江苏省徐州市铜山中学2024-2025学年高二下学期期末模拟三物理试卷（含解析）

2024-2025学年度高二年级第二学期物理期末复习卷三
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分．每题只有一个选项最符合题意．
1.楼道灯的声控开关，主要原理是将声音信号转换为电信号，下列常见的数码产品中应用了这种传感器技术是（ ）
A．收音机 B．话筒 C．扬声器 D．耳机
2．关于下列各图，说法正确的是（　　）
A．图甲中，实验现象说明薄板材料一定是非晶体
B．图乙中液体和管壁表现为不浸润
C．图丙中，T1对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D．图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显
3．关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．图甲是卢瑟福粒子散射实验，这个实验说明了原子具有核式结构
B．图乙是光电效应实验，此时张开的验电器带负电，锌板带正电
C．图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，其中3为射线
D．图丁是核反应堆示意图，其中大量原子核发生的是可控的聚变反应
4．2023年9月15日，三星堆遗址考古入选世界重大田野考古发现。三星堆古遗址距今已有5000至3000年历史，昭示长江流域与黄河流域一样同属中华文明的母体。应用碳14测定年代是考古中的重要方法，在高空大气中，来自宇宙射线的中子轰击氮14，不断以一定的速率产生碳14，接着碳14就发生放射性衰变，其半衰期为5730年，反应方程分别为：。以下说法中正确的是（　　）
A．核反应方程要遵循电荷数守恒和质量守恒
B．碳14发生的放射性衰变是β衰变
C．埋入地下的植物中，其碳14的半衰期将变长
D．4个碳14原子核在经过一个半衰期后，一定还剩2个
5．如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法错误的是（　　）
A．光电管阴极K金属材料的逸出功为5.75eV
B．这些氢原子跃迁时最多发出6种频率的光
C．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极
D．氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加
6．如图所示，电路中完全相同的三只灯泡a、b、c分别与电阻R、电感器L、电容器C串联，然后再并联到、的交流电路上，三只灯泡亮度恰好相同。若保持交流电的电压不变，将交变电流的频率增大到，则发生的现象是（　　）
A．三灯亮度不变
B．三灯均变亮
C．a亮度不变，b变亮，c变暗
D．a亮度不变，b变暗，c变亮
7．一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是（　　）
A．a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
B．b→c过程，气体对外做功，内能增加
C．a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
D．a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量
8．如图所示，图甲是LC振荡回路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是（ ）
A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为正
C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容C的下极板将充上正电荷
9．关于下图，说法正确的是（　　）
A．由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高
B．由图乙可知，气体在状态A和状态B的分子平均动能相同
C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大
D．由图丁可知，在由变到的过程中分子力做负功
10．用油膜法估测油酸分子大小时，下列操作会导致测量值偏小的是（　　）
A．洒痱子粉时，痱子粉在水面上铺的太厚
B．配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了
C．计算油膜面积时，把不到半格的油膜也记为一格
D．测量1ml溶液总滴数时，误将61滴溶液计为60滴
11．如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度绕轴匀速转动，则以下判断正确的是（　　）
A．图示位置线圈中的感应电动势最大为
B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为
C．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为
D．线圈从图示位置转过的过程中，流过电阻R的电荷量为
二、非选择题：共5题，共56分．其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
12．（本题15分）做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。
(1)以下给出的器材中，本实验需要用到的有___________。 （填选项字母）
A． B． C． D．
(2)下列说法正确的是___________
A．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同
B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法
C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12V
D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好
(3)实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面___________。
A．abcd B．Abfe
C．Abgh D．aehd
(4)若用匝数N1=400匝和N2=800匝的变压器做实验，对应的电压测量数据如下表所示。根据测量数据，则N1一定是 线圈。 （选填“原”或“副”）
实验次数 1 2 3 4
U1 0.90 1.40 1.90 2.40
U2 2.00 3.01 4.02 5.02
(5)如图所示，b端是一理想变压器副线圈中心抽头，开始时单刀双掷开关置于a端，开关S断开。原线圈c、d两端加正弦交流电，下列说法正确的是___________
A．将可变电阻R调大，则R两端电压变小
B．闭合开关S，则R1两端电压变小
C．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈电流的频率变小
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输出功率变大
13．已知金刚石的摩尔质量为，密度为，阿伏伽德罗常数为，现有一块体积为的金刚石（结果均保留一位有效数字）
（1）求这块金刚石里有多少个碳原子？
（2）假如金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起的，试估算碳原子的直径。
14．2023年12月14日，中核集团核工业西南物理研究院与国际热核聚变实验堆ITER总部签署协议，宣布新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放，邀请全世界科学家来中国集智公关，共同追逐“人造太阳”梦想。该“人造太阳”中的一种核反应是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核并释放出一个粒子，同时释放能量用来发电。氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，反应中释放的核能为ΔE，光速为c。
（1）写出上述“人造太阳”核反应方程；
（2）求出释放出的粒子的质量m4；
（3）若此装置中的另一种核反应的方程是，已知、核的比结合能分别为，试求此核反应过程中释放的核能。
15．如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈abcd电阻不计，面积，匝数匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。已知磁感应强度大小，输电线路等效电阻，输电功率保持不变，电压表是理想交流电压表，升压变压器和降压变压器均为理想变压器。从图示位置开始计时。
(1)写出感应电动势随时间变化的关系式；
(2)求电压表的示数；
(3)若用户得到的功率为，求升压变压器原、副线圈的匝数比。
16．山地车的气压避震装置主要由活塞、气缸组成。某研究小组将其气缸和活塞取出进行研究。如图所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞A的导热气缸B，活塞用劲度系数为k=300N/m的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到气缸底部的距离为，气缸底部到斜面底端的挡板距离为，气缸内气体的初始温度为。已知气缸质量为M=0.4kg，活塞的质量为m=0.2kg，气缸容积的横截面积为S=1cm2，活塞与气缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。
（1）求初始状态下气缸内气体压强；
（2）对气缸进行加热，气缸内气体的温度从上升到，此时气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，已知该封闭气体的内能U与温度T之间存在关系，，求该过程中气体吸收的热量Q；
（3）若在第（2）题的基础上继续对气缸进行加热，当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，求。

参考答案
1．B
2．D
3．A
4．B
5．C
6．D
7．C
8．B
9．B
10．C
11．C
12．(1)BCD (2)BD (3)D (4)副 (5)B
【详解】（1）实验中需要交流电源、变压器和交流电压表（万用表），不需要干电池。
故选BCD。
（2）A．变压器工作时只是改变电压，不改变频率，副线圈电压频率与原线圈相同，A错误；
B．实验过程中，在原、副线圈匝数和原线圈两端电压三个变量中保持两个不变，改变一个来探究匝数比与原副线圈电压之比的关系，用的是控制变量法，B正确；
C．变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不能超过12V，而用直流电压变压器不能工作，C错误；
D．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，由变压器工作原理知
可知匝数少的电流大，则导线应该粗；绕制降压变压器原、副线圈时，由于副线圈的匝数少，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好，D正确。
故选BD。
（3）根据楞次定律和右手螺旋定则，产生的涡旋电流的方向与面abcd平行，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，相互绝缘的硅钢片应垂直abcd面，即平行于aehd面，ABC错误，D正确。
故选D。
（4）由于有漏磁、原副线圈内阻分压等因素，所以副线圈实际测量的电压值应该小于理论值，由理想变压器规律有
由表格数据值总是略小于，故应该是副线圈的电压值，一定是副线圈。
（5）A．由变压器电压关系有可知
当单刀双掷开关置于a端，时，副线圈的电压值不变，增大电阻的阻值时，副线圈的电流为 则副线圈电流减小，当电阻与串联，由串联特点可知
则电阻两端的电压增大，A错误；
B．闭合开关S后，与并联，副线圈的电阻变小，故副线圈电流
即副线圈电流增大，则由闭合回路欧姆定律有则两端的电压减小，B正确；
C．变压器工作时只是改变电压，不改变频率，当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈电流的频率不变，C错误；
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈匝数减小，由变压器原副线圈电压关系
可知副线圈的电压减小，电阻不变，故副线圈的额电流变小，由变压器电流关系
可知原线圈的电流变小，根据可知原线圈的输出功率变小，D错误。故选B。
13．（1）7×1021 个；（2）2×10-10m
【详解】（1）金刚石的质量
摩尔数为
则这块金刚石里的碳原子数
（2）一个碳原子的体积为
把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式
代入数据可得碳原子直径为
14．（1）见解析；（2）；（3）23.76eV
【详解】（1）根据题意可得，“人造太阳”核反应方程为
（2）根据题意可得
所以
（3）核反应过程中释放的核能为
代入数据解得
15．(1)(2)4V(3)1:50
【详解】（1）当t=0时，矩形线圈平面平行于磁感线，线圈ab和cd正好垂直切割磁感线，所以t=0时，感应电动势为最大值，即感应电动势的瞬时表达式为，
代入数据可得
整理可得
（2）因为线圈内阻不计，所以发电机输出的有效值U即为感应电动势的有效值，所以即电压表的示数为4V；
（3）由输电功率P=400W，用户得到的功率P'=360W
可知导线消耗的功率
导线上的电流I线满足 即
升压变压器T1原线圈中的电流I满足关系 即
升压变压器T1原线圈中的电流I和副线圈中的电流I线的关系为
所以
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）对气缸和活塞整体分析有
对活塞受力分析有
代入数据解得
（2）气缸内气体的温度从上升到，此时气缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中封闭气体的压强不变，则有
该过程中内能增大
气体对外做功
根据热力学第一定律有
解得
（3）当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，对活塞根据受力平衡有
该由理想气态方程得有
代入数据解得