2022-2023学年山东省东营市高二（下）期末教学质量调研物理试卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共8小题，共24.0分）
1. 在银河系当中，铝的含量相当于个太阳的质量，铝是铝的放射性同位素，衰变方程为，则的符号是
A. B. C. D.
2. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，下列做法正确的是
A. 用注射器吸取配置好的油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入小量杯，若滴溶液的体积是，则滴溶液中含有油酸
B. 在向量筒中滴入油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小
C. 选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜
D. 实验时观察到油膜的面积先增大后不变
3. 礼花喷射器通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体产生冲击，将纸管里填充的礼花彩条喷出，营造气氛。喷出礼花彩条的过程中，罐内气体( )
A. 内能减少 B. 分子热运动加剧
C. 由于来不及发生热传递，故温度保持不变 D. 礼花喷射器宜在高温干燥环境保存
4. 氢原子能级如图所示，现有大量氢原子处于的能级，若用其跃迁辐射的光子照射逸出功的金属，则光电子的最大初动能的最小值为( )
A. B. C. D.
5. 图甲是研究光电效应的电路图，图乙是用、、三束光照射光电管得到的光电流与两极间电压的关系图像。下列说法正确的是
A. 在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值
B. 光的波长大于光的波长
C. 光与光的光照强度相同
D. 当开关断开时，电流表的示数为零
6. 图甲为车辆智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈和电容器构成振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法正确的是( )
A. 时刻电容器间的电场强度为最大值 B. 时间内，电容器处于放电过程
C. 汽车靠近线圈时，振荡电流频率变大 D. 从图乙波形可判断汽车正远离地感线圈
7. 如图所示，一定质量的理想气体由状态经等压变化到状态，再从状态经等温变化到状态，最后从状态变化回到状态。下列说法正确的是
A. 气体在状态的体积小于在状态的体积
B. 气体在状态的体积等于在状态的体积
C. 从状态到状态的过程中气体向外界放出热量
D. 从状态到状态的过程外界对气体做正功
8. 图甲是一种家用台灯的原理图，理想自耦变压器的、间接入的交流电，变压器线圈总匝数为匝，交流电流表为理想电表，定值电阻，灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当、之间线圈匝数为匝时，则( )
A. 灯泡两端的电压约为 B. 通过电阻的电流约为
C. 通过电流表的示数约为 D. 灯泡的功率约为
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
9. 图甲是三颗微粒做布朗运动的位置连线图，图乙是氧气分子速率分布图像，图丙是分子间作用力和分子间距离的关系图像，图丁是分子势能和分子间距离的关系图像。下列说法正确的是
A. 图甲中，微粒越小，布朗运动越明显，但连线并不是微粒的运动轨迹
B. 图乙中，曲线Ⅰ对应的温度比曲线Ⅱ对应的温度高
C. 由图丙可知，当分子间的距离从开始增大时，分子间的作用力先增大后减小
D. 由图丁可知，当分子间的距离从开始增大时，分子势能先增大后减小
10. 如图所示，回旋加速器两个形金属盒与高频交流电源连接，两金属盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子每次通过狭缝时都能得到加速。匀强磁场垂直于金属盒平面，磁感应强度为，若处粒子源放出质量为、带电量为的粒子。下列说法中正确的是
A. 所加高频交流电的频率应为
B. 粒子射出时的最大动能与加速电压大小无关
C. 粒子射出时的最大动能与磁感应强度大小无关
D. 若增大加速电压，粒子在金属盒间的加速次数将减少，在回旋加速器中运动的时间将减小
11. 如图甲所示，交流发电机两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，线圈平面与磁场垂直，线圈电阻不计。线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈通过金属滑环及两个导体电刷与外电路连接，电阻。从某时刻开始计时，交流发电机产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 时刻，线圈处于中性面位置
B. 线圈中产生的交变电流的有效值为
C. 线圈转一圈，电阻上产生的焦耳热为
D. 线圈中产生的交变电流的瞬时值可表示为
12. 如图所示，水平面上固定有足够长的平行导轨，导轨间距，虚线垂直于导轨，左侧部分的导轨与电容的平行板电容器相连，且由不计电阻的光滑金属材料制成，右侧部分的导轨由粗糙的绝缘材料制成。将一质量、电阻不计的金属棒通过水平轻绳绕过光滑定滑轮与质量为的小物块相连，左侧处于方向竖直向下的匀强磁场中。时刻，将垂直于导轨的金属棒由静止释放，金属棒在轻绳的拉动下开始运动，当金属棒越过虚线后，作出金属棒的图像如图所示。已知重力加速度取，整个过程中电容器未被击穿，则下列分析正确的是( )
A. 电容器的极板带正电
B. 金属棒与绝缘材料间的动摩擦因数为
C. 金属棒的释放点到虚线的距离为
D. 匀强磁场的磁感应强度大小为
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
13. 图甲为某同学做“用研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”的实验装置示意图。缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次由注射器的刻度读出气体体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。实验完成后，计算机屏幕上显示出如图乙所示的图像，其中实线是实验所得图线，虚线为一支参考双曲线。
关于本实验，下列描述正确的是________。多选，填入相应的字母代号
A.压力传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据
B.注射器活塞与针筒之间的摩擦并不影响压强的测量
C.为了减小实验误差，可以选用容积较大的注射器
D.推动活塞时，为了稳定，手要握住注射器筒
仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是________。填入相应的字母代号
A.环境温度逐渐升高 环境温度逐渐降低
实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小。实验过程中该同学发现，环境温度逐渐降低，则实验得到的图像应是________。
14. 小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示虚线框内的连接没有画出。将热敏电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电源，内阻不计，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻。当线圈中的电流大于等于时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
由图乙可知，当环境温度为时，热敏电阻阻值为_______；
由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将_______选填“增大”、“减小”或“不变”，继电器的磁性将_______选填“增强”、“减弱”或“不变”；
图甲中指示灯的接线柱应与接线柱_______相连均选填“”或“”；
当环境温度大于等于_______ 时，警铃报警。
四、计算题（本大题共4小题，共44.0分）
15. 一个静止原子核发生了一次衰变。放射出速率为的粒子，以表示粒子的质量，表示光速。
新核的元素符号用表示，写出该衰变的核反应方程。
若该衰变过程释放的能量全部转为粒子和新核的动能，求衰变过程的质量亏损。
16. 气压式升降椅通过汽缸上下运动来调节椅子升降，其结构如图乙所示。圆柱形汽缸与椅面固定在一起，总质量。固定在底座上的柱状汽缸杆的横截面积，在汽缸中封闭了长度的理想气体。汽缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力，已知室内温度，大气压强，取重力加速度。求：
质量的人，脚悬空坐在椅面上，室温不变，稳定后椅面下降的距离；
在情况下，由于开空调室内气温缓慢降至，该过程外界对封闭气体所做的功。
17. 如图所示，在平面内，轴左侧空间分布着水平向右的匀强电场，轴右侧空间分布着垂直纸面向外的匀强磁场。某时刻有一带正电的粒子以初速度沿平行于轴正方向从点射出，粒子从点进入磁场，在磁场中运动一段时间后恰好又回到点。已知点坐标为，点坐标为，粒子的质量为，电荷量为，不计粒子所受的重力。求：
轴左侧匀强电场的电场强度大小；
轴右侧匀强磁场的磁感应强度大小；
带电粒子从点开始运动到再次回到点的时间。
18. 如图所示，和是两根足够长且电阻不计的固定光滑平行金属轨道，轨道间距，其中和为轨道的水平部分，和是倾斜部分。在右侧空间存在磁感应强度大小，方向竖直向上的匀强磁场，不计导体棒在轨道连接处的动能损失。导体棒的质量，接入电路的电阻，置于距轨道底端高度处。另一完全相同的导体棒静止于水平导轨上。从导体棒由静止释放，到两棒最终稳定运动的过程中，棒与棒未发生碰撞，且两导体棒始终与导轨保持垂直，取重力加速度。求：
棒刚进入磁场时回路中产生的电流强度；
整个过程中产生的焦耳热；
整个过程中通过棒的电荷量；
从棒运动到开始计算，棒相对于棒运动的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】本题考查核反应方程，根据质量数与电荷数守恒得出，属于基础题。
【解答】根据质量数、电荷数守恒可知，铝衰变后变成镁，同时放出一个正电子，的符号是，项正确。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查用油膜法估测分子大小的实验，熟悉实验原理和注意事项是解题的关键。
根据实验原理和注意事项逐一分析即可判断。
【解答】
A、用注射器吸取配置好的油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入小量杯，若滴溶液的体积是，则滴溶液的体积为，由于浓度未知，无法求出油酸的体积，故A错误；
B、在向量筒中滴入油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，则油酸体积的测量值偏大，由知，油酸分子直接的计算结果将偏大，故B错误；
C、为了让油酸尽可能散开，形成单分子油膜，应选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，故C正确；
D、实验时观察到油膜的面积先扩张后收缩，原因是油酸酒精溶液中的酒精溶于水中，故D错误。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查做功与内能关系，分子热运动，解题关键是知道做功改变物体内能以及这一过程中的能量转化，对物体做功，物体内能会增加，物体对外做功，物体内能会减小。
【解答】
、在喷出礼花彩条的过程中， 罐内的压缩空气对礼花彩条做功，空气内能转化为礼花彩条的机械能，罐内气体内能减少，温度降低，分子热运动速度减慢，故 BC错误， A正确；
D、礼花喷射器宜在低温干燥的环境保存，故D错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查能级跃迁和爱因斯坦光电效应方程。解决问题的关键是根据和能级跃迁满足的规律计算辐射出的光子的能量，再根据爱因斯坦光电效应方程计算光电子的最大初动能的最小值。
【解答】
由可知，大量处于能级上的氢原子跃迁能辐射种频率的光子，其辐射光子的能量分别为、、
，根据爱因斯坦光电效应方程，当光子能量为时，取最小值，故C正确，ABD错误。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查光电效应规律的应用，基础题目。
根据图甲得出所加电压情况，再根据图乙直接分析即可判断；根据图乙得出遏止电压情况，结合爱因斯坦光电效应方程分析即可判断；根据饱和光电流与光照强度的关系结合图乙分析即可判断；根据开关断开后光电管两端电压情况结合图乙分析即可判断。
【解答】
A、由图甲知，光电管两端所加的电压为正向电压，结合图乙知，在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值，故A正确；
B、由图知，，由、和知，光的波长小于光的波长，故B错误；
C、由于饱和光电流与光照强度成正比，由图乙知，光对应的饱和电流较大，则光的光照强度较大，故C错误；
D、由图乙知，当开关断开时，，此时仍有光电流，即电流表的示数不为，故D错误。
6.【答案】
【解析】【详解】 时刻电流最大，磁场能最大，电容器间的电场强度为最小值，故A错误；
B. 时间内，电流减小，电容器处于充电过程，故B错误；
C.当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，根据
周期增大，频率减小，故C错误；
D.从图乙波形可知频率越来越大，汽车正远离地感线圈，故D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查气体状态变化的图像问题，根据理想气体状态方程分析各点的状态变化，知道对于一定质量的理想气体，内能只与温度有关，温度升高则内能变大，气体体积变大，则气体对外做功，气体体积变小，则外界对气体做功。根据热力学第一定律分析气体的吸热、放热情况。
【解答】
由整理得，可知过坐标原点的直线表示等容过程，且斜率越小体积越大，连接、、，如图所示：
由图可知，A正确、项错误
C.从状态到状态的过程，体积增大，气体对外界做正功，，温度升高内能增加，，由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，项错误
D.从状态到状态的过程气体体积增大，气体对外界做正功，项错误。
8.【答案】
【解析】
【分析】根据变压器电压比与匝数比之间的关系确定副线圈两端的电压；根据闭合电路欧姆定律将解析式画入灯泡的图中得到实际电压和电流；根据变压器电流比与匝数比之间的关系确定流过原线圈两端的电流；根据求灯泡的功率。
【解答】由变压器可知
可得
对于副线圈，设灯泡的电压为，电流为，由闭合电路欧姆定律可得
将解析式画入灯泡的图中
由图中交点可得
故AB错误；
C.由变压器可知
可得
故C错误；
D.灯泡的功率
解得
故D正确。
故选D。
9.【答案】
【解析】
【分析】
微粒越小，布朗运动越明显；温度较高，速率大分子占据的比例较大；根据图像和图像可分析分子力和分子势能随距离的变化关系。
本题考查布朗运动、温度、图像和图像，要加强对基础知识的学习。
【解答】
A.甲图中，微粒越小，微粒越不容易受力平衡，布朗运动越明显，显微镜下看到的三颗微粒运动位置的连线是它们做布朗运动的每隔一定的时间所处位置的连线，不是运动的轨迹，故A正确；
B、乙图中，温度较高，速率大分子占据的比例较大，故曲线Ⅰ对应的温度比曲线Ⅱ对应的温度低，故B错误；
C、由图丙可知，当分子间的距离从开始增大时，分子间的作用力先增大后减小，故C正确；
D、由图丁可知，当分子间的距离从开始增大时，分子势能先减小后增大，故D错误。
故选AC。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了回旋加速器。解决本题的关键是知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道粒子的最大动能与加速的电压无关，与磁感应强度大小和形盒的半径有关。
回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力求出粒子射出时的速度，从而得出动能的表达式，看动能与什么因素有关。
【解答】
A.所加高频交流电的频率与粒子做圆周运动的频率相同为，故A错误；
由，解得，则最大动能知最大动能与加速的电压无关，狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和形盒的半径有关，故C错误，B正确；
D.对粒子由动能定理得：，加速次数：，增大加速电压，粒子在金属盒间的加速次数将减少；粒子在回旋加速器中运动的时间：将减小，故D正确。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查交变电流的规律。解决问题的关键是理解交变电流的电路随时间变化的图像的含义，知道交流电的有效值和最大值之间的关系，会书写交变电流的瞬时值表达式，知道计算热量用交流电的有效值计算。
【解答】
A.由图乙可知，时刻，线圈处于与中性面垂直的位置，故 A错误；
B.线圈中产生的交变电流的有效值为，故B正确；
C.线圈转一圈，电阻上产生的焦耳热为，故C正确；
D.，，线圈中产生的交变电流的瞬时值可表示为，故D正确。
12.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查牛顿运动定律、法拉第电磁感应定律、电容器和图像等知识。
由右手定则分析电容器极板的电性；对金属棒与小物块整体分析由牛顿第二定律及图像信息求解动摩擦因数；根据法拉第电磁感应定律、电流的定义式、电容器定义式，结合牛顿第二定律分析加速度，并结合图像信息求解磁感应强度。
【解答】
A.金属棒切割磁感线时，根据右手定则可知电流方向由流向，则电容器的极板带正电，故A正确；
B. 图像可知，金属棒越过虚线后的加速度为
以小物块和金属棒为整体，根据牛顿第二定律可得 解得 B错误；
金属棒在虚线左侧运动时，以小物块和金属棒为整体，根据牛顿第二定律可得 又 可得
可知金属棒在虚线左侧做初速度为零的匀加速直线运动，根据 图像可知，该过程的运动时间为 ，末速度为 ，则加速度为 得匀强磁场的磁感应强度大小为 ，金属棒的释放点到虚线距离为 ，故C正确，D错误。
13.【答案】；；
【解析】
【分析】
本题考查用研究温度不变时气体的压强跟体积的关系的实验，熟悉实验原理和注意事项是解题的关键。
根据实验原理和注意事项逐一分析即可判断；
结合理想气体状态方程分析即可判断；
结合图像的形状和所围面积的含义分析即可判断。
【解答】
、压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体质量发生变化，应重新进行实验，不应立即重新接上，继续实验并记录数据，故A错误；
B、实验使用的是气压传感器，活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量，故B正确；
C、由于软管中存在一部分气体，计算时没把这部分气体加进去，因此应该采用大体积注射器从而使软管的那一小部分气体忽略，从而减少实验误差，故C正确；
D、推拉活塞时，手不能握住注射器，防止手对其起加热作用，从而保证气体的温度不变，故D错误。
由图示图像可知，该图线与玻意耳定律不够吻合，结合图像的特点可知，压缩气体的过程中与的乘积减小，根据分析可知，造成这一现象的可能原因是：实验时注射器内的空气向外泄漏，或实验时环境温度降低了，故A错误，B正确；
据虚线的图像是双曲线的一部分，可知这是一个等温变化，对应的图像为一条过原点的直线，再根据图像的横纵坐标所围成的面积大小代表温度的高低。图像的斜率代表温度的高低，根据图像可以判断出实线的图像是斜率越来越小的曲线，故A正确，BCD错误。
14.【答案】 减小 增强 减小 增强
【解析】【详解】由图乙可知，当环境温度为 时，热敏电阻阻值为 。
由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将减小。
热敏电阻阻值减小，则流过继电器的电流增大，磁性增强。
由于继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮。所以图甲中指示灯的接线柱应与接线柱相连。
当线圈中的电流大于等于 时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。根据欧姆定律
得
此时温度为 ，则环境温度大于等于 时，警铃报警。
15.【答案】解：由质量守恒及电荷守恒可得该衰变的核反应方程为：
；
因为衰变时间极短，且衰变时内力远远大于外力，故认为在衰变过程
动量守恒，设新核的质量为、速度为，则有：
，
解得：，
则衰变过程使两粒子获得动能：
，
解得：，
由于衰变过程，质量亏损产生的核能全部转化为粒子的动能，有：
，
故衰变过程的质量亏损。
【解析】本题考查原子核的衰变和质量亏损。解决问题的关键是会书写衰变方程，知道衰变过程满足动量守恒和能量守恒，根据质能方程计算质量亏损。
16.【答案】解：初始状态时，以圆柱形汽缸与椅面整体为研究对象，根据平衡条件可得
解得
质量 的人，脚悬空坐在椅面上，稳定后，根据受力平衡可得
解得
设稳定后缸内气体柱长度为 ，根据玻意耳定律可得
解得
则椅面下降了
在情况下，由于开空调室内气温缓慢降至 ，设此时气体柱长度为 ，该过程气体发生等压变化，则有
解得
外界对封闭气体所做的功为
解得
【解析】见答案
17.【答案】解：粒子在电场中做类平抛运动，
设粒子从点到点所用时间为，根据运动规律有
沿轴方向，粒子做初速度为的匀加速直线运动，有
，
联立得：
设粒子到达点时沿轴速度的大小为，有
设粒子到达点时的速度大小为，方向与轴正方向的夹角为，则
，
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据几何关系有
粒子在磁场中受到的洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
粒子在磁场中运动的时间
粒子从点开始运动到再次回到点的时间
解得
【解析】带电粒子在电场中做类平抛运动，由分位移公式和牛顿第二定律相结合求电场强度的大小；
根据速度合成法求带电粒子运动到点的速度大小以及方向，求出粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径，根据牛顿第二定律求出的大小；
粒子在磁场中运动的时间和电场中运动的时间之和即为所求。
本题中带电粒子先在匀强电场中做类平抛运动，后进入磁场做匀速圆周运动，根据类平抛和圆周运动的规律解题。
18.【答案】解：棒从斜面轨道滑到底端，根据动能定理，有：
，
切割产生的感应电动势为：
，
根据闭合电路欧姆定律，有，
联立解得，
；
因为两导体棒所受的安培力始终大小相等、方向相反，所以将两棒组成的系统作为研究对象，由动量守恒定律得
，
解得，
由能量守恒定律得：
；
棒进入磁场后做变速运动，设速度为时产生的感应电流为，在时间内速度的变化量为，由动量定理得：
，即，
方程两侧求和，
即，
代入数据解得；
设棒相对于棒运动的距离为，某一时刻、棒的速度分别为、，在
时间内对棒由动量定理得
，
即，两边求和可得：
，即
，
解得。
【解析】本题考查轨道滑杆类的电磁感应的综合问题。解决问题的关键是清楚两导体棒的受力情况和运动情况，利用动能定理、动量守恒问题、能量守恒定律和动量定理求解问题。
第1页，共1页
