精品解析：江苏省扬州市新华中学2024-2025学年高二下学期阶段练习（三）物理试题

扬州市新华中学2024-2025学年高二年级阶段练习（三） 物理 满分：100分 考试时间：75分钟 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 液晶在现代生活中扮演着重要角色，广泛应用于手机屏幕、平板电视等显示设备中。下列四幅图哪个是液晶态分子排列图（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AD．液晶在某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的，选项A、D中分子排列非常有序，不符合液晶分子的排列规律，故AD错误； B．选项B中分子排列比较整齐，但从另外一个角度看也具有无序性，符合液晶分子的排列规律，故B正确； C．选项C中，分子排列是完全无序的，不符合液晶分子的排列规律，故C错误。 故选B。 2. 关于物理学史，下列叙述与事实不相符合的是（　　） A. 普朗克提出能量量子化理论，并运用该理论对黑体辐射现象做出了理论解释 B. 查德威克发现中子，为人类对原子能的利用奠定了基础 C. 爱因斯坦发现了光电效应﹐并提出光电效应方程从理论上完美地解释了光电效应的实验现象 D. 麦克斯韦电磁理论告诉我们变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场 【答案】C 【解析】 【详解】A．普朗克提出能量量子化理论，成功解释了黑体辐射现象，故A正确，不符合题意； B．查德威克通过实验发现中子，为原子核物理及原子能利用奠定基础，故B正确，不符合题意； C．光电效应由赫兹首先发现，爱因斯坦提出光子说并建立光电效应方程解释其规律，故C错误，符合题意； D．麦克斯韦电磁理论指出变化的电场和磁场相互激发，符合理论内容，故D正确，不符合题意。 本题选错误的，故选C。 3. 关于电磁波，下列说法中正确的是（　　） A. 静止的点电荷也可以向外发射电磁波 B. 低频信号经高频载波调制后辐射本领变强 C. 在真空中，5G信号比4G信号传播速度快 D. 所有物体都发射红外线，且辐射强度相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．产生电磁波需要有周期性变化的电场和磁场，静止的点电荷产生静电场，不会向外发射电磁波，故A错误； B．电磁波的频率越高，辐射本领越强，低频信号经高频载波调制后辐射本领变强，故B正确； C．电磁波在真空中传播的速度相同，故C错误； D．物体的温度越高，向外辐射红外线的强度越强，故D错误。 故选B。 4. 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是（　　） A. 未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 B. 未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用 C. 接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 D. 接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．未接导线时，表针晃动过程中导线切割磁感线，表内线圈会产生感应电动势，故A错误； B．未接导线时，未连成闭合回路，没有感应电流，所以不受安培力，故B错误； CD．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，根据楞次定律可知，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用，故C错误D正确。 故选D。 5. 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。 6. 核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的能量转化为电能。我国的火星探测车用放射性材料作为燃料，中的Pu元素是，已知的半衰期为88年，其衰变方程为。若、、X的结合能分别为、、，则下列说法正确的是（　　） A. 的平均核子质量大于的平均核子质量 B. 衰变放出的射线是氦核流，它的贯穿能力很强 C. 该反应释放的能量为 D. 一个静止的 核发生衰变后，、X在磁场中的运动轨迹应该如图所示 【答案】A 【解析】 【详解】A．衰变反应后存在质量亏损，则的平均核子质量大于的平均核子质量，故A正确； B．根据电荷数和质量数守恒，X为，故衰变放出的射线为射线，即氦核流，它的贯穿能力很弱，电离能力很强，故B错误； C．该反应释放的能量为，故C错误； D．一个静止的 核发生衰变后，变成、X，根据动量守恒，可知与X的动量大小相等，方向相反，在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力，则有 解得 因磁感应强度相等，动量大小相等，故电荷量越大，轨道半径越小，的电荷量大于X（）的电荷量，故的轨道半径较小，即小圆为的运动轨迹；设在P点的速度方向沿切线向上，X在P点的速度方向沿切线向下，根据左手定则，两者的运动轨迹应为外切圆，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，有一分子位于坐标原点O处不动，另一分子位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能Ep，分子间距离为无穷远时，分子势能Ep为0，这一分子（　　） A. 在x0处所受分子力为0 B. 从x1处向左移动，分子力一直增大 C. 从x1处向右移动，分子力一直增大 D. 在x2处由静止释放可运动到x0处 【答案】B 【解析】 【详解】A．在x0处所受分子力不为0，在x1处分子势能最小，所受分子力为0，A错误； B．图像斜率绝对值表示分子力，从x1处向左移动图像斜率绝对值增大可知，分子力一直增大，B正确； C．从x1处向右移动，斜率先增大后减小可知分子力先增大后减小，C错误； D．在x2处分子势能小于零，在x0处分子势能为零，由能量守恒定律可知，在x2处由静止释放不能运动到x0处，D错误。 故选Ｂ。 8. “空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据 可得 从a到b，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b到c，气体压强减小，温度降低，因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率，c态的体积大于b态体积。 故选B。 9. 笔记本电脑盖上屏幕，屏幕盖板上磁铁和主板机壳上“霍尔传感器”配合，通过改变a、b间电势差的方式使屏幕进入休眠模式，其工作原理如图所示。当电脑盖上屏幕时，相当于屏幕边缘的磁极靠近霍尔元件，已知该霍尔元件载流子为电子，以下说法正确的是（　　） A. 盖上盖板，a端带正电 B. 打开盖板，a端带正电 C. 盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐减小 D. 盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐增大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．无论盖上盖板还是打开盖板，霍尔元件磁场方向向下，电流方向向左，根据左手定则可得，载流子受力方指向a，因此a端带负电，故AB错误； CD．设霍尔元件的长度为a，宽度为b，高度为c，则 所以 盖上屏幕过程中，磁感应强度变大，则霍尔电压增大，即a、b间电势差逐渐增大，故C错误，D正确。 故选D。 10. 如图所示，为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过单刀双掷开关S与电感L或电源相连，。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流。在该振荡电路中，某一时刻的磁场方向、电场方向如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 此时电容器正在充电 B. 振荡电流正在减小 C. 当储罐内的液面高度降低时，回路振荡电流的频率升高 D. 当开关从a拨到b时开始计时，经过时间t，电感L上的电流第一次达到最大，则该回路中的振荡周期为2t 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据图中电场方向可知此时电容器右极板带正电，左极板带负电，由磁场方向可知电流方向由正极板流向负极板，故此时电容器正在放电，振荡电流正在增大，故AB错误； C．根据电容的决定式 当储罐内的液面高度降低时，可知此时减小，电容变小，由 可得此时振荡周期减小，频率变大，故C正确； D．开关从a拨到b时，此时电容器开始放电，当电感L上的电流第一次达到最大时，此时经过，故该LC回路中的振荡周期为4t，故D错误。 故选C。 11. 质谱仪在众多科学研究和实际应用领域中都发挥着重要作用。如图所示为某一质谱仪，某种带电粒子从O点由静止出发，经过加速电场和速度选择器，进入磁场后打在荧光屏上，粒子轨迹如图中虚线所示。若、、以及圆周运动的半径为已知量，下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带负电 B. 该粒子的速度为 C. 该粒子的比荷为 D. 该速度选择器中电场强度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中逆时针偏转，根据左手定则可知粒子带正电，选项A错误； BC．在加速电场中 在磁场中有 解得， 选项B正确，C错误； D．在速度选择器中 解得 选项D错误。 故选B。 二、非选择题：本题共5小题，共56分。其中第13 ~ 16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. 在利用特制的注射器做“探究气体等温变化的规律”实验中，某小组同学通过上拉或下压柱塞得到了a、b、c、d四组实验数据，压力表记录b组数据时的状态如图所示，通过记录对应的四个封闭气柱的长度值L（L单位：cm）算出体积，四组实验数据如下表。 次数 a b c d 压强p（×105Pa） 0.8 1.6 1.9 体积V（cm3） 8 6.4 4.0 3.4 体积倒数（cm-3） 0.125 0.156 0.25 0.297 （1）实验研究的对象是______，实验中应保持不变的参量是_______。 （2）实验中为了控制该参量不变，应该______。 A. 在活塞上涂上润滑油，只是为了减少摩擦 B. 推动活塞时要缓慢 C. 不要用手直接握住注射器密闭气体的部分 D. 实验前注射器内要吸入尽量多的空气 （3）实验数据b对应的压强应为_____×105Pa，根据上表数据作出的图像如图所示，可得出实验结论：质量一定的理想气体，______。 【答案】（1） ①. 注射器内密闭的气体 ②. 温度，密闭气体的质量 （2）BC （3） ①. 1.0 ②. 温度不变时，压强与体积成反比 【解析】 【小问1详解】 [1][2]实验研究的对象是注射器内密闭的气体，保持不变的参量是温度和密闭气体的质量。 【小问2详解】 A．活塞和针筒之间涂上润滑油，减小摩擦、防止漏气，故A错误； BC．保持气体质量不变．缓慢推动活塞、不要用手直接握住注射器密闭气体的部分，保持气体的温度不变，故BC正确； D．实验前注射器内空气质量对温度没有影响，故D错误。 故选BC。 【小问3详解】 [1][2]实验数据b对应的压强为1.0×105 Pa，作出的图线为一条过原点的直线，可得出结论：质量一定的理想气体，温度不变时，压强与体积成反比。 13. 如图所示，光电管的阴极K用某种金属制成，闭合开关S，用发光功率为P的激光光源直接照射阴极K时，产生了光电流。移动变阻器的滑片，当光电流恰为零时，电压表的示数为U，已知该金属的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c，求： （1）激光在真空中的波长； （2）激光光源单位时间内产生的光子数N。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由光电效应方程 由动能定理 联立求得 （2）由 其中 （或者写成） 解得 14. 某探究小组利用压力传感器设计了一个温度报警装置，其原理如图所示。在竖直放置且导热性良好的圆柱形容器内用面积S=100cm2、质量m=1kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体温度T0=300K、活塞与容器底的距离h0=30cm，因环境温度升高活塞缓慢上升d=5cm后恰好接触固定的压力传感器，环境温度继续上升至T2=420K时触发报警器工作。大气压强P0=9.9×104Pa，重力加速度g=10m/s2。 （1）求活塞刚接触传感器时气体的温度T1及报警器被触发工作时气体的压强P2； （2）若封闭气体从温度T0至T2过程中内能增加了ΔU=150J，求气体从外界吸收热量Q。 【答案】（1），；（2） 【解析】 【详解】（1）气体第一阶段为等压变化 解得 第二阶段为等容变化 解得 （2）活塞缓慢上升过程中对外做功 根据热力学第一定律 15. 回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。如图甲所示为回旋加速器的工作原理示意图，D1盒中心A处有离子源，它不断发出质子。加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为U0、周期为T。已知质子电荷量为q，质量为m，D形盒的半径为R。设狭缝很窄，粒子通过狭缝的时间可以忽略不计。设质子从离子源发出时的初速度为零，不计质子重力。求： （1）匀强磁场的磁感应强度B； （2）质子在回旋加速器中获得的最大动能及加速次数； （3）质子在回旋加速器中运动的时间（假设质子经加速后在磁场中又转过半周后射出）。 【答案】（1）；（2）；；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）质子在D形盒内做圆周运动，轨道半径达到D形盒半径R时被导出，此时具有最大动能。设此时的速度大小为，由牛顿第二定律得 交变电压的周期T与质子在磁场中运动的周期相同，有 联立解得 （2）质子的最大动能为 质子每加速一次获得的能量为 加速次数为 联立解得 （3）质子通过狭缝的时间忽略不计，则质子在回旋加速器中运动的时间为 16. 如图所示，为某小型发电站的远距离输电示意图，已知发电机线圈匝数N=100匝、面积S=0.36 m2、电阻r =1 Ω。该线圈在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的OO′轴匀速转动。已知输电线的总电阻R = 4 Ω，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。若用户区标有“220 V、20 W”的1100只灯泡恰能同时正常发光（假设此时没有其他用电器工作，变压器均为理想变压器）。求： （1）输电线的电流； （2）发电机的输出功率； （3）发电机线圈转动的角速度。 【答案】（1）10A；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）依题意得：用户端总电流为 根据理想变压器的电流与匝数关系可得 代入数据得 （2）根据能量守恒可知 根据功率公式可知输电线损失的功率 根据能量守恒可知 代入数据得 （3）由交变电流的有效值公式可知 由闭合电路欧姆定律可知 根据理想变压器的电流与匝数关系可得 根据功率公式可知 代入数据得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 扬州市新华中学2024-2025学年高二年级阶段练习（三） 物理 满分：100分 考试时间：75分钟 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 液晶在现代生活中扮演着重要角色，广泛应用于手机屏幕、平板电视等显示设备中。下列四幅图哪个是液晶态分子排列图（　　） A. B. C. D. 2. 关于物理学史，下列叙述与事实不相符合的是（　　） A. 普朗克提出能量量子化理论，并运用该理论对黑体辐射现象做出了理论解释 B. 查德威克发现中子，为人类对原子能的利用奠定了基础 C. 爱因斯坦发现了光电效应﹐并提出光电效应方程从理论上完美地解释了光电效应的实验现象 D. 麦克斯韦电磁理论告诉我们变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场 3. 关于电磁波，下列说法中正确的是（　　） A. 静止的点电荷也可以向外发射电磁波 B. 低频信号经高频载波调制后辐射本领变强 C. 在真空中，5G信号比4G信号传播速度快 D. 所有物体都发射红外线，且辐射强度相同 4. 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是（　　） A. 未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 B. 未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用 C. 接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 D. 接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用 5. 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 6. 核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的能量转化为电能。我国的火星探测车用放射性材料作为燃料，中的Pu元素是，已知的半衰期为88年，其衰变方程为。若、、X的结合能分别为、、，则下列说法正确的是（　　） A. 的平均核子质量大于的平均核子质量 B. 衰变放出的射线是氦核流，它的贯穿能力很强 C. 该反应释放的能量为 D. 一个静止的 核发生衰变后，、X在磁场中的运动轨迹应该如图所示 7. 如图所示，有一分子位于坐标原点O处不动，另一分子位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能Ep，分子间距离为无穷远时，分子势能Ep为0，这一分子（　　） A. 在x0处所受分子力为0 B. 从x1处向左移动，分子力一直增大 C. 从x1处向右移动，分子力一直增大 D. 在x2处由静止释放可运动到x0处 8. “空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（　　） A. B. C. D. 9. 笔记本电脑盖上屏幕，屏幕盖板上磁铁和主板机壳上“霍尔传感器”配合，通过改变a、b间电势差的方式使屏幕进入休眠模式，其工作原理如图所示。当电脑盖上屏幕时，相当于屏幕边缘的磁极靠近霍尔元件，已知该霍尔元件载流子为电子，以下说法正确的是（　　） A. 盖上盖板，a端带正电 B. 打开盖板，a端带正电 C. 盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐减小 D. 盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐增大 10. 如图所示，为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过单刀双掷开关S与电感L或电源相连，。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流。在该振荡电路中，某一时刻的磁场方向、电场方向如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 此时电容器正在充电 B. 振荡电流正在减小 C. 当储罐内的液面高度降低时，回路振荡电流的频率升高 D. 当开关从a拨到b时开始计时，经过时间t，电感L上的电流第一次达到最大，则该回路中的振荡周期为2t 11. 质谱仪在众多科学研究和实际应用领域中都发挥着重要作用。如图所示为某一质谱仪，某种带电粒子从O点由静止出发，经过加速电场和速度选择器，进入磁场后打在荧光屏上，粒子轨迹如图中虚线所示。若、、以及圆周运动的半径为已知量，下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带负电 B. 该粒子的速度为 C. 该粒子的比荷为 D. 该速度选择器中电场强度为 二、非选择题：本题共5小题，共56分。其中第13 ~ 16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. 在利用特制的注射器做“探究气体等温变化的规律”实验中，某小组同学通过上拉或下压柱塞得到了a、b、c、d四组实验数据，压力表记录b组数据时的状态如图所示，通过记录对应的四个封闭气柱的长度值L（L单位：cm）算出体积，四组实验数据如下表。 次数 a b c d 压强p（×105Pa） 0.8 1.6 1.9 体积V（cm3） 8 6.4 4.0 3.4 体积倒数（cm-3） 0.125 0.156 0.25 0.297 （1）实验研究的对象是______，实验中应保持不变的参量是_______。 （2）实验中为了控制该参量不变，应该______。 A. 在活塞上涂上润滑油，只是为了减少摩擦 B. 推动活塞时要缓慢 C. 不要用手直接握住注射器密闭气体的部分 D. 实验前注射器内要吸入尽量多的空气 （3）实验数据b对应的压强应为_____×105Pa，根据上表数据作出的图像如图所示，可得出实验结论：质量一定的理想气体，______。 13. 如图所示，光电管的阴极K用某种金属制成，闭合开关S，用发光功率为P的激光光源直接照射阴极K时，产生了光电流。移动变阻器的滑片，当光电流恰为零时，电压表的示数为U，已知该金属的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c，求： （1）激光在真空中的波长； （2）激光光源单位时间内产生的光子数N。 14. 某探究小组利用压力传感器设计了一个温度报警装置，其原理如图所示。在竖直放置且导热性良好的圆柱形容器内用面积S=100cm2、质量m=1kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体温度T0=300K、活塞与容器底的距离h0=30cm，因环境温度升高活塞缓慢上升d=5cm后恰好接触固定的压力传感器，环境温度继续上升至T2=420K时触发报警器工作。大气压强P0=9.9×104Pa，重力加速度g=10m/s2。 （1）求活塞刚接触传感器时气体的温度T1及报警器被触发工作时气体的压强P2； （2）若封闭气体从温度T0至T2过程中内能增加了ΔU=150J，求气体从外界吸收热量Q。 15. 回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中。如图甲所示为回旋加速器的工作原理示意图，D1盒中心A处有离子源，它不断发出质子。加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为U0、周期为T。已知质子电荷量为q，质量为m，D形盒的半径为R。设狭缝很窄，粒子通过狭缝的时间可以忽略不计。设质子从离子源发出时的初速度为零，不计质子重力。求： （1）匀强磁场的磁感应强度B； （2）质子在回旋加速器中获得的最大动能及加速次数； （3）质子在回旋加速器中运动的时间（假设质子经加速后在磁场中又转过半周后射出）。 16. 如图所示，为某小型发电站的远距离输电示意图，已知发电机线圈匝数N=100匝、面积S=0.36 m2、电阻r =1 Ω。该线圈在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的OO′轴匀速转动。已知输电线的总电阻R = 4 Ω，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。若用户区标有“220 V、20 W”的1100只灯泡恰能同时正常发光（假设此时没有其他用电器工作，变压器均为理想变压器）。求： （1）输电线的电流； （2）发电机的输出功率； （3）发电机线圈转动的角速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $