[物理]四川省雅安市2022-2023学年高二下学期期末检测试题（解析版）

这是一份[物理]四川省雅安市2022-2023学年高二下学期期末检测试题（解析版），共19页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

第Ⅰ卷（选择题 共50分）
一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得3分，有选错或不答的得0分）
1. 电磁波在日常生产生活中已经被大量应用。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 控制电视、空调的遥控器使用的是γ射线
B. 智能手机发射与接收信号使用的是无线电波
C. 机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是紫外线
D. 银行、商店用来鉴别大额钞票真伪的验钞机使用的是X射线
【答案】B
【解析】A．控制电视、空调的遥控器使用的是红外线，故A错误；
B．智能手机发射与接收信号使用的是无线电波，故B正确；
C．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是X射线，故C错误；
D．银行、商店用来鉴别大额钞票真伪的验钞机使用的是紫外线，故D错误。
故选B。
2. 党的二十大报告中提到，我国已经进入创新型国家行列，其中核电技术已经取得了重大成果。下列关于核能、核反应说法正确的是（ ）
A. 我国现有核电站是利用重核裂变反应输出能量
B. 裂变反应释放大量能量，因此核反应前后质量数不守恒
C. 重核与中等质量原子核相比，重核的结合能和比结合能都较大
D. 核聚变反应在高温高压下才能发生，说明聚变反应过程吸收能量
【答案】A
【解析】A．我国现有核电站是利用重核裂变反应输出能量。故A正确；
B．由爱因斯坦的质能方程可知，裂变反应释放大量能量，因此核反应前后出现了质量亏损，质量不守恒，但是质量数守恒。故B错误；
C．重核与中等质量原子核相比，重核的结合能较大，比结合能较小。故C错误；
D．核聚变反应在高温高压下才能发生，说明聚变反应过程需要先吸收能量，再释放能量。故D错误。
3. 如图甲所示为一个半径为R，弧长为L的光滑凹槽。现将一质量为m的小球从凹槽边缘由静止释放，小球以最低点为平衡位置做简谐运动，其振动图像如图乙所示。已知重力加速度大小为g，，下列说法正确的是（ ）

A. 小球运动到最低点时所受合力为零
B. 小球做简谐运动的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供
C. 小球做简谐运动周期为2.5s
D. 光滑凹槽半径
【答案】B
【解析】A．小球运动到最低点时所受合力提供向心力，不为零，故A错误；
B．小球做简谐运动回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，故B正确；
C．根据图乙，小球做简谐运动的周期为2.0s，故C错误；
D．根据
得
故D错误。
4. 关于下列四幅图像，说法正确的是（ ）

A. 图甲，阳光下五颜六色的肥皂泡，是光的衍射现象
B. 图乙，玻璃中的气泡看起来特别亮，是光的干涉现象
C. 图丙，观看3D电影时，观众戴的3D眼镜两个镜片透振方向平行
D. 图丁，全息照相利用光的干涉和衍射原理来记录被摄物体信息
【答案】D
【解析】A．图甲，阳光下五颜六色的肥皂泡，是光的干涉现象，故A错误；
B．图乙，玻璃中的气泡看起来特别亮，是光的全反射现象，故B错误；
C．图丙，观看3D电影时，观众戴的3D眼镜两个镜片透振方向垂直，故C错误；
D．图丁，全息照相利用光的干涉和衍射原理来记录被摄物体信息，故D正确。
故选D。
5. 如图甲所示是2022年4月28日中午时分，市民在成都拍到的日晕照片。日晕是日光通过卷云层时受到冰晶的折射或反射形成。如图乙所示，当一束太阳光射到正六角形冰晶上时，经过两次折射得到a、b两束单色光。则（ ）

A. 冰晶中，b光传播速度较大
B. 用同一装置做双缝干涉实验，a光条纹间距更窄
C. 用同一装置做单缝衍射实验，a光中央亮条纹更宽
D. 两束光从水中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
【答案】C
【解析】A．由图乙可知，b光的偏折大于a光的偏折，所以b光的折射率大于a光的，根据
可知冰晶中，a光传播速度较大。故A错误；
B．根据
可知a光的波长大于b光的波长，用同一装置做双缝干涉实验，根据
可知a光条纹间距更宽。故B错误；
C．根据上面选项分析，可知a光的波长大于b光的波长，可知用同一装置做单缝衍射实验，a光中央亮条纹更宽。故C正确；
D．两束光从水中射入空气发生全反射时，根据
可知a光的临界角较大。故D错误。
故选C。
6. 如图所示，是两列频率相同横波某时刻相遇的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。则两列波相遇过程中（ ）

A. A、D振动步调可能相同
B. A点相对平衡位置的位移始终最大
C. A、D连线上某点可能与C点振幅相同
D. A点相对平衡位置的位移可能小于B点相对平衡位置的位移
【答案】D
【解析】A．A点为两列波波峰与波峰相遇处，D点为两列波波谷与波谷相遇处，且两者之间的距离相差半波长，可知A、D振动步调始终相反，故A错误；
B．A点在平衡位置处上下振动，故A点相对平衡位置的位移不可能始终最大，故B错误；
C．A、D连线上的点始终为振动加强点，振幅为两列波的振幅之和，C点为振动减弱点，振幅为两列波的振幅之差，故A、D连线上某点不可能与C点振幅相同，故C错误；
D．A点为振动加强点，振幅为两列波的振幅之和，始终在平衡位置上下振动，位移在某些时刻为零，B点为振动减弱点，振幅为两列波的振幅之差，两列波的振幅不一定相等，B点的振幅可以不为零，同样在平衡位置上下振动，位移可以大于零，故A点相对平衡位置的位移可能小于B点相对平衡位置的位移，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的边以角速度匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为，A1、A2是两只相同灯泡，电路稳定后，它们亮度相同。则（ ）

A. 若增大线圈转动角速度，A1比A2更亮
B. 若抽去电感器L的铁芯，A2亮度不变
C. 若减小电容器C两极板间的距离，A1变暗
D. 从图示位置开始计时，线圈上产生的感应电动势大小
【答案】A
【解析】A．若增大线圈转动角速度ω，则交流电的频率增大，电容器容抗减小，电感器感抗增大，所以灯泡A1将比A2更亮，故A正确；
B．若抽去电感器L的铁芯，感抗减小，则灯泡A2变亮，故B错误；
C．若减小电容器C两极板间的距离，则电容器的电容增大，容抗减小，灯泡A1变亮，故C错误；
D．线圈在图示位置为中性面，所以产生的感应电动势大小为，故D错误。
故选A。
8. 已知可见光的光子能量范围为。氢原子能级图如题图所示，大量处于激发态的氢原子在向低能级跃迁时发出的光，其光谱线处于可见光范围内的有（ ）
A. 6条B. 3条C. 2条D. 1条
【答案】B
【解析】能级向能级跃迁，能级向能级跃迁，能级向能级跃迁，光谱线处于可见光范围内，故有3条。
故选B。
9. 如图所示，一弹簧振子可沿竖直方向做简谐运动，振子静止时位于O点。现将振子从O点向下拉一段距离后由静止释放，振子在M、N间振动。振子由M第一次运动到N的时间为0.2s。则（ ）

A. 振子振动的振幅为
B. 振子振动的周期为0.2s
C. 从释放振子开始计时，振子在10s内通过的路程为10m
D. 从释放振子开始计时，振子在10s末偏离平衡位置的位移大小为
【答案】D
【解析】A．从题图可知，振子振动的振幅为
A=
故A错误；
B．由于
所以
故B错误；
C．弹簧振子的振幅
振子在1个周期内通过的路程为4A，故在（）内通过的路程为
故C错误；
D．10s内振子振动了25个周期，10s末振子仍处在M点，所以振子偏离平衡位置的位移大小为，故D正确。
故选D。
10. 如图所示为一理想调压变压器，从左边输入端输入正弦交流电压，L1和L2为两相同的灯泡，阻值且恒定不变，定值电阻的阻值。滑片P处于图示位置时，端与端匝数比为3：1，现闭合S1、S2，两灯泡均正常发光。则（ ）

A. 灯泡中的电流为1A
B. 灯泡的电功率为55W
C. 将P沿逆时针方向转动，变亮
D. 断开S1，将P沿逆时针方向转动，消耗的电功率变小
【答案】C
【解析】A．S1、S2闭合时，副线圈电路的阻值为
则AB的等效电阻
那么此时流过灯泡的电流
又
联立解得
I=0.5A
故A错误；
B．灯泡正常发光的功率为
P=I2R=27.5W
故B错误；
C．P逆时针转动，n2增多，则n1：n2变小，RAB变小，则流过灯泡的电流变大，灯泡L1一定变亮。故C正确；
D．断开S1，闭合S2，则有
P逆时针转动，n2增多，则n1：n2变小，RAB由330Ω可减小到55Ω，讨论R0的功率变化时，可将灯泡L1的电阻看做电源的“等效内阻”，当RAB=R=110Ω时，R0的电功率最大，即消耗的电功率先增加后变小。故D错误。
故选C。
二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
11. 某课后实践小组结合所学传感器知识设计了称重仪。其工作原理图如图所示，电源、定值电阻、滑动变阻器、理想电流表构成闭合回路，理想电流表的示数可以表示物体质量。质量不计的托盘与阻值可以忽略的金属轻弹簧相连，滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中不放物体时，滑片恰好在变阻器最上端。不计一切阻力，则（ ）

A. 电流表示数与被测物体质量成正比
B. 弹簧形变量与被测物体质量成正比
C. 被测物体质量越大，定值电阻上消耗的功率越大
D. 改变弹簧劲度系数，可以改变称重仪的测量范围
【答案】BD
【解析】A．物体质量越大，弹簧压缩量越大，滑动变阻器接入电路中的电阻越大，电路中电流越小，故A错误；
B．根据
弹簧形变量与被测物体质量成正比，故B正确；
C．被测物体质量越大，滑动变阻器接入电路中的电阻越大，电路中电流越小，定值电阻上消耗的功率越小，故C错误；
D．根据
改变弹簧劲度系数，可以改变称重仪的测量范围，故D正确。
故选BD。
12. 无线话筒是振荡电路的典型应用。如图所示为某振荡电路中平行板电容器所带的电荷量q随时间t的变化规律。则下列说法正确的是（ ）

A. 时刻，线圈产生的磁场最强
B. 时刻，两极板之间的电场能最少
C. 时间内，电路中的电流正在增加
D. 时间内，电场能正向磁场能转化
【答案】CD
【解析】AC．根据电流定义式有
可知图像的斜率表示电流，时刻斜率最小，电流最小，线圈产生的磁场最弱；时间内，斜率逐渐增大，电路中的电流正在增加，故A错误，C正确；
B．时刻，极板所带的电荷量最大，两极板之间的电场能最大，故B错误；
D．时间内，极板所带电荷量在减少，电场能正向磁场能转化，故D正确。
故选CD。
13. 如图所示为光电效应演示实验中，用a、b、c三束单色光照射某金属得到的电流与电压之间的关系曲线。下列说法正确的是（ ）

A. 同一介质中a光的波长大于c光的波长
B. 同一介质中a光的速度小于c光的速度
C. a光的光照强度大于b光的光照强度
D. a光照射时光电子最大初动能最大
【答案】AC
【解析】A．由图可知，a光的截止电压小于c光的截止电压，根据
联立，解得
可知a光的频率小于c光的频率，即a光的波长大于c光的波长。故A正确；
B．a光的频率小于c光的频率，则a光的折射率小于c光的折射率，根据
可知，同一介质中a光的速度大于c光速。故B错误；
C．由图可知，a光的饱和光电流大于b光的饱和光电流，可知a光的光照强度大于b光的光照强度。故C正确；
D．根据A选项的分析可知，a光的截止电压小于c光的截止电压，a光对应的光电子最大初动能小于c光的光电子最大初动能。故D错误。
故选AC。
14. 如图所示，波源O垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。图中虚线是两个以O点为圆心的同心圆弧。时，距O点0.75m的P点开始向上振动；时，距O点1.20m的Q点也开始振动，此时P点恰好第三次到达波峰。关于该简谐横波，下列说法中正确的是（ ）

A. 周期为0.15s
B. 波长为0.20m
C. 当P点在波谷时，Q点在平衡位置且向下振动
D. P、Q间连线上始终有5个以上的点处于最大位移
【答案】BC
【解析】AB．波从P到Q用时0.45s，所以波速为
时
P点恰好第三次到波峰，
所以周期
所以波长为
故A错误，B正确；
C．时，P在波峰，Q在平衡位置且向上运动，半周期以后，P在波谷，Q在平衡位置且向下运动，故C正确；
D．P、Q间沿波的传播方向上的距离为0.45m，为2.25个波长，所以P、Q间可能只有4个位移最大点，故D错误。
15. 高锟是著名的华裔物理学家，因为在光纤通信方面的研究获得诺贝尔物理学奖，被人们尊称为光纤之父。光纤通信中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示。一束激光由光纤左端的点O以的入射角射入一直线光纤内，恰好在光纤的侧面（侧面与过O的法线平行）发生全反射，如图乙所示。则（ ）

A. 光纤内芯的折射率比外套的小
B. 光从左端进入光纤内芯后，其频率不变
C. 频率越大的光在光纤中传播的速度越大
D. 内芯对这种激光的折射率
【答案】BD
【解析】A．激光在内芯和外套的界面上发生全反射，所以内芯是光密介质，外套是光疏介质，即光纤内芯的折射率比外套的大，故A错误；
B．光从左端空中进入光纤内芯后，波长和波速会发生变化，但频率和周期不变，故B正确；
C．频率越大的光，介质对它的折射率越大，由，可知频率越大的光光在光纤中传播的速度越小，故C错误；
D．根据折射定律
根据全反射公式
解得
故D正确；
故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题 共50分）
注意：第Ⅱ卷答案只能用0.5毫米黑色签字笔回答在答题卡指定的位置内。
三、实验题（本大题共2小题，共16分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程）
16. 小明和同学在物理实验室中探究变压器线圈两端的电压和匝数关系的时候，观察了可拆变压器，发现以下几个问题，便和小组同学展开了讨论。

（1）观察可拆变压器的铁芯，发现它的结构和材料是___________；
A.整块硅钢铁芯
B.整块不锈钢铁芯
C.绝缘的硅钢片叠成
（2）观察原副线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数________（选填“多”或“少”）
（3）实验中将电源接在原线圈两个接线柱上，调整原副线圈的匝数比为1：2，用电压表测得副线圈两个接线柱之间电压为4V，则原线圈输入的电压可能是___________。

【答案】（1）C （2）少 （3）C
【解析】（1）[1]观察可拆变压器的铁芯，发现它的结构和材料是绝缘的硅钢片叠成。
故选C。
（2）[2] 观察原副线圈的导线，发现粗细不同，
根据
可知，匝数少的电流大，则导线粗的线圈匝数少。
（3）[3]若是理想变压器，
则有
可知，副线圈两个接线柱之间电压为4V，则原线圈输入的电压为2V，考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈输入的电压大于2V。
17. 某学习小组用双缝干涉测量某种单色光的波长并研究增透膜厚度与单色光波长的关系。
（1）已知双缝间距，双缝到毛玻璃屏间的距离。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路使得从目镜中可以观察到干涉条纹，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹记为第1条亮纹，此时游标卡尺的读数为，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时游标卡尺的示数如图所示，其读数为___________，由此可计算出相邻亮条纹间间距，从而可以计算出该单色光的波长为___________m（计算结果保留两位有效数字）。光屏上某点p到双缝的距离差为，则p点出现的是___________（填“亮”或“暗”）条纹。
（2）为了减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹的距离，而是先测量n条亮条纹间距再求出相邻亮条纹间距。下列实验采用了类似方法的有___________；
A.“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
B.“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量
C.“用单摆测重力加速度”的实验中单摆周期的测量
（3）照相机镜头上的增透膜目的是增加透光度。若该光射入折射率为n的增透膜中，已知光在真空中的波长为，则增透膜的厚度至少为___________（用和n表示）。
【答案】（1）15.5 暗 （2）C （3）
【解析】（1）[1][2][3]此为10分度的游标卡尺，故其精确度为0.1mm.则读数为
相邻条纹的间距为
由波长与条纹间距关系有
代入数据有
光屏上某点P到双缝的距离差为，恰好是该光波波长的一半，则出现在暗条纹处。
（2）[4]为了减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹的距离，而是先测量n条亮条纹间距再求出相邻亮条纹间距，这种方法是微量累积法。
A．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量是采用等效代替法；故A错误；
B．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量，由于形变量大，不需要采用微量累计法，故B错误；
C．“用单摆测重力加速度”的实验中单摆周期的测量，因为一次全振动时间很小，所以采用测量N次全振动的时间再求一次全振动时间，是采用微量累计法，故C正确；
（3）[5]增透膜是利用光的干涉现象，当薄膜厚度等于入射光在薄膜中波长的时，在薄膜的两个表面反射的光，光程差恰好等于半个波长，互相抵消，因此有
①
设光在真空的波长为，由波速与折射率之间的关系有
即
则
②
联立①②得
四、计算题（本题共3小题，共34分，18题10分，19题10分，20题14分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
18. 由某种材料制成的透明砖的截面如图所示，ABCD为直角梯形，。一光线从P点垂直于AB边入射，到达AD边的中点E时恰好发生全反射，然后从CD边射出。真空中的光速为c，取，不考虑光在透明砖中的多次反射。求：
（1）材料对该光线折射率n；
（2）光线在透明砖中传播的时间t。
【答案】（1）1. 25；（2）
【解析】（1）光路如图所示：
在直角三角形APE中
则临界角
由临界角公式
解得折射率
n=1. 25
（2）E为AD的中点，则
在直角三角形APE中
在直角三角形EDF中
光线在F点的入射角
则光线可从F点射出，光线在透明转轴的传播速度为
则光线的传播时间
19. 图甲为一列沿x轴传播的简谐横波某时刻的波动图像，此时振动恰好传播到的质点A处，质点A此后的振动图像如图乙所示。质点B在x轴上位于处，求

（1）该波的传播速度；
（2）质点A的振动方程；
（3）再经过4s，质点B运动的路程。
【答案】（1）；（2）；（3）3.5m
【解析】（1）由甲图得波长
由乙图得周期
根据波速的关系式
可得
（2）依题意，可得
质点A的振动方程
（3）由题意得
波传到B点需要时间
4s内B质点振动的时间为
由
所以B质点通过的路程
20. 为将川西地区丰富的清洁能源“运输”至成都大运会场馆，电力工人们有条不紊地开展500千伏线路加装串抗工程作业。据介绍，该工程在不新增输电通道的情况下，通过加装串抗技术提升供电能力。该工程建成投运后，将增加成都地区供电能力150万千瓦，有力提升大运会清洁电供应保障能力。某远距离输电装置如图所示，矩形导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生电压为的交流电，通过理想升压变压器和理想降压变压器进行远距离输电。已知输电线路总电阻，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25：10，降压变压器副线圈接入一台内阻的电动机，其两端的电压，机械效率。导线框及其余导线电阻均不计，电表均为理想电表，求

（1）电动机的机械功率；
（2）输电线上损失的功率；
（3）电流表的示数。
【答案】（1）990W；（2）20W；（3）5.6A
【解析】（1）设通过电动机的电流为I，由题意得
其中
解得
则
（2）设降压变压器原线圈两端的电压为，通过输电线路得电流为，由题意得
解得
输电线路损耗的功率
（3）两变压器均为理想变压器，则升压变压器得输入功率为
由题交变电动势的表达式的式子可知，发电机的输出电压峰值为，则升压变压器的输入电压为
电流表的读数为升压变压器得输入电流，可得