2023-2024学年江苏省苏州市高二（下）期末物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年江苏省苏州市高二（下）期末物理试卷（含答案），共8页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.一个氢原子从n=3能级向低能级跃迁的过程中，辐射出的光子频率种类最多可能有( )
A. 4种B. 3种C. 2种D. 1种
2.一个简单的门窗防盗报警装置示意图如图所示，门的上沿嵌入一块永磁体，当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯亮；打开时，蜂鸣器响，指示灯灭。为实现上述功能，最适合的传感器是( )
A. 光敏电阻
B. 电阻应变片
C. 热敏电阻
D. 干簧管
3.放射性元素 4399Tc发生β衰变的半衰期为6ℎ。则( )
A. 4399Tc衰变产物为 4195Nb
B. 4399Tc发生β衰变的原因是强相互作用
C. 温度升高后， 4399Tc的半衰期可能变为5ℎ
D. β射线是电子流
4.荷叶上的露珠呈球形，其表面与空气接触的薄层叫表面层，分子间作用力F和分子间距r的关系如图所示。则图中( )
A. A位置可反映表面层中水分子之间的作用力
B. C位置可反映表面层中水分子之间的作用力
C. B位置相邻两水分子间的分子势能最大
D. D位置相邻两水分子间的分子势能最小
5.如图所示，一定质量的理想气体从状态A经状态B变为状态C。则( )
A. .A到B过程中气体分子平均动能不变
B. .A到B过程中气体分子的数密度增大
C. .B到C过程中气体从外界吸收热量
D. .状态A的温度比状态C的温度高
6.如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，总长为2L的导体棒OC的O端位于圆心，A为棒的中点。现使导体棒绕O点在纸面内逆时针匀速转动，则O点到导体棒上任意一点P的电势差U与OP间距离r的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
7.汤姆孙在实验中让一束电子经过电场加速后，通过多晶晶体得到了如图所示的衍射图样。已知电子质量为m，加速后电子速度为v，普朗克常量为ℎ，则( )
A. 该图样说明电子具有粒子性
B. 该实验中电子的德布罗意波波长为ℎmv2
C. 加速电压越大，电子的物质波波长越长
D. 加速电压越大，电子的粒子性越明显
8.如图所示，半径为r2的圆形线圈内部有一半径为r1的圆形磁场区域，磁感应强度的大小随时间均匀增加，则( )
A. 线圈面积有缩小的趋势
B. 线圈面积有增大的趋势
C. 线圈中电子沿顺时针方向定向移动
D. 线圈中电子沿逆时针方向定向移动
9.如图甲所示，用该实验装置探究光电效应规律，得到a、b两种金属材料的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的图线如图乙中1和2所示，可知( )
A. 光电子在真空管中被加速
B. 图线的斜率表示普朗克常量ℎ
C. 金属材料a的逸出功较大
D. 同种光照射，材料a逸出的光电子最大初动能较大
10.如图所示，AB为平行板电容器的上下极板，R为定值电阻，线圈L的直流电阻不计。下列说法正确的是( )
A. S保持闭合一段时间后，A板带正电，B板带负电
B. S由闭合到断开的瞬间，电场能开始转化为磁场能
C. S由闭合到断开的瞬间，左侧LC振荡电路电流最大
D. 该电路可以有效地发射电磁波
11.匀强磁场绕如图所示的轴线匀速转动，圆形金属线圈保持静止。理想变压器原、副线圈的匝数比为k，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A. 滑片P上滑时，通过R0的电流变大B. 滑片P下滑时，电压表示数变小
C. k值增大，变压器输出功率变小D. 圆形线圈拉成正方形，电压表示数变大
二、填空题：本大题共2小题，共9分。
12.“探究一定质量气体等温变化的规律”的实验装置如图所示，操作正确的是______。
A.应以较快速度推拉柱塞来改变空气柱的体积
B.实验前应先测量出柱塞及压力表的总质量
C.推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器
D.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好
13.①“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列操作步骤正确的顺序是______。

A.a、d、e、c B.c、d、a、e C.b、d、a、e D.c、d、b、e
②正确实验操作后，形成的油膜面积为S，已知油酸酒精溶液浓度为n，N滴油酸酒精溶液的总体积为V。由此估算出油酸分子的直径D= ______。
三、实验题：本大题共1小题，共6分。
14.“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”的部分实验装置如图所示。

①将学生电源电压挡调到8V，与可拆变压器原线圈上的“0”和“400”两接线柱相连，请完成电路连线；现要使副线圈获得低于8V的电压，多用电表的两表笔应分别接副线圈的“0”和“______”两接线柱。
A.200 B.800 C.1400
②正确完成连线后，进行测量时发现副线圈电压测量值明显小于理论值，形成这种现象的不当操作可能是______。
四、计算题：本大题共4小题，共41分。
15.1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变的实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为 37Li+11H→48Be→2X。已知H、Li、X的质量分别为m1、m2、m3，光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为ℎ。
(1)写出X的原子核符号并求出其核内的中子数n；
(2)求该核反应中由于质量亏损所产生的能量E。
16.如图为某自行车车头灯发电机的示意图。线圈绕在固定的U形铁芯上，车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁体转动，使线圈中产生正弦式交变电流。已知摩擦小轮转动的角速度为400rad/s，线圈匝数为1000匝，线圈横截面积为10cm2，线圈电阻与车头灯电阻均为10Ω。图示位置中磁体在线圈处产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为0.01T。摩擦小轮由如图所示位置转过14圈的过程中，求：
(1)通过车头灯的电荷量q；
(2)车头灯电阻的热功率P。
17.如图所示是一种测定肺活量的装置示意图，A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒，圆筒的质量为M，底面积为S。由于圆筒中的空气未排尽，导致圆筒浮出水面的高度为ℎ0，若外界大气压强为标准大气压p0，水的密度为ρ，重力加速度为g。
(1)求圆筒内气体的压强。
(2)求圆筒底部距圆筒内水面的高度ℎ1。
(3)若某同学通过B管用力向圆筒A中吹一次气，使圆筒浮出水面的高度升高至ℎ2，设整个过程中吹出气体的温度与圆筒内气体温度相同且均保持不变，求该同学的肺活量V0(标准大气压下，人一次吹出气体的体积)。
18.如图1所示，圆形线圈的轴线与Z轴重合，Q为线圈的几何中心，线圈两端接入R=1Ω的电阻，线圈电阻不计。一圆柱形强磁体M与线圈共轴，其中心与Z轴原点O重合，磁体静止时，测得穿过线圈的磁通量Φ随线圈中心Q在Z轴上位置变化的图像如图2所示。现使磁体M沿Z轴方向穿过线圈，将电阻R两端的电压信号通过计算机实时处理，信号轨迹近似看作三角波形，如图3所示。
(1)判断第3ms末通过电阻R的电流方向并求出其大小I；
(2)求0～6ms内通过电阻R的电荷量q；
(3)估算磁体M通过线圈的速度v。(不计线圈中的感应电流对运动磁体的影响)
参考答案
1.C
2.D
3.D
4.B
5.D
6.A
7.D
8.C
9.D
10.C
11.B
12.CD
13.B ηVNS
14.A 见解析
15.解：(1)根据质量数守恒和电荷数守恒可知：X的质量数为4，电荷数为2，X为氦原子核( 24He)，其中子数n=4−2=2；
(2)根据质能方程可得E=Δmc2=(m1+m2−2m3)c2
答：(1)X的原子核符号为 24He，其核内的中子数n为2；
(2)该核反应中由于质量亏损所产生的能量E为(m1+m2−2m3)c2。
16.解：(1)在旋转磁极转动14圈的过程中，根据法拉第电磁感应定律有E=NΔΦΔt，则通过车头灯的电荷量q=It=E2R⋅t=NΔΦΔt2R⋅Δt=NΔΦ2R=NBS2R=1000×0.01×10×10−42×10C=5×10−4C
(2)发电机发电时电动势的有效值为E=NBSω 2=1000×0.01×10×10−4×400 2V=2 2V，所以车头灯电阻的热功率为P=(E2R)2⋅R=(2 22×10)2×10W=
1.6W
答：(1)通过车头灯的电荷量q为5×10−4C；
(2)车头灯电阻的热功率P为1.6W。
17.解：(1)对圆筒进行受力分析，受到重力、水的浮力和内部气体的压强，根据平衡条件可得：
Mg+pS=p0S
解得：p=p0−MgS
(2)对圆筒内气体，根据玻意耳定律列式可得：
p0ℎ0S=p(ℎ0+ℎ1)S
解得：ℎ1=p0ℎ0Sp0S−Mg−ℎ0
(3)对圆筒内气体，根据玻意耳定律列式可得：
p0ℎ0S+p0V0=p(ℎ0+ℎ2)S
解得：V0=(p0S−Mg)(ℎ0+ℎ2)−p0ℎ0Sp0
答：(1)圆筒内气体的压强为p0−MgS。
(2)圆筒底部距圆筒内水面的高度为p0ℎ0Sp0S−Mg−ℎ0；
(3)该同学的肺活量为(p0S−Mg)(ℎ0+ℎ2)−p0ℎ0Sp0。
18.解：(1)0−4ms感应电动势在增大，说明穿过线圈向右的磁通量一直在增大且增大得越来越快，根据楞次定律可判断通过电阻R的电流方向为b→a；从图中可以读出3ms时的电压U3=3mV，根据欧姆定律
I3=U3R=31mA=3mA
(2)通过电阻R的电荷量
q=It=UtR
则U−t图像与时间轴围成的面积与电阻的比值即为电荷量，则为
q=4×10−3×6×10−32C=1.2×10−5C
(3)根据法拉第电磁感应定律，磁通量变化率最大时感应电动势最大，此时应为4ms，根据图2可知此段时间内运动距离为8mm，则速度约为2m/s。
答：(1)第3ms末通过电阻R的电流方向b→a，大小3mA；
(2)0～6ms内通过电阻R的电荷量1.2×10−5C；
(3)磁体M通过线圈的速度约2m/s。