精品解析：江苏省南京市第一中学高二下学期期中物理试题

这是一份精品解析：江苏省南京市第一中学高二下学期期中物理试题，文件包含精品解析江苏省南京市第一中学高二下学期期中物理试题解析版docx、精品解析江苏省南京市第一中学高二下学期期中物理试题原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。

南京一中—第二学期期中考试试卷
高二物理
一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1. 实验是物理学研究问题的重要方法，下列对相关实验的阐述中正确的是（　　）

A. 图1为观察悬浮于液体中的固体小颗粒做布朗运动时固体小颗粒的运动轨迹，它表明液体分子在杂乱无序地永不停息地运动着
B. 图2所示的是著名的“泊松光斑”，该实验证明了泊松的观点“光的粒子说”
C. 图3数据表明普朗克运用“能量子”的观点理论计算值与黑体辐射实验值吻合的非常好，这说明能量确实是不连续的，而是一份一份的
D. 图4所示为卢瑟福发现质子的实验原理，其对应的核反应方程式为
【答案】C
【解析】
【详解】A．图1所示做布朗运动的固体小颗粒在不同时刻位置的连线图，并非固体颗粒的运动轨迹，故A错误；
B．“泊松光斑”是光具有波动性的有力证据，而泊松是光的粒子说的坚定支持者，这与其对实验的预期结果恰恰相反，故B错误；
C．为了合理解释黑体辐射实验规律，普朗克发现必须打破能量连续的观念把能量看成一份一份的，只有这样理论值与实验值才能很好的吻合。从而，其引入了“能量子”的概念，故C正确；
D．图4所示为“α粒子大角度散射实验装置”，卢瑟福通过该实验发现了原子的核式结构，故D错误。
故选C。
2. 如图所示的p-V图像中A→B→C→A表示一定质量的理想气体的状态变化过程，1 atm＝1.01×105 Pa，则以下说法正确的是（　　）

A. 气体在A、B两状态时的温度相等，由状态A到状态B的过程中，气体温度保持不变
B. 由状态A到状态B的过程中，气体从外界吸收的热量大于气体对外界所做的功
C. 由状态B到状态C的过程中，外界对气体做了202 J的功
D. 由状态C到状态A的过程中，气体吸收的热量等于外界对气体做的功
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．因为，所以，气体在A、B两状态时的温度相等。由图像可知，由状态A到状态B的过程中，气体温度先升高后降低。A错误；
B．因为气体在A、B两状态时的温度相等，所以内能不变，根据热力学第一定律

气体从外界吸收的热量等于气体对外界所做的功。B错误；
C．由状态B到状态C的过程中，外界对气体做的功为

C正确；
D．由状态C到状态A的过程中，温度升高，气体内能增大，因为体积不变，所以气体吸收的热量等于气体内能的增加。D错误。
故选C。
3. 从1907年起，美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压Ue与入射光频率，作出如图乙所示的图像，图像与横轴的交点坐标为（a，0），其反向延长线与纵轴的交点坐标为（0，-b），由此算出普朗克常量h。并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。下列说法正确的是（　　）

A. 入射光的频率越大，a的值越大 B. 入射光的频率越大，b的值越大
C. 图甲中极板A连接电源的正极 D. 由乙图可求出普朗克常量
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程

又

得

横轴截距

为定值，与入射光的频率无关，故A错误；
B．纵轴截距

为定值，与入射光的频率无关，故B错误；
C．图甲中极板A连接电源的负极，故C错误；
D．图像斜率

得

故D正确。
故选D。
4. 2022年9月国家原子能机构展示了近年来核技术在我国国民经济领域重大应用成果。其中医用同位素镥177的自主可控及批量生产入选。该成果破解了多年来我国对其大量依赖进口的局面。镥177的半衰期约为6.7d，衰变时会辐射射线。其衰变方程为，下列说法正确的是（　　）
A. 该反应产生的新核比的比结合能小
B. 衰变时放出的X粒子的穿透性比γ射线强
C. 衰变时放出的X粒子来自于177内中子向质子的转化
D. 含有镥177药物经过13.4d后，将有四分之一的镥177发生衰变
【答案】C
【解析】
【详解】A．衰变时放出核能，故产生的新核比的比结合能大，选项A错误；
C．根据核反应中电荷数与质量数守恒判断，反应方程为

即衰变方程中的X为电子，为β衰变，其中的β射线是由原子核中的中子转化成一个质子和一个电子产生的，选项C正确；
B．衰变时放射出的射线穿透性最强，选项B错误，
D．经过13.4d后，剩余的镥177将变为原来的四分之一，选项D错误。
故选C。
5. 如图所示，L是直流电阻不计带铁芯线圈，D为理想二极管，R为电阻，Ll、L2和L3是三个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　）

A. 闭合S瞬间，三个灯立即亮
B. 闭合S瞬间，Ll灯比L2灯先亮
C. 断开S瞬间，L2灯闪亮后慢慢熄灭
D. 断开S瞬间，Ll灯闪亮后慢慢熄灭
【答案】D
【解析】
【详解】AB．S闭合瞬间，Ll、L2两灯泡立即亮，由于线圈的自感作用从而使L3灯泡慢慢变亮，故AB错误；
CD．断开开关瞬间，线圈产生自感电动势，于是线圈、L3与Ll形成一个闭合电路，由于稳定时L3比Ll亮（L3所在的支路的总电阻比Ll所在的支路的总电阻小），所以Ll灯将闪亮一下再慢慢熄灭，而二极管单向导通性能，所以L2灯立即熄灭，故C错误，D正确。
故选D。
6. 如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个理想互感器，互感器原、副线圈的匝数比分别为100：1和1：10，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，线路总电阻，则下列说法正确的是（　　）

A. 发电机输出的电功率1100kW
B. 线路上损耗的功率2500W
C. 互感器A是电流互感器，互感器B是电压互感器
D. 用户使用的用电设备变多，降压变压器输出电压大小不会改变
【答案】A
【解析】
【详解】C．互感器A并联接入电路是电压互感器，互感器B串联接入电路是电流互感器，故C错误；
B．根据

代入数据得

线路上损耗功率

故B错误；
A．根据变压器原理可知

代入数据得

发电机输出电功率

故A正确；
D．用户使用的用电设备越多，用户电流增大，输电电流增大，输电线损失电压增大，降压变压器输入电压减小，降压变压器输出电压减小，故D错误。
故选A。
7. 某充电器充电时可简化为如图甲所示电路，原线圈串联一个阻值的定值电阻，副线圈c、d连接阻值的定值电阻，a、b两端输入如图乙所示正弦交流电压，理想电流表的示数为，则（　　）

A. 理想电压表的示数为
B. 电阻的电功率为
C. 理想变压器原、副线圈匝数比为40：1
D. 若电阻的阻值减小，则电阻的电功率也将减小
【答案】C
【解析】
【详解】AC．根据电路可知





解得


故A错误，C正确；
B．电阻的电功率

故B错误；
D．若电阻的阻值减小，增大，增大，电阻的电功率将增大，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连，套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平光滑导轨上，导轨上有一根金属棒ab静止处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法正确的是（　　）

A. 圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动
B. 圆盘逆时针减速转动时，ab棒将向右运动
C. 圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动
D. 圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向右运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，选项A错误；
B．若圆盘逆时针减速转动时，感应电流从边缘流向圆心，线圈A中产生的磁场方向向上且磁场减小。由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，选项B错误；
C．当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则ab棒没有感应电流，则将不会运动，选项C错误；
D．由右手定则可知，圆盘逆时针加速转动时，感应电流从边缘流向中心，线圈A中产生的磁场方向向上且磁场增强，由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向下，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由b→a，由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向右，ab棒将向右运动，选项D正确。
故选D。
9. 如图所示，两水平虚线ef、gh之间存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、电阻为R的正方形铝线框abcd从虚线ef上方某位置由静止释放，线框运动中ab始终是水平的，已知两虚线ef、gh间距离大于线框边长，则从开始运动到ab边到达gh线之前的速度随时间的变化关系图象合理的是（  ）

A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．线框先做自由落体运动，由线框宽度小于磁场的宽度可知，当ab边进入磁场且cd边未出磁场的过程中，磁通量不变，没有感应电流产生，不受安培力，则线框的加速度与线框自由下落时一样，均为g，故A错误；
B．若cd边刚好匀速进入磁场
mg=F安=
ab边进入磁场后线框又做匀加速运动，cd边出磁场时的速度大于ab边进入磁场时的速度，则安培力大于重力，线框减速，当达到上述匀速的速度后又做匀速运动，即线框出磁场时的速度不可能小于进入磁场时的速度，故B错误；
C．若cd边减速进入磁场，线框全部进入后做匀加速运动，不可能以进入磁场时的速度匀速出磁场，故C错误；
D．若cd边加速进入磁场，全部进入后做匀加速运动，当cd边出磁场时线框有可能先减速到v，之后安培力与重力平衡，做匀速运动，故D正确。
故选D。
10. 如图所示，在水平面上有两条导电导轨MN、PQ，导轨间距为，匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度的大小为，两根完全相同的金属杆1、2间隔一定的距离放在导轨上，且与导轨垂直。它们的电阻均为R，两杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆的摩擦不计。杆1以初速度滑向杆2，为使两杆不相碰，则杆2固定与不固定两种情况下，最初摆放两杆时的最小距离之比为（　　）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】杆2固定，当杆1速度减到零时恰到达杆2位置，则有最初摆放两杆时距离最小，设为，对回路有

对杆1有


联立解得

杆2不固定，设两杆最小距离为，则有

对杆2，则有

两杆组成的系统满足动量守恒，则有

末态两杆速度相同

又

联立解得

所以

ABD错误，C正确。
故选C。
二、实验题（每空2分，共12分）
11. 如图所示，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，作出相应图象，分析得出结论。
（1）在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的_________和_________；
（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是__________________；
（3）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．推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分
C．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压力表的压强值
（4）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，画出图象如图所示，则产生的可能原因是_________。

A．实验过程中有漏气现象
B．实验过程中气体温度降低
C．实验过程中气体温度升高
D．实验过程中外面气体进入注射器，使注射器里面气体质量增加了
（5）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_________
A． B．
C． D．
【答案】 ① 质量 ②. 温度 ③. 要缓慢移动活塞，或者不能用手握住注射器等 ④. B ⑤. CD ⑥. AC
【解析】
【详解】（1）[1][2]在本实验操作过程中，需要保持不变的量是气体的质量和温度；
（2）[3]为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是：要缓慢移动活塞，或者不能用手握住注射器等；
（3）[4]A．推拉活塞时动作过快，会使气体的温度升高后降低，选项A错误；
B．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，选项B正确；
C．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，选项C错误。
故选B；
（4）[5]图象发生了弯曲，则说明在实验中温度发生了变化，因图象向上弯曲，图象的斜率为k=CT，故可能是气体的温度升高了，或者质量变大了，故CD正确，AB错误；
故选CD；
（5）[6]AB．由于实验操作和数据处理均正确，则温度高的对应的pV值较大，分别在图线上找到两个点，则pV乘积较大的是T1对应的图线，故A正确，B错误；
CD．根据理想气体状态方程

则k值大的对应的pV的乘积也大，即斜率越大的对应的温度越高，故C正确，D错误。
故选AC。
三、解答题（本题共4小题，共48分。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. 在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性材料—作为发电能源为火星车供电（中的是）。已知衰变后变为铀核（符号为）和粒子。若静止的在匀强磁场中发生衰变，粒子的动能为，粒子的速度方向与匀强磁场的方向垂直，在磁场中做匀速圆周运动的周期为 ，衰变放出的光子的动量可忽略，衰变释放的核能全部转化为铀核和粒子的动能。已知光在真空中的传播速度。求；
（1）写出衰变方程；
（2）衰变过程中的质量亏损；
（3）从开始衰变到和粒子再次相遇的最短时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）衰变方程为

（2）根据动量守恒定律可知粒子和铀核的动量大小相等，设为p，粒子的动能

铀核的动能

则

所以释放能量为

且

解得

（3）根据周期方程

可得

因为想再次相遇，必然是在裂变的切点处，所以每个粒子运动的时间必须为整数周期，这样就应有

而n、m必须为整数，所以根据与的比例关系，则必须或，这就意味着。所以相遇最短时间

13. 如图所示，在温度为17℃的环境下，一根竖直的轻质弹簧支撑着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空且静止，此时倒立汽缸的顶部离地面的高度为，已知弹簧原长，劲度系数，汽缸的质量，活塞的质量，活塞的横截面积，若大气压强，且不随温度变化。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好，使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同。（弹簧始终在弹性限度内，且不计汽缸壁及活塞的厚度）
（1）求弹簧的压缩量；
（2）若环境温度缓慢上升到37℃，求此时倒立汽缸的顶部离地面的高度；
（3）若在第（2）问中，密闭气体内能增加10J，则求该过程中密闭气体吸收的热量。

【答案】（1）0.3m；（2）51cm；（3）
【解析】
【详解】（1）对汽缸和活塞整体受力分析


带入得

（2）由于温度变化，活塞离地面的高度不发生变化，汽缸顶部离地面为
h= 49cm
而活塞离地面
50 cm－30 cm =20cm
故初始时，内部气体的高度为l=29cm。且该过程为等压变化。

根据

代入得

故此时倒立汽缸的顶部离地面的高度

（3）设密闭气体压强为p1，对汽缸受力分析得

代入得

在第（2）问中为等压变化，故气体对外做功

根据热力学第一定律得

解得

14. 如图所示，矩形线圈abcd的面积是0.01m2，共100匝，线圈的总电阻，外接电阻，线圈以角速度绕ab边匀速转动，ab边右侧有匀强磁场（左侧没有磁场），匀强磁场的磁感应强度，求（电压表为理想电表）∶
（1）当线圈由图示位置转过60°时，通过电阻R的电流大小和方向；
（2）当线圈由图示位置转过60°的过程中，通过电阻R的电荷量；
（3）电压表的示数。

【答案】（1），方向向下；（2）；（3）45V
【解析】
【分析】
【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值为

交变电流的最大值

电流的瞬时值表达式为

从图示位置转过60°时

此时的电流为

根据楞次定律，通过电阻R的电流方向向下；
（2）感应电动势平均值

电荷量

解得

（3）线圈中感应电动势的最大值为

一个周期内只有一半时间有电动势，根据有效值的定义，有

解得

电压表的示数为路端电压的有效值，解得

15. 如图所示，水平面内有一光滑金属导轨，其MN、PQ边的电阻不计，MP边的电阻阻值，与MP的夹角为，PQ与MP垂直，MP边长度小于1m。将质量，电阻阴不计的足够长直导体棒搁在导线上，并与MP平行，棒与MN、PQ交点G、H间的距离，空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，礠感应强度。在外力作用下，棒由GH处以一定的初速度向左做直线运动，运动时回路中的电流始终与初始时的电流相等。
（1）若初速度，求棒在GH处所受的安培力大小。
（2）在（1）的情形下，求棒向左移动距离2m到达EF过程中流过回路的电荷量和所需的时间。
（3）在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中，外力做功，求初速度。

【答案】（1）8N；（2）2C，0.5s；（3）1m/s
【解析】
【详解】（1）棒在GH处时，感应电动势

电流

棒受到的安培力

代入数据解得

（2）设棒移动的距离为a，由MN与MP的夹角为可知，EF间距离为，在此过程中，磁通量的变化量

回路中通过的电荷量为

由题意可知，回路中感应电流保持不变，可得

解得

（3）设外力做功为W，克服安培力做功为，导体棒在EF处的速度为，由动能定理，得

克服安培力做功



解得

由于电流始终不变，则

则

代入数据，得

解得

（，舍去）