精品解析：江苏省南通市海安市2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

2024-2025学年度第二学期期中学业质量监测试卷 高二物理 注意事项 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1、本试卷共6页，满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。 2、答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。 3、请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。 4、作答选择题必须用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑、如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。 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. 某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是（　　） A. 换用波长较短的光照射 B. 换用频率较低的光照射 C. 增大光的强度 D 延长光照时间 2. 为使链式反应能够持续地进行，可采用办法是（　　） A. 减小铀块体积 B 用石墨慢化中子 C. 用镉棒吸收中子 D. 铀核裂变释放的中子直接去轰击另外的铀核 3. α粒子散射实验中，两个相同能量的α粒子以不同的角度散射出来，则散射角度大的α粒子（　　） A. 与电子发生碰撞 B. 与原子核发生碰撞 C. 受到较大库仑力作用 D. 受到较大的核力作用 4. 在甲、乙两种固体薄片的上表面涂一层很薄的石蜡，用烧热的钢针接触固体薄片的下表面，石蜡熔化的范围分别如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 甲不可能是单晶体 B. 甲一定是非晶体 C. 甲一定是多晶体 D. 乙可能是多晶体 5. 一同学制作了一简单的接收电路来接收广播信号。收听节目时，他想从江苏交通广播电台（FM101.1MHz）调为海安人民广播电台（FM88.8MHz），下列可以实现的是（　　） A. 对接收信号进行调制 B. 增大电容器两端的电压 C. 减小电容器的正对面积 D. 减小电容器两极板间的距离 6. 如图所示的阴极射线管，在间加图示电压和磁场（未画出），仅调节磁场的大小，阴极射线从点移动到点。则（　　） A. 磁场垂直纸面向里 B. 应该减小磁感应强度 C. 射线到点的动能等于点 D. 射线到点的物质波波长大于点 7. 在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，下列操作会导致测得的分子直径偏大的是（　　） A. 油酸酒精溶液配制后久置 B. 水面上爽身粉撒得太厚 C. 未等油膜形状稳定就开始描绘轮廓 D. 计算油膜面积时，将不足半格的方格全部舍去 8. 如图甲所示，两分子、从相距处静止释放，分子间的分子势能随距离变化的关系如图乙所示，整个运动只考虑分子间的作用力。则两分子释放后（　　） A. 间距时，有最大速度 B. 间距时，有最大加速度 C 间距时，有最大速度 D. 间距时，有最大加速度 9. 一束光照射大量处于能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出波长分别为的六种光，则入射光子的能量为（　　） A. B. C. D. 10. 两个氘核以相等的动能Ek0对心碰撞发生核聚变。核反应方程为，比结合能为E1，比结合能为E2。核反应释放的核能E全部转化为动能，的动能为Ek。则（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，地面上有甲、乙两相同的导热气缸，封闭质量相同的同种理想气体，轻质活塞与两相同弹簧连接。此时，两弹簧长度相同，不计活塞与气缸间的摩擦。（　　） A. 甲、乙气体升高相同的温度后，甲中气体体积比乙小 B. 甲、乙气体升高相同的温度后，甲中气体压强比乙大 C. 甲、乙气体增加相同的体积，甲中气体吸收热量比乙少 D. 甲、乙气体增加相同的体积，甲中气体对外做功比乙少 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 如图甲为探究气体等温变化规律的实验装置，实验时可用连接管将传感器与注射器相连，空气柱的长度可由注射器上的刻度尺读取，气体的压强可通过与注射器相连的传感器读取。 （1）关于实验中操作下列说法正确的是______________________； A. 柱塞上涂油仅仅为了减小摩擦力 B. 方便推动柱塞，应手握注射器 C. 注射器不水平放置对实验没有影响 （2）实验过程中缓慢推动柱塞，使注射器内气体体积减小。该过程气体的内能_________（选填“变大”“变小”或“不变”），气体对外_________（选填“放出”“吸收”）热量。 （3）实验小组采集了多组压强和体积的数据，发现乘积的数值明显是越来越小，造成这一现象的原因可能是_______。 （4）该小组改进了实验操作，避免了上述问题。实验小组在不同室温下进行实验，缓慢推活塞进行实验得到了图乙的图像，图中的两次实验的温度______（选填“>”、“<”或“=”）； （5）某实验小组根据采集的实验数据作出图像，图丙中①、②、③三条直线中，最符合实际的直线是______________________，理由是______________________。 13. 在研究光电效应实验中，用某一频率的光照射阴极材料为铯的光电管，实验测得光电流随电压变化的图像如图所示。已知铯的逸出功为，电子的电量为，普朗克常量为。求： （1）铯发生光电效应的极限频率； （2）本次实验的入射光频率。（结果均保留三位有效数字） 14. 如图，矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴O、以角速度匀速转动，外电路电阻R，在线圈由图示位置转过的过程中，求： （1）通过电阻R产生的电荷量q； （2）电阻R上所产生的热量Q。 15. 用内阻为的发电机，给学校照明供电。如图所示，升压变压器的匝数比为，降压变压器的匝数比为，输电线的总电阻。全校共22个班，每班有“”的灯6盏，电灯全部都能正常发光，求： （1）降压变压器输出的电流； （2）发电机的输出功率； （3）发电机的电动势。 16. 霍尔传感器的结构可简化为图甲所示的长方体，外加磁场的磁感应强度和外加电流的方向如图所示，与长方体的前后两个表面及电流均垂直。导体中的载流子是电荷量为的电子，单位体积内自由电子数为，导体的长度为，宽度为，厚度为。 （1）求导体内电子定向移动的速率； （2）求长方体导体上下表面的霍尔电压； （3）在导体的两侧边的中点接电压传感器，如图乙所示，传感器示数为，求该导体的电阻率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第二学期期中学业质量监测试卷 高二物理 注意事项 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1、本试卷共6页，满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。 2、答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。 3、请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。 4、作答选择题必须用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑、如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。 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. 某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是（　　） A. 换用波长较短的光照射 B. 换用频率较低的光照射 C. 增大光的强度 D. 延长光照时间 【答案】A 【解析】 【详解】A．波长越短，频率越高（由可知），当频率超过金属的极限频率时能发生光电效应，A正确； B．频率降低，更无法达到金属的极限频率，不能产生光电效应，B错误； C．增大光强度仅增加光电子数目，而单个光子的能量不变，不能使金属产生光电效应，C错误； D．光电效应与光照时间无关，延长光照时间不能使金属产生光电效应，D错误。 故选A。 2. 为使链式反应能够持续地进行，可采用办法是（　　） A. 减小铀块体积 B. 用石墨慢化中子 C. 用镉棒吸收中子 D. 铀核裂变释放的中子直接去轰击另外的铀核 【答案】B 【解析】 【详解】A．减小铀块体积会导致中子逃逸增多，可能低于临界体积，链式反应难以持续，故A错误； B．用石墨慢化中子，将快中子减速为热中子，提高被铀-235捕获的概率，维持链式反应，故B正确； C．镉棒吸收中子会减少可用中子数量，可能使再生率低于1，故C错误； D．裂变释放的快中子需经慢化后才能有效引发后续裂变，直接轰击效率低，故D错误。 故选B。 3. α粒子散射实验中，两个相同能量的α粒子以不同的角度散射出来，则散射角度大的α粒子（　　） A. 与电子发生碰撞 B. 与原子核发生碰撞 C. 受到较大库仑力作用 D. 受到较大的核力作用 【答案】C 【解析】 【详解】AB．α粒子散射是由于受到原子核的库仑斥力，不是与电子碰撞，也不是与原子核发生碰撞，A错误，B错误； C．根据库仑定律 散射角度大的α粒子，靠近原子核更近，r更小，受到的库仑力更大，C正确； D．核力是短程力，只有在核子间距离很小时才会发生作用，α粒子散射过程中不会受核力的影响，D错误。 故选C。 4. 在甲、乙两种固体薄片的上表面涂一层很薄的石蜡，用烧热的钢针接触固体薄片的下表面，石蜡熔化的范围分别如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 甲不可能是单晶体 B. 甲一定是非晶体 C. 甲一定是多晶体 D. 乙可能是多晶体 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．甲表现为各向同性，则甲一定不是单晶体，可能是多晶体或者非晶体，选项BC错误，A正确； D．乙表现为各项异性，则一定是单晶体，不可能是多晶体，选项D错误。 故选A。 5. 一同学制作了一简单的接收电路来接收广播信号。收听节目时，他想从江苏交通广播电台（FM101.1MHz）调为海安人民广播电台（FM88.8MHz），下列可以实现的是（　　） A. 对接收信号进行调制 B. 增大电容器两端的电压 C. 减小电容器的正对面积 D. 减小电容器两极板间的距离 【答案】D 【解析】 【详解】由LC电路的频率公式可知，频率与成反比。 从FM101.1MHz调至FM88.8MHz，需降低频率，因此需增大或的值。 题目选项中仅涉及电容的调整，故需增大。 A．调制信号是发射端的处理，与接收电路的频率无关，A错误； B．电容器的电容由其结构决定，与电压无关，B错误； C．减小正对面积，根据，会减小，导致频率增大，与需求相反，C错误； D．减小极板间距，根据公式，会增大，从而使降低，符合题意，D正确。 故选D。 6. 如图所示的阴极射线管，在间加图示电压和磁场（未画出），仅调节磁场的大小，阴极射线从点移动到点。则（　　） A. 磁场垂直纸面向里 B. 应该减小磁感应强度 C. 射线到点的动能等于点 D. 射线到点的物质波波长大于点 【答案】D 【解析】 【详解】A．阴极射线是电子流，电子带负电。间电场方向由指向。仅调节磁场大小，阴极射线从点移动到点，说明电子受到的洛伦兹力向上。根据左手定则，可知磁场垂直纸面向外，A错误； B．电子向上偏转，说明洛伦兹力大于电场力。要使电子从到，应减小洛伦兹力，根据， 应增大磁感应强度，B错误； C．电子在运动过程中，电场力做功，根据动能定理，动能会发生变化，所以射线到点的动能不等于点，C错误； D．根据物质波波长公式， 电子向上偏转，电场力做负功，动能减小，速度减小，动量减小，则物质波波长增大，即射线到点的物质波波长大于点，D正确。 故选D 7. 在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，下列操作会导致测得的分子直径偏大的是（　　） A. 油酸酒精溶液配制后久置 B. 水面上的爽身粉撒得太厚 C. 未等油膜形状稳定就开始描绘轮廓 D. 计算油膜面积时，将不足半格的方格全部舍去 【答案】BC 【解析】 【详解】A．油酸分子直径公式为 （为纯油酸体积，为油膜面积） 久置后酒精挥发，溶液浓度升高，但计算时仍按原浓度计算，导致代入公式的纯油酸体积V的计算值偏小，因此测得的分子直径d偏小，故A错误； B．爽身粉撒得太厚，爽身粉过多会阻碍油膜扩散，则S偏小，d偏大，故B正确； C．未等油膜稳定就测轮廓，则S偏小，d偏大，故C正确； D．计算油膜面积时，将不足半格的方格全部舍去，属于物理近似，不影响分子直径的测量，故D错误。 故选BC。 8. 如图甲所示，两分子、从相距处静止释放，分子间的分子势能随距离变化的关系如图乙所示，整个运动只考虑分子间的作用力。则两分子释放后（　　） A. 间距时，有最大速度 B. 间距时，有最大加速度 C. 间距时，有最大速度 D. 间距时，有最大加速度 【答案】C 【解析】 【详解】当分子间距离时，分子势能最小，根据分子力的特点可知，此时分子间的引力等于斥力，分子力为0；当时，分子力表现为斥力；当时，分子力表现为引力。 AB．两分子从相距（，分子力表现为斥力）处静止释放，当分子间距为时，分子力为斥力，两分子就没有最大速度，也没有最大加速度，A错误，B错误。 CD．当分子间距为时，分子势能最小，根据能量的转化和守恒定律可知，此时动能最大，速度最大，加速度为0，C正确，D错误。 故选C。 9. 一束光照射大量处于能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出波长分别为的六种光，则入射光子的能量为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】题意可知氢原子吸收光子后发出六种波长光，说明被激发到n=4能级，入射光子能量等于n=4跃迁到n=2的能级差，即入射光能量为 分析可知n=4跃迁到n=2的辐射光的波长为，故入射光能量为 故选B。 10. 两个氘核以相等的动能Ek0对心碰撞发生核聚变。核反应方程为，比结合能为E1，比结合能为E2。核反应释放的核能E全部转化为动能，的动能为Ek。则（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．核聚变中生成物比结合能应高于反应物。氦−3的比结合能E2大于氘核的E1，故A错误； B．总动能由核能E和初始动能2Ek0组成。根据动量守恒，氦−3与中子动量等大反向，动能比为其质量的反比（1∶3）。总动能 故，故B正确； C．释放核能（生成物结合能减反应物结合能），故C错误； D．由 得 而非，故D错误。 故选B。 11. 如图所示，地面上有甲、乙两相同的导热气缸，封闭质量相同的同种理想气体，轻质活塞与两相同弹簧连接。此时，两弹簧长度相同，不计活塞与气缸间的摩擦。（　　） A. 甲、乙气体升高相同的温度后，甲中气体体积比乙小 B. 甲、乙气体升高相同的温度后，甲中气体压强比乙大 C. 甲、乙气体增加相同的体积，甲中气体吸收热量比乙少 D. 甲、乙气体增加相同的体积，甲中气体对外做功比乙少 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．对甲气缸中的活塞，由平衡条件可得p甲S=p0S+kx 解得气体的压强为 对乙气缸中活塞，由平衡条件可得p乙S=p0S+kx 解得 可知初始状态时压强相同，升高温度后，甲做等压变化，体积变大；乙随体积增大，弹簧弹力增大，压强也增大，可知甲、乙气体升高相同的温度后，甲中气体压强比乙小，体积比乙大，故AB错误； CD．甲、乙气体增加相同的体积，甲的压强不变，温度升高，乙的体积增大，压强也增大，温度升高更多，可知甲中气体对外做功比乙少，根据热力学第一定律ΔU=W+Q 可知ΔU甲＜ΔU乙 则甲中气体吸收热量比乙少，故CD正确。 故选CD。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 如图甲为探究气体等温变化规律的实验装置，实验时可用连接管将传感器与注射器相连，空气柱的长度可由注射器上的刻度尺读取，气体的压强可通过与注射器相连的传感器读取。 （1）关于实验中操作下列说法正确的是______________________； A. 柱塞上涂油仅仅为了减小摩擦力 B. 为方便推动柱塞，应手握注射器 C. 注射器不水平放置对实验没有影响 （2）实验过程中缓慢推动柱塞，使注射器内气体体积减小。该过程气体的内能_________（选填“变大”“变小”或“不变”），气体对外_________（选填“放出”“吸收”）热量。 （3）实验小组采集了多组压强和体积的数据，发现乘积的数值明显是越来越小，造成这一现象的原因可能是_______。 （4）该小组改进了实验操作，避免了上述问题。实验小组在不同室温下进行实验，缓慢推活塞进行实验得到了图乙的图像，图中的两次实验的温度______（选填“>”、“<”或“=”）； （5）某实验小组根据采集的实验数据作出图像，图丙中①、②、③三条直线中，最符合实际的直线是______________________，理由是______________________。 【答案】（1）C （2） ①. 不变 ②. 放出 （3）实验过程漏气 （4）＞ （5） ①. ③ ②. 一定量的气体在温度不变时，注射器内气体的体积V与是线性关系，纵轴截距是负的 【解析】 【小问1详解】 A．柱塞上涂油为了防止漏气，并不是为了减小摩擦，故A错误； B．推拉柱塞时不可用手握住注射器，会使气体温度变高，故B错误； C．实验需要测量气体体积与压强，注射器不水平放置对气体体积与压强的测量没有影响，注射器不水平放置对实验没有影响，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1]实验过程中缓慢推动柱塞，使注射器内气体体积减小，该过程气体温度不变，气体内能不变，即=0； [2]气体体积减小，外界对气体做功，W＞0，由热力学第一定律 可知Q=-W=-W＜0 则气体放出热量。 【小问3详解】 实验过程要保证气体质量不变，气体温度不变，一定量的气体发生等温变化时pV保持不变； 实验发现pV乘积的数值明显是越来越小，可能是由于密闭不严，实验过程漏气造成的。 【小问4详解】 由理想气体状态方程可知，pV=CT，在V一定时p越大，气体温度越高，由图乙所示图像可知＞。 【小问5详解】 [1][2]设注射器前端细管内气体体积为，气体的实际体积 由理想气体状态方程 整理得 一定量的气体在温度不变时，注射器内气体的体积V与是线性关系，纵轴截距是负的，由图示图像可知，符合实际的是③。 13. 在研究光电效应实验中，用某一频率的光照射阴极材料为铯的光电管，实验测得光电流随电压变化的图像如图所示。已知铯的逸出功为，电子的电量为，普朗克常量为。求： （1）铯发生光电效应的极限频率； （2）本次实验的入射光频率。（结果均保留三位有效数字） 【答案】（1）Hz （2）Hz 【解析】 【小问1详解】 已知铯的逸出功为，从图像可知遏止电压V，设铯材料的极限频率为，有 解得Hz 【小问2详解】 当光电管加反向遏止电压时，光电流为零，有 设入射光频率为，根据爱因斯坦光电效应方程，有 解得Hz 14. 如图，矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴O、以角速度匀速转动，外电路电阻R，在线圈由图示位置转过的过程中，求： （1）通过电阻R产生的电荷量q； （2）电阻R上所产生的热量Q。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据，， 可得 【小问2详解】 感应电动势最大值 有效值，， 可得 15. 用内阻为的发电机，给学校照明供电。如图所示，升压变压器的匝数比为，降压变压器的匝数比为，输电线的总电阻。全校共22个班，每班有“”的灯6盏，电灯全部都能正常发光，求： （1）降压变压器输出的电流； （2）发电机的输出功率； （3）发电机的电动势。 【答案】（1）24A （2）5424W （3）250V 【解析】 【小问1详解】 降压变压器的总电流为A 【小问2详解】 降压变压器输出电压为220V，则有 解得V 降压变压器的总电流为24A，降压变压器输入端电流满足 解得A 则导线上消耗电压为V 升压变压器输出电压为V 则发电机输出功率为W 【小问3详解】 由可得V 因为,升压变压器原副线圈的电流满足 则有 代入数据解得V 16. 霍尔传感器的结构可简化为图甲所示的长方体，外加磁场的磁感应强度和外加电流的方向如图所示，与长方体的前后两个表面及电流均垂直。导体中的载流子是电荷量为的电子，单位体积内自由电子数为，导体的长度为，宽度为，厚度为。 （1）求导体内电子定向移动的速率； （2）求长方体导体上下表面的霍尔电压； （3）在导体的两侧边的中点接电压传感器，如图乙所示，传感器示数为，求该导体的电阻率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据电流的微观表达式，电流I可以表示为 其中，n是单位体积内的自由电子数，S是导体的横截面积，v是电子的漂移速率。 对于长方体导体，横截面积S=bc，因此有I=nebcv 解得电子的定向移动速率为 【小问2详解】 霍尔效应中，电子在磁场中受到洛伦兹力的作用，导致电子在导体下表面积累电荷，形成霍尔电压，当电子受到的洛伦兹力与电场力平衡时，霍尔电压达到稳定值。 当两力平衡时，有 解得霍尔电压为 【小问3详解】 设电流通过导体时水平方向的电势差为，可知 根据欧姆定律，导体中的电流I与电压U2和电阻R的关系为 根据电阻定律有 解得电阻率 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $