故C错误；
D．衰变后原子核处于高能级，向低能级跃迁辐射出γ射线，故D正确；
故选D。
4. 自感线圈广泛应用在无线电技术中，是交流电路或无线电设备的基本元件。如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，电阻R1=R2，两电流表A1、A2为理想电表，若将开关S闭合，等电流表示数稳定后，再断开开关S，则（ ）
A. 开关S闭合时，两电流表的示数始终相同
B. 开关S闭合时，两电流表立即有示数，A1的示数逐渐减小到零，A2的示数逐渐增大
C. 开关S断开瞬间，两电流表的示数立即减小为零
D. 开关S断开瞬间，两电流表的示数均先增加，再逐渐减小到零
【答案】B
【解析】
【详解】AB．开关S闭合时，两电流表立即都有示数，但由于自感现象，电流表A1的示数逐渐减小至零，而电流表A2的示数逐渐变大，故A错误，B正确；
CD．开关S断开瞬间，电流表A2的示数立即减为零，由于自感现象线圈会产生新的自感电流，所以电流表A1的示数逐渐减为零，故C错误，D错误。
故选B。
5. 我国自主研发的氢原子钟已运用于北斗导航系统中，它通过氢原子能级跃迁时产生的电磁波校准时钟。如图所示为氢原子能级示意图。则（ ）
A. 用10eV的光子照射处于基态的氢原子可以使之发生跃迁
B. 用10eV的电子去轰击处于基态的氢原子可能使之发生跃迁
C. 用13.6eV的光子照射处于基态的氢原子不能使之电离
D. 一个处于n=4能级的氢原子，在向低能级跃迁时最多可辐射出3种频率的光子
【答案】D
【解析】
【详解】AB．因为
AB错误；
C．因为
用13.6eV的光子照射处于基态的氢原子能使之电离，C错误；
D．一个处于n=4能级的氢原子，在向低能级跃迁时最多可辐射出3种频率的光子分别是4到3，3到2，2到1，D正确。
故选D。
6. 如图甲所示，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向，线框中电流沿着顺时针方向为感应电流i的正方向。要在线框中产生如图乙所示的感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的图像可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】C．根据楞次定律，在0～2t0时间内，感应电流的方向一直是顺时针，一直是正值，C错误；
D．根据楞次定律，在0～2t0时间内，感应电流的方向一直是逆时针，一直是负值，D错误；
A．根据楞次定律，在0～t0时间内，感应电流的方向为顺时针，是正值；根据楞次定律，在t0～2t0时间内，感应电流的方向为逆时针，是负值，A错误；
B．根据楞次定律，在0～t0时间内，感应电流的方向为逆时针，是负值；根据楞次定律，在t0～2t0时间内，感应电流的方向为顺时针，是正值；根据法拉第电磁感应定律
所以
又因为
所以
B正确。
故选B。
7. 光电传感器是一种将光信号转换为电信号的装置，很多光电传感器都利用了光电效应原理，如光敏电阻等。图甲是某校兴趣小组用光电效应测量阴极材料逸出功的电路图，实验中调节滑动变阻器滑片的位置使电流表示数恰好为零，记录下此时入射光的频率ν和电压表示数U。改变入射光的频率，重复上述步骤获取多组数据，做出如图乙所示U-ν图像，已知电子的电荷量为e。下列说法正确的是（ ）
A. 当电流表示数变为零后，增加入射光的强度，电流表示数将不再为零
B. 阴极材料的逸出功为eU1
C. 根据图像可知普照朗克常量
D. 根据图像可知普朗克常量
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据光电效应方程
增加入射光的强度，不能增加光电子的最大初动能，根据
电流表示数仍然为零，只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，光电流才不等于零，A错误；
BCD．根据
整理得
根据图像得
解得
C正确，BD错误。
故选C。
8. 春夏秋冬、昼夜之间，工作日与节假日，对电力需求量差异很大，会形成用电高峰和低谷之间的峰谷负荷差。如图所示，为某节能储能输电网络示意图，可以在用电低谷时段把电能储存起来，高峰时段输出，填补用电缺口。发电机的输出电压U1=500V，输出功率为P1=800kW。降压变压器的匝数比n3:n4=50:1，输电线总电阻R=62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4=220V，功率为P4=44kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A. 发电机的输出电流为160A B. 升压变压器的匝数比n1:n2=1:400
C. 输送给储能站的功率为756kW D. 输电线上损失的功率为1kW
【答案】D
【解析】
【详解】A．发电机的输出电流为
A错误；
B．用户电流
输电线电流
线路损失的电压
升压变压器副线圈电压
升压变压器的匝数比
B错误；
D．输电线上损失的功率为
D正确；
C．输送给储能站的功率为
C错误。
故选D。
二、多项选择题：本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 随着科技不断发展，无线充电已经进入人们的视线。图为手机无线充电装置及原理示意图。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流时，就会在受电线圈中感应出电流为手机电池充电。若某段时间内，送电线圈产生的磁场方向如图所示，且磁场正在增强。以下说法正确的是（ ）
A. 送电线圈和受电线圈通过涡流完成对电池充电
B. 此时送电线圈的电流由端口2流入
C. 此时受电线圈的电流由端口4流出
D. 此时受电线圈的面积有减小的趋势
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．送电线圈的电流发生变化，使受电线圈磁通量发生变化产生感应电流（涡流），完成对电池充电，A正确；
B．送电线圈的磁场向上，根据安培定则，此时送电线圈的电流由端口2流入，B正确；
C．根据楞次定律，受电线圈的中感应电流的磁场向下，此时受电线圈的电流由端口3流出，C错误；
D．送电线圈的磁场正在增强，受电线圈的磁通量增大，根据楞次定律，此时受电线圈的面积有减小的趋势，障碍磁通量的增大，D正确。
故选ABD。
10. LC振荡电路是一种简单且常见电路，在电子学、通信、计算机等领域应用广泛，如图甲所示为某电动玩具内的LC振荡电路部分。在电容器开始放电时（取：t=0），上极板带正电，电路中的电流随时间变化如图乙所示，则（ ）
A. t1时刻，电容器两板间电场能最小
B. t2时刻，电容器上极板不带电
C. 在t1~t2时间内，电路中电流方向为顺时针
D. 在t2～t3时间内，电容器C正在放电，上极板带正电
【答案】AC
【解析】
【详解】A．t1时刻电路中电流达到最大值，所以电容器所带电荷量为最小值，两极板间的电场能最小，故A正确；
B．t2时刻电路中电流为零，电容器极板所带电荷量为最大值，故B错误；
C．在t1~t2时间内，电路中电流减小，电容器反向充电，电流方向顺时针，故C正确；
D．在t2～t3时间内，电路中电流反向增大，属于放电过程，此时下极板带正电，故D错误。
故选AC。
11. 网上热卖的科普小制作一斯特林发动机如图甲所示，汽缸内的气体在一个周期的循环中经历冷却、压缩、吸热、膨胀四个过程，并实现对外做功。图乙为斯特林循环的p-V图像，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成，下列说法正确的是（ ）
A. A→B过程中，气体的内能增大
B. B→C过程中，单位时间内碰撞单位面积汽缸壁的分子数增加
C. C→D过程中，气体从外界吸收的热量大于气体对外做的功
D. B→C过程中气体吸收的热量等于D→A过程中气体放出的热量
【答案】BD
【解析】
【详解】A．A→B过程中，气体的温度不变，内能不变，A错误；
B．B→C过程中，气体的体积不变，气体的密度不变，单位体积内的分子数不变；压强增大，根据理想气体状态方程，气体的温度升高，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，单位时间内碰撞单位面积汽缸壁的分子数增加，B正确；
C．C→D过程中，气体的温度不变，内能不变；又因为气体的体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律，气体从外界吸收的热量等于气体对外做的功，C错误；
D．因为B→C过程中气体升高的温度等于D→A过程中气体降低的温度，所以，B→C过程中气体增加的内能ΔUBC等于D→A过程中气体减少的内能ΔUDA
又因为
所以
B→C过程中气体吸收的热量等于D→A过程中气体放出的热量，D正确。
故选BD。
12. 随着我国航空母舰数量的增加，我国海上军事力量进一步加强，新一代航母阻拦系统将采用电磁阻拦技术，基本原理如图所示，飞机着舰时关闭动力系统，利用尾钩钩住绝缘阻拦索并拉动轨道上的一根金属棒ab，导轨间距为d，飞机质量为M，金属棒质量为m，飞机着舰后与金属棒以共同速度v0进入磁杨，轨道端点MP间电阻为R，金属棒电阻为r，不计其它电阻和阻拦索的质量。轨道内有竖直方向的匀强磁杨，磁感应强度为B。金属棒运动一段距离x后与飞机一起停下，测得此过程中电阻R上产生的焦耳热为Q，不计一切摩擦，则（ ）
A. 整个过程中通过电阻R的电荷量为
B. 整个过程中通过电阻R的电荷量为
C. 经过位置时，克服安培力做功的功率小于
D. 通过最后过程中，电阻R上产生的焦耳热为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据电流的定义
根据闭合电路欧姆定律
根据法拉第电磁感应定律
又因为
解得
A正确；
B．根据动量定理得
解得
B错误；
D．金属棒运动一段距离x后与飞机一起停下，此时速度为零，根据动量定理得
通过的电荷量
感应电流
感应电动势
磁通量变化
设金属棒经过位置时的速度为v2，根据动量定理得
通过的电荷量
感应电流
感应电动势
磁通量的变化
解得
金属棒运动一段距离x后与飞机一起停下，速度从v0减小到0，电路产生的总焦耳热等于系统减少的动能 ，根据比例关系，电阻R上产生的焦耳热Q
金属棒通过最后的过程中，速度从减小到0，电路产生的总焦耳热等于系统减少的动能 ，根据比例关系，电阻R上产生的焦耳热Q2
解得
D正确；
C．金属棒经过位置时的速度
根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律得
安培力大小
克服安培力做功的功率
解得
C错误。
故选AD。
三、非选择题：本题共6个小题，共60分。
13. 为节能减排、保护环境，公共场所使用声、光控照明系统，声、光控开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才接通电路的工作要求，其示意图如图甲所示。
（1）声控开关和光控开关的连接方式为___________________（选填“串联”或“并联”）；
（2）其中光控开关内部示意图如图乙所示，光敏电阻的阻值随照度（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为lx）的变化关系如图丙所示。已知光控开关中的电源电动势为4.0V，内阻不计，电阻箱的阻值调为8Ω，电磁开关的电阻为2Ω，设计要求当流过电磁开关的电流小于0.10A，，即照度低于________1x时（结果保留一位小数），光控开关接通。
（3）为了市民出行更加安全，需要在更强光照时就开启照明系统，这需要_______________（选填“增大”或“减小）电阻箱的阻值。
【答案】 ①. 串联 ②. 0. 6 ③. 增大
【解析】
【详解】（1）[1]由题可知，声、光控开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时电路才能正常工作，所以声控开关和光控开关的连接方式为串联；
（2）[2]由图乙可知，光敏电阻、电阻箱和电磁开关串联，电源电压U=4. 0V,电阻箱的阻值R电阻箱＝8Ω，电磁开关的阻值为R电磁＝2Ω，当流过电磁开关的电流I=0. 10A时，根据
可得此时电路的总电阻为
R总＝40Ω
根据串联电路的电阻关系可得此时光敏电阻的阻值
R光敏=40Ω-8Ω-2Ω=30Ω
由图丙可知此时光照度为0. 61x，即当流过电磁开关的电流小于0.10A,即照度低于0. 6lx时，光控开关接通；
（3）[3] 为了市民出行更加安全，需要在更强光照时就开启照明系统，由于光照强度增强，光敏电阻值减小，所以应该把电阻值调大。
14. 在某次物理实验设计大赛活动中，要求自选器材，完成“探究气体等温变化的规律”实验。
（1）甲实验小组利用如图所示的装置，在注射器中密封了一定质量的气体；
①在实验操作过程中，以下措施有助于满足实验恒温条件的是____________。
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
②实验小组根据实验数据，做出的图像是一条过坐标原点的倾斜直线，可以得出结论：一定质量的气体，______________________________________；
③实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，该过程中发现，环境温度逐渐降低，则实验得到的图像应是________________。
A． B． C． D．
（2）乙实验小组利用如图所示的DIS装置探究气体等温变化的规律，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，计算机根据实验数据绘制如图所示的关系图像。根据图像可知，软管中气体的体积为____________mL。
【答案】 ①. BC##CB ②. 一定质量的理想气体，温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比 ③. A ④. 1
【解析】
【详解】（1）①[1]A．用橡皮帽堵住注射器的小孔，防止漏气，不能保证气体的温度不变，A不符合题意；
B．在实验操作过程中，缓慢移动活塞，使气体与外界有充分的时间进行热交换，有助于气体的温度不变，B符合题意；
C．实验时，不要用手握注射器，能防止气体与人体发生热交换，有助于气体的温度不变，C符合题意。
故选BC。
②[2]可以得出结论：一定质量的理想气体，温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比；
③[3]根据理想气体状态方程
解得
环境温度T逐渐降低，图像的斜率减小，图线向下弯曲。
故选A。
（2）[4]设注射器中气体的体积为V，软管中气体的体积为V0，根据玻意耳定律得
解得
根据图像得
15. 原子核的人工转变是通过高速粒子轰击某些元素的原子核并生成新的原子核，它是人们研究原子核组成的重要手段。用粒子加速器加速后的质子轰击静止的锂原子核，可以生成两个α粒子。已知质子质量为1.007825u，锂原子核的质量为7.016004u，α粒子的质量为4.002603u，1u相当于931MeV。
（1）写出该核反应的反应方程式：
（2）求该核反应释放的核能（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1） ；（2）17.3MeV
【解析】
【详解】（1）根据质量数和电荷数守恒，该核反应的反应方程式为
（2）核反应释放的核能为
16. 2023年5月30日，航天员景海鹏、朱杨柱，桂海潮搭载神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。航天员在进行太空行走时必须穿上特制的航天服。假设出仓前航天服内密封了一定质量的理想气体，体积为3L，压强为1.0×105Pa，温度t1=27℃。
（1）打开舱门前，航天员需将航天服内气压降低，若此时航天服内气体的压强降为6.75×104Pa，密闭气体温度降为-3℃，求此时航天服内气体的体积；
（2）为便于舱外活动，航天员出舱前还需要把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压再降低。假设释放气体过程中温度保持-3℃不变，航天服内气体体积变为2.16L，已知航天服放出的气体占原来气体质量的60%，求放出气体后航天服内气体的压强。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）降温前
降温后
根据
解得
（2）剩余气体的体积
设放出的气体体积为V4，根据题意得
根据玻意耳定律得
解得
17. 如图所示，为一交流发电机和外接负载的示意图，发电机电枢为n=200匝的正方形线圈，边长L=20cm。线圈绕OO′轴在磁感强度B=0.5T的磁场中以角速度ω=10rad/s转动，已知线圈电阻r=2Ω，外电路负截电阻R=6Ω，不计一切摩擦。试求：
（1）由图示位置开始计时，转动过程中感应电动势的瞬时表达式：
（2）由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势及通过电阻的电荷量（结果可以根式表示）：
（3）正方形线圈转一周的过程中电阻R产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2） ， ；（3）
【解析】
【详解】（1）该交流电的峰值
解得
开始位置与磁感线平行，瞬时表达式
由图示位置开始转动过程中感应电动势的瞬时表达式为
（2）由图示位置转过60°角的过程中磁通量的变化量为
产生的平均感应电动势
解得
平均电流
电荷量
解得
（3）感应电动势有效值
感应电流有效值
正方形线圈转一周的过程中电阻R产生的焦耳热
解得
18. 根据高中电磁感应知识，某同学设计了一种简单的电磁健身器，其简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l=0.6m，倾角θ=53°，导轨上端连接一个R=0.15Ω的电阻。在导轨间长d=0.5m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=2.0T。质量m=5.0kg、电阻r=0.05Ω的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距x=0.2m。一位健身者用恒力F=90N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，此时金属棒的速度大小为v1=3.2m/s。已知重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量。求：
（1）CD棒刚进入磁场时加速度的大小；
（2）在拉升CD棒的过程中，电阻产生的焦耳热；
（3）若金属棒再次经过磁场下边界时的速度大小为v2=3.5m/s，求金属棒向下通过磁场的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设CD棒进入磁场前的加速度大小为a0，根据牛顿第二定律可有
解得
根据运动学公式有
联立代入数据解得
根据法拉第电磁感应定律可得CD棒进入磁场时产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得通过CD棒的感应电流为
根据安培力公式可得
CD棒刚进入磁场时加速度的大小
解得
（2）根据动能定理得
根据功和能的关系
解得
电阻产生的焦耳热
（3）根据动量定理得
因为
根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律
又因为
解得
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