精品解析：上海市华东师范大学第二附属中学2023-2024学年高二下学期期末物理试卷

华东师大二附中2023学年第二学期期末考试卷高二物理 （考试时间：60分钟 卷面满分：100分） 笔命题人：黄国安 审题人：陈睿智 一、振动和波（第1题3分，第2题4分，第3题4分，共11分） 1. 小球（半径很小可忽略）在光滑的圆槽内作简谐振动，为了使振动周期变为原来的2倍，可采取的方法是（　　） A. 将小球质量减为原来一半 B. 将其振幅变为原来的2倍 C. 将圆槽半径变为原来的2倍 D. 将圆槽半径变为原来的4倍 2. 如图所示是产生机械波的波源О做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。下列说法中正确的是（　　） A. 该图表示的是多普勒现象 B. 此时波源正在向A观测者靠近 C. C、D两位观测者此时接收到的频率和波源发出的频率相等 D. B观测者此时接收到的频率小于波源发出的频率 3. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，实线为时刻的波形，虚线为时的波形，P为平衡位置在处的质点，Q为平衡位置在处的质点。时间内，质点P运动的路程小于，则该波的波速为____________；处的质点运动到平衡位置的时刻为_____________。 二、光学及电磁波（第4、5、6题3分，第7题4分，第8题3分，共16分） 4. 用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确是( ) A. 相邻干涉条纹之间的距离相等 B. 中央明纹宽度是两边明纹宽度的两倍 C. 屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大 D. 在实验装置不变情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距 5. 如图所示，、是两个相干光源，由它们发出的光在图中平面内产生干涉。下列表示相干结果相同点的轨迹的图线正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 两支激光笔分别发射红、蓝两种激光，两者发射波长之比为7∶5，发射功率之比为1∶3，则红色激光器每秒发射的光子数约为蓝色激光器的（　　） A. 0.24倍 B. 0.47倍 C. 2.1倍 D. 4.2倍 7. 电磁波可应用与卫星通信，下列说法中正确的是（　　） A. 当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时，振荡电流的振幅最大，接收到的能量最大 B. 电磁波的频率越高，越趋近于直线传播，衍射能力越差，在传播中的衰减也越大 C. 为了有效地发射电磁波，可降低LC开放电路的振荡频率 D. 卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站 8. 现要测量一玻璃圆盘的折射率，但是由于手边没有角度测量工具，一同学想到用表盘辅助测量。使一束单色光从11点处水平射入，发现从7点处水平射出，玻璃折射率n=___________。 三、热学（第9-12题4分，第13题10分，第14题7分，共33分） 9. 关于液体和固体的性质，下列说法正确的是（　　） A. 可以利用有无固定熔点来判断物质是晶体还是非晶体 B. 有时缝衣针能浮在水面上不下沉，是由液体的表面张力引起的 C. 单晶体和多晶体都表现为各向异性，非晶体则表现为各向同性 D. 液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和单晶体相似，具有各向异性 10. 同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细B管入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况．若固体A和毛细管B很干净，则（ ）． A. 固体A和毛细管B可能是同种材料 B. 固体A和毛细管B一定不是同种材料 C. 固体A的分子对液体附着层分子的引力比毛细管B的分子对液体附着层分子的引力大 D. 液体对毛细管B浸润 11. 夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看做理想气体。则气泡上升过程中，以下说法正确的是（　　） A. 气泡内气体对外界做功 B. 气泡内每个气体分子动能都变大 C. 气泡内气体从外界吸收热量 D. 气泡内气体的压强可能不变 12. 一定质量的理想气体由状态a经状态b、c又回到状态a，其压强p与体积V的关系如图所示，变化过程有等容、等温和绝热过程，则下列说法正确的是（　　） A. ① 过程可能为等温变化 B. 全过程气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量 C. ③过程气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增加 D. 因为气体返回状态a时体积不变，所以外界对气体不做功 13. 实验：如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下： ① 在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐次连接起来； ② 缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体射的体积和由计算机显示的气体压强值； ③ 重复上述步骤② ，多次测量并记录； ④ 根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 （1）实验过程中，下列说法正确的（ ） A. 推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出 B. 活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值 C. 推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分 （2）某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图乙所示，则产生的可能原因是（ ） A. 实验过程中气体温度升高 B. 实验过程中气体温度降低 C. 实验过程中有漏气现象 （3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是______（选填选项前下的字母）。 A. B. C. D. 14. 如图所示，左侧封闭、右侧开口的粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左右两竖直管等长，长度均为65cm，底部长10cm，玻璃管横截面积，用20cm长的水银柱密封一段空气柱，管中两侧水银柱高度均为5cm，玻璃管导热良好，环境温度为27℃，若取大气压强，不考虑玻璃管拐角处的影响。 （1）环境的热力学温度为多少时，水银柱恰好全部在竖直管内? （2）当水银柱恰好全部在右侧竖直管内时，缓慢升高温度，直到水银柱上表面到达管口为止，此过程空气柱内能增加了10J，求空气柱吸收或放出的热量。 四、原子物理（第15、16题3分，第17题14分，共20分） 15. “夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星的半径为r，离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，则下列说法不正确的是（ ） A. 每个光子的动量 B. 每个光子的能量 C. 太阳辐射硬X射线的总功率 D. 卫星每秒接收到个该种光子 16. 如图所示为一价氦离子（）能级图，根据玻尔原子理论，下列说法正确的是（　　） A. 能级越高，氦离子越稳定 B. 时，氦离子处于第一激发态 C. 从跃迁到比从跃迁到辐射出的光子动量小 D. 一个处于能级的氦离子跃迁到基态的过程中，可能辐射两种频率的光子 17. 用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用。 （1）带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失。其原因是（ ） A. 射线的贯穿作用 B. 射线的电离作用 C. 射线的物理、化学作用 D. 以上三个选项都不是 （2）下图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图。如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是_____射线。（选填A.α、B.β、C.γ） （3）有一块手表，夜光材料是锰和硫化锌混合物，镭的衰变方程为。下列说法正确的是（ ） A. 镭的衰变为β衰变 B. 镭在高温时衰变比在低温时衰变更快 C. X的质量数比其核电荷数大2 D. X能穿透lcm厚的纸板 （4）居里夫人一份约120年前的手稿被保存在法国国立图书馆，记载了放射性元素钋和镭的发现，手稿中残留的铺至今仍具有放射性，因此存放在铅盒里。已知镭的半衰期是1620年。如图所示表示细含量的直方图中，“今年”表示今年手稿上镭的含量，则可以表示当年手稿上铺含量的是（ ） A. ① B. ② C. ③ D. ④ （5）嫦娥四号探测器上安装了一块核电池，利用放射性同位素发射的高能射线照射热电元件，将热能转化为电能，符合这种核电池原理的核反应方程是（ ） A. B. C. D. 五、电磁学综合（第18题3分，第19题4分，第20题13分，共20分） 18. 和一起放入回旋加速器中，忽略在电场中加速时间，加速完成3次时，和动能之比为（ ） A. B. C. D. 19. 如图，光滑绝缘水平面上一正方形线圈以某初速度滑过一有界匀强磁场。磁场宽度大于线圈宽度。线圈滑入和滑出磁场的过程中，通过线圈横截面的电量分别为q1和q2，产生的焦耳热分别为Q1和Q2。则q1________q2，Q1________Q2（均选填“ < ”、“ = ”或“ > ”）。 20. 电热器、微波炉、电磁炉都可用来加热物体，但原理各不相同。 （1）如图所示为某科创小组设计的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片Р可同时接触两个触点。触片Р处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如表格所示。 热风时输入功率 460W 冷风时输入功率 60W 小风扇额定电压 60V 正常式作时小风扇输出功率 52W ① 吹冷风时触片Р与______两点相接触，吹热风时触片Р与______接触。 A．ab B．bc C．cd ② 变压器原、副线圈的匝数比为______。 ③ 求小风扇的内阻______及吹热风时通过电热丝的电流______（保留2位有效数字）。 （2）一个可视为定值纯电阻的电热器，分别通以如图（a）所示的方波交变电流和如图（b）所示的正弦交变电流。计算电热器两次通电的电功率之比为______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 华东师大二附中2023学年第二学期期末考试卷高二物理 （考试时间：60分钟 卷面满分：100分） 笔命题人：黄国安 审题人：陈睿智 一、振动和波（第1题3分，第2题4分，第3题4分，共11分） 1. 小球（半径很小可忽略）在光滑的圆槽内作简谐振动，为了使振动周期变为原来的2倍，可采取的方法是（　　） A. 将小球质量减为原来的一半 B. 将其振幅变为原来的2倍 C. 将圆槽半径变为原来的2倍 D. 将圆槽半径变为原来的4倍 【答案】D 【解析】 【详解】小球受重力和支持力，支持力的切向分量提供向心力，是类似单摆模型，根据单摆的周期公式 周期与振幅、摆球的重力均无关，要使振动周期变为原来的2倍，可以将圆槽半径变为原来的4倍，ABC错误，D正确； 故选D。 2. 如图所示是产生机械波的波源О做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。下列说法中正确的是（　　） A. 该图表示的是多普勒现象 B. 此时波源正在向A观测者靠近 C. C、D两位观测者此时接收到的频率和波源发出的频率相等 D. B观测者此时接收到的频率小于波源发出的频率 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．机械波的波源О在匀速运动，当波源与观察者发生相对运动时，观察者接受到的频率发生改变，可知，该图表示的是多普勒现象，故A正确； B．根据图示可知，在相等时间内，A观测者接受到的完整波数目增大，可知，观察者接受到的频率增大，则此时波源正在向A观测者靠近，故B正确； C．题中图像具有对称性，结合上述可知，波源O正在向A观测者运动，则C、D两位观测者与波源均相对远离，则C、D两位观测者此时接收到的频率小于波源发出的频率，故C错误； D．结合上述可知，B观测者与波源相对远离，则B观测者此时接收到的频率小于波源发出的频率，故D正确。 故选ABD。 3. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，实线为时刻的波形，虚线为时的波形，P为平衡位置在处的质点，Q为平衡位置在处的质点。时间内，质点P运动的路程小于，则该波的波速为____________；处的质点运动到平衡位置的时刻为_____________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]由于0.15s内，质点P运动的路程小于8cm,即0.15s小于半个周期，因此该波波速为 [2]该波向右传播，x=10m处的质点比质点Q运动落后 所以x=10m的质点回到平衡位置的时刻为0.05s。 二、光学及电磁波（第4、5、6题3分，第7题4分，第8题3分，共16分） 4. 用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是( ) A. 相邻干涉条纹之间的距离相等 B. 中央明纹宽度是两边明纹宽度的两倍 C. 屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大 D. 在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距 【答案】A 【解析】 【详解】AB．双缝干涉条纹，相邻干涉条纹之间的距离相等，选项A正确，B错误； C．由公式 可知屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离减小，选项C错误； D．红光波长大，在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距大于蓝光的条纹间距，选项D错误。 故选A。 5. 如图所示，、是两个相干光源，由它们发出的光在图中平面内产生干涉。下列表示相干结果相同点的轨迹的图线正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】相干结果相同点振动步调一致，与波源的路程差为0或半波长的偶数倍，P、Q连线的中垂线到P、Q的路程差为0，为振动加强点，与波源的路程差为半波长的偶数倍点的轨迹是中垂线上下两条曲线，根据该规律，知B正确，ACD错误。 故选B。 6. 两支激光笔分别发射红、蓝两种激光，两者发射波长之比为7∶5，发射功率之比为1∶3，则红色激光器每秒发射的光子数约为蓝色激光器的（　　） A. 0.24倍 B. 0.47倍 C. 2.1倍 D. 4.2倍 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】每个光子的能量 每秒（t=1s）激光器发出的光子数是n，则 Pt=nE 故激光器每秒发出的光子数为 则 故选B。 7. 电磁波可应用与卫星通信，下列说法中正确的是（　　） A. 当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时，振荡电流的振幅最大，接收到的能量最大 B. 电磁波的频率越高，越趋近于直线传播，衍射能力越差，在传播中的衰减也越大 C. 为了有效地发射电磁波，可降低LC开放电路的振荡频率 D. 卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．当电磁波的频率和振荡电路的固有频率相同时，会产生电谐振，振荡电流的振幅最大，接收到的能量最大，故A正确； B．电磁波的频率越高，波长越小，越趋近于直线传播，衍射能力越差，在传播中的衰减也越大，故B正确。 C．为了有效地发射电磁波，可增大LC开放电路的振荡频率，故C错误； D．卫星通信是利用卫星作为无线电波传播的中继站，补充能量后再发往下一站，故D正确。 故选ABD。 8. 现要测量一玻璃圆盘的折射率，但是由于手边没有角度测量工具，一同学想到用表盘辅助测量。使一束单色光从11点处水平射入，发现从7点处水平射出，玻璃折射率n=___________。 【答案】 【解析】 【详解】根据题意，由折射定律和反射定律画出光路图，如图所示 由几何关系可得，光线在点处的入射角为，折射角为，则折射率为 三、热学（第9-12题4分，第13题10分，第14题7分，共33分） 9. 关于液体和固体的性质，下列说法正确的是（　　） A. 可以利用有无固定熔点来判断物质是晶体还是非晶体 B. 有时缝衣针能浮在水面上不下沉，是由液体的表面张力引起的 C. 单晶体和多晶体都表现为各向异性，非晶体则表现为各向同性 D. 液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和单晶体相似，具有各向异性 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，可知，可以利用有无固定熔点来判断物质是晶体还是非晶体，故A正确； B．表面张力有引力的效果，缝衣针能浮在水面上不下沉，是由液体的表面张力引起的，故B正确； C．单晶体都表现为各向异性，非晶体和多晶体则表现为各向同性，故C错误； D．液晶是一种在一定温度范围内呈现既不同于固态、液态，又不同于气态的特殊物质态，液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和单晶体相似，具有各向异性，故D正确。 故选ABD。 10. 同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细B管入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况．若固体A和毛细管B很干净，则（ ）． A. 固体A和毛细管B可能是同种材料 B. 固体A和毛细管B一定不是同种材料 C. 固体A的分子对液体附着层分子的引力比毛细管B的分子对液体附着层分子的引力大 D. 液体对毛细管B浸润 【答案】BD 【解析】 【详解】ABD．当把毛细管B插入液体时，液面呈现凹形，说明液体对B浸润，液体不能附着在A的表面，所以对A不浸润，所以A与B一定不是同种材料，故A错误，BD正确； C．根据浸润与不浸润特点，浸润时，附着层内的分子引力小于固体分子的引力，而不浸润时，附着层内的分子引力大于固体对分子的引力，所以固体A的分子对液体附着层内的分子引力比B管的分子对液体附着层内的分子引力小，故C错误。 故选BD。 11. 夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看做理想气体。则气泡上升过程中，以下说法正确的是（　　） A. 气泡内气体对外界做功 B. 气泡内每个气体分子的动能都变大 C. 气泡内气体从外界吸收热量 D. 气泡内气体的压强可能不变 【答案】AC 【解析】 【详解】AD．气泡内气体压强p=p0+ρgh，气泡升高过程中，其压强减小；越接近水面，湖内水的温度越高，气体的温度升高，根据理想气体状态方程可知，体积一定增大，故气泡内气体对外界做功，故A正确，D错误； B、温度是分子平均动能的标志，温度升高，泡内气体分子平均动能增大，但每个气体分子的动能不一定都变大，故B错误； C．若接近水面，湖内水的温度越高，说明气泡内气体的温度升高，气泡内气体内能增大，即ΔU=W+Q>0，体积增大，即W<0，则Q>0，故气泡内气体从外界吸收热量，故C正确。 故选AC。 12. 一定质量的理想气体由状态a经状态b、c又回到状态a，其压强p与体积V的关系如图所示，变化过程有等容、等温和绝热过程，则下列说法正确的是（　　） A. ① 过程可能为等温变化 B. 全过程气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量 C. ③过程气体分子单位时间内对单位面积器壁碰撞次数一定增加 D. 因为气体返回状态a时体积不变，所以外界对气体不做功 【答案】BC 【解析】 【详解】A．①过程若为等温变化，②过程为等容变化，温度升高，则③过程为绝热变化，外界对气体做功，气体温度升高，不可能回到初始状态，可知①为绝热过程，故A错误； BD．②过程外界没有对气体做功，根据图线和横轴所围面积表示气体和外界功的交换，③过程外界对气体做的功大于①过程气体对外界做的功，因此全过程外界对气体做正功，气体内能不变，故全过程气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量，故B正确，D错误； C．③过程为等温变化，气体压强增大，体积减小，分子平均动能不变，气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增加，故C正确。 故选BC。 13. 实验：如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下： ① 在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐次连接起来； ② 缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体射的体积和由计算机显示的气体压强值； ③ 重复上述步骤② ，多次测量并记录； ④ 根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 （1）实验过程中，下列说法正确的（ ） A. 推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出 B. 活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值 C. 推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分 （2）某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图乙所示，则产生的可能原因是（ ） A. 实验过程中气体温度升高 B. 实验过程中气体温度降低 C. 实验过程中有漏气现象 （3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确，环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是______（选填选项前下的字母）。 A. B. C. D. 【答案】（1）C （2）A （3）BC 【解析】 【小问1详解】 A．推拉活塞时动作过快，实验过程中会使气体的温度发生变化，故A错误； B．活塞移至某位置时，要等稳定后记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值，故B错误； C．推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分，以保证气体的温度不变，故C正确； 故选C。 【小问2详解】 图像发生了弯曲，因图像向上弯曲，斜率变大，故可能是气体的温度升高了，或者质量变大了，故A正确，BC错误。 故选A。 【小问3详解】 AB．由于实验操作和数据处理均正确，同体积情况下，则温度高对应压强大，乘积较大的是对应的图线，故B正确，A错误； CD．因为相同体积下，即相同分子数密度情况下，温度越高，气体压强越大，则斜率越大的对应的温度越高，故C正确，D错误。 故选BC。 14. 如图所示，左侧封闭、右侧开口的粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左右两竖直管等长，长度均为65cm，底部长10cm，玻璃管横截面积，用20cm长的水银柱密封一段空气柱，管中两侧水银柱高度均为5cm，玻璃管导热良好，环境温度为27℃，若取大气压强，不考虑玻璃管拐角处的影响。 （1）环境热力学温度为多少时，水银柱恰好全部在竖直管内? （2）当水银柱恰好全部在右侧竖直管内时，缓慢升高温度，直到水银柱上表面到达管口为止，此过程空气柱内能增加了10J，求空气柱吸收或放出的热量。 【答案】（1）见解析；（2）吸收热量27.1J 【解析】 【详解】（1）以密封气体为研究对象，状态1 ，， 当水银柱恰好在左侧竖直管内时，状态2 ， 由理想气体状态方程有 解得 当水银柱恰好在右侧竖直管内时，状态3 ， 由理想气体状态方程有 解得 （2）水银柱恰好全部在右侧竖直管内，升高温度，直到水银柱上表面到达管口为止，此过程空气柱发生等压变化，水银柱上升的位移 空气柱对外界做功 根据热力学第一定律有 解得 即空气柱吸收热量。 四、原子物理（第15、16题3分，第17题14分，共20分） 15. “夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星的半径为r，离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，则下列说法不正确的是（ ） A. 每个光子的动量 B. 每个光子的能量 C. 太阳辐射硬X射线总功率 D. 卫星每秒接收到个该种光子 【答案】D 【解析】 【详解】A．每个光子的动量 故A正确，与题意不符； B．每个光子的能量 故B正确，与题意不符； C．太阳辐射硬X射线的总功率 太阳t时间辐射硬X射线的总能量为 联立，解得 故C正确，与题意不符； D．卫星每秒接收到该种光子的个数为 故D错误，与题意相符。 故选D。 16. 如图所示为一价氦离子（）的能级图，根据玻尔原子理论，下列说法正确的是（　　） A. 能级越高，氦离子越稳定 B. 时，氦离子处于第一激发态 C. 从跃迁到比从跃迁到辐射出的光子动量小 D. 一个处于能级的氦离子跃迁到基态的过程中，可能辐射两种频率的光子 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据玻尔原子理论可知能级越低，氦离子越稳定。故A错误； B．时，氦离子处于基态。故B错误； C．根据 可知，从跃迁到比从跃迁到辐射出的光子的波长短。由 可得从跃迁到比从跃迁到辐射出的光子动量大。故C错误； D．一个处于能级的氦离子跃迁到基态的过程中，可能辐射两种频率的光子，如从跃迁到，从跃迁到。故D正确。 故选D。 17. 用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用。 （1）带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失。其原因是（ ） A. 射线的贯穿作用 B. 射线的电离作用 C. 射线的物理、化学作用 D. 以上三个选项都不是 （2）下图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图。如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是_____射线。（选填A.α、B.β、C.γ） （3）有一块手表，夜光材料是锰和硫化锌混合物，镭的衰变方程为。下列说法正确的是（ ） A. 镭的衰变为β衰变 B. 镭在高温时衰变比在低温时衰变更快 C. X的质量数比其核电荷数大2 D. X能穿透lcm厚的纸板 （4）居里夫人一份约120年前的手稿被保存在法国国立图书馆，记载了放射性元素钋和镭的发现，手稿中残留的铺至今仍具有放射性，因此存放在铅盒里。已知镭的半衰期是1620年。如图所示表示细含量的直方图中，“今年”表示今年手稿上镭的含量，则可以表示当年手稿上铺含量的是（ ） A. ① B. ② C. ③ D. ④ （5）嫦娥四号探测器上安装了一块核电池，利用放射性同位素发射的高能射线照射热电元件，将热能转化为电能，符合这种核电池原理的核反应方程是（ ） A. B. C. D. 【答案】（1）B （2）B （3）C （4）B （5）C 【解析】 【小问1详解】 由于放射线的电离作用，空气中与验电器所带电荷电性相反的离子与之中和，从而使验电器所带电荷消失。 故选B。 【小问2详解】 α射线的贯穿本领很小，一张白纸就把它挡住，更穿不过1mm的铝板，γ射线穿透能力很强，能穿透几厘米厚的铅板，穿越1mm的铝板如同高速子弹穿过薄纸一样，当铝板厚度发生变化时，探测器不能明显反映这种变化，而β射线穿透能力较强，能够穿透几mm厚的铝板，当铝板厚度发生变化时，探测器能明显反映这种变化，可知，对铝板的厚度控制起主要作用的是β射线。 故选B。 小问3详解】 C．根据质量数与电荷数守恒可知，X的质量数与电荷数分别为 226-222=4，88-86=2 可知，X 的质量数比其核电荷数大2，故C正确； A．结合上述可知，X为氦核，则镭的衰变为α衰变，故A错误； D．结合上述可知，X为α射线，其贯穿本领很小，不能穿透lcm厚的纸板，故D错误； B．半衰期与元素的物理性质和化学性质无关，由元素自身决定，可知，镭在高温时衰变与在低温时衰变快慢相同，故B错误。 故选C。 【小问4详解】 设当年手稿上镭含量是x，则根据半衰期的概念可知 解得 即当年手稿上铺含量略大于今年的含量，②符合要求。 故选B。 【小问5详解】 A．该方程为轻核聚变反应方程，故A错误； B．该方程为人工核转变反应方程，故B错误； C．该方程为同位素的α衰变方程，故C正确； D．该方程为重核裂变反应方程，故D错误。 故选C。 五、电磁学综合（第18题3分，第19题4分，第20题13分，共20分） 18. 和一起放入回旋加速器中，忽略在电场中加速时间，加速完成3次时，和动能之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】为了保证粒子每次进入电场都能被加速，交流电源的周期与粒子在磁场中运动的周期相同。粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 得 可知的周期是的3倍，加速完成3次时，完成加速1次，每次加速获取的动能 Ek=qU 相同，加速完成3次时，和动能之比为3：1。 故选D。 19. 如图，光滑绝缘水平面上一正方形线圈以某初速度滑过一有界匀强磁场。磁场宽度大于线圈宽度。线圈滑入和滑出磁场的过程中，通过线圈横截面的电量分别为q1和q2，产生的焦耳热分别为Q1和Q2。则q1________q2，Q1________Q2（均选填“ < ”、“ = ”或“ > ”）。 【答案】 ①. = ②. > 【解析】 【详解】[1]由题意，根据 由于线圈滑入和滑出磁场的过程中穿过线圈磁通量的变化量Φ相等，线圈电阻R相等，所以可知 q1= q2 [2]设正方形线圈滑入磁场瞬间初速度为v0，完全进入磁场时速度为v1，完全离开磁场时速度为v2，线圈的边长为L。正方形线圈滑入磁场过程中，根据动量定理有 －F安1t1= －Bq1L = mv1－mv0 正方形线圈滑出磁场过程中，根据动量定理有 －F安2t2= －Bq2L = mv2－mv1 综上可知 v0－v1= v1－v2 正方形线圈滑入磁场过程中产生的焦耳热为 正方形线圈滑出磁场过程中产生的焦耳热为 其中 v0－v1= v1－v2 v0＋v1－(v1＋v2) = v0－v2 > 0 则有 Q1 > Q2 20. 电热器、微波炉、电磁炉都可用来加热物体，但原理各不相同。 （1）如图所示为某科创小组设计的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片Р可同时接触两个触点。触片Р处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如表格所示。 热风时输入功率 460W 冷风时输入功率 60W 小风扇额定电压 60V 正常式作时小风扇输出功率 52W ① 吹冷风时触片Р与______两点相接触，吹热风时触片Р与______接触。 A．ab B．bc C．cd ② 变压器原、副线圈的匝数比为______。 ③ 求小风扇的内阻______及吹热风时通过电热丝的电流______（保留2位有效数字）。 （2）一个可视为定值纯电阻的电热器，分别通以如图（a）所示的方波交变电流和如图（b）所示的正弦交变电流。计算电热器两次通电的电功率之比为______。 【答案】（1） ①. B ②. A ③. 11:3 ④. 8.0 ⑤. 1.8 （2）5:4 【解析】 【小问1详解】 ① 吹冷风时只有电动机工作，则触片Р与bc两点相接触，吹热风时电动机和电热丝同时工作，则触片Р与ab接触。故两空分别为“B”“A”； ② 变压器原、副线圈的匝数比 ③小风扇消耗的总功率为P=60W，则内阻消耗功 正常工作时小风扇的电流 则小风扇的内阻 吹热风时电热丝的功率为 通过电热丝的电流 【小问2详解】 a中电流有效值 解得 b中电流有效值 电热器两次通电的电功率之比 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$