【解析】江苏省苏州市2022-2023学年高二（下）期末物理试卷

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江苏省苏州市2022-2023学年高二（下）期末物理试卷

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1．天然大理石有一定的放射性，其放射源主要是石材中的氡元素。已知氡衰变产生和另一种粒子，下列说法正确的是（）

A．一个核含有个质子

B．粒子中含有个中子

C．核比核的比结合能大

D．经高温煅烧后石材中的氡半衰期会缩短

【答案】C

【知识点】原子核的衰变、半衰期；结合能与比结合能

【解析】【解答】A.一个核含有84个质子，134个中子，A不符合题意；

B.由质量数守恒电荷数守恒可知，X为，其中含有2个质子，2个中子，B不符合题意；

C.核比核更稳定，其比结合能更大，C符合题意；

D.由于半衰期由原子核内部性质决定的，与其所处的物理环境和化学环境无关，所以经高温煅烧后石材中的氡半衰期不变，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】从原子核的书写方式中分析原子核所含有的质子数、中子数和质量数；比结合能越大，原子核越稳定；半衰期是原子核自身决定的，与其所处的物理环境和化学环境无关。

2．下列说法错误的是（）

A．甲图是电子束穿过铝箔后的衍射图样，电子动量越大，则衍射现象越明显

B．乙图粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间内

C．丙图两种材料上的酱油滴，从形状可看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润

D．丁图中茶叶蛋的蛋白变成了酱油色，是色素分子扩散到蛋白内部导致的

【答案】A

【知识点】分子动理论的基本内容；浸润和不浸润；α粒子的散射；粒子的波动性德布罗意波

【解析】【解答】A.根据德布罗意波波长公式知，电子的动量越大，则波长越短，电子束通过铝箔后的衍射现象越不明显，A符合题意；

B.乙图a粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间内，B不符合题意；

C.图中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润，C不符合题意；

D.丁图中茶叶蛋的蛋白变成了酱油色，是色素分子扩散到蛋白内部导致的，D不符合题意；

故答案为：A。

【分析】根据波长越长，衍射现象越明显的规律分析电子束的衍射；根据粒子散射实验的现象和卢瑟福核式结构模型分析；根据酱油在材料上的形状分析浸润还是不浸润；根据扩散现象的原理分析。

3．“嫦娥五号”探测器胜利完成月球采样任务并返回地球探测器上装有用石英制成的传感器，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷压电效应如图所示，石英晶体上下表面间的压电效应与对应侧面间的不同则石英晶体（）

A．没有确定的熔点B．制成的传感器可测定压力大小

C．是各向同性的D．是多晶体

【答案】B

【知识点】晶体和非晶体

【解析】【解答】由题意知，石英晶体上下表面间的压电效应与对应侧面间的不同，说明石英晶体具有各向异性的压电效应，制成的传感器可测定压力大小，只有单晶体具有各向异性，所以也说明石英体是单晶体，单晶体有确定的熔点，有确定的几何形状，B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据单晶体、多晶体和非晶体的特点和区别分析。

4．图甲为氢原子能级图，图乙为氢原子的光谱，、、、是可见光区的四条谱线，其中谱线是氢原子从能级跃迁到能级辐射产生的，下列说法正确的是（）

A．这四条谱线中，谱线光子频率最大

B．氢原子的发射光谱属于连续光谱

C．用能量为的光子照射处于激发态的氢原子，氢原子不发生电离

D．氢原子从能级跃迁到能级，电子动能增大

【答案】D

【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光谱和光谱分析

【解析】【解答】A.由乙图可知谱线对应的波长最大，由可知，波长越大，频率越小，A不符合题意；

B.由图乙可以看出，氢原子的发射光谱属于线状光谱，B不符合题意；

C.处于n=2能级的氢原子电离至少需要吸收3.4eV的能量，因此用能量为3.5eV的光照射处于n=2激发态的氢原子，氢原子会发生电离，C不符合题意；

D.氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级，电场力做正功，电势能减小，根据能量守恒，电子动能增大，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】波长越大，频率越小；根据线状谱的特点分析氢原子的发射光谱；原子吸收到大于等于所处能级的能级值的绝对值的能量就可以发生电离；根据能量守恒定律分析原子从高能级向低能级跃迁中的动能变化。

5．（2023高二下·阜阳月考）如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力（）

A．大小增大，表现为引力B．大小增大，表现为斥力

C．大小减小，表现为引力D．大小减小，表现为斥力

【答案】D

【知识点】分子间的作用力；分子势能

【解析】【解答】由图可知，r2位置分子势能最小，即此位置为平衡位置r0，在r由r1变到r2的过程中即分子间距从小于r0到r0的过程中，结合分子力随分子间距离变化图像可知，分子力表现为斥力，并随分子间距离的增大而减小，故选D。

【分析】根据分子势能随分子间距变化图像得到r2位置为平衡位置，再结合分子力随分子间距离变化图像即可解答。

6．在如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在增大，则此时（）

A．电路中磁场能正在减小B．电容器两极板间场强正在减小

C．点电势比点高D．线圈中感应电动势正在增大

【答案】B

【知识点】LC振荡电路分析

【解析】【解答】A.由题意知电流正在增大，所以磁场能正在增大，A不符合题意；

B.电路中的电流正在增大，则表明电容器正在放电，极板带电量正在减小，电场强度正在减小，B符合题意；

C.由安培定则可知，线圈中的电流从b到a，且电路中的电流正在增大，电容器正在放电，所以下极板带正电，上极板带负电，即a点电势比b点低，C不符合题意；

D.电容器正在放电，极板电压正在减小，电流的变化率正在减小，因此线圈中的感应电动势相应的在变小，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据LC振荡电路的充放电特点，结合题意分析振荡电路中的充电与放电、能量变化、极板电压、线圈中的感应电动势等问题。

7．下列关于传感器元件说法正确的是（）

A．如图甲，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关的作用

B．如图乙，是一种电感式微小位移传感器，物体连接软铁芯插在空心线圈中，当物体向右发生微小位移时，线圈自感系数变大

C．如图丙是一光敏电阻，随着光照增强，光敏电阻导电性变差

D．如图丁，当力越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越小

【答案】A

【知识点】生活中常见的传感器；常见传感器的工作原理及应用

【解析】【解答】A.当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关的作用，A符合题意；

B.当物体1向右发生微小位移时，铁芯插入的长度变小，线圈自感系数变小，B不符合题意；

C.光敏电阻，当强光照射时，电阻变小，C不符合题意；

D.当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】根据干簧管的原理分析；根据线圈自感系数的决定量分析物体1位移的变化对线圈自感系数的影响；根据光敏电阻的特点分析；根据应变片原理分析。

8．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈由火线和零线并行绕成当右侧线圈中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关，从而切断家庭电路。仅考虑在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的是（）

A．家庭电路正常工作时，中的磁通量不为零

B．家庭电路中使用的电器增多时，中的磁通量变大

C．家庭电路发生短路时，开关将被电磁铁吸起

D．地面上的人接触火线发生触电时，开关将被电磁铁吸起

【答案】D

【知识点】磁通量；感应电动势及其产生条件

【解析】【解答】A.家庭电路正常工作时，零线和火线电流相等，铁芯内磁场叠加为0，中的磁通量也为零，A不符合题意；

B.家庭电路中使用的电器增多时，零线和火线电流都增大，但是仍然大小相等，方向相反，铁芯内磁场叠加为0，中的磁通量仍然为0，B不符合题意；

C.家庭电路发生短路时，零线和火线电流都很大，但是仍然大小相等，方向相反，铁芯内磁场叠加为0，电磁铁不工作，不能吸起开关K，C不符合题意；

D.地面上的人接触火线发生触电时，零线和火线大小电流不相等，中就有感应电流，电磁铁工作，开关K将被电磁铁吸起，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据火线和零线中电流等大反向的特点，分析铁芯内的磁场，得到中的磁通量；根据地面上的人接触火线发生触电时，火线和零线中的不再相等的特点，分析开关K的工作原理。

9．某汽缸内封闭有一定质量的理想气体，从状态依次经过状态、和后再回到状态，其图像如图所示，则在该循环过程中，下列说法正确的是（）

A．从到过程中，气体吸收热量

B．从到过程中，气体的压强增大

C．从到过程中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少

D．从到过程中，若气体内能增加，对外做功，则气体向外界放出热量

【答案】C

【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；热力学图像类问题

【解析】【解答】A.从状态B到C过程气体发生等温变化，内能不变，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体放出热量，A符合题意；

B.从C到D过程的V-T图像是过原点的直线，所以气体发生等压变化，B不符合题意；

C.从D到A，由可知，气体压强减小，从D到A过程中，气体温度不变，分子平均动能不变，则单个气体分子碰撞器壁的平均作用力不变，压强减小，则必然是单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少造成的，C符合题意；

D.根据热力学第一定律，可得Q=8kJ，可知气体从外界吸收8kJ热量，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据热力学第一定律分析气体是吸热还是放热；根据V-T图像的特点分析从C到D过程中气体压强的变化情况；由理想气体状态方程分析从D到A过程中气体压强的变化，根据气体压强的微观解释分析气体压强的变化原因；由热力学第一定律求解热量。

10．如图所示为某水电站远距离输电的原理图升压变压器的原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为，发电机输出的电压恒为，若由于用户端负载变化，使发电机输出功率增加了，升压变压器和降压变压器均视为理想变压器。下列说法正确的是（）

A．电压表的示数与电流表的示数之比不变

B．电压表的示数与电流表的示数之比变大

C．输电线上损失的电压增加了

D．输电线上损失的功率增加了

【答案】C

【知识点】变压器原理；电能的输送

【解析】【解答】A.由于发电厂输出电压恒为U，根据理想变压器的规律，故电压表的示数不变，发电厂输出功率增加了，则发电厂输出电流增加了，根据理想变压器的规律，对于升压变压器，示数增加了，所以电压表的示数与电流表的示数之比减小，A不符合题意；

B.由于示数增加，示数也将增加，而输电线电压损失也增加，降压变压器的输入电压将减小，示数也将减小，所以电压表的示数与电流表的示数之比减小，B不符合题意；

C.根据欧姆定律，输电线上损失的电压增加了，C符合题意；

D.输电线上损失的功率增加了，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据理想变压器电压与匝数的关系和电流与匝数的关系分析各电表的变化，得出比值的变化情况；由欧姆定律求解输电线上损失电压的增加量；由电功率的公式推导输电线上损失的功率增加量。

二、实验题（本大题共1小题，共15.0分）

11．

（1）在“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。

已知硅钢电阻率大于铁的电阻率，为了减小变压器铁芯中的涡流损耗，则铁芯的结构和材料应为；填字母

A.整块硅钢铁芯

B.整块铁块铁芯

C.绝缘的铁片叠成

D.绝缘的硅钢片叠成

将图乙中变压器原线圈、匝接线柱与学生电源直流输出端相连，选择开关置于；电压表与副线圈、匝接线柱相连，则电压表的示数是填字母

A.

B.

C.

D.

（2）某实验小组用如图丙所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。

关于该实验，下列说法正确的是；填字母

A.实验前应将注射器的空气完全排出

B.空气柱体积变化应尽可能的快些

C.柱塞的重力大小对实验结果无影响

D.实验前应在柱塞上涂润滑油以减小摩擦力

为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图丁所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为选填“”“”或“”；

如橡胶套内的气体不可忽略。移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度和压力表读数，绘出的图像可能为。填字母

【答案】（1）D；A

（2）C；>；C

【知识点】理想气体的实验规律；探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

【解析】【解答】（1）①为了减小变压器铁芯中的涡流损耗，则铁芯的结构和材料应为绝缘的硅钢片叠成，ABC不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。

②与学生电源直流输出端相连的变压器线圈不会产生感应电流，故电压表与副线圈0、8（800匝）接线柱相连，则电压表的示数是0，A符合题意，BCD不符合题意。

故答案为：A。

（2）①A.实验要研究的是注射器内的气体，所以注射器内应封闭一部分气体，A不符合题意；

B.因为气体要发生等温变化，因此速度不能太快，要缓慢移动注射器保证温度不变，B不符合题意；

C.因为是人为操作移动柱塞，所以柱塞的重力对实验没有影响，C符合题意；

D.柱塞上涂润滑油是为了增加注射器的密闭性，不是为了减小摩擦力，D不符合题意。

故答案为：C。

②在p-V图像中，根据公式可得相同体积时，压强越大，温度越高，因此可知；

③橡胶套内的气体不可忽略，设橡胶套内的气体体积为，被封闭气体初始状态的总体积为，由玻意耳定律有：，可得，可知图像不是倾斜的直线，而是随着增大，斜率变小，C符合题意，ABD不符合题意；

故答案为：C。

【分析】（1）①根据涡流产生原理分析；②变压器只对变化的电流工作，输入恒定直流电，变压器不工作；（2）①根据实验原理和注意事项分析；②由理想气体状态方程分析图丁中两条线对应的温度关系；③由理想气体状态方程推导橡胶套内的气体不可忽略时的关系式，根据关系式分析图像。

三、简答题（本大题共4小题，共45.0分）

12．图甲是氢原子的能级图，一群处于激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有、两种光能使图乙中的光电管电路产生光电流，测得产生的光电流与其对应电压的关系曲线如图丙所示。求：

（1）阴极的逸出功结果用为单位；

（2）光的遏止电压。

【答案】（1）解：对光的光子，有，得

所以逸出功为

解得

答：阴极的逸出功为；

（2）解：对光的光子，有，，

联立解得

答：光的遏止电压为。

【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应

【解析】【分析】（1）根据能级差公式和光电效应方程求解阴极K的逸出功；（2）由动能定理分析遏止电压与光电子的最大初动能的关系，求出a光的遏止电压。

13．用中子轰击锂核发生核反应，生成氚核和粒子，并释放出核能已知中子、氚核、粒子、锂核的质量分别为、、、，光速为．

（1）请写出核反应方程并算出该反应中的质量亏损；

（2）若反应前中子以的动能和锂核正碰，且碰撞前二者具有等大反向的动量，核反应中放出的核能全部转化为动能，求反应后生成的粒子和氚核的总动能。

【答案】（1）解：根据质量数守恒和电荷数守恒可知，核反应方程为：

该反应的过程中质量亏损为；

答：核反应方程为；该反应中的质量亏损为；

（2）解：根据爱因斯坦质能方程得：

由可知

根据能量守恒得：

联立解得

答：反应后生成的粒子和氚核的总动能为。

【知识点】质量亏损与质能方程；能量守恒定律

【解析】【分析】（1）写出核反应方程，根据各粒子的质量求出质量亏损；（2）根据爱因斯坦质能方程算出该核反应释放的核能，再由能量守恒定律和动量守恒定律求出反应后生成的粒子和氚核的总动能。

14．如图所示，、是两条水平、平行放置、宽的光滑金属导轨，垂直轨道平面有磁感应强度的匀强磁场导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器原、副线圈匝数之比：：，副线圈与的电阻组成闭合回路。质量的导体棒垂直、放置，从时刻开始在水平外力作用下在磁场中运动，其速度随时间按变化。不计导轨、导线、导体棒电阻。求：

（1）在棒中产生的电动势的表达式；

（2）电阻上的热功率；

（3）从到的时间内，外力做的功。

【答案】（1）解：棒切割磁感线产生的电动势为：

其中：

可得：；

答：在棒中产生的电动势的表达式为；

（2）解：设原线圈上电压的有效值为，根据电动势的表达式可知，棒切割磁感线产生的电动势的最大值为：

根据最大值与有效值之间的关系可得：

设副线圈上电压的有效值为，则由原副线圈匝数与电压之间的关系可得：：：

解得：

由此可得电阻上的热功率为：

代入数据解得：；

答：电阻上的热功率为；

（3）解：该正弦交流电的周期

从到，经历了个周期，上产生的热量为：

设在时刻，棒的速度为，则：，解得：

该过程末动能：，解得：

由能量守恒可得从到的时间内，外力做的功为：

。

答：从到的时间内，外力做的功为。

【知识点】电功率和电功；交变电流的产生及规律；变压器原理；能量守恒定律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值

【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律求出在ab棒中产生的电动势的表达式；（2）由理想变压器电压与匝数的关系求出副线圈电压，再由求出R上的热功率；（3）根据能量守恒定律求解从到的时间内，外力F做的功。

15．如图所示，竖直放置气缸由截面积不同的两圆筒连接而成截面积的活塞和质量为、截面积的活塞间用一原长遵循胡克定律的弹性细线连接，其间封闭一定质量的理想气体，它们可在筒内无摩擦地上下滑动且不漏气初始时，缸内气体温度、压强.，此时活塞的静止位置距圆筒连接处，弹性细线长。大气压强，重力加速度取。

（1）求活塞的质量；

（2）若缸内气体温度缓慢升高，直到活塞即将脱离小圆筒，求此时缸内气体温度；

（3）若缸内气体温度缓慢降低，直到细线的张力恰好为0，已知缸内气体内能变化量，求此过程缸内气体与外界交换的热量。

【答案】（1）解：对活塞受力分析，设绳上的拉力为，根据平衡条件得：

解得：

再对活塞受力分析，根据平衡条件得：

代入数据解得：

答：活塞的质量为；

（2）解：若缸内气体温度缓慢升高，直到活塞即将脱离小圆筒，气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律得：

解得此时缸内气体温度

答：缸内气体温度为；

（3）解：缸内气体温度缓慢降低，在活塞到了大圆筒底部前气体发生等压变化，此过程外界对缸内气体做功：

活塞到了大圆筒底到细线的张力变为，此过程缸体内气体压强减小了，活塞到了大圆筒底部后随着温度继续降低，设遵循胡克定律的弹性细线的劲度系数为，伸长量为，根据平衡得缸体内气体压强的表达式为：

可知此过程缸内气体压强随弹性细线伸长量的变化而线性变化，当细线的张力恰好减为时，设气体压强减为，对活塞受力分析，根据平衡得：，解得此时封闭气体压强：

由于缸内气体压强随弹性细线伸长量的变化而线性变化，所以可以用压强的平均值计算外界对缸内气体做的功：

根据热力学第一定律得：，此过程缸内气体向外界释放的热量。

答：此过程缸内气体向外界释放的热量。

【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律；压强及封闭气体压强的计算

【解析】【分析】（1）分别分析活塞A和活塞B的受力，由共点力平衡条件求出求活塞A的质量；（2）封闭气体做等压变化，由盖吕萨克定律列式求解活塞B即将脱离小圆筒时缸内气体的温度；（3）先分析缸内气体随温度的变化，气体压强和体积的变化情况，求出气体做功，再由热力学第一定律求出缸内气体与外界交换的热量。

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江苏省苏州市2022-2023学年高二（下）期末物理试卷

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1．天然大理石有一定的放射性，其放射源主要是石材中的氡元素。已知氡衰变产生和另一种粒子，下列说法正确的是（）

A．一个核含有个质子

B．粒子中含有个中子

C．核比核的比结合能大

D．经高温煅烧后石材中的氡半衰期会缩短

2．下列说法错误的是（）

A．甲图是电子束穿过铝箔后的衍射图样，电子动量越大，则衍射现象越明显

B．乙图粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间内

C．丙图两种材料上的酱油滴，从形状可看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润

D．丁图中茶叶蛋的蛋白变成了酱油色，是色素分子扩散到蛋白内部导致的

3．“嫦娥五号”探测器胜利完成月球采样任务并返回地球探测器上装有用石英制成的传感器，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷压电效应如图所示，石英晶体上下表面间的压电效应与对应侧面间的不同则石英晶体（）

A．没有确定的熔点B．制成的传感器可测定压力大小

C．是各向同性的D．是多晶体

4．图甲为氢原子能级图，图乙为氢原子的光谱，、、、是可见光区的四条谱线，其中谱线是氢原子从能级跃迁到能级辐射产生的，下列说法正确的是（）

A．这四条谱线中，谱线光子频率最大

B．氢原子的发射光谱属于连续光谱

C．用能量为的光子照射处于激发态的氢原子，氢原子不发生电离

D．氢原子从能级跃迁到能级，电子动能增大

5．（2023高二下·阜阳月考）如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力（）

A．大小增大，表现为引力B．大小增大，表现为斥力

C．大小减小，表现为引力D．大小减小，表现为斥力

6．在如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在增大，则此时（）

A．电路中磁场能正在减小B．电容器两极板间场强正在减小

C．点电势比点高D．线圈中感应电动势正在增大

7．下列关于传感器元件说法正确的是（）

A．如图甲，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关的作用

B．如图乙，是一种电感式微小位移传感器，物体连接软铁芯插在空心线圈中，当物体向右发生微小位移时，线圈自感系数变大

C．如图丙是一光敏电阻，随着光照增强，光敏电阻导电性变差

D．如图丁，当力越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越小

8．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈由火线和零线并行绕成当右侧线圈中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关，从而切断家庭电路。仅考虑在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的是（）

A．家庭电路正常工作时，中的磁通量不为零

B．家庭电路中使用的电器增多时，中的磁通量变大

C．家庭电路发生短路时，开关将被电磁铁吸起

D．地面上的人接触火线发生触电时，开关将被电磁铁吸起

9．某汽缸内封闭有一定质量的理想气体，从状态依次经过状态、和后再回到状态，其图像如图所示，则在该循环过程中，下列说法正确的是（）

A．从到过程中，气体吸收热量

B．从到过程中，气体的压强增大

C．从到过程中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少

D．从到过程中，若气体内能增加，对外做功，则气体向外界放出热量

10．如图所示为某水电站远距离输电的原理图升压变压器的原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为，发电机输出的电压恒为，若由于用户端负载变化，使发电机输出功率增加了，升压变压器和降压变压器均视为理想变压器。下列说法正确的是（）

A．电压表的示数与电流表的示数之比不变

B．电压表的示数与电流表的示数之比变大

C．输电线上损失的电压增加了

D．输电线上损失的功率增加了

二、实验题（本大题共1小题，共15.0分）

11．

（1）在“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。

已知硅钢电阻率大于铁的电阻率，为了减小变压器铁芯中的涡流损耗，则铁芯的结构和材料应为；填字母

A.整块硅钢铁芯

B.整块铁块铁芯

C.绝缘的铁片叠成

D.绝缘的硅钢片叠成

将图乙中变压器原线圈、匝接线柱与学生电源直流输出端相连，选择开关置于；电压表与副线圈、匝接线柱相连，则电压表的示数是填字母

A.

B.

C.

D.

（2）某实验小组用如图丙所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。

关于该实验，下列说法正确的是；填字母

A.实验前应将注射器的空气完全排出

B.空气柱体积变化应尽可能的快些

C.柱塞的重力大小对实验结果无影响

D.实验前应在柱塞上涂润滑油以减小摩擦力

为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图丁所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为选填“”“”或“”；

如橡胶套内的气体不可忽略。移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度和压力表读数，绘出的图像可能为。填字母

三、简答题（本大题共4小题，共45.0分）

12．图甲是氢原子的能级图，一群处于激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有、两种光能使图乙中的光电管电路产生光电流，测得产生的光电流与其对应电压的关系曲线如图丙所示。求：

（1）阴极的逸出功结果用为单位；

（2）光的遏止电压。

13．用中子轰击锂核发生核反应，生成氚核和粒子，并释放出核能已知中子、氚核、粒子、锂核的质量分别为、、、，光速为．

（1）请写出核反应方程并算出该反应中的质量亏损；

（2）若反应前中子以的动能和锂核正碰，且碰撞前二者具有等大反向的动量，核反应中放出的核能全部转化为动能，求反应后生成的粒子和氚核的总动能。

14．如图所示，、是两条水平、平行放置、宽的光滑金属导轨，垂直轨道平面有磁感应强度的匀强磁场导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器原、副线圈匝数之比：：，副线圈与的电阻组成闭合回路。质量的导体棒垂直、放置，从时刻开始在水平外力作用下在磁场中运动，其速度随时间按变化。不计导轨、导线、导体棒电阻。求：

（1）在棒中产生的电动势的表达式；

（2）电阻上的热功率；

（3）从到的时间内，外力做的功。

15．如图所示，竖直放置气缸由截面积不同的两圆筒连接而成截面积的活塞和质量为、截面积的活塞间用一原长遵循胡克定律的弹性细线连接，其间封闭一定质量的理想气体，它们可在筒内无摩擦地上下滑动且不漏气初始时，缸内气体温度、压强.，此时活塞的静止位置距圆筒连接处，弹性细线长。大气压强，重力加速度取。

（1）求活塞的质量；

（2）若缸内气体温度缓慢升高，直到活塞即将脱离小圆筒，求此时缸内气体温度；

（3）若缸内气体温度缓慢降低，直到细线的张力恰好为0，已知缸内气体内能变化量，求此过程缸内气体与外界交换的热量。

答案解析部分

1．【答案】C

【知识点】原子核的衰变、半衰期；结合能与比结合能

【解析】【解答】A.一个核含有84个质子，134个中子，A不符合题意；

B.由质量数守恒电荷数守恒可知，X为，其中含有2个质子，2个中子，B不符合题意；

C.核比核更稳定，其比结合能更大，C符合题意；

D.由于半衰期由原子核内部性质决定的，与其所处的物理环境和化学环境无关，所以经高温煅烧后石材中的氡半衰期不变，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】从原子核的书写方式中分析原子核所含有的质子数、中子数和质量数；比结合能越大，原子核越稳定；半衰期是原子核自身决定的，与其所处的物理环境和化学环境无关。

2．【答案】A

【知识点】分子动理论的基本内容；浸润和不浸润；α粒子的散射；粒子的波动性德布罗意波

【解析】【解答】A.根据德布罗意波波长公式知，电子的动量越大，则波长越短，电子束通过铝箔后的衍射现象越不明显，A符合题意；

B.乙图a粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间内，B不符合题意；

C.图中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润，C不符合题意；

D.丁图中茶叶蛋的蛋白变成了酱油色，是色素分子扩散到蛋白内部导致的，D不符合题意；

故答案为：A。

【分析】根据波长越长，衍射现象越明显的规律分析电子束的衍射；根据粒子散射实验的现象和卢瑟福核式结构模型分析；根据酱油在材料上的形状分析浸润还是不浸润；根据扩散现象的原理分析。

3．【答案】B

【知识点】晶体和非晶体

【解析】【解答】由题意知，石英晶体上下表面间的压电效应与对应侧面间的不同，说明石英晶体具有各向异性的压电效应，制成的传感器可测定压力大小，只有单晶体具有各向异性，所以也说明石英体是单晶体，单晶体有确定的熔点，有确定的几何形状，B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据单晶体、多晶体和非晶体的特点和区别分析。

4．【答案】D

【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光谱和光谱分析

【解析】【解答】A.由乙图可知谱线对应的波长最大，由可知，波长越大，频率越小，A不符合题意；

B.由图乙可以看出，氢原子的发射光谱属于线状光谱，B不符合题意；

C.处于n=2能级的氢原子电离至少需要吸收3.4eV的能量，因此用能量为3.5eV的光照射处于n=2激发态的氢原子，氢原子会发生电离，C不符合题意；

D.氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级，电场力做正功，电势能减小，根据能量守恒，电子动能增大，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】波长越大，频率越小；根据线状谱的特点分析氢原子的发射光谱；原子吸收到大于等于所处能级的能级值的绝对值的能量就可以发生电离；根据能量守恒定律分析原子从高能级向低能级跃迁中的动能变化。

5．【答案】D

【知识点】分子间的作用力；分子势能

【解析】【解答】由图可知，r2位置分子势能最小，即此位置为平衡位置r0，在r由r1变到r2的过程中即分子间距从小于r0到r0的过程中，结合分子力随分子间距离变化图像可知，分子力表现为斥力，并随分子间距离的增大而减小，故选D。

【分析】根据分子势能随分子间距变化图像得到r2位置为平衡位置，再结合分子力随分子间距离变化图像即可解答。

6．【答案】B

【知识点】LC振荡电路分析

【解析】【解答】A.由题意知电流正在增大，所以磁场能正在增大，A不符合题意；

B.电路中的电流正在增大，则表明电容器正在放电，极板带电量正在减小，电场强度正在减小，B符合题意；

C.由安培定则可知，线圈中的电流从b到a，且电路中的电流正在增大，电容器正在放电，所以下极板带正电，上极板带负电，即a点电势比b点低，C不符合题意；

D.电容器正在放电，极板电压正在减小，电流的变化率正在减小，因此线圈中的感应电动势相应的在变小，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据LC振荡电路的充放电特点，结合题意分析振荡电路中的充电与放电、能量变化、极板电压、线圈中的感应电动势等问题。

7．【答案】A

【知识点】生活中常见的传感器；常见传感器的工作原理及应用

【解析】【解答】A.当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关的作用，A符合题意；

B.当物体1向右发生微小位移时，铁芯插入的长度变小，线圈自感系数变小，B不符合题意；

C.光敏电阻，当强光照射时，电阻变小，C不符合题意；

D.当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大，D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】根据干簧管的原理分析；根据线圈自感系数的决定量分析物体1位移的变化对线圈自感系数的影响；根据光敏电阻的特点分析；根据应变片原理分析。

8．【答案】D

【知识点】磁通量；感应电动势及其产生条件

【解析】【解答】A.家庭电路正常工作时，零线和火线电流相等，铁芯内磁场叠加为0，中的磁通量也为零，A不符合题意；

B.家庭电路中使用的电器增多时，零线和火线电流都增大，但是仍然大小相等，方向相反，铁芯内磁场叠加为0，中的磁通量仍然为0，B不符合题意；

C.家庭电路发生短路时，零线和火线电流都很大，但是仍然大小相等，方向相反，铁芯内磁场叠加为0，电磁铁不工作，不能吸起开关K，C不符合题意；

D.地面上的人接触火线发生触电时，零线和火线大小电流不相等，中就有感应电流，电磁铁工作，开关K将被电磁铁吸起，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据火线和零线中电流等大反向的特点，分析铁芯内的磁场，得到中的磁通量；根据地面上的人接触火线发生触电时，火线和零线中的不再相等的特点，分析开关K的工作原理。

9．【答案】C

【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；热力学图像类问题

【解析】【解答】A.从状态B到C过程气体发生等温变化，内能不变，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体放出热量，A符合题意；

B.从C到D过程的V-T图像是过原点的直线，所以气体发生等压变化，B不符合题意；

C.从D到A，由可知，气体压强减小，从D到A过程中，气体温度不变，分子平均动能不变，则单个气体分子碰撞器壁的平均作用力不变，压强减小，则必然是单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少造成的，C符合题意；

D.根据热力学第一定律，可得Q=8kJ，可知气体从外界吸收8kJ热量，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据热力学第一定律分析气体是吸热还是放热；根据V-T图像的特点分析从C到D过程中气体压强的变化情况；由理想气体状态方程分析从D到A过程中气体压强的变化，根据气体压强的微观解释分析气体压强的变化原因；由热力学第一定律求解热量。

10．【答案】C

【知识点】变压器原理；电能的输送

【解析】【解答】A.由于发电厂输出电压恒为U，根据理想变压器的规律，故电压表的示数不变，发电厂输出功率增加了，则发电厂输出电流增加了，根据理想变压器的规律，对于升压变压器，示数增加了，所以电压表的示数与电流表的示数之比减小，A不符合题意；

B.由于示数增加，示数也将增加，而输电线电压损失也增加，降压变压器的输入电压将减小，示数也将减小，所以电压表的示数与电流表的示数之比减小，B不符合题意；

C.根据欧姆定律，输电线上损失的电压增加了，C符合题意；

D.输电线上损失的功率增加了，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据理想变压器电压与匝数的关系和电流与匝数的关系分析各电表的变化，得出比值的变化情况；由欧姆定律求解输电线上损失电压的增加量；由电功率的公式推导输电线上损失的功率增加量。

11．【答案】（1）D；A

（2）C；>；C

【知识点】理想气体的实验规律；探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

【解析】【解答】（1）①为了减小变压器铁芯中的涡流损耗，则铁芯的结构和材料应为绝缘的硅钢片叠成，ABC不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。

②与学生电源直流输出端相连的变压器线圈不会产生感应电流，故电压表与副线圈0、8（800匝）接线柱相连，则电压表的示数是0，A符合题意，BCD不符合题意。

故答案为：A。

（2）①A.实验要研究的是注射器内的气体，所以注射器内应封闭一部分气体，A不符合题意；

B.因为气体要发生等温变化，因此速度不能太快，要缓慢移动注射器保证温度不变，B不符合题意；

C.因为是人为操作移动柱塞，所以柱塞的重力对实验没有影响，C符合题意；

D.柱塞上涂润滑油是为了增加注射器的密闭性，不是为了减小摩擦力，D不符合题意。

故答案为：C。

②在p-V图像中，根据公式可得相同体积时，压强越大，温度越高，因此可知；

③橡胶套内的气体不可忽略，设橡胶套内的气体体积为，被封闭气体初始状态的总体积为，由玻意耳定律有：，可得，可知图像不是倾斜的直线，而是随着增大，斜率变小，C符合题意，ABD不符合题意；

故答案为：C。

【分析】（1）①根据涡流产生原理分析；②变压器只对变化的电流工作，输入恒定直流电，变压器