江苏省南通市如东县2024-2025学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

江苏省南通市如东县2024-2025学年高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共10小题，共40分。
1.在物理发展史上许多科学家都作出了不可磨灭的贡献，下列说法正确的是( )
A. 汤姆孙对阴极射线的研究发现电子，并提出了原子的核式结构模型
B. 贝克勒尔发现天然放射现象，通过科学家们进一步研究说明原子核是有结构的
C. 玻尔的原子理论具有局限性，它只能解释氢原子光谱中可见光部分的实验规律
D. 爱因斯坦的光电效应理论认为“光子”不仅具有能量，而且还具有动量
2.关于固体和液体，下列说法正确的是( )
A. 液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B. 晶体在熔化过程中虽然温度保持不变，但吸热后分子的平均动能会变大
C. 水银附着在铅板上很难擦去，是因为水银不浸润铅
D. 液晶具有液体的流动性，在低温时会凝固成结晶态，分子的取向是有序的
3.电磁波在生产、生活中有广泛应用，下列关于电磁波的应用正确的是( )
A. 射线可以用来检查人体的内部器官
B. 控制电视、空调的遥控器使用的是微波
C. 卫星用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线穿透能力较强
D. 射线的穿透力很强，经常在医学中用于探测人体骨折情况
4.下列现象中，符合能量转化守恒定律但违反热力学第二定律的是( )
A. 一杯热茶自然放置，茶水会慢慢冷却
B. 蒸汽机把蒸汽的部分内能转化成机械能
C. 电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体
D. 通过降低海水温度的方法就可以得到大量的能量用来发电从而解决能源短缺的问题
5.下列关于传感器的说法正确的是( )
A. 干簧管基于电磁感应原理，起到开关作用
B. 应变式力传感器通过测量电阻的变化来确定金属梁受力的大小
C. 红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D. 电容式位移传感器是把电容器的电容转化为物体的位移进行测量
6.核电池利用半衰期约为年的镍来工作，其衰变方程为，同时会放出射线，则( )
A. 的中子数为
B. 衰变产生的电子是原子核内一个质子转变来的
C. 射线是从高能级向低能级跃迁时发射的
D. 大量镍经过年必定还有没有发生衰变
7.振荡电路在测量、自动控制、无线电通信等领域有广泛应用。如图所示的振荡电路，某时刻线圈中磁场方向向下，且正在减小，下列说法正确的是( )
A. 电路中的电流方向为顺时针
B. 电容器正在放电
C.
D. 若在线圈中插入铁芯，则激发产生的电磁波波长将变小
8.轿车在发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠爆炸产生气体充入气囊。若气体充入后安全气囊的容积，囊中气体密度，已知气体摩尔质量，阿伏加德罗常数。则( )
A. 气囊中气体的物质的量
B. 每个分子的质量为
C. 每个气体分子的平均占有的空间体积是
D. 气体分子的直径是
9.如图所示是一理想自耦变压器，原线圈接正弦交流电，副线圈接滑动变阻器和定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，下列说法正确的是( )
A. 该自耦变压器是升压变压器
B. 仅把向下移动少许，电压表、电流表的示数均减小
C. 把、均向上移动少许，变压器的输入功率减小
D. 把向下移动少许，向上移动少许，电流表示数可能不变
10.一定质量的理想气体从状态开始，经历一次循环回到初状态，其体积随热力学温度变化的图像如图所示，其中、均垂直于横轴，，的延长线均过原点。下列表述正确的是( )
A. 过程单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
B. 状态的压强大于状态的压强
C. 一次循环过程中气体放热
D. 过程气体分子的平均动能增加
二、实验题：本大题共1小题，共9分。
11.在“探究气体等温变化的规律”实验中，实验装置如图甲所示。用注射器封闭一定质量的空气，连接到气体压强传感器上，用传感器测量封闭气体的压强，用注射器刻度读出气体体积。
进行实验时，______选填“可以”或者“不可以”将注射器竖直固定在铁架台上；
为了探究压强与体积的关系，在测得需要的实验数据后，为达到“探究”的实验目的，用图像法进行数据分析，从下列选项中选出需要的步骤并按顺序排列______；
A.作图像，根据画出的图线猜测与的关系
B.作图像，根据画出的图线猜测与的关系
C.作图像，对与关系的猜测进行检验
D.作图像，对与关系的猜测进行检验
E.检验正确，得出与关系的结论
小明在确保温度不变的情况下，根据实验数据描绘出的图线如图乙所示，则出现该情况的原因是______写出一个原因即可。
为了“研究一定质量的气体在体积不变时，其压强与温度关系”，设计了如图所示的实验装置。与压强传感器相连的试管内装有密闭的空气和温度传感器的热敏元件。将试管放在大烧杯的凉水中，逐次加入热水并搅拌，通过计算机记录并处理数据。
两组同学采用不同容积的试管做实验，获得的关系图像如图所示，则试管的容积 ______填“大于”、“小于”或“等于”。
温度传感器的原理图如图所示，干电池电动势为，内阻不计、开关、毫安表量程为、内阻为、热敏电阻，串联成一个回路，若热敏电阻的阻值随温度变化的关系图像如图所示，则当温度为时，热敏电阻的阻值为______，该电路能测得的最高温度为______。
三、计算题：本大题共5小题，共51分。
12.交流发电机的示意图如图所示，匝矩形线框处于匀强磁场中。当线框绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动时，发现理想电流表的示数为，已知线框电阻为，外接电阻为，求：
穿过线框的磁通量的最大值；
线圈从图示位置转过的过程中通过电阻的电荷量。
13.用高速运动的质子轰击静止的锂原子核，形成一个不稳定的复合核后分解成两个相同的原子核。已知核反应过程中质量亏损，反应产生的原子核的比结合能为，真空中光速为。
写出核反应方程式并求锂原子核的结合能；
若已知质子的质量为，中子的质量为，求锂原子核的平均核子质量。
14.如图甲所示是研究光电效应规律的实验装置，用光子能量的光持续照射光电管的极板，实验得到的光电流与电压关系图线如图乙所示，设入射的光子有引发了光电效应，求：
光电管极材料的逸出功；
当光电流刚饱和时，到达极板的光电子的最大动能；
入射光的功率。
15.氢原子能级图如图甲所示，已知可见光光子的能量范围为，普朗克常量，电子电荷量，保留三位有效数字。求：
从跃迁到放出的光子能量；
为使大量处于基态的氢原子跃迁后能发出可见光，照射光的最低频率；
若基态氢原子受激发射出条光谱线，是由于运动的氢原子与静止的氢原子碰撞导致，如图乙所示，求氢原子的最小动能。
16.如图，圆柱形汽缸竖直悬挂于天花板，用横截面积的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为重物，此时活塞在距离汽缸上底面的处，气体的温度为。给汽缸内的电阻丝加热，活塞缓慢移动到距离汽缸上底面的处图中未画出，此过程气体内能增加了，大气压为，取。
求活塞在处时的气体温度；
求此过程中气体吸收的热量；
先将活塞锁定在处，改悬挂重物，在阀门处用抽气装置抽气两次后解锁活塞，发现活塞最终停在处，设整个过程保持气体温度不变，则每次抽走气体的体积是多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】、物理学家汤姆孙提出了原子的“枣糕模型”，卢瑟福和他的助手用粒子轰击金箔，提出了原子的核式结构模型，故A错误；
B、法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核是有结构的，故B正确；
C、玻尔的原子理论只成功解释了氢原子光谱的实验规律，不能解释其他原子光谱，这说明了玻尔模型也是有局限性的，故C错误；
D、爱因斯坦的光电效应理论认为“光子”具有能量，但没有认为“光子”具有动量，故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】、液体表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，故A错误；
B、晶体有固定的熔点，晶体熔化过程中吸收热量，内能增加，温度不变，其分子平均动能不变，故B错误；
C、水银附着在铅板上很难擦去，是因为水银浸润铅，故C错误；
D、液晶具有液体的流动性，也具有晶体的性质，低温时会凝固成结晶态，分子取向是有序的，故D正确。
故选：。
3.【答案】
【解析】、射线具有较强的穿透能力，可以用来检查人体内部器官是否有病变，如医院用射线拍片子，故A正确；
B、控制电视、空调的遥控器使用的是红外线，故B错误；
C、红外线波长较长，红外线衍射能力较强，所以卫星用红外遥感技术拍摄云图照片，故C错误；
D、射线的穿透力很强，可以用于探测金属部件内部的缺陷，但是不能探测人体，会对人体造成伤害，探测人体骨骼的是射线，故D错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】热传递具有方向性，一杯热茶自然放置，茶水会慢慢冷却，遵循热力学第二定律，故A正确；
B.根据热力学第二定律：蒸汽机的能量损失不可避免，只能把蒸汽的部分内能转化为机械能，故B正确；
C.电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，此过程中消耗了电能，所以不违背热力学第二定律，故C正确；
D.根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸收热量并转化为功而不引起其他的变化，利用降低海水温度放出大量的热量来发电，降低海水温度的过程，消耗的能源更多，不能解决能源短缺的问题，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，两簧片又分开，干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断，故A错误；
B.在梁的自由端施加向下的力，上应变片长度变长，电阻变大，下应变片长度变短，电阻变小，通过测量电阻的变化来确定金属梁受力的大小，故B正确；
C.红外测温仪是接收从人体发射红外线，根据接受到的红外线的强弱来测量人体温度，故C错误；
D.电容式位移传感器是把物体的位移转化为电容器的电容进行测量，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】根据核反应过程中质量数和电荷数守恒，可知，的质量数为，电荷数为，故中子数为，故A错误；
B.衰变产生的电子为原子核内的中子转化为质子同时生成的电子，电子不是由质子转变而来，故B错误；
C.放射性的原子核在发生衰变、衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出光子，故C正确；
D.大量半衰期约为年的镍，经过年还有一半没有发生衰变，但经过年，不一定还有没有衰变，故D错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】根据安培定则可知，由于线圈中磁场方向向下，此时电流方向应该为逆时针由 到，故A错误；
由于电路中的电流正在减小，即磁场正在减弱，线圈中的磁场能正在减小，则电容器中的电场能正在增大，电容器正在充电，所以电容器上极板带负电，，故C正确，B错误；
D.若在线圈中插入铁芯，则线圈自感系数 增大，根据可知则激发产生的电磁波频率减小，由可知波长变长，故D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】气囊中气体的物质的量，故A错误；
B.已知阿伏加德罗常数，气体摩尔质量，则每个分子的质量为，故B正确；
C.气体的摩尔体积为，则每个气体分子的平均占有的空间体积是，故C错误；
D.由于气体分子之间间距非常大，故根据气体分子平均占据空间无法计算分子体积及分子直径，故D错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】、根据，由题知：，可知：，该自耦变压器是降压变压器，故A错误；
B、仅把向下移动少许，副线圈两端电压不变，即电压表的示数不变，的接入值增大，根据闭合电路欧姆定律可知：则流过副线圈的电流减小，根据，可知：原线圈电流变小，即电流表的示数减小，故B错误；
C、把、均向上移动少许，根据， 变大，可得副线圈的电压增大，的接入值减小，电流增大，负载消耗电能的功率增大，因为变压器的输入功率 所以可知变压器的输入功率 增大，故C错误；
D、把向下移动少许，把向上移动少许，副线圈的电压减小，负载的电阻减小，负载的功率，可能不变，电源的输出功率可能不变，电流表示数可能不变，故D正确；
故选：。
10.【答案】
【解析】、根据题意可知，过程中温度不变，体积减小，根据理想气体状态方程，可知气体压强增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增加，故A错误；
B、根据题意可知，过程中温度不变，体积减小，根据理想气体状态方程，可知气体压强增大，同理，在过程 中，温度、体积都减小，根据理想气体状态方程，可知压强不变，则状态压强小于状态，故B错误；
C、根据题意可知，因 ，，则在过程 中外界对气体做的功大于在过程 中气体对外界做的功，而在过程 中外界对气体做的功等于在过程 中气体对外界做的功，根据热力学第一定律可知，经历 一次循环，温度不变，故内能不变，即，，则，气体向外界放出热量，故C正确；
D、根据题意可知，在过程中，温度不变，气体分子的平均动能不变，故D错误。
故选：。
11.【答案】可以；；注射器和压强传感器之间气体体积未计入，或实验过程出现漏气现象； 大于；；
【解析】由于实验中用压强传感器测量气体压强，故注射器可以竖直固定在铁架台上；
为了探究压强与体积的关系，在测得需要的实验数据后，为达到“探究”的实验目的，应先作图像，根据画出的图线猜测与的关系，然后再作图像，对与关系的猜测进行检验，最后检验正确，得出与关系的结论；故顺序为；
根据可知，斜率减小，即乘积减小，可能实验过程出现漏气现象或注射器和压强传感器之间气体体积未计入；
根据，图像反向延长交，故图像的斜率越大表示气体体积越小，即；
根据热敏电阻阻值与电阻的关系，有，故当温度为时，热敏电阻阻值为；电流中最大电流为，由，可得热敏电阻的最小值，代入，可知此时温度为。
故答案为：可以；；注射器和压强传感器之间气体体积未计入，或实验过程出现漏气现象；大于；；。
12.【解析】交变电流的最大值
则电动势的最大值
又
则
根据法拉第电磁感应定律
，，
则，
磁通量的变化
电荷量
答：穿过线框的磁通量的最大值为；
线圈从图示位置转过的过程中通过电阻的电荷量为。
13.【解析】根据质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为
由质能方程有，又
则：
三个质子和四个中子结合成锂核质量亏损
由质能方程
解得。
答：核反应方程为；锂原子核的结合能等于；
锂原子核的平均核子质量等于。
14.【解析】由图可知遏止电压，由动能定理有
由光电效应方程，则
由图可知刚达到饱和电流是电压为
根据动能定理
结合中解得
对入射光
逸出的光电子数
由图可知形成的饱和光电流
且，解得
答：光电管极材料的逸出功等于；
当光电流刚饱和时，到达极板的光电子的最大动能等于；
入射光的功率等于。
15.【解析】如图，当时有
当时有
则
由同理可以判断当从跃迁到时放出的能量在可见光范围
入射光的能量至少为
又，解得
令氢原子的初速度为，则有
氢原子与氢原子发生完全非弹性碰撞时，系统损失的动能最大根据动量守恒可得
由能量守恒有
又
联立解得
答：从跃迁到放出的光子能量等于；
为使大量处于基态的氢原子跃迁后能发出可见光，照射光的最低频率等于；
氢原子的最小动能等于。
16.【解析】从到为等压变化，由盖吕萨克定律有
解得：
活塞从处到处的过程中，对活塞受力分析，可得
外界对气体做功
由热力学第一定律
解得：
抽气过程为等温变化，设每次抽走的气体体积为，则
第一次：
第二次：
对活塞
活塞从运动到：
代入数据解得
则解得
答：活塞在处时的气体温度；
求此过程中气体吸收的热量；
则每次抽走气体的体积是。
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