江苏省镇江市五校2021-2022学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-07-01 类型：期末考试

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一、单选题

1. 关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（）

A、卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征 B、玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律 C、光电效应揭示了光的粒子性 D、电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性

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2. 一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如 $p - T$ 图上从a到b的线段所示。在此过程中不正确的是（）

A、气体的内能一直增加 B、气体一直对外做功 C、气体一直从外界吸热 D、气体吸收的热量等于其内能的增加量

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3. 如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用一重量不可忽略的绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动 $90 °$ 过程中，缸内气体（）

A、内能增加，外界对气体做正功 B、内能减小，所有分子热运动速率都减小 C、温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少 D、温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加

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4. 秦山核电站生产 ${}_{6}^{14}C$ 的核反应方程为 ${}_{7}^{14}N + {}_{0}^{1}n \to {}_{6}^{14}C + X$ ，其产物 ${}_{6}^{14}C$ 的衰变方程为 ${}_{6}^{14}C \to {}_{7}^{14}N + {}_{- 1}^{0}e$ 。下列说法正确的是（）

A、 $X$ 是 $α$ 粒子 B、 ${}_{6}^{14}C$ 可以用作示踪原子 C、 ${}_{- 1}^{0}e$ 来自原子核外 D、经过一个半衰期，10个 ${}_{6}^{14}C$ 将剩下5个

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5. 如图所示，单刀双掷开关S先置于a端。当t=0时刻开关S置于b端，若LC振荡电路的周期T=0.04s。下列说法正确的是（）

A、t=0.01s时回路中的电流顺时针方向达到最大值 B、t=0.02s时电感线圈中的自感电动势值最小 C、t=0.01s~0.02s时间内，电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐增大 D、t=0.04s~0.05s时间内，线圈中的磁场能逐渐减小

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6. 在“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强p、体积V变化的 $p - V$ 图线，如图所示（其中实线是实验所得图线，虚线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与玻意耳定律明显不合，造成这一现象的可能原因是（）

A、实验时用手握住注射器 B、实验时迅速推动活塞 C、注射器没有保持水平 D、推动活塞过程中有气体泄漏

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7. 如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法中正确的是（）

A、这群氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短 B、这群氢原子最多能发出6种频率不同的光 C、金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11eV D、金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV

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8. 试管内封有一定质量的气体，静止时气柱长为L₀ ，大气压强为p₀ ，其他尺寸如图所示，当试管绕竖直轴以角速度ω在水平面内匀速转动时气柱长变为L，设温度不变，管横截面积为S，水银密度为ρ，则转动时管内被封气体的压强为（）

A、 $p_{0} + ρ L_{1} ω^{2} (L_{2} + L_{0} - L + \frac{L_{1}}{2})$ B、 $p_{0} + ρ L_{1} ω^{2} (L_{2} + \frac{L_{1}}{2})$ C、 $p_{0} + ρ g L_{1}$ D、 $\frac{L P_{0}}{L_{0}}$

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9. 远距离输电示意图如图所示，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n₁、n₂ ，在T的原线圈两端接入一电压 $u = U_{m} s i n ω t$ 的交流电源。若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（）

A、 $(\begin{array}{l} \frac{n_{1}}{n_{2}} \end{array}) \frac{U_{m}^{2}}{4 r}$ B、 $(\begin{array}{l} \frac{n_{2}}{n_{1}} \end{array}) \frac{U_{m}^{2}}{4 r}$ C、 $4 {(\begin{array}{l} \frac{n_{1}}{n_{2}} \end{array})}^{2} {(\begin{array}{l} \frac{P}{U_{m}} \end{array})}^{2} r$ D、 $4 {(\begin{array}{l} \frac{n_{2}}{n_{1}} \end{array})}^{2} {(\begin{array}{l} \frac{P}{U_{m}} \end{array})}^{2} r$

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10. 如图所示，电阻不计的单匝线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边以角速度ω匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为E_m ，闭合回路中两只灯泡均能正常发光。则（）

A、从图中位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e=E_mcosωt B、增大线圈转动角速度ω时，感应电动势的峰值E_m不变 C、减小电容器C两极板间的距离时，灯泡A₁变暗 D、抽去电感器L的铁芯时，灯泡A₂变亮

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二、实验题

11. 某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，实验的方法及步骤如下：
①向体积V_油= 1mL的油酸中加酒精，直至总量达到V_总= 500mL；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n = 100滴时，测得其体积恰好是V₀= 1mL；
③往边长为30cm～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，将痱子粉均匀撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长L = 20mm。
根据以上信息，回答下列问题：

(1)、该同学操作有问题的步骤是；（填写步骤前的数字）

(2)、油酸分子的直径是m；（结果保留1位有效数字）

(3)、若痱子粉撒得过厚，则会使分子直径的测量结果偏（选填“大”或“小”）。

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12. 某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。

(1)、现有闭合的铁芯及粗导线、细导线各一根，要求学生自制一降压变压器，应用（选填“粗”或“细”）导线制成原线圈。

(2)、现用学生绕制成的可拆变压器、学生电源、小灯泡及导线若干。如图所示，去掉可拆变压器上压紧横条的胶木螺钉使得横条可以移动，并将横条放在铁芯的A侧上。把横条慢慢推向B，此过程中小灯泡亮度逐渐（选填“变亮”或“变暗”）。

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三、解答题

13. 如图为通过某光电管的光电流与两极间电压的关系，当用光子能量为4.5eV的蓝光照射光电管的阴极K时，对应图线与横轴的交点U₁=-2.37V。（普朗克常量h=6.63×10^-34J•s，电子电量e=1.6×10^-19C）（以下计算结果保留两位有效数字）

(1)、求阴极K发生光电效应的极限频率；

(2)、当用光子能量为7.0eV的紫外线持续照射光电管的阴极K时，测得饱和电流为0.32μA，求阴极K单位时间发射的光电子数。

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14. 如图所示，竖直光滑金属导轨上端接入一定值电阻R， $C_{1}$ 和 $C_{2}$ 是半径都为a的两圆形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外，区域 $C_{1}$ 中磁场的磁感应强度随时间按 $B_{1} = b + k t$ （ $k > 0$ ，未知）变化， $C_{2}$ 中磁场的磁感应强度恒为 $B_{2}$ ，一质量为m、电阻为r、长度为L的金属杆 $A B$ 穿过区域C₂的圆心垂直地跨放在两导轨上，且与导轨接触良好，并恰能保持静止。求：

(1)、通过金属杆 $A B$ 的电流大小及方向；

(2)、比例系数k的值。

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15. 吸烟有害健康，香烟中含有钋210， $_{84}^{210} P o$ 是一种很强的放射性同位素，为了探测放射线的性质，真空室中在放射源钋210的对侧放有一荧光屏，可以根据荧光屏上的打点情况来检测放射线的强弱。

(1)、在放射源与荧光屏之间不加任何场时发现荧光屏的中间有闪光产生，当施加一垂直的匀强磁场时，发现荧光屏的闪光都向一侧偏移，撤去磁场在放射源与荧光屏中间放一厚纸，发现荧光屏上没有闪光产生，请你根据上面的情况分析判断是什么射线，同时写出衰变方程（新原子核用Y表示）

(2)、卢瑟福当年让α粒子以初速度v₀轰击静止的氮14原子核打出一种新的粒子，同时产生一个氧17原子核，请写出此过程的核反应方程式？如果氧原子核速度为3v₀ ，方向与α粒子的初速度方向一致，且核反应过程中释放的能量完全转化为系统增加的动能，已知中子质量为m，质子质量和中子质量相等，光速为c，试计算此反应过程中的质量亏损。

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16. U形管的两支管A、B和水平管C都是由内径均匀的细玻璃管做成的，它们的内径与管长相比都可忽略不计。已知三部分的截面积分别为 S_A=1×10^-2cm²、S_B=3×10^-2cm²、S_C=2×10^-2cm² ，在C管中有一段空气柱，两侧被水银封闭。当温度为t₁=27℃时，空气柱长为L=30cm（如图所示），C中气柱两侧的水银柱长分别为a=2cm、b=3cm，A、B两支管都很长，其中的水银柱高均为h=12cm。大气压强保持为p₀=76 cmHg不变。不考虑温度变化时管和水银的热膨胀。

(1)、图示位置时，密闭气体的压强多大？

(2)、温度升高时管内气体膨胀请判断左右二边哪边的水银先全部进入竖直管内；

(3)、求出温度缓慢升高到t=97℃时空气柱C的体积。

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