2021-2022学年四川省泸州市泸县第五中学高二（下）期中物理试题 （解析版）

四川省泸县五中高2020级高二下期中考试

物理试题

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3.物理化学生物同堂分科考试，时间150分钟，物理科110分，化学100分，生物90分。

第I卷  选择题（48分）

一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在1-5小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，6-8小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的，选对但不全对得3分，错选得0分。

1. 在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应.下列说法正确的是（  ）

A. 仅增大入射光的强度，光电流大小不变

B. 入射光的强度必须足够大，才能发生光电效应

C. 改用频率小于的光照射，可能不发生光电效应

D. 改用频率小于的光照射，光电子的最大初动能变大

【答案】C

【解析】

【详解】光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应，与入射光的强度无关，与光照时间也无关，当发生光电效应时，增大入射光的强度，则光电流会增大．故A错误；入射光的频率大于金属的极限频率，才会发生电效应，与入射光的强度无关，故B错误；光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，当改变频率小于ν，若低于极限频率时，则不会发生光电效应，故C正确．在光电效应中，根据光电效应方程知，Ekm=hv-W0，入射光的频率越低，但仍大于极限频率时，光电子最大初动能会越小，故D错误；故选C.

2. 如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1、副线圈的匝数为n2，原线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220V，负载电阻R=44Ω，电流表A1的示数为0.20A，下列判断中正确的是（　　）

A. 电流表A2的示数为0.1A

B. 电流表A2的示数为0.4A

C. 原线圈和副线圈的匝数比为2∶1

D. 原线圈和副线圈的匝数比为5∶1

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】AB．变压器的输出功率等于输入功率，则

解得

故AB错误；

CD．原副线圈电流之比为

故原副线圈的匝数比

故C错误，D正确。

故选D。

3. 如图所示，ef、gh为两水平放置相互平行的金属导轨，ab、cd为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦。当一条形磁铁向下靠近导轨时，关于两金属棒的运动情况的描述正确的是（　　）

A. 如果下端是N极，两棒向外运动，如果下端是S极，两棒相向靠近

B. 如果下端是S极，两棒向外运动，如果下端是N极，两棒相向靠近

C. 不管下端是何极性，两棒均向外相互远离

D. 不管下端是何极性，两棒均相互靠近

【答案】D

【解析】

【详解】当条形磁铁靠近导轨时，穿过导轨的磁通量增大，根据楞次定律判断出导轨中产生感应电流，产生磁场将会阻碍磁通量增大，故两棒向内靠近，减小穿过的面积，从而起到阻碍磁通量增大的作用。因此不论条形磁铁是S极还是N极，由于磁铁的靠近，则两棒靠近。

故选D。

4. 如图所示，为电阻很小的线圈，和为内阻不计、零刻度线在表盘中央的电流计。当开关处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方，那么，当开关S断开时，将出现（　　）

A. 和的指针都立即回到零点

B. 的指针立即回到零点，而的指针缓慢地回到零点

C. 的指针缓慢地回到零点，而的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点

D. 的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而的指针缓慢地回到零点

【答案】D

【解析】

【详解】当开关断开时，中原来的电流很快消失；由于通过线圈的电流变小，导致线圈中产生瞬间感应电动势，从而阻碍电流变小，感应电流在和中重新构成回路，中电流方向不变，中电流方向反向，所以的指针缓慢地回到零点，而的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点。

故选D。

5. 2011年入夏以来，中国南方贵州、云南、重庆等省市部分地区出现持续高温、少雨天气，引起不同程度旱情，导致大面积农作物受灾，造成群众饮水短缺等基本生活困难。目前旱情仍在持续中，电力部门全力确保灾区的用电供应。如图所示，发电厂的输出电压和输电线的电阻、变压器均不变，如果发电厂欲增大输出功率，则下列说法正确的是（ ）

A. 升压变压器输出电压增大

B. 输电线上损耗的功率增大

C. 降压变压器的输出电压增大

D. 输电线上损耗的功率占总功率的比例减少

【答案】B

【解析】

【详解】A．由于匝数不变，升压变压器的输出电压不变，故A错误；

B．输出功率增大则输电线上的电流增大，输电线上损耗的功率增大，故B正确；

C．由于升压变压器输出电压不变，输电线上的电流增大，输电线上损失的电压增大，则降压变压器的输入电压减小，所以降压变压器的输出电压变小，故C错误；

D．输电线上损耗的功率占总功率的比例

其中I增大，U不变，故比例增加，D错误。

故选B。

6. 有一群氢原子处于量子数n=4的激发态,当它们跃迁时（    ）

A. 有可能放出6种能量的光子

B. 从n=4向n=1跃迁能级差最大,光子的波长最长

C. 由n=4向n=3跃迁能级差最小,光子波长最长

D. 由n=4向n=3跃迁能级差为0.66 eV

【答案】ACD

【解析】

【详解】A、一群氢原子向低能级跃迁满足数学组合公式种，知这群氢原子最多能发出6种频率的光，故A正确．B、因为放出的光子能量满足hv=Em-En，知从n=4能级跃迁到n=1能级发出光的频率最大，由知其波长最短，故B错误．C、D、由，从n=4能级跃迁到n=3能级发出光的频率最小，由知其波长最长，故C、D均正确．故选ACD．

【点睛】解决本题的关键知道能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足hv=Em-En．

7. 根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹。在α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 动能先增加，后减少 B. 电势能先减少，后增加

C. 电场力先做负功，后做正功，总功等于0 D. 加速度先变大，后减小

【答案】CD

【解析】

【详解】ABC．α粒子受到斥力作用，该斥力为电场力，根据电场力做功特点可知：从a运动到b的过程中电场力做负功，电势能增加，动能减小，从b到c的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加；整个过程中由于a与c在同一等势线上，故电场力做的总功为零，同时由于整个过程中不存在除电势能和动能外其他能量的转化，故α粒子在a、c两点的动能相等，故AB错误，C正确；

D．整个过程中，α粒子只受到电场力的作用，由库仑定律可知距离原子核越近，电场力越大，故由图可知，从a到b的过程中，α粒子受到的电场力越来越大，从b到c的过程中，电场力越来越小，结合牛顿第二定律可知，加速度先变大，后边小，故D正确。

故选CD。

8. 设某种物质摩尔质量为μ，分子间平均距离为d，已知阿伏伽德罗常量为NA，则该物质的密度ρ可表示为(　　)

A.  B.

C.  D.

【答案】AB

【解析】

【详解】假设分子为球体，则该物质的单个分子的体积是

物体的摩尔质量

联立解得

假设分子为立方体，则该物质的单个分子的体积是

联立解得

故AB正确，CD错误。

故选AB。

第II卷  非选择题（62分）

9. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示．

(1)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_______．

a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些                     

b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的

c.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度

d.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于5度，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T

e.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5度，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则单摆周期

(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)l及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度

g=________(用l、n、t表示)． 

(3)用多组实验数据作出T2-l图象,也可以求出重力加速度g．已知三位同学作出的T2-l图线的示意图如图乙中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值．则相对于图线b,下列分析正确的是____(选填选项前的字母)． 

A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长l

B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次

C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值

D.在平衡位置绳子的拉力、向心力、摆球速度最大．摆球的加速度、位移、回复力为0

【答案】    ①. abe    ②.     ③. BD

【解析】

【详解】(1) a、实验时摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，故a正确．b、摆球选择质量大一些，体积小一些的，故b正确．c、为了使单摆做简谐运动，摆角要小些，故c错误．d、e、当摆球经过平衡位置时开始计时，误差较小，测量周期时需测量多次全振动的时间，求出周期，不能测一次全振动的时间，这样误差较大，故d错误，e正确．故选abe．

(2)据题意知单摆的周期为，由单摆的周期公式，联立解得重力加速度.

(3)根据单摆的周期公式得，根据数学知识可知，T2-l图象的斜率，当地的重力加速度.

A、由图2所示图象可知，对图线a，当l为零时T不为零，所测摆长偏小，可能是把摆线长度作为摆长，即把悬点到摆球上端的距离作为摆长，故A错误.B、实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率k偏小．故B正确.C、由图可知，图线c对应的斜率k偏小小于图线b对应的斜率，由可知，图线c对应的g值大于图线b对应的g值，故C错误；D、单摆的振动是简谐运动，经过最低点时即为平衡位置，根据简谐运动的特点知拉力、向心力、摆球速度最大，摆球的加速度、位移、回复力为0，故D正确；故选BD．

【点睛】简谐运动是一种理想的运动模型，单摆只有在摆角很小，空气阻力影响不计的情况下单摆的振动才可以看成简谐运动，要知道影响实验结论的因素．应用单摆周期公式可以解题；要掌握应用图象法处理实验数据的方法．

10. 某同学为精确测量某金属圆柱的电阻，设计了如图甲所示的电路图。现在需要两个量程为200mA的电流表，但实验室提供的器材中，一个电流表的量程为100mA，内阻为12Ω，另外一个电流表的量程为200mA。

（1）图中E为学生电源、G为灵敏电流计、A1代表量程为100mA电流表A（图中未画出）改装后的电流表、A2为量程为200mA的电流表、R1为电阻箱、R2与R3均为滑动变阻器、R0为定值电阻、S为开关、Rx为待测金属圆柱，另有导线若干，这些器材全部由实验室提供。具体的实验操作如下：

A.按照如图甲所示的电路图连接好实验器材；

B．将滑动变阻器R2的滑片、滑动变阻器R3的滑片均调至适当位置，闭合开关S；

C．调整R3，逐步增大输出电压，并反复调整R1和R2使灵敏电流计G的示数为零，此时量程为100mA的电流表A的示数为I1，A2的示数为I2，电阻箱的示数为R1；

D．实验完毕，整理器材。

①实验步骤B中滑动变阻器R3的滑片应调至最________（填“左”或“右”）端；

②某次测量时，量程为100mA的电流表A的指针位置如图乙所示，则此时通过R2的电流为_______mA。

（2）待测金属圆柱Rx的阻值为________（用所测物理量的字母表示）。

（3）电流表A1、A2的内阻对测量结果________（填“有”或“无”）影响。

【答案】    ①. 左    ②. 160    ③.     ④. 无

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]实验步骤B中滑动变阻器R3的滑片应调至最左端，使元件电压从零开始，保护元件及电表。

[2]把量程为100mA电流表A改装为量程为200mA的电流表A1，应并联一个阻值为12的电阻，乙图的示数为80mA，根据电表改装原理可知，流过R2的电流应为示数的2倍，即160mA。

(2)[3]灵敏电流计G的示数为零时满足

可得待测金属圆柱Rx的阻值为

(3)[4]由Rx测量的表达式可知，电流表A1、A2的内阻对测量结果无影响。

四、计算题（47分）

11. 如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场，带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动，忽略重力的影响，求：

（1）匀强电场场强E的大小；

（2）粒子从电场射出时速度ν的大小；

（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据匀强电场电势差和电场强度的关系得，匀强电场场强E的大小

（2）设带电粒子出电场时速度为v，由动能定理得

解得粒子从电场射出时速度ν的大小

（3）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得

联立得粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径

12. 如图所示，在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在y<0的区域存在方向垂直xOy平面向外的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子从y轴上P（0，h）点以一定的初速度v0射出，速度方向沿x轴正方向。已知场强大小，粒子从坐标原点O处第一次射出磁场。不计粒子重力。求：

(1)粒子进入磁场时的速度方向和大小；

(2)粒子圆周运动的半径和磁场的磁感应强度大小。

【答案】(1)，速度方向和水平方向的夹角；(2)

【解析】

【分析】

【详解】(1) 画出粒子轨迹如图所示

在电场中，沿着电场线方向有

又

解得

粒子在A点的速度为

则进入磁场时速度方向和水平方向的夹角

解得

(2)粒子在电场中的时间

垂直电场方向的位移

根据几何知识得

解得

根据

解得

13. 如图所示，某种复合光经过半圆形玻璃砖后分成a、b两束，光束a与法线的夹角为60°，光束b与法线的夹角为45°，则玻璃对a、b两种光的折射率之比na：nb=__________；若复合光的入射角增大至37°，则a光束射出玻璃砖时与原法线的夹角为__________；若用a、b两束光照射同一双缝干涉装置，测量a、b两束光的相邻亮条纹间距之比为△xa：△xb，a、b两束光的频率之比fa：fb=__________。

【答案】    ①.     ②. 37°    ③.

【解析】

详解】[1]．根据可得

则

[2]．a光的临界角为

可知若复合光的入射角增大至37°，则a光束已经发生全反射，此时a光射出玻璃砖时与原法线的夹角为37°；

[3]．根据

则

14. 如图(a)，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为t1=0时刻和t2时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x1=l.0m和x2=4.0m的两质点．图(b)为质点Q的振动图像，求：

 (1)波的传播速度和t2的大小；

 (2)质点P的位移随时间变化的关系式．

【答案】（1）40m/s； （n=0、1、2、3……）（2）

【解析】

【详解】（1）由图可知波长：λ=8m，质点振动的周期：T=0.2s

传播速度

结合图像可知，横波沿x正向传播，

故t1=0和时刻： 解得 （n=0、1、2、3……）

（2）质点P做简谐振动的位移表达式：

由图可知，时cm且向-y方向运动，

解得