2022-2023學(xué)年河北省秦皇島市昌黎重點(diǎn)中學(xué)高二（下）期末物理試卷（含解析）

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一、選擇題（本大題共10小題，共50分）

1.如圖所示，把一塊鋅板連接在驗(yàn)電器上，并使鋅板帶負(fù)電，驗(yàn)電器指針張開。用紫外線燈照射鋅板，則()

A.指針張角變小的過(guò)程中有電子到達(dá)鋅板

B.鋅板所帶的電荷量可能先變小后變大

C.改用紅光照射，指針張角也會(huì)變化

D.用其他金屬板替換鋅板，一定會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)

2.某種材料制成的半圓形透明磚平放在方格紙上，將激光束垂直于面射入，可以看到光束從圓弧面出射，沿方向緩慢平移該磚，在如圖所示位置時(shí)，出射光束恰好消失，該材料的折射率為()

A.B.C.D.

3.如圖所示為一價(jià)氦離子的能級(jí)圖，根據(jù)玻爾原子理論，下列說(shuō)法正確的是()

A.能級(jí)越高，氦離子越穩(wěn)定

B.時(shí)，氦離子處于第一激發(fā)態(tài)

C.從躍遷到比從躍遷到輻射出的光子動(dòng)量小

D.一個(gè)處于能級(jí)的氦離子躍遷到基態(tài)的過(guò)程中，可能輻射兩種頻率的光子

4.一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸正方向傳播，時(shí)波形如圖甲所示，圖乙是波上某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，下列說(shuō)法正確的是()

A.該波的波速大小為

B.該波能使固有頻率為的物體發(fā)生共振

C.該波的振幅為

D.在內(nèi)，該波上的任意振動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程均為

5.運(yùn)動(dòng)員用同一足球罰點(diǎn)球，兩次射門，足球斜向上踢出，分別水平打在水平橫梁上的、兩點(diǎn)，為橫梁中點(diǎn)，如圖所示，不計(jì)空氣的作用效果。下列說(shuō)法正確的是()

A.兩次的初速度大小可能相等B.擊中用的時(shí)間長(zhǎng)

C.擊中的過(guò)程中，重力做功少D.兩過(guò)程中動(dòng)量變化量相等

6.如圖甲所示是手機(jī)無(wú)線充電工作原理圖，送電線圈接入如圖乙所示交變電流，受電線圈未與手機(jī)連接，則()

A.當(dāng)時(shí)，受電線圈中磁通量最大

B.當(dāng)時(shí)，端電壓最小

C.增大送電和受電線圈的間距，端電壓頻率改變

D.增大送電和受電線圈的間距，端與端電壓之比變小

7.用中子轟擊靜止的鋰核，核反應(yīng)方程為，已知光子的頻率為，鋰核的比結(jié)合能為，氦核的比結(jié)合能為，核的比結(jié)合能為，普朗克常量為，真空中光速為，下列說(shuō)法中正確的是()

A.核為核

B.光子的動(dòng)量

C.釋放的核能

D.質(zhì)量虧損

8.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的循環(huán)過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是()

A.過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)先減小后增大

B.過(guò)程中，單位體積內(nèi)分子數(shù)先不變后增加

C.整個(gè)循環(huán)過(guò)程中，氣體對(duì)外界做的功小于外界對(duì)氣體做的功

D.整個(gè)循環(huán)過(guò)程中，氣體從外界吸熱，內(nèi)能不變

9.如圖所示，水平放置的金屬導(dǎo)軌由和兩部分組成，是以點(diǎn)為圓心、為半徑的圓弧導(dǎo)軌，扇形內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬桿的端與圓弧接觸良好，點(diǎn)與點(diǎn)有導(dǎo)線相連，金屬桿繞點(diǎn)以角速度在、之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，已知導(dǎo)軌左側(cè)接有阻值為的定值電阻，其余部分電阻不計(jì)，，下列說(shuō)法正確的是()

A.金屬桿在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì)

B.金屬桿在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

C.金屬桿在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回路中電流的瞬時(shí)值為

D.回路中電流的有效值為

10.地磁場(chǎng)對(duì)宇宙高能粒子有偏轉(zhuǎn)作用，從而保護(hù)了地球的生態(tài)環(huán)境。赤道平面的地磁場(chǎng)簡(jiǎn)化為如圖所示，為地球球心、為地球半徑。地磁場(chǎng)可視為分布在半徑到的兩邊界之間的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為，方向垂直紙面向里。太陽(yáng)耀斑爆發(fā)時(shí)，向地球持續(xù)不斷地輻射大量高能粒子，假設(shè)均勻分布的帶正電高能粒子以相同速度垂直沿赤道平面射向地球。已知粒子質(zhì)量均為、電荷量均為，不計(jì)粒子的重力及相互作用力。下列說(shuō)法正確的是()

A.粒子無(wú)論速率多大均無(wú)法到達(dá)右側(cè)地面

B.若粒子速率為，入射到磁場(chǎng)的粒子到達(dá)地面的最短時(shí)間為

C.若粒子速率為，正對(duì)著處入射的粒子恰好可以到達(dá)地面

D.若粒子速率為，入射到磁場(chǎng)的粒子恰好有一半不能到達(dá)地面

二、非選擇題（50分）

11.曉宇利用如圖甲所示的電路完成了一節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量，其中電流表量程，內(nèi)阻，電壓表量程，內(nèi)阻約為，通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，讀出了多組電壓表以及電流表的示數(shù)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪在了如圖乙所示的坐標(biāo)系中。

圖甲中將電流表改裝成量程為的電流表，定值電阻_________；

由圖乙可知，干電池的電動(dòng)勢(shì)為__________，內(nèi)阻為_________；結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字

電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值________填“大于”“等于”或“小于”真實(shí)值，內(nèi)阻測(cè)量值_______填“大于”“等于”或“小于”真實(shí)值。

12.如圖甲所示為“驗(yàn)證碰撞中動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，是入射小球，是被碰小球，和的質(zhì)量分別為和，直徑分別為和，軌道末端在水平地面上的投影為點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中，先將小球從斜槽上某一固定位置由靜止釋放，從斜槽末端飛出后落到水平地面的記錄紙上留下落點(diǎn)痕跡，重復(fù)次，描出的平均落點(diǎn)位置，再把小球放在斜槽末端，讓小球仍從斜槽上同一位置由靜止釋放，與小球碰撞后，兩球分別在記錄紙上留下落點(diǎn)痕跡，重復(fù)次，描出碰后小球、的平均落點(diǎn)位置、如圖乙所示。

實(shí)驗(yàn)中需要注意的事項(xiàng)，下列說(shuō)法正確的是__________填字母。

A.需要測(cè)出小球拋出點(diǎn)距地面的高度

B.需要測(cè)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程

C.為完成此實(shí)驗(yàn)，天平和刻度尺是必需的測(cè)量工具

D.斜槽軌道末端應(yīng)該保持水平

E.斜槽應(yīng)盡量光滑

實(shí)驗(yàn)中重復(fù)多次讓入射小球從斜槽上的同一位置釋放，其中“同一位置釋放”的目的是__________。

實(shí)驗(yàn)中對(duì)小球的要求是：質(zhì)量__________填“”“”或“”，直徑__________填“”“”或“”。

在圖乙中，用毫米刻度尺測(cè)得點(diǎn)與、、三點(diǎn)的水平方向的距離分別為，，，若關(guān)系式__________成立，則說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)碰撞前后動(dòng)量守恒。

13.氧氣瓶是醫(yī)院、家庭護(hù)理、戰(zhàn)地救護(hù)、個(gè)人保健及各種缺氧環(huán)境補(bǔ)充用氧較理想的供氧設(shè)備。某氧氣瓶容積，在的室內(nèi)測(cè)得瓶?jī)?nèi)氧氣的壓強(qiáng)，已知當(dāng)鋼瓶?jī)?nèi)外無(wú)氣壓差時(shí)供氣停止。

求在環(huán)境溫度為、壓強(qiáng)為時(shí)，可放出該狀態(tài)下氧氣的體積；

若將該氧氣瓶移至的環(huán)境中用氣，當(dāng)瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)變?yōu)闀r(shí)，求用掉的氧氣的質(zhì)量與原有的氧氣的質(zhì)量之比。用百分比表示

14.如圖所示，光滑水平地面上靜置有一半徑為的豎直光滑圓弧軌道，為圓心，為軌道最低點(diǎn)，豎直、圓心角為。在其左側(cè)地面上靜置一長(zhǎng)為、質(zhì)量為的長(zhǎng)木板，木板上表面粗糙且與點(diǎn)高度相同?，F(xiàn)將一質(zhì)量為的小滑塊以初速度沿的上表面從左端滑上木板，當(dāng)剛滑到右端時(shí)，、恰好達(dá)到共同速度，此時(shí)木板與圓弧軌道相撞碰撞時(shí)間極短。已知小滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)，取重力加速度。

求小滑塊與長(zhǎng)木板上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

若圓弧軌道不固定，且已知圓弧軌道質(zhì)量為，與圓軌軌道的碰撞為彈性碰撞，求小滑塊沿圓弧軌道上升的最大高度。

15.如圖所示，在坐標(biāo)系中存在兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，兩區(qū)域的邊界均為矩形且磁場(chǎng)方向均垂直于坐標(biāo)平面圖中未畫出，一質(zhì)量為、電荷量為的帶電粒子以大小為、方向與軸正方向成角的速度從點(diǎn)垂直磁場(chǎng)射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ中，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后恰好能沿軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)并經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，經(jīng)第二象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ偏轉(zhuǎn)后恰好沿著與軸正方向成角的速度經(jīng)過(guò)點(diǎn)。不計(jì)粒子重力，求：

磁場(chǎng)Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小及磁場(chǎng)Ⅰ的最小面積；

磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值；

磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度取最小值時(shí)，該粒子從點(diǎn)射出到第一次回到點(diǎn)所需的時(shí)間。

答案和解析

1.【答案】

【解析】用紫外線燈照射鋅板時(shí)，鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，逸出電子，驗(yàn)電器上的電子到達(dá)鋅板，驗(yàn)電器指針?biāo)鶐ж?fù)電荷逐漸減少，帶電量減小，故驗(yàn)電器指針張角逐漸減小直至閉合，繼續(xù)用紫外線照射鋅板，驗(yàn)電器指針開始帶上正電，隨著照射時(shí)間的增加，鋅板逸出的電子增加，鋅板所帶正電荷增加，帶電量增加，驗(yàn)電器張角逐漸增大，故AB正確；

C.紫光的頻率大于紅光的頻率，根據(jù)光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件，入射光的頻率必須大于金屬的截止頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，則可知頻率大的光照射金屬能夠發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，頻率小的光不一定可以使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，若不能發(fā)生光電效應(yīng)，則驗(yàn)電器指針的張角不會(huì)發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤。

D.每種金屬的逸出功不相同，則用其他金屬板替換鋅板，不一定會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選AB。

2.【答案】

【解析】畫出激光束從玻璃磚射出時(shí)恰好發(fā)生全反射的入射角如圖所示

全反射的條件

由幾何關(guān)系知

聯(lián)立解得

故A正確，BCD錯(cuò)誤．

故選A．

3.【答案】

【解析】A.根據(jù)玻爾原子理論可知能級(jí)越低，氦離子越穩(wěn)定。故A錯(cuò)誤；

B.時(shí)，氦離子處于基態(tài)。故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)

可知，從躍遷到比從躍遷到輻射出的光子的波長(zhǎng)短。由

可得從躍遷到比從躍遷到輻射出的光子動(dòng)量大。故C錯(cuò)誤；

D.一個(gè)處于能級(jí)的氦離子躍遷到基態(tài)的過(guò)程中，可能輻射兩種頻率的光子，如從躍遷到，從躍遷到。故D正確。

故選D。

4.【答案】

【解析】A.由圖可知該波的波長(zhǎng)和周期分別為和，所以該波的波速大小為

故A錯(cuò)誤；

B.系統(tǒng)發(fā)生共振的條件是驅(qū)動(dòng)力頻率等于系統(tǒng)的固有頻率，而該波的頻率為

所以該波能使固有頻率為的物體發(fā)生共振，故B正確；

C.由圖可知該波的振幅為，故C錯(cuò)誤；

D.為倍周期，在內(nèi)，該波上的任意振動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程均為

故D錯(cuò)誤。

故選B。

5.【答案】

【解析】?jī)纱紊溟T足球分別水平打在水平橫梁上，足球離地面的高度相同，根據(jù)位移公式

可知擊中、所用的時(shí)間相同，根據(jù)速度公式

可知踢出時(shí)豎直方向的速度相同，擊中、時(shí)水平方向的位移不同，根據(jù)

可知踢出時(shí)水平方向的速度不同，則根據(jù)

可知兩次的初速度大小不相等，故AB錯(cuò)誤；

C.擊中、的過(guò)程中，足球上升的高度相同，重力做功相同，故C錯(cuò)誤；

D.取豎直向上為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理有

可知兩過(guò)程中動(dòng)量變化量相等，故D正確。

故選D。

6.【答案】

【解析】A.當(dāng)時(shí)，送電線圈的電流為，則磁通量為，受電線圈中磁通量最小，故A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)時(shí)，送電線圈的電流變化率最大，受電線圈中磁通量變化率最大，受電線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則端電壓最大，故B錯(cuò)誤；

C.受電線圈中電流的頻率等于送電線圈中電流的頻率，而變壓器不改變電流的頻率，與送電和受電線圈的間距無(wú)關(guān)，不會(huì)改變端電壓頻率，故C錯(cuò)誤；

D.增大送電和受電線圈的間距，送電線圈在受電線圈處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，端電壓減小，所以端與端電壓之比變小，故D正確。

故選D。

7.【答案】

【解析】A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知核為核，故A錯(cuò)誤；

B.光子的頻率為，可知光子的動(dòng)量

故B錯(cuò)誤；

C.由比結(jié)合能的概念可知，該核反應(yīng)釋放的核能為

故C錯(cuò)誤；

D.質(zhì)量虧損為

故D正確；

故選D。

8.【答案】

【解析】A.的過(guò)程中，氣體溫度不變，體積增大到原來(lái)的倍，由玻意爾定律可知，氣體壓強(qiáng)將減小到狀態(tài)時(shí)的二分之一；的過(guò)程中，氣體的體積不變，溫度升高到原來(lái)的倍，由查理定律可知，氣體的壓強(qiáng)將增大到狀態(tài)時(shí)的倍；即氣體壓強(qiáng)先減小后增大，故A正確；

B.過(guò)程中，氣體的體積先減小后不變，所以單位體積內(nèi)分子數(shù)先增加后不變，故B錯(cuò)誤；

C.的過(guò)程中，氣體等溫膨脹，內(nèi)能不變，但對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律

可知，氣體從外界吸收了熱量；的過(guò)程中，氣體體積不變，溫度升高，內(nèi)能增加，氣體和外界沒有相互做功，由

可知，氣體從外界吸收了熱量；過(guò)程中，氣體體積減小，溫度降低，內(nèi)能減小，由圖可知是定值，則由

可知，氣體經(jīng)歷了等壓壓縮，外界對(duì)氣體做了功，由

可知，氣體向外界釋放了熱量；過(guò)程中，氣體經(jīng)歷了等容降溫，內(nèi)能減小，壓強(qiáng)減小，氣體與外界沒有相互做功，由

可知，氣體向外界釋放了熱量。綜上所述，氣體與外界相互做功發(fā)生在和過(guò)程中，其中是一個(gè)降壓過(guò)程，是一個(gè)等壓過(guò)程，由過(guò)程可知，過(guò)程中壓強(qiáng)的最大值小于過(guò)程中的壓強(qiáng)，兩個(gè)過(guò)程中氣體的體積變化量相等，所以過(guò)程中氣體對(duì)外界做的功小于過(guò)程中外界對(duì)氣體做的功，故C正確；

D.由上面的分析可知，整個(gè)循環(huán)過(guò)程中，外界對(duì)氣體做的功大于氣體對(duì)外界做的功，氣體的溫度、體積最終回到了開始狀態(tài)，內(nèi)能變化量為零，由熱力學(xué)第一定律

可知?dú)怏w對(duì)外界放了熱，故D錯(cuò)誤。

故選AC。

9.【答案】

【解析】A.金屬桿在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由右手定則可知，點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì)，故A正確；

B.金屬桿位于磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，其產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為

故B錯(cuò)誤；

C.金屬桿位于磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，回路中電流的瞬時(shí)值為

故C正確；

D.金屬桿運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期時(shí)，只有一半時(shí)間在切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)有效值的定義有

解得回路中電流的有效值為

故D正確。

故選ACD。

10.【答案】

【解析】A.從圖中可知，根據(jù)幾何關(guān)系，靠近點(diǎn)的入射粒子的半徑

就能到達(dá)的右側(cè)地面，根據(jù)

解得

即此時(shí)粒子能夠到達(dá)右側(cè)地面，A錯(cuò)誤；

B.若粒子速率為，可知軌道半徑

粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，入射到磁場(chǎng)的粒子到達(dá)地面的軌跡為劣弧，軌跡對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)越短，對(duì)應(yīng)的圓心角越小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短，則到達(dá)地面最短的弦長(zhǎng)為，所以圓心角為，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短

B正確；

C.設(shè)正對(duì)著處入射的粒子恰好可以到達(dá)地面時(shí)軌道半徑為，如圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系有

解得

根據(jù)

解得

即正對(duì)著處入射的粒子恰好可以到達(dá)地面，則其速率為，而不是，C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)上述可知，正對(duì)點(diǎn)偏側(cè)的粒子都能到達(dá)地面，正對(duì)點(diǎn)偏側(cè)的粒子都不能到達(dá)地面，即若粒子速率為，入射到磁場(chǎng)的粒子恰好有一半不能到達(dá)地面，D正確。

故選BD。

11.【答案】小于大于

【解析】改裝成量程為的電流表，定值電阻需要分擔(dān)的電流為

根據(jù)部分電路的歐姆定律可得定值電阻的阻值為

根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

整理可得

由圖乙可知，當(dāng)時(shí)，此時(shí)電路中的電流為，路端電壓；此時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，即。

當(dāng)，此時(shí)電路中的電流為

路端電壓為；內(nèi)阻在數(shù)值上等于圖像斜率的絕對(duì)值，即

由于滑動(dòng)變阻器和電壓表的阻值都是有限的，所以電路中的最小電流是大于零的，此時(shí)電壓表測(cè)得的路端電壓比電源的電動(dòng)勢(shì)小。

實(shí)驗(yàn)中電流表采用了內(nèi)接法，所以電流表的測(cè)得的電流小于流過(guò)電源的實(shí)際電流，則實(shí)際的圖像的斜率要比實(shí)驗(yàn)中繪制的圖像的斜率要小，即內(nèi)阻的測(cè)量值偏大了。

12.【答案】保證小球每次平拋的初速度相同，以找出對(duì)應(yīng)的平均落點(diǎn)位置

【解析】本實(shí)驗(yàn)用代入驗(yàn)證，時(shí)間可以消去，故需要測(cè)量小球的水平射程和兩小球的質(zhì)量，不需要測(cè)量時(shí)間，即不需要測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度，A錯(cuò)誤，BC正確；

D.為保證小球從斜槽末端段飛出時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)保證斜槽末端水平，D正確；

E.斜槽光滑與否對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不影響