2021-2022学年江苏省连云港市高二（下）期末物理试卷（附答案详解）

2021-2022学年江苏省连云港市高二（下）期末物理试卷

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1.碘的放射性同位素曷1/的半衰期约为8天，因其在人体内存留时间短且副作用小，

医学上利用碘益】/治疗甲亢。若/衰变中产生款和某种粒子，则这种粒子

是（）

A.电子B.质子C.中子D.正电子

2.用玻璃瓶密封一定质量的气体，然后将玻璃瓶放入热水中，过一段时间瓶塞弹出,

关于瓶塞弹出的原因下列说法正确的是（）

A.瓶内气体分子数增加

B.瓶内气体分子间作用力急剧增大

C.瓶内所有气体分子的运动都更加刷烈

D.瓶内气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的平均冲量增大

3.某实验小组设计的电梯坠落应急安全装置如图所示，电梯井内壁上铺设线圈，电梯

轿厢底部安装永久磁铁，磁铁N极向上，线圈能在电梯轿厢突然坠落时自动闭合，

阻碍电梯轿厢急剧下降从而减小对乘客的伤害。当电梯轿厢坠落至图示位置时（）

A.线圈A、B相互吸引

B.线圈4有收缩的趋势，8有扩张的趋势

C.俯视线圈A,其感应电流沿逆时针方向

D.电梯轿厢处于完全失重状态

4.光电效应实验得到光电流/与加在光电管两极间电压U的关系图像如图乙所示，下列

说法正确的是（）

A.入射光①的频率大于②

B.入射光①的频率大于③

C.若电压U增大，阴极K产生光电子数增加

D.入射光③产生光电子的最大初动能比①大

5.振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。如图甲所

示的LC振荡电路中，电容器上的电荷量随时间的变化规律如图乙所示，t=0.3s时

的电流方向如图甲所示，下列说法正确的是（）

A.在t=0〜0.5s内，电容器在放电

B.在t=0.8s时，P点电势比Q点高

C.在t=1.0〜1.5s内，电场能正在转化成磁场能

D.在==1,5〜2.0s内，振荡电路中的电流在减小

6.如图所示,一定质量的理想气体从状态4依次经过状

态B、C和D后再回到状态4。其中4TB和C-D为

等温过程，8-C和。-4为绝热过程，这就是热机

的“卡诺循环”。下列说法正确的是（）

A.4过程中，气体放出热量

B.B-C过程中，气体的压强增大

C.C-C过程中，气体的内能增大

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D.整个循环过程中，气体从外界吸收热量

7.图a所示的扬声器中有一线圈，当音频电流信号通过线圈时，纸盆振动发出声音。

线圈所在位置的磁场呈辐射状且方向如图b所示，已知线圈半径为r,所在位置磁感

应强度大小为B,则通过电流为/时，单匝线圈受到的安培力大小为（）

的5

A.BIrB.0C.2BlrD.2nBIr

8.如图甲所示，理想变压器原副线圈匝数比为％：n2=10：1,原线圈输入正弦式交

流电压如图乙所示，副线圈电路中定值电阻R。=100,电容器C的耐压值为221Z,

所有电表均为理想电表。下列说法正确的是（）

甲乙

A.电容器C不会被击穿

B.副线圈两端电压变化的频率为5Hz

C.滑片P滑至最下端时，电流表2的示数为0.224

D.滑片P向下移动过程中，电流表&示数增大，公示数减小

9.某同学用图甲电路探究自感现象对电流的影响，闭合开关后灯泡发光，过一会再断

开开关，图乙为电流传感器采集的电流随时间变化的图像。已知乙图中单元格边长

为0.4s和0.14线圈直流电阻与灯泡电阻相同，电流传感器内阻不计。则（）

A.开关闭合后通过线圈的电流恒为0.44

B.开关断开后灯泡闪一下然后逐渐熄灭

C.开关断开后通过灯泡的电流方向向左

D.开关断开后流过灯泡的电荷量约为0.2C

10.传导式电磁泵的优点是没有转动部件，不存在机械磨损。如图所示，长方体电磁泵

相邻棱长分别为a、b、c,泵体的上下表面接在电压为U的电源（内阻不计）上，流过

泵体的导电液电阻率为P，泵体处在垂直于前表面向里的匀强磁场内，磁感应强度

大小为8。下列说法正确的是（）

A.泵体的上表面应接电源正极

B.通过泵体的电流为何

C.减小液体电阻率可以获得更大抽液高度

D.减小磁感应强度可以获得更大抽液高度

二、实验题（本大题共1小题，共15.0分）

11.某实验小组用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：

A.向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地散入琲子粉

及将17nL纯油酸加入酒精中，得到2.5x103nl乙的油酸酒精溶液

C把玻璃板放在方格纸上，测出油膜的面积

。・将配好的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，记下1mL溶液的液滴数

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£把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油膜形状稳定后，将玻璃板盖在浅盘上，在

玻璃板上描出油膜的轮廓

F.根据得到的数据，估算出油酸分子的直径

(1)上述实验步骤正确的顺序是(填步骤前的字母)。

(2)用油膜法估测分子直径的实验中使用了哪些科学近似；

A.将油膜看成单分子层

B.将油酸分子视为球形

C将油酸稀释以后进行实验

D油酸分子紧密排列，但必须考虑分子间隙

(3)如图为描出的油膜轮廓，坐标纸中正方形方格的边长为1cm,油膜的面积约为

m2(保留一位有效数字)。

(4)实验测得1mL溶液约为80滴，估算油酸分子的直径约为m(保留一位有效

数字)。

(5)实验发现测得的分子直径d明显偏小，出现这种情况的可能原因是。

A.水面上琲子粉撒得太多，油膜没有充分展开

8.求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数计多了

C.将滴入的溶液体积作为油酸体积代入公式计算

D油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化

三、计算题(本大题共4小题，共45.0分)

12.根据玻尔理论，处于激发态的氢原子可以向低能级跃迁，发出光子。已知基态的氢

原子能量为Ei，普朗克常量为瓦电子的质量为m,氢原子的能级公式品=*(n=

1,2,3)。一群处于n=3能级的氢原子直接跃迁到基态，发出的光子能使逸出功为生

的某金属发生光电效应。求：

(1)该光子的频率；

(2)获得最大初动能的光电子的物质波波长。

13.图甲为浇花的喷壶，图乙为其原理示意图。充气管内有压强等于大气压P。、长度为

公、横截面积为S的空气，底部F是一个阀门距离液面高度为切；液面上方封闭体积

为人压强等于P。的空气；开始阀门?是闭合的，出水管处于关闭状态，已知水的

密度为P，重力加速度为g,出水管的体积及管内液柱产生的压强不计，不考虑气

体温度的变化。求：

(1)要将阀门F打开需缓慢将活塞推入的距离；

(2)第一次将充气管内气体完全充入喷壶后液面上方气体的压强。

甲乙

14.固定在水平桌面上的平行光滑金属导轨如图甲所示，导轨间距L=lm,左端与R=

4。的电阻相连，导轨间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导体棒ab垂直放在导

轨上。现给导体棒施加一水平向右的恒力F,测得导体棒速度随时间变化的图像如

图乙所示。己知导体棒质量m=0.5kg,有效阻值r=1/2,磁场磁感应强度B=2T,

其它电阻不计。

(1)求导体棒运动过程中通过电阻R的最大电流；

(2)求t=Is时导体棒加速度的大小；

(3)若导体棒开始运动后1s内通过的位移x=7m,求该时间内电阻R上产生的热量。

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v/m/s

15.如图所示，正方形区域COEF边长为3该区域内无磁场，区域外。内上方存在垂直

于纸面向外匀强磁场，。。1下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，两匀强磁场磁感

应强度大小相等。磁场边界CD中点P处有一粒子源，能够垂直于CD向磁场发射速

率可变，电荷量不变的正电粒子。已知粒子质量为m、电荷量为q,重力不计，若

粒子以速率为入射恰能在最短时间内通过P点右侧与处。

(1)求磁场磁感应强度8的大小；

(2)若粒子入射速率为2%,求粒子从P点射出至第二次到达磁场边界的时间；

(3)若粒子源依次向外发射粒子的速率为(2n-1)%(n为发射粒子的次数,数值取1,

2,3...),且前一个粒子返回至粒子源出口处时，恰能与后发出的粒子发生完全非

弹性碰撞，碰撞前后粒子电荷总量保持不变，求第71个粒子与第71+1个粒子发射的

时间间隔。

答案和解析

1.【答案】A

【解析】解:根据质量数守恒和电荷数守恒可知，碘131的衰变方程为康―康Xe+，e,

可知这种粒子是电子，故A正确，8CD错误；

故选：4。

利用质量数和电荷数守恒可以核反应的正确，从而分析粒子性质。

本题考查原子核的衰变规律，要求掌握核反应方程的书写。

2.【答案】D

【解析】解：4、密封容器，瓶内气体分子数不变，故4错误；

8、分子间作用力由分子间距决定，分子数不变、体积不变的情况下，分子间距不变，

瓶内气体分子间作用力不会急剧增大，故8错误；

C、玻璃瓶放入热水中，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，但不是每个分子的

动能都增加，即不是瓶内所有气体分子的运动都更加剧烈，故C错误；

。、根据一定质量的理想气体状态方程pH=nRT,气体体积不变，温度升高，故压强增

大，由气体压强的微观解释可知，瓶内气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的平均

冲量增大，故。正确；

故选：Do

根据分子间距的变化分析出气体分子间作用力的变卦；

温度升高时，气体分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大；

根据气体压强的微观意义完成分析。

本题主要考查了热力学第一定律的相关应用，正确理解温度对气体动能的影响，结合气

体压强的微观意义即可完成分析。

3.【答案】C

【解析】解：AC,当电梯轿厢落到如图所示位置时，线圈4中有向上的磁通量减弱，线

圈B中有向上的磁通量增强，从上向下看，线圈4中产生的感应电流为逆时针方向，线

圈B产生的感应电流为顺时针方向，两线圈感应电流方向相反，反向电流会相互排斥，

故A错误，C正确；

8、线圈4中向上的磁通量减弱，线圈B中向上的磁通量增强，由楞次定律可知，线圈A有

扩张趋势，线圈B有收缩趋势，故B错误；

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。、由上述分析可知，坠落过程中，线圈内的磁通量发生变化，线圈会产生感应电流,

感应电流会阻碍磁铁的运动，进而阻碍电梯轿厢运动，使电梯轿厢处于非完全失重状态,

故。错误；

故选：C。

根据楞次定律分析出感应电流的方向和线圈的变化趋势，根据电流的方向分析出线圈之

间的相互作用力类型；

根据电梯轿厢的加速度情况分析出所处的状态。

本题主要考查了楞次定律的相关应用，利用楞次定律分析出感应电流的方向和线圈的变

化趋势，结合超失重的知识完成分析。

4.【答案】D

【解析1解：AB,根据图乙可知，入射光①和②的遏止电压相同，且小于入射光③的

遏止电压，由此可知入射光①②的频率相等，小于入射光③的频率，故AB错误：

C、阴极K产生光电子的数目与光照强度有关，与电压无关，故C错误；

D、根据动能定理得：eUc=eK=hv-W0,入射光③产生光电子的最大初动能比①大，

故。正确；

故选：D。

根据光电效应和动能定理，结合图像的特点分析出不同入射光的频率大小；

阴极产生光电子数目的多少与电压无关，与入射光的强度有关。

本题主要考查了光电效应的相关应用，熟悉光电效应方程的公式，结合图像的物理意义

完成分析。

5.【答案】B

【解析】解：4、由图像可知，在。〜0.5s,极板上电荷量正在增大，说明LC振荡电路正

在充电，故A错误；

B、由于0.3s时电流流向电容器上极板，故说明上极板为正极板，在t=0.8s时，电量在

减小，电容器在放电，电流由P流向Q,故P点电势高，故B正确；

C、在t=1.0〜1.5s内，电场能正在转化成磁场能，电量在反向增大，说明电容器在反

向充电，此时磁场能正在转化为电场能，故C错误；

D、在t=1.5〜2.0s内，电量在反向减小，说明电容器在放电，则电流在增大，故。错

误。

故选：Bo

LC振荡电路放电时，电场能转化为磁场能，电路电流增大；“振荡电路充电时，磁场

能转化为电场能，电路电流减小；根据图象，分析清楚电磁振荡过程，然后答题。

本题考查对振荡电路的掌握，要求应熟练掌握电磁振荡过程、分析清楚q-t图象的性

质是正确解题的关键。

6.【答案】D

【解析】解：力、力过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，

根据热力学第一定律ZU=Q+W可知气体吸热，故4错误；

B、根据图像可知，B-C过程中，气体的压强减小，故B错误；

C、C-D过程中，等温压缩，气体内能不变，故C错误；

。、p-V图象与坐标轴围成的面积表示气体做的功，根据图象可知，该循环中，气体对

外做功大于外界对气体做功，即W<0；一个循环，内能不变4U=0,根据热力学第一

定律，Q>0,即气体吸热，故。正确；

故选：D。

分析各个过程中体积的变化和温度的变化，再根据热力学第一定律分析内能的变化、气

体是吸热或是放热。

本题考查了理想气体状态方程的应用，根据图象判断出气体体积如何变化，从而判断出

外界对气体做功情况，再应用热力学第一定律与题目所给条件即可正确解题；要知道：

温度是分子平均动能的标志，一定质量的理想气体内能由温度决定。

7.【答案】D

【解析】解：根据左手定则可知，通电时线圈受到垂直纸面的安培力的作用，利用微元

法，单匝线圈单匝线圈安培力的大小表示

F=B1L=2nBlr,£>正确，A8C错误。

故选：Do

线圈在磁场中要受到安培力作用，导线上每一小段受到的安培力都直纸面，把每一小段

的安培力相加即可。

本题考察了线圈在磁场中的受力问题，解题的关键是用微元法求每一小段的安培力再进

行叠加即可。

8.【答案】C

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【解析】解：4副线圈两端电压的最大值U2=乎%巾=3111/=31">22匕

7n1U

电容器会被击穿，故A错误。

B.由图乙可知，周期T=0.02s,频率/="=万专s=50Hz,故8错误。

C副线圈两端电压的有效值/=赞=赍U=22V,滑片P滑至最下端时，副线圈中的

电流/2=詈=得4=2.24原线圈中的电流/】=菖与=白*2.24=0.224,故C正确。

D根据“串反并同”这个结论可知，当滑片P向下移动过程中，R减小，因&与R串联，

所以电流表&的示数增大，又/1=最/2,则电流表4的示数也增大，故。错误。

故选：C.

电容器的击穿电压是电压的最大值；由周期可以得到频率；滑片/滑至最下端时，电阻

R=0；根据“结论法”来分析电流表的示数变化。

电容器的击穿电压是电压的最大值；变压器不改变电流的频率；注意灵活运用动态变化

“结论法”的使用。

9.【答案】D

【解析】解：4、根据题意，由于线圈的自感现象，通过线圈的电流逐渐增大，稳定后

电流恒为0.44故A错误；

BC,根据题意可知，稳定后通过线圈的电流与通过灯泡的电流相等，开关断开后，由

于线圈的自感现象，灯泡逐渐熄灭，且通过灯泡电流方向向右，故BC错误；

。、根据题意，/-£图像中图线与横轴围成的面积表示电荷量，由图可知，每个小格为

<7o=0.04c,根据不足半格舍去，半格以上算一个可得，开关断开后流过灯泡的电荷量

约为q=5q（）=0.2c,故。正确；

故选：D。

通过线圈的电流逐渐增大，稳定后电流恒为0.44；

开关断开后，由于线圈的自感现象，灯泡逐渐熄灭，且通过灯泡电流方向向右；

/-t图像中图线与横轴围成的面积表示电荷量，根据题意可计算电荷量。

明确自感现象，知道自感现象的原因，知道如何图像的意义。

10.【答案】C

【解析】解：力、由图可知，导电液体受向左的安培力，由左手定则可知，电流方向由

下到上，则泵体的上表面应接电源的负极，故4错误；

B、根据题意，由公式R=§可得，泵体的电阻为

/?=竺

ab

由于电磁泵为非纯电阻电路，设通过泵体的电流为/,抽水的机械功率为P,则有

UI=I2R+P

可得：/〈攀，故B错误；

C、根据题意可知，减小液体电阻率可以获得更大的电流，安培力增大，获得更大的抽

液高度，故C正确；

D,根据题意可知，减小磁感应强度，安培力减小，抽液高度减小，故。错误；

故选：Co

根据左手定则分析出粒子的受力方向从而得出泵体的连接方式；

根据电阻定律和功率的计算公式完成分析；

根据安培力的计算公式结合选项完成分析。

本题主要考查了霍尔效应的相关应用，熟悉左手定则，结合安培力的计算公式即可完成

解答。

11.【答案】BDAECFAB0.015xIO-10BD

【解析】解：(1)实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体

积。然后将1滴此溶液滴在有琲子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放

在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按

不足半格的舍去，多余半格的算一格，计算出油酸膜的面积。则用1滴此溶液除以1滴此

溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径，则上述实验步骤正确的是8D4ECF；

(2)4、将油膜看成单分子层，故A正确；

B、将油酸分子视为球形，故8正确；

C、将油酸稀释以后进行实验，使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子油膜，故C

错误；

。、油酸分子紧密排列，分子之间没有空隙，故。错误；

故选：AB.

(3)根据题意可知，每个小格的面积为

S()=0.012m—0.00001m2

根据计数原则可知油膜的面积约为

S=lOOSo=100x0.0001m2=O.OlTn2

第12页，共18页

(4)根据题意可得一滴溶液中油酸的体积为

V=$x如人=5x10-W=5xIO"而

油酸分子的直径约为

d=-=5x102m=5x10-lom

so.oi

(5)4、水面上琲子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则面积偏小，直径偏大，故A错误；

B、求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数计多了，则体积偏小，直径偏小，故B正确；

C、将滴入的溶液体积作为油酸体积代入公式计算，则体积偏大，直径偏大，故C错误；

D,油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化，则体积偏小，直径偏小,

故。正确；

故选：BD。

故答案为：(l)BDAECF；(2)AB；(3)0.01；(4)5xIO-10；(5)FD

(1)根据实验原理掌握正确的实验步骤；

(2)根据实验原理结合选项完成分析；

(3)根据油膜面积的计数原则得出油膜面积的大小；

(4)根据公式V=dS计算出油酸分子的直径；

(5)根据实验原理完成对实验误差的分析。

本题主要考查了油膜法测量分子直径大小的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作,

结合公式^=dS即可完成分析，难度不大。

12.【答案】解：(1)根据能级差和能量子公式可得:

hv=^-E1

解得…=嘿

(2)根据光电效应可知，光电子的最大初动能为

Ek=hv-Wo

结合物质波的波长公式4=上

mv

联立解得：I2mf8F+M/.

J-27n(-E1+IV0)

答；(1)该光子的频率为噤;

h

(2)获得最大初动能的光电子的物质波波长为短皿多计％)。

【解析】（1）根据能级差的特点结合能量子的公式得出光子的频率：

（2）根据光电效应公式和物质波的波长公式完成分析。

本题主要考查了氢原子的能级公式，同时结合了光电效应方程和物质波的计算公式即可

完成分析。

13.【答案】解：（1）充气管底端的压强为：P2=Po+pgL2

要使阀门产打开，则充气管内的气体压强为P2,对充气管内的气体：初态：Pl=Po,匕=

L1S

•P2=Po+PgL?，11^2=LS

根据玻意耳定律可得：P1《=P2彩，解得人=悬厂

PO+P9L2

则活塞推入的距离=k-L=兰富

Po+pgL2

（2）把喷壶内的气体和充气阀内的气体作为整体：初态：P3=Po，K3=V+LrS

末态：P4=?，V4=V

根据玻意耳定律可得：p3v3=p4v4,解得P4=PO+竿

答：（1）要将阀门F打开需缓慢将活塞推入的距离为卷线；

（2）第一次将充气管内气体完全充入喷壶后液面上方气体的压强为p0+华。

【解析】（1）当阀门F打开时，充气管内的气体压强等于充气阀门下端的液体的压强，找

出初末状态参量，根据玻意耳定律即可求得；

（2）把喷壶内的气体和充气阀内的气体作为整体，找出初末状态参量，根据玻意耳定律

即可求得。

本题主要考查了玻意耳定律，关键时找出初末状态参量，把变质量问题转化为恒质量问

题。

14.【答案】解：（1）根据题意可知，当导体棒的速度最大时，通过电阻R的电流最大，

由图乙可知，导体棒的最大速度为

vm=12m/s

则感应电动势为

E=BLvm=2x1x12V=24K

通过电阻R的电流为

第14页，共18页

由右手定则可知，电流通过电阻R的方向为由PTM。

(2)根据题意可知，当导体棒速度最大时，外力F等于导体棒受到的安培力，则有

F=0=B/L=2X4.8xIN=9.6/V

由图乙可知，当t=ls时，导体棒的速度为

v1=10m/s

感应电动势为

Ei=BL%=2X1x101/=201/

感应电流为

.殳20...

A=—=—A=4A

1R+r4+1

则安培力为

K=BIJ=2x4xIN=8N

对导体棒，由牛顿第二定律有

尸一a=ma

解得：Q=3.2m/s2

(3)设导体棒开始运动后1s内安培力做功为W,则有动能定理得：

1

Fx+W=-mvf9

21

解得：W=-44.27

则整个电路产生的焦耳热为

Q=44.2;

该时间内电阻R上产生的热量为

,R4

Q=^Q=X44.2/=35.36/

答：(1)导体棒运动过程中通过电阻R的最大电流为4.84方向由PTM；

(2)t=Is时导体棒加速度的大小为3.2m/s2；

(3)若导体棒开始运动后1s内通过的位移x=7m,该时间内电阻R上产生的热量为

35.36/。

【解析】(1)根据公式计算出感应电动势的大小，结合欧姆定律得出电流的大小，结合

右手定则得出电流的方向：

(2)根据欧姆定律和安培力公式，结合受力分析和牛顿第二定律得出导体棒加速度的大

小；

(3)熟悉能量的转化特点，结合电阻的比值关系得出电阻R产生的热量。

本题主要考查了电磁感应的相关应用，熟悉欧姆定律和安培力的计算公式，结合牛顿第

二定律和能量的转化特点即可完成分析。

15.【答案】解：(1)粒子以速率处恰能在最短时间内通过P点右侧5处，作轨迹如图1所

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