专辑15 交变电流和原子物理-2021年高考上海市高三下学期5月二模物理试题汇编（解析版）

2021 年高考上海市高三下学期 5 月二模物理试题汇编 专题 15 交变电流和原子物理 1、（2021·上海市普陀区高三下学期 5 月二模）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10∶1，b 是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻 R＝10Ω，其余电阻均不计。从某时刻开始 在 c、d 两端加上如图乙所示的交变电压。则下列说法中正确的有（ ） A. 当单刀双掷开关与 a 连接时，电压表的示数为 22V B. 当单刀双掷开关与 b 连接时，在 t＝0.01s 时刻，电流表示数为 4.4A C. 当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时，副线圈输出电压的频率变为 25Hz D. 当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时，原线圈的输入功率变小 【答案】AB 【解析】 A．当单刀双掷开关与 a 连接时，变压器原副线圈的匝数比为 10∶1，输入电压 m 1 2 UU  ＝220 V 故根据变压比公式 1 1 2 2 10 1 U n U n   可得输出电压为 22 V，电压表的示数为 22V，故 A 正确； B．当单刀双掷开关与 b 连接时，变压器原副线圈的匝数比为 5∶1，输入电压 U1＝220 V，故根据变压比公 式，输出电压为 44 V，根据欧姆定律，电流表的示数即为输出电流的有效值 2 2 44 A=4.4A10 UI R   故 B 正确； C．由图象可知，交流电的周期为 22 10 s ，所以交流电的频率为 1 50Hzf T   当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时，变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出电压的频率为 50 Hz。故 C 错 误； D．当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时，根据变压比公式，输出电压增加，故输出电流增加，故输入电流也增加， 则原线圈的输入功率变大，故 D 错误。 故选 AB。 2、（2021·上海市浦东新区高三下学期 5 月二模）如图所示，手机无线充电是通过分别安装在充电基座上 的送电线圈和手机上的受电线圈，利用电磁感应现象传递能量。当手机充电时（ ） A. 送电线圈产生恒定磁场 B. 充电装置将电能转化为内能 C. 送电线圈中的电流是变化的 D. 基座与手机间无需导线连接，没有能量损失 【答案】C 【解析】 AC．由于送电线圈中通入正弦式交变电流，所以送电线圈中产生变化的磁场， A 错误，C 正确； B．充电装置将电能转化为电池的化学能， B 错误； D．无线充电器的优点之一是不用传统的充电线连接到需要充电的终端设备上的充电器，但充电过程中仍有 电能量损失，D 错误。 故选 B。 3、（2021·上海市长宁区高三下学期 5 月二模）原子的核式结构模型建立的基础是（ ） A. α粒子散射实验 B. 对阴极射线的研究 C. 质子和中子的发现 D. 天然放射性现象的发现 【答案】A 【解析】 卢瑟福提出的原子核式结构模型建立的基础是α粒子散射实验。 故选 A。 4、（2021·上海市徐汇区高三下学期 5 月二模）与原子核内部变化有关的现象是 （ ） A. 电离现象 B. 光电效应现象 C. 天然放射现象 D. α粒子散射现象 【答案】C 【解析】 电离现象是原子核外的电子脱离原子核的束缚，与原子核内部无关，故 A 不对 光电效应说明光的粒子性同样也与原子核内部无关，故 B 不对 天然放射现象是从原子核内部放出 、 、 三种射线，说明原子核内部的复杂结构，放出 、 后原子 核就变成了新的原子核，故 C 正确 α粒子散射现象说明原子有核式结构模型，与原子核内部变化无关，故 D 不对 5、（2021·上海市长宁区高三下学期 5 月二模）关于量子，下列说法中正确的是（ ） A. 一种高科技材料 B. 研究微观世界的一个概念 C. 运算速度很快的计算机 D. 计算机运行的一个二进制程序 【答案】B 【解析】 量子最早由普朗克于 1900 年提出，普朗克假设物体发射出电磁辐射能量是一份一份的，其中每一份被他称 作能量子，电磁辐射能量是其整数倍，所以量子是表示能量的单元，量子是不可分割的最小的单元，表示 微观世界的不连续性，即通常所说的“量子化”，而非高科技材料、计算机或计算机的程序，故 B 正确， ACD 错误。 故选 B。 6、（2021·上海市普陀区高三下学期 5 月二模）下列核反应方程正确的是（ ） A. 轻核聚变反应方程 2 3 4 1 1 2H H He x   中，x 表示电子 B. 铀核裂变的一种核反应方程 235 141 92 1 92 56 36 0U Ba Kr 2 n   C. 核反应方程 14 17 1 7 8 1 4 2 He N O H   为轻核聚变 D. 放射性元素 210 84 Po 发生的α衰变方程为 210 206 4 84 82 2Po Pb He  【答案】D 【解析】 A．据质量数和电荷数守恒可得，轻核聚变反应方程为 2 3 4 1 1 1 2 0H H He n   即 x 表示中子，故 A 项错误； B．铀核需要俘获一个慢中子才能发生裂变，其中铀核裂变的一种核反应方程为 235 1 141 92 1 92 0 56 36 0U n Ba Kr 3 n    故 B 项错误； C．核反应方程 4 14 17 1 2 7 8 1He N O H   为人工转变，故 C 项错误； D．据质量数和电荷数守恒可得，放射性元素 210 84 Po 发生的α衰变方程为 210 206 4 84 82 2Po Pb He  故 D 项正确。 7、（2021·上海市闵行区高三下学期 5 月二模）首先揭示原子核结构复杂性的物理实验或现象是（ ） A. 电子的发现 B. α粒子散射实验 C. 天然放射现象 D. 质子的发现 【答案】C 【解析】 根据物理学史可知，贝克勒尔发现天然放射现象，天然放射现象的发现说明原子核可以再分，首先揭示原 子核结构复杂性，故 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 8、（2021·上海市静安区高三下学期 5 月二模）天然放射现象的发现揭示了（ ） A. 原子是可分的 B. 原子的中心有一个很小的核 C. 原子核具有复杂的结构 D. 原子核由质子和中子组成 【答案】C 【解析】 天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构。 故选 C。 9、（2021·上海市金山区高三下学期 5 月二模）核电池利用钚-238 衰变来产生能量，其核反应方程 238 234 94 92Pu U A  中的 A 粒子是（ ） A. 质子 B. 中子 C. α粒子 D. β粒子 【答案】C 【解析】 根据质量数和电荷数守恒可知，该方程中的粒子 A 的质量数为：m=238-234=4，电荷数：z=94-92=2，可知 A 为α粒子。 故选 C。 10、（2021·上海市黄浦区高三下学期 5 月二模）下列实验能说明光具有波动性的是（ ） A. 阴极射线实验 B. α粒子轰击氮核实验 C. 光电效应实验 D. 杨氏双缝干涉实验 【答案】D 【解析】 A．阴极射线实验说明了原子内部有复杂结构，阴极射线是原子的组成部分，所以 A 错误； B．α粒子轰击氮核实验是探究原子核的结构，所以 B 错误； C．光电效应实验说明了光具有粒子性，所以 C 错误； D．杨氏双缝干涉实验，是波的干涉现象，说明了光具有波动性，所以 D 正确； 故选 D。 11、（2021·上海市黄浦区高三下学期 5 月二模）下列电磁波中，从原子核内部发射出来的是（ ） A. 红外线 B. 无线电波 C. γ射线 D. X 射线 【答案】C 【解析】 A．有热量辐射就有红外线，所以 A 错误； B．电场与磁场的变化会产生无线电波，所以 B 错误； C．原子核发生衰变时会产生γ射线，所以 C 正确； D．X 射线是原子内层电子跃迁时产生的，所以 D 错误； 故选 C。 12、（2021·上海市虹口区高三下学期 5 月二模）1919 年卢瑟福利用图示装置的实验发现了质子。图中银箔 的作用是恰好阻挡 （ ） A. α粒子 B. β粒子 C. 中子 D. 质子 【答案】A 【解析】 该实验是利用α粒子轰击氮核发现质子，实验装置中的银箔的作用是恰好阻挡α粒子打在荧光屏上，但是不 能阻挡其它粒子的穿过，因为α粒子的穿透能力较弱，所以 A 正确；BCD 错误； 故选 A。 13、（2021·上海市虹口区高三下学期 5 月二模）天然放射现象的发现揭示了 （ ） A. 原子可以再分 B. 原子的核式结构 C. 原子核可以再分 D. 原子核由质子和中子组成 【答案】C 【解析】 天然放射现象中，原子核发生衰变，会释放出 、  等射线，并生成了新的原子核；这说明原子核具有复 杂的结构，本身可以再分。 故选 C。 14、（2021·上海市宝山区高三下学期 5 月二模）如图，用来治疗脑部肿瘤的射线是（ ） A. 射线 B. 射线 C. 射线 D. 红外线 【答案】A 【解析】 γ射线，可以化疗，可以用来治疗某些肿瘤，而β射线、α射线、红外线均不能用来治疗肿瘤，故 A 正确，BCD 错误。 故选 A。 15、（2021·上海市浦东新区高三下学期 5 月二模）电子的发现揭示了（ ） A. 原子可再分 B. 原子具有核式结构 C. 原子核可再分 D. 原子核由质子和中子组成 【答案】A 【解析】 电子的发现，不仅揭示了电的本质，而且打破了几千年来人们认为原子是不可再分的陈旧观念，证实原子 也有其自身的构造，揭开了人类向原子进军的第一幕，迎来了微观粒子学（基本粒子物理学）的春天；故 选 A。 16、（2021·上海市静安区高三下学期 5 月二模）阴极射线和β射线的组成粒子都是________，其中________ 射线来自于原子核的外部。 【答案】 (1). 电子 (2). 阴极 【解析】 [1]阴极射线和  射线本质上都是电子流。 [2]阴极射线来自原子的核外电子，而  射线是由原子核中中子转化而来的。 17、（2021·上海市徐汇区高三下学期 5 月二模）放射性元素 210 84 0P 衰变为 82 206 bP ，此衰变过程的核反应方程 是______； 234 90 Th 发生β衰变后，核内的______保持不变。 【答案】 (1). 210 84 0P  82 206 bP ＋ 4 2 He (2). 中子数与质子数之和 【解析】 [1]根据质量数和电荷数守恒，放射性元素 210 84 0P 衰变为 82 206 bP ，核反应方程为 210 84 0P  82 206 bP ＋ 4 2 He [2]发生β衰变后，原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子，核内的中子数与质子数之和保持不变。