2022_2023学年江苏省无锡市高二（下）期终调研考试物理试卷（含解析）

2022~2023学年江苏省无锡市高二（下）期终调研考试物理试卷
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
1. 如图所示，金属杆处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成角斜向上，静止于水平导轨上．则关于金属杆所受安培力的方向，下列说法中正确的是
A. 水平向左 B. 水平向右 C. 斜向上方 D. 斜向下方
2. 第一个人工放射性同位素，是由约里奥居里夫妇用粒子轰击铝箔获得的，其核反应方程为，其中是
A. 电子 B. 正电子 C. 质子 D. 中子
3. 如图所示，水黾静止在水面上．除重力外，水黾还受到的力有
A. 水面的支持力 B. 水的浮力 C. 水的表面张力 D. 以上三个都有
4. 如图所示是电磁波发射的电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带负电．则以下说法正确的是
A. 线圈中的磁场向上且正在减弱
B. 电容器中的电场向上且正在增强
C. 该时刻电路中的电流减小
D. 若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变小
5. 如图所示，质量为的金属环用线悬挂起来，金属环有一半处于匀强磁场中，磁场方向水平且与环面垂直．从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线拉力大小的说法，下列正确的是
A. 大于环重力，并逐渐增大 B. 大于环重力，并逐渐减小
C. 小于环重力，并逐渐增大 D. 小于环重力，并逐渐减小
6. 如图为一用透明材料做成的中心是空腔的球，其中空心部分半径与球的半径之比为，一细光束以的入射角射入球中，其中折射光线刚好与内壁相切，则下列说法正确的是
A. 光的折射率小于 B. 光的折射率小于
C. 光线在空腔外表面可能发生全反射 D. 光线在空腔外表面可能发生全反射
7. 如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，下列说法正确的是
A. 滤光片应置于单缝和双缝之间
B. 拨杆的作用是调节单缝的宽度
C. 实验中将个条纹间距误数成个，则波长测量值将偏小
D. 如图，若通过目镜发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，可通过旋转双缝进行调整
8. 某研究小组制作了一仪表，发现指针在示数附近的摆动很难停下，使读数变得困难．在指针转轴上装上扇形铝板或扇形铝框，在合适区域加上磁场，可以解决此困难．下列方案合理的是
A. B. C. D.
9. “用研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示小张同学在实验中缓慢推动活塞，根据实验数据作出图线如图所示，图线弯曲的可能原因是( )
A. 活塞与筒壁间存在摩擦 B. 实验中用手握住了注射器前端
C. 未在注射器活塞上涂润滑油 D. 压强传感器与注射器的连接处漏气
10. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上放置着单匝矩形金属线框，其中长为，长为，金属线框的质量为，其电阻恒为，垂直于斜面向上的匀强磁场的磁感应强度随时间的变化规律为其中、均大于零．时刻将线框由斜面顶端静止释放，若斜面很长，不计空气阻力，重力加速度为下列说法正确的是
A. 线框先加速运动最后匀速运动 B. 线框产生的焦耳热等于机械能的减少量
C. 时线框的热功率为 D. 时重力的瞬时功率为
二、实验题（本大题共1小题，共9.0分）
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，有下列实验步骤：
往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。
将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小。
将的油酸溶于酒精中制成的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入滴，量筒内的溶液增加。
将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
上述步骤中，正确的顺序是___________填写步骤前面的数字，前两步已给出；
完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是___________ ；
A.将油酸分子视为球形
B.油膜中分子沿直线排列
C.将油膜看成单分子层
D.油酸分子紧密排列无间隙
油膜形状稳定后，数得油膜所占格数约为格已知坐标纸正方形小方格的边长为，则可估算出油酸分子的直径约为___________此空保留一位有效数字；
实验后，某小组发现自己所测得的分子直径明显偏小，出现这种情况的可能原因是_______
A.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
B.求每滴溶液体积时，溶液的滴数计多了
C.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
D.油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）
12. 如图所示为氢原子的能级图，现有大量氢原子处于量子数的能级状态．
这群氢原子向低能级跃迁时能辐射出几种频率的光子？这些光子中波长最长的光子的能量为多少？
用能级跃迁到能级辐射的光子照射某种金属，测得光电流与电压的关系如图所示，求光电管阴极金属的逸出功．
13. 科学中心某款手摇点火器原理如图所示，当钢针和金属板间瞬时电压超过时可以产生电火花．已知匀强磁场的磁感应强度大小为，手摇发电机线圈的面积为，共匝，不计内阻．变压器为理想变压器，其原副线圈匝数比为：求：
当线圈转速等于时，电压表的示数为多少？
电压表的示数至少为多少，钢针和金属板间可产生电火花
14. 如图所示，导热性能良好的气缸放在水平面上，缸口有挡板，内部高度为筒内一厚度不计的活塞封闭一定量的理想气体，活塞的横截面积为，开始时活塞处于离气缸底部的高度，外界大气压强，环境温度为将气缸倒立，稳定时活塞离缸底的距离为，活塞与气缸内壁无摩擦且不漏气，求：
活塞的重量；
在气缸正立时将环境温度缓慢升高，当温度升高至时，缸内气体的压强为多少？
若上述第小题过程气体内能增量为，则此过程气体从外界吸收的热量为多少？
15. 如图甲所示的竖直平面坐标系内，存在正交的匀强电场和匀强磁场，已知电场强度，方向竖直向上；磁场方向垂直坐标平面，磁感应强度大小为，方向随时间按图乙所示规律变化开始时刻，磁场方向垂直纸面向里时刻，有一带正电的微粒以的速度从坐标原点沿轴正向进入场区，恰做匀速圆周运动，取试求：
带电微粒的比荷；
带电微粒从开始时刻起经多长时间到达轴，到达轴上何处；
带电微粒能否返回坐标原点？如果可以，则经多长时间返回原点？
答案和解析
1.【答案】
【解析】略
2.【答案】
【解析】略
3.【答案】
【解析】略
4.【答案】
【解析】A.由图可知，电容器正在充电，则电流正在减小，即线圈中的磁场向上且正在减弱，A错误；
B. 电容器正在充电，则电容器中的电场向下且正在增强，B错误；
C.若在线圈中插入铁芯，则自感系数变大，根据可知，发射电磁波的频率变小，C错误；
D.若增大电容器极板间的距离，根据，知减小，根据，则发射电磁波的频率变大，波长变小，D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】略
6.【答案】
【解析】略
7.【答案】
【解析】略
8.【答案】
【解析】略
9.【答案】
【解析】
【分析】
实验操作中，通过涂润滑油可使注射器不漏气．不用手握住注射器封闭气体部分也是为了不使手上的热量传递给封闭气体。
在探究实验中要注意实验操作的注意事项，关键注意用手握住注射器前端，会导致注射器中气体温度升高，则图像的斜率会增大。
【解答】
B.根据理想气体状态方程，可得，所以图像斜率为，为常数与物质的量有关，为温度，
图像向上弯曲，说明斜率变大，气体温度升高，可能是实验中用手握住了注射器前端，故B正确；
A.只要是缓慢推拉活塞，活塞与筒壁间存在摩擦是没有影响的，故A错误；
C.未在注射器活塞上涂润滑油，可能会导致漏气，导致气体质量减小，图像斜率减小，故C错误；
D.压强传感器与注射器的连接处漏气，则图像的斜率减小，故D错误。
10.【答案】
【解析】略
11.【答案】；；；。
【解析】
【分析】
将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出滴此溶液的体积，然后将滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积，则用滴此溶液的纯油酸的体积除以油酸薄膜的面积，恰好就是油酸分子的直径；
采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积；
根据浓度按比例算出纯油酸的体积；把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由求分子直径；
“用油膜法估测分子大小”时要建立物理模型：油酸分子视为球形；油膜为单分子层；油酸分子是紧挨在一起的；
根据实验原理及分析误差的原因；
在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径，关键掌握估算油膜面积的方法和求纯油酸体积的方法，注意保留有效数字。
【解答】
“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
配置油酸酒精溶液准备浅水盆，撒上痱子粉滴入油酸酒精溶液，形成油膜描绘油膜边缘测量油膜面积，计算分子直径，故正确顺序为：；
该实验中的理想化假设是：把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜不需要考虑分子间隙，把形成油膜的分子看作紧密排列的球形分子将油酸分子视为球体模型，与本实验无关的是；
故选B。
一滴油酸酒精溶液的体积为，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，面积超过正方形一般的正方形个数为个，故油膜的面积为，油酸分子的直径；
根据则有：
A.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则测量的面积偏小，导致结果偏大，故 A错误
B.求每滴溶液体积时，溶液的滴数计多了，则一滴油酸的体积减小了，会导致计算结果偏小，故 B正确
C.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算时所用的体积数值偏大，会导致结果偏大，故 C错误
D.油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故 D正确；
故选BD。
12.【答案】根据题意，由可知，跃迁时能辐射出种频率的光子。
由公式可知，波长最长的光子能量最小，对应跃迁的能级差也最小，所以从
向跃迁，发出的光子波长最长。
即有
的能级跃迁到的能级辐射的光子能量为
由光电流与电压的关系图可知，遇止电压为
逸出光电子的最大初动能
光电管阴极金属的逸出功是
【解析】根据数学组合公式求出氢原子可能发射的光子频率种数；
根据求能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差求波长最长的光子的能量；
根据光电效应方程求解光电管阴极金属的逸出功。
13.【答案】线圈在与强磁场中转动产生正弦交流电，
设转速为，则发电机的最大电动势为
电压表的示数为交流电压有效值，
代入已知得电压表示数。
根据变压器两端电压比等于匝数比，有
钢针和金属板间时电压超过时可以产生电火花，
现令，代入解得
则刚能点火时电压表示数
【解析】略
14.【答案】设活塞的重量为，开始时缸内的压强
当气缸倒立时，缸内的气体的压强
气体发生等温变化，则
解得
设当活塞刚好到达挡板时，气体温度为，则
解得
因此当温度升高到时，设缸内气体压强为，
根据理想气体状态方程
解得
此过程中，气体对外做功
根据热力学第一定律
则气体吸收的热量
【解析】本题考查气缸类问题，此类问题一般要选择封闭气体为研究对象，分析理想气体发生的是何种变化，根据平衡条件分析初末状态的压强，并结合题意分析初末状态气体的体积、温度，利用理想气体状态方程或者气体实验定律列等式求解。
分析气体内能变化时，要使用热力学第一定律。其中气体做功通过求解。
15.【答案】解：带电微粒在场区做匀速圆周运动，则电场力与重力平衡
由 ， 可得
微粒做圆周运动时，由 可得
又
微粒先逆时针偏转，再顺时针偏转，后逆时针偏转，
到达轴上点

微粒能返回坐标原，如图所示，
则
【解析】做匀速圆周运动，则微粒所受重力与电场力平衡，根据洛伦兹力提供向心力分析，做出粒子运动轨迹图，找圆心，定半径是解决此类问题的关键。
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