2022-2023学年江西省上饶市高二(下)期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年江西省上饶市高二(下)期末物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.  关于分子动理论，下列说法正确的是(    )

A. 把温度降到，分子热运动将停止
B. 阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动
C. 温度越高，扩散现象和布朗运动都越剧烈
D. 一个氧分子的体积等于氧气的摩尔体积除以阿伏伽德罗常数

2.  下列电磁波中具有显著热效应的是(    )

A. 无线电波 B. 红外线 C. 可见光 D. 紫外线

3.  我国目前拥有的最先进的核潜艇型号为战略核潜艇，特点为续航时间久，水下生存能力强，航速高。已知核反应方程式是，下列说法正确的是(    )

A. 的质子数为 B. 的质子数为
C. 的质量数为 D. 该反应是核聚变反应

4.  如图所示，上饶科技馆内一单摆在做简谐运动，下列可以减小其振动周期的操作是(    )
 

A. 只减小摆球的质量 B. 只增大单摆的振幅 C. 只增大摆线的摆长              D. 只缩短摆线的摆长

5.  如图所示，光滑的水平桌面上放有直导线，右侧附近处有一个水平放置的圆形线圈，固定好，同时在直导线和圆形线圈中通以图示方向的电流时，线圈将(    )
 

A. 向左运动 B. 向右运动 C. 向前运动 D. 向后运动

6.  一列沿轴正方向传播的简谐横波在时的波形如图所示，介质中某质点的振动图像如图所示，下列说法正确的是(    )
 

A. 图一定是质点的振动图像 B. 图只能是质点的振动图像
C. 这列波的波速为 D. 这列波的频率为

7.  一定质量的理想气体按图示情况经历的状态变化，则下列说法正确的是(    )
 

A. 的过程是一个等温变化
B. 的过程中气体分子的平均动能增大
C. 若状态时气体的温度为，则状态时气体的温度为
D. 的过程中气体从外界吸收的热量为

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

8.  水电是清洁能源，发展水电对我国实现碳达峰和碳中和有着重要的意义。如图所示，某小型水电站发电机的输出电压，输出电流为，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是(    )
 

A. 输电线上的电流为 B. 输电线上的电流为
C. 升压变压器的匝数比为 D. 升压变压器的匝数比为

9.  如图甲所示，用强磁场将百万开尔文的高温等离子体等量的正离子和电子约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克。我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行秒的成绩。多个磁场才能实现磁约束，图乙为其中沿管道方向的一个磁场，越靠管的右侧磁场越强。不计离子重力，关于离子在图乙磁场中运动时，下列说法正确的是(    )
 

A. 离子在磁场中运动时，磁场可能对其做功
B. 离子在磁场中运动时，磁场对其一定不做功
C. 离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，运动半径增大
D. 离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，运动半径减小

10.  丹麦物理学家玻尔第一次将量子观念引入到原子领域提出了定态和跃迁的概念。如图为氢原子能级图，大量处于能级的氢原子，能辐射出种不同频率的光，下列说法正确的是(    )
 

A. 量子数
B. 量子数
C. 辐射出的种不同频率的光子中能量最大为
D. 玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律

11.  如图所示，光滑的水平桌面上有一间距为的磁场区域，区域内存在磁感应强度大小为，方向垂直桌面向下的匀强磁场。一边长为，质量为，电阻为的正方形线框放在水平桌面上。在水平拉力的作用下，线框从图示位置匀速进入磁场。当边刚进入磁场时就撤去水平外力，线框运动一段时间后，边恰好能出磁场。则下列说法正确的是(    )
 

A. 线框进入和穿出磁场的过程中，通过线框的电荷量大小相等
B. 线框匀速运动的速度大小为
C. 线框匀速进入磁场的过程中，受到的拉力大小为
D. 线框从开始进入到完全离开磁场的过程，运动的总时间小于

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

12.  在“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。

观察变压器的内部结构，为了减小涡流，它的结构和材料是______选填“”或“”。

A. 整块硅钢铁芯        绝缘的硅钢片叠成的铁芯

观察两个线圈的导线，发现粗细不同，匝数不同，如果作为降压变压器使用，原线圈的导线较______选填“”或“”。

A. 细且匝数多        粗且匝数少

实验中将电源接在原线圈的“”和“”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“”和“”两个接线柱之间的电压为，若考虑存在漏磁，则原线圈的输入电压可能为______选填“”或“”。

13.  物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。某实验小组用如图甲所示的实验装置测光的波长。

如图乙所示，将测量头的分划板中心刻线与亮纹中心对齐，将该亮纹定为第条亮纹，此时手轮上的示数，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与亮纹第条亮纹中心对齐，记下此时图丙中手轮上的示数更接近于______选填“”或“”。

已知双缝间距，双缝到屏的距离，由计算式______可计算光的波长计算式用、、、表示。

根据上问计算式并代入数据可得所测光的波长近似为______选填“”或“”。

在其他操作都正确的前提下，下列操作中一定会使波长测量结果偏大的是______选填“”或“”。

A. 测量单缝到屏的距离作为    ．数到第条亮条纹时误记为第条

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

14.  如图所示，矩形为一棱镜的横截面，为边的中点，的长度为。一束光自点射入棱镜，入射角为，已知该光在棱镜中折射率，真空中光速为，求：

折射角和光在棱镜中发生全反射的临界角；

改变入射角，当光垂直入射时，光从端面第一次传播到的时间。

15.  年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、对同位素和质谱仪的研究荣获了诺贝尔奖，质谱仪按应用范围分为同位素质谱仪、无机质谱仪和有机质谱仪，如今各种质谱仪的应用十分广泛。如下图为质谱仪的结构图，许多粒子从容器下方的小孔陆续飘入加速电场，若某个粒子质量为、电荷量为，飘入电压为的加速电场加速电场视为匀强电场，其初速度可视为零，至的间距为，粒子经过小孔后继续沿直线到达小孔，接着从以垂直磁场的速度方向进入磁感应强度为的匀强磁场中，做匀速圆周运动，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。求：

该粒子在电场中运动的加速度大小；

该粒子离开加速电场时的速度大小；

该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径。

16.  如图，平行光滑导轨的左侧和是竖直平面内半径为的四分之一圆弧，、处于同一水平面，和间距为，和间距为，、、、均足够长始终位于左侧运动，和、和通过导线连接，其中右侧导轨平面都处在竖直向上磁感应强度为的匀强磁场中。现将长度为的导体棒垂直导轨放置于和上，将长度为的导体棒垂直导轨放置于端，由静止释放导体棒，导体棒运动的过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知导体棒和材料、横截面积均相同，导体棒质量为，电阻为，重力加速度为，不计导轨电阻。求：

导体棒刚进入磁场时的速度大小；

导体棒刚进入磁场时，导体棒的加速度大小；

导体棒最终稳定的速度大小以及从释放至两导体棒稳定运动的整个过程中导体棒产生的焦耳热。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】A.物体分子永不停歇做无规则运动，温度降到  时，分子热运动不会停止，故A错误；

B.尘埃运动是空气流动引起的，不是布朗运动，故B错误；

C.扩散现象和布朗运动都反映了分子的无规则运动，温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象和布朗运动也越剧烈，故C正确；

D.由于气体分子的间距大于分子直径，因此氧气的摩尔体积除以阿伏伽德罗常数得到的是一个氧分子所占的体积，不是氧分子的体积，故D错误。

故选C。

2.【答案】 

【解析】电磁波中具有显著热效应的是红外线。

故选B。

3.【答案】 

【解析】根据质量数和电荷数守恒可知  为  ，质子数为，质量数为，故A正确，BC错误；

D.该核反应属于核裂变，故D错误。

故选A。

4.【答案】 

【解析】根据单摆周期公式

可知单摆周期与摆球的质量和单摆的振幅均无关，只缩短摆线的摆长，可减小振动周期。

故选D。

5.【答案】 

【解析】根据右手螺旋定则可知，在直导线在右侧产生的磁场方向为垂直纸面向外，且越往右磁感应强度越小，根据左手定则可知圆形线圈左侧所受安培力方向向左、右侧所受安培力方向向右，上下两侧所受安培力大小相等方向相反，而左侧所受安培力大小大于右侧，故线圈将向左运动。

故选A。

6.【答案】 

【解析】谐横波沿轴正方向传播，根据波形平移法可知，  时质点从平衡位置向  轴正方向振动，质点从平衡位置向  轴负方向振动，可知图一定不是质点的振动图像，图可能是质点的振动图像，但也可能是与质点相距整数个波长质点的振动图像，故AB错误；

由图可知波长为  ，由图可知周期为  ，则有这列波的频率为

这列波的波速为

故C错误，D正确。

故选D。

7.【答案】 

【解析】A.由图可知

故  的过程不是等温变化，故A错误；

B.  过程为等压变化，温度升高，体积增大，分子的平均动能增大，故B正确；

C.状态时气体的温度为  ，即

根据查理定律可得

可得

故C错误；

D.由于

故

因此  过程气体内能不变化，故该过程气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功，根据图像与横轴面积表示气体对外界做的功可得

故D错误。

故选B。

8.【答案】 

【解析】根据

解得电线上的电流为

故A错误，B正确；

根据原、副线圈电流与匝数关系可知，升压变压器的匝数比为

故C正确，D错误。

故选BC。

9.【答案】 

【解析】离子在磁场中运动时，由于洛伦兹力方向总是与速度方向垂直，可知磁场对其一定不做功，故A错误，B正确；

离子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得

解得

离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，磁感应强度变大，可知离子运动半径减小，故C错误，D正确。

故选BD。

10.【答案】 

【解析】大量处于  能级的氢原子，能辐射出种不同频率的光，根据

可知量子数  ，故A正确，B错误；

C.辐射出的种不同频率的光子中能量最大为

故C错误；

D.玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故D正确。

故选AD。

11.【答案】 

【解析】A.线框进入和穿出磁场的过程中，根据

可通过线框的电荷量大小相等，故A正确；

B.线框匀速运动的速度大小为，对线框，对于线框出磁场过程，由动量定理可得

而

故

故B错误；

C.根据受力平衡可得，线框匀速进入磁场的过程中，受到的拉力大小为

故C正确；

D.线框运动出总距离为

若线框整个过程都匀速运动，则运动时间为

而线框出磁场时是做减速运动，因此线框从开始进入到完全离开磁场的过程，运动的总时间

故D错误。

故选AC。

12.【答案】             

【解析】观察变压器的内部结构，为了减小涡流，它的结构和材料是绝缘的硅钢片叠成的铁芯。

故选B。

观察两个线圈的导线，发现粗细不同，匝数不同，如果作为降压变压器使用，根据

由于

则有

可知原线圈的电流小，则原线圈的导线较细且匝数多。

故选A。

实验中将电源接在原线圈的“”和“”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“”和“”两个接线柱之间，若是理想变压器，则有

若考虑存在漏磁，则有

可得

则原线圈的输入电压可能为  。

13.【答案】                   

【解析】由图丙可知螺旋测微器固定刻度未过半刻度线，故  更接近；

相邻亮条纹间距离为

根据相邻亮条纹间距公式

可得

代入数据可得

测量单缝到屏的距离作为，即比真实值大，根据波长表达式可知测量结果偏小；

B.数到第条亮条纹时误记为第条，即相邻亮条纹间距离  比真实值大，根据波长表达式可知测量结果偏大。

故选B。

14.【答案】  ，  ；  

【解析】由折射定律

可得

可得折射角为

该棱镜全反射临界角  满足

解得

当光垂直入射时，如图所示

光在该棱镜中传播的速度为

光由到的路程为

则时间为

15.【答案】  ；  ；  

【解析】粒子在电场中运动的加速度大小

而

所以

根据动能定理

得粒子离开加速电场时的速度

在磁场中洛伦兹力提供向心力

得粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径

16.【答案】  ；  ；  ，  

【解析】导体棒从  端下滑到  位置时，设其速度为  ，由机械能守恒定律可得

解得

在导体棒进入磁场瞬间，产生的感应电动势

由题意可知导体棒的电阻为，则此刻回路中的感应电流为

则此刻导体棒所受安培力大小为

由牛顿第二定律可知，此刻导体棒的加速度

设经过时间两导体棒切割磁感线产生的感应电动势大小相等，设此刻导体棒、的速度分别为  、  ，则有

而在整个过程中对导体棒由动量定理有

对导体棒由动量定理有

联立以上各式解得

显然此速度即为棒最终稳定的速度，设整个过程中整个回路产生的热量为  ，由能量守恒可得

解得

由此可知导体棒上产生的焦耳热为