2022十堰高二下学期期末物理试题含答案

十堰市2021~2022学年下学期期末调研考试

高二物理

本试卷共6页，23题。全卷满分100分。考试用时90分钟

一、选择题（本题共18小题，每小题3分，共54分。下列给出的四个选项中，第1~12小题只有一项符合题目要求，第13~18小题有多项符合题目要求，全对无错的得3分，对而不全的得2分，不选、错选的得0分）

1. 如图所示，a、b两束相互平行单色光，以一定的入射角照射到上下面平行的玻璃砖上表面，经玻璃砖折射后会聚成一束复色光c，从玻璃砖下表面射出，下列说法正确的是（    ）

A. 玻璃砖对a光的折射率比对b光的大

B. 增大入射角，a光在玻璃砖下表面可发生全反射

C. a光在玻璃砖中发生全反射的临界角大于b光

D. a光在玻璃砖中传播的速度大于b光

2. 一束光从空气射向某介质，在界面上发生反射和折射现象的光路图如图所示，下列判断中正确的是（    ）

A. 为入射光，为反射光，为折射光

B. 为入射光，为反射光，为折射光

C. 为入射光，为反射光，为折射光

D. 条件不足，无法确定

3. 两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1>θ2，用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度，则（　　）

A. n1﹤n2、v1﹤v2 B. n1﹤n2、v1﹥v2

C. n1﹥n2、v1﹤v2 D. n1﹥n2、v1﹥v2

4. 如图所示是一双缝干涉实验装置的示意图,其中S为单缝,S1、S2为双缝,P为光屏．实验时用白光从左边照射单缝S,可在光屏P上观察到彩色的干涉条纹．现在S1、S2的左边分别加上红色和蓝色滤光片,则在光屏P上可观察到 （ ）

A. 红光和蓝光两套干涉条纹

B. 红、蓝相间的条纹

C. 两种色光相叠加,但不出现干涉条纹

D. 屏的上部为红光,下部为蓝光,不发生叠加

5. 太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为1个氦核的热核反应，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核的质量分别为，下列说法正确的是（　　）

A. 该核反应中会生成中子

B. 该核反应中会生成电子

C. 该核反应中质量亏损

D. 该核反应方程是

6. 某核反应方程为，该核反应类型属于（　　）

A. 核聚变 B. 核裂变

C. 衰变 D. 衰变

7. 氢原子部分能级示意图如图所示，大量的氢原子处于的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，下列说法正确的是（　　）

A. 氢原子由能级跃迁到能级时，发出光子的频率最小

B. 氢原子由能级跃迁到能级时，发出的光的波长最短

C. 这些氢原子向低能级跃迁时，能辐射3种不同频率的光子

D. 氢原子从高能级向低能级跃迁时，动能减小，电势能增大

8. 两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离x的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（　　）

A. 在阶段，F做正功，分子动能增大，势能减小

B. 在阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小

C. 在时，分子势能最小，动能为零

D. 在时，分子势能为零

9. 如图所示，绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，K与汽缸壁的接触面光滑。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b，气体分子之间相互作用力忽略不计。现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡，则（    ）

A. a的体积增大了，压强变小了

B. a增加内能大于b增加的内能

C. 加热后a的分子热运动与b的分子热运动一样激烈

D. b的体积减小，压强增大，但温度不变

10. 一定质量的理想气体状态变化的图像如图所示，由图像可知（    ）

A. 气体在a、b、c三个状态密度

B. 在的过程中，气体的内能增加

C. 在的过程中，气体分子的平均动能增大

D. 在的过程中，气体吸热

11. 如图甲所示，三角形金属框三边的边长均为L，E为边的中点，三角形所在区域内有垂直纸面向外并随时间变化的匀强磁场，图乙是匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像。下列说法正确的是（　　）

A. 时刻，金属框内的感应电流由大变小

B. 时间内，金属框的感生电动势为

C. 时间内，金属框的感生电动势为

D. A、E两端的电势差与金属框的感生电动势总是相等

12. 一直升飞机停在南半球的地磁极上空，该处地磁场的磁感应强度在竖直方向的分量为B，螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则（　　）

A. ，且a点电势低于b点电势

B. ，且a点电势低于b点电势

C. ，且a点电势高于b点电势

D. ，且a点电势高于b点电势

13. 某偏僻山区靠小型发电机供电照明，供电电路如图甲所示，通过电灯的电流随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，若发电机的线圈共有200匝，总内阻为，电灯的电阻为，不计输电线的电阻，则下列说法正确的是（　　）

A. 电路中的电流方向每秒改变100次

B. 电灯的电功率为

C. 线圈的感应电动势的最大值为

D. 穿过线圈的磁通量的最大值为

14. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈接正弦交流电源的电压有效值，电阻，，，电流表为理想电表，下列说法正确的是（　　）

A. 开关S断开时，电流表的示数为

B. 开关S从断开到闭合，电流表的示数变化了

C. 开关S闭合时与开关S断开时副线圈电路消耗的功率相等

D. 无论开关S闭合还是断开，消耗功率总是大于副线圈消耗的功率

15. 托卡马克装置主要是用氘核聚变反应释放的能量来发电的，氘核聚变反应的方程为：，已知氘核的质量为，的质量为，反应中释放的核能为，光在真空中的速度为c，下列说法正确的是（    ）

A. 核聚变可以在常温下发生

B. 反应产物X为

C. X的质量为

D. 氘的比结合能大于

16. 如图所示，当开关S断开时，用光子能量为的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零。闭合开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于时，电流表读数为零。由此可知下列给出阴极材料的逸出功不正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

17. 将一均匀导线围成一圆心角为的扇形导线框，其中，圆弧的圆心为点，将导线框的点置于如图所示的直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小均为，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，其磁感应强度大小为。从时刻开始让导线框以点为圆心，以恒定的角速度沿逆时针方向做匀速圆周运动，假定沿方向的电流为正，则线框中的电流随时间变化的规律描绘不正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

18. 如图所示，边长为L的正方形单匝线圈的电阻为r，外电路的电阻为R，的中点和的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度大小为B，若线圈从图示位置开始，以角速度绕轴匀速转动，则（　　）

A. 当线圈转到图示位置时，线圈中产生的感应电动势

B. 线圈转过时，感应电流

C. 线圈转过的过程中，流过R的电荷量

D. 线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量

二、实验题（8分+8分=16分）

19. 刘锋同学做“利用插针法测定玻璃砖折射率”实验，记录的玻璃砖和大头针的位置如图甲所示。回答下列问题：

（1）关于该实验的操作，下列说法正确的是___________；

A．在确定玻璃砖上下边界时，应用铅笔紧贴玻璃砖上下边缘画出、

B．在确定、，位置时，二者距离应适当远一些，以减小误差

C．为了实验操作方便，应选用粗的大头针

D．为了减小实验误差，应该改变入射角的大小，多做几次实验

（2）如图甲所示，过、，做直线交于，过作垂直于的直线，连接。用量角器测量图甲中角和的大小，则玻璃砖的折射率_______；

（3）由于没有量角器和三角函数表，刘锋同学利用圆规，以入射点O为圆心、随机的半径R作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再分别过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图乙所示，则玻璃砖的折射率__________（用图中线段的字母表示）。

20. 何同学利用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示，单色光在双缝与毛玻璃之间发生干涉，在目镜中可观察到干涉条纹。

（1）为了增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，该同学可以更换间距____________的双缝。（填“更大”或“更小”）

（2）观察到的干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准a位置，手轮的读数记作；继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b，手轮的示数如图丙所示，此时手轮的读数为________，此读数记作。

（3）已知双缝间距为d，双缝到屏的距离为l，则待测光的波长为___________。（用题中物理量符号表示）

（4）下列实验操作可能使波长的测量结果偏大的是____________。

A．双缝间距d的测量值偏小

B．相邻亮条纹间距x偏大

C．双缝到毛玻璃之间的距离l的测量值偏大

三、计算题（本题共3小题，共30分。在答题卡上对应的答题区域内用0.5毫米黑色墨水签字笔直接作答。答在本试题卷上无效。要求写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，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）

21. 图为两位同学参加“充气碰碰球”游戏的场景，“充气碰碰球”用薄膜充气膨胀成型，充气之后单个碰碰球内气体的体积，压强。为保障游戏安全，球内气体的最大压强。

（1）不考虑球内气体温度变化，求游戏中单个球体积压缩量的最大值；

（2）假设球内气体温度始终与外界环境温度相等，若充气工作在早晨环境下完成，当环境温度上升到时，求此时游戏中单个球体积压缩量的最大值（结果保留一位有效数字）

22. 为特种设备设计的供电系统以及输电电路如图所示，发电机的矩形线框处于水平向右的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴以的转速匀速转动。线框电阻不计，面积，匝数。线框输出端通过电刷E、F与升压变压器的原线圈相连，图中电压表的示数。已知降压变压器原、副线圈的匝数，降压变压器的副线圈接入特种设备，两变压器间的输电线等效电阻，特种设备的工作电压，消耗的功率，两变压器均为理想变压器。求：

（1）发电机内匀强磁场的磁感应强度的大小B；（计算结果可以保留和根号）

（2）升压变压器原、副线圈匝数之比。

23. 如图所示，绝缘、光滑、平行的金属导轨由倾斜和水平两部分在处平滑连接构成，倾斜部分的倾角，导轨间距，导轨右端接有阻值的定值电阻。在倾斜部分导轨之间和水平部分导轨之间都存在竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场。将一根质量、电阻的金属棒在上方高处由静止释放，金属棒到达水平轨道前瞬间恰好处于平衡状态，最后静止于水平轨道的处。金属棒下滑过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，取重力加速度大小，求：

（1）金属棒达到的最大速度；

（2）整个过程中电阻R产生的焦耳热Q。