精品解析：广东省清远市2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版）

这是一份精品解析：广东省清远市2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版），共16页。

清远市2022~2023学年第二学期高中期末教学质量检测
高 二 物 理
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 从微观角度分析宏观现象是学习和认识热现象的重要方法，下列分析正确的是（　　）
A. 布朗运动就是液体分子的无规则热运动
B. 扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的
C. 热量总是自发地从内能大的物体传递给内能小的物体
D. 水蒸气凝结成小水珠的过程中，水分子间的引力增大，斥力减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则热运动的表现，故A错误；
B．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，故B正确；
C．热量总是自发地从温度高的物体传递给温度低的物体，但不一定从内能大的物体传递给内能小的物体，故C错误；
D．水蒸气凝结成小水珠的过程中，分子距离减小，水分子间的引力和斥力均增大，故D错误。
故选B。
2. 无线话筒是一个将声信号转化为电信号并发射出去的装置，其内部电路中有一部分是LC振荡电路。若话筒使用时，某时刻话筒中LC振荡电路中的磁场方向如图所示，且电流正在增大，则下列说法正确的是（　　）

A. 电容器正在充电
B. 电容器下板带正电
C. 从上往下看，线圈中的电流沿顺时针方向
D. 电场能正在转化为磁场能
【答案】D
【解析】
【详解】C．根据安培定则可知，从俯视的视角观察线圈，线圈中的电流沿逆时针方向，故C错误；
ABD．电流正在增大，则电容器正在放电，电场能正在转化为磁场能，电容器下板带负电，故AB错误，D正确。
故选D。
3. 骑自行车既是安全、绿色的出行方式之一，又是比较不错的有氧运动。山地自行车安装了气压式减震装置来抵抗颠簸从而受到不少人的喜爱，其原理如图所示。如果路面不平，随着骑行时自行车的颠簸，活塞上下振动，下列说法正确的是（　　）

A. 活塞迅速下压时汽缸内的气体对外界做负功
B. 活塞迅速下压时汽缸内的气体温度可能减小
C. 活塞迅速下压时汽缸内的气体的压强变小
D. 活塞迅速下压时汽缸内的气体的内能减小
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知，活塞迅速下压时外界对气体做功且来不及热交换，根据热力学第一定律，气体的内能增大，温度升高，汽缸内的气体分子平均动能增大，气体的体积减小，则气体压强增大。
故选A。
4. 电磁炉具有无明火、无污染、高效节能等优点，某同学仿照电磁炉原理自己制作了一个简易电磁炉，其结构简图如图所示。在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，接通交流电源，一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是（　　）

A. 若将交流电源改为恒定电流，则简易电磁炉仍能正常工作
B. 若将金属杯换作陶瓷器皿，则简易电磁炉仍能正常工作
C. 若仅增大交流电的频率，则简易电磁炉的功率增大
D. 在线圈和金属杯之间放一层绝缘垫片，简易电磁炉将不能正常工作
【答案】C
【解析】
【详解】AB．交流电源产生变化的磁场，通过金属杯的磁通量发生变化而产生涡流，利用涡流来加热食物或者水，如果将交流电源改为恒定电流或者将金属杯换作陶瓷器皿，将不能再产生涡流，即简易电磁炉不能正常工作，AB错误；
C．仅增大交流电的频率，根据法拉第电磁感应定律可知，涡流增大，简易电磁炉的功率增大，C正确；
D．交流电源产生变化的磁场能穿过绝缘垫片，通过金属杯的磁通量仍会发生变化而产生涡流，故电磁炉仍能正常工作，D错误。
故选C。
5. 某同学设计了一个烟雾探测器，其原理图如图所示，其中S为光源，C为光电管，它的阴极材料为金属钠。当有烟雾进入探测器时，S发出的光被烟雾散射进入光电管C。光射到光电管中的钠表面产生光电子，当光电流达到一定大小时，探测器触发报警系统报警。已知真空中的光速为c，钠的极限频率为ν0，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　）

A. 光源S发出的光只要光照强度足够大，探测器一定可以正常工作
B. 探测器探测到烟雾时，光电子的最大初动能与光源S发出的光的频率成正比
C. 光电管的阴极材料不能用极限频率更低的材料取代
D. 光源S发出光的波长小于
【答案】D
【解析】
【详解】A．发生光电效应的条件与光频率有关，与光照强度无关，A错误；
B．根据光电效应方程

可知，探测器探测到烟雾时，光电子的最大初动能与光源S发出的光的频率呈线性关系但不成正比，B错误；
C．若用极限频率更低的材料取代钠，则入射光的频率大于光电管阴极材料的极限频率，则探测器仍然可以工作，C错误；
D．光照射到钠表面产生光电子，那么光源S发出的光的频率大于钠的极限频率ν0，根据光速、波长和频率的关系

则光源S发出光的波长小于，D正确。
故选D。
6. 氢原子部分能级示意图如图所示，一个氢原子处于的激发态，当它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. 该氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射3种不同频率的光子
D. 氢原子从高能级向低能级跃迁时，会吸收特定频率的光子
【答案】C
【解析】
【详解】AB．氢原子从高能级跃到低能级，能级差越大，发出光子的频率越高，由题图知第4能级与第1能级能级差最大，故氢原子由能级跃迁到能级时，发出光子的频率最大，波长最短，AB错误；
C．该氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射3种不同频率的光子，分别是4→3，3→2，2→1，C正确；
D．氢原子从高能级向低能级跃迁时，会发出特定频率的光子，D错误。
故选C
7. 相距18 m的甲、乙两条船停在湖中，某时刻开始波源以0.2 Hz的频率上下振动，形成的水波可视为简谐横波，波源和甲、乙两船的相对位置如图所示，通过观察发现当甲船位于波谷时，乙船位于波峰，且两船之间还有一个波峰。下列说法正确的是（　　）

A. 这列波速度为2.4 m/s
B. 这列波的波长为15 m
C. 这列波的周期为0.5 s
D. 一段时间后甲船靠近乙船
【答案】A
【解析】
【详解】B．当甲船位于波谷时，乙船位于波峰，且两船之间还有一个波峰，即两船之间的距离等于1.5个波长，得
λ=12 m
故B错误；
A．这列波的速度

故A正确；
C．这列波的周期

故C错误；
D．甲、乙两船上下振动，不随波迁移，即甲、乙两船不会靠近，故D错误。
故选A。
二、多项选择题:本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 居里夫人是世界上第一位两次获得诺贝尔奖的人。1934年，居里夫人用α粒子轰击铝片获得具有放射性的，发生衰变生成和另一种粒子Y。下列说法正确的是（　　）

A. 磷肥中若含有，则可用作示踪原子来观察磷肥对植物的影响
B. 该反应的核反应方程为
C. 粒子Y是正电子
D. 的比结合能比的小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．放射性同位素可作为示踪原子，磷肥中的可用作示踪原子来观察磷肥对植物的影响，故A正确；
B．根据质量数守恒和电荷数守恒，可知核反应方程为

故B错误；
C．根据质量数守恒和电荷数守恒，可知发生衰变时的方程为

粒子Y是正电子，故C正确；
D．自发地衰变为放出能量，比结合能增大，因此的比结合能比的小，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，磁极间的磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场，OO'为垂直于磁场方向的转轴。绕OO'轴匀速转动的矩形线圈abcd的面积为S，匝数为N，电阻为r，转动的角速度为ω，从图示位置开始计时。矩形线圈通过滑环接一电阻箱R，图中电压表为理想交流电表。下列说法正确的是（　　）

A. 矩形线圈从图示位置转过90°时，电压表的示数为0
B. 矩形线圈经过图示位置时，线圈中的电流方向为a→b→c→d→a
C. 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωsin ωt
D. 电阻R消耗的最大功率为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．矩形线圈从图示位置转过90°时，矩形线圈位于中性面，此时穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，线圈的感应电动势为0，但电压表的示数为有效值（示数不为0），故A错误；
B． 图示位置时，线圈ab端和cd端切割磁感线，根据右手定则知电流方向为a→b→c→d→a，故B正确；
C．图示位置为垂直中性面位置，由此位置开始计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为

故C错误；
D．根据电源输出功率与外电路电阻的关系可知，当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，即R=r时，有

故D正确。
故选BD。
10. 观光水池的水面下安装有几个彩色灯泡，岸上的游客看到红灯和绿灯是在同一水平线上，红灯和绿灯均可视为点光源，下列说法正确的是（　　）

A. 红灯的实际位置比绿灯低
B. 游客看到的灯的深度比灯的实际深度要小
C. 若水池面积足够大，则红灯把水面照亮的面积较大
D. 岸上的人看到的灯实际是光的全反射所成的像
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．人从水面上看水面下的物体，看到的是位置偏高的虚像，所以游客看到的灯的深度比灯的实际深度要小。水对七种色光的折射率不同，其中对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小，折射率越大，虚像的位置离水面越近，所以，要看到七种彩色灯在同一水平线上，安装时，绿色灯的位置较低，红色灯的位置较高，故A错误，B正确；
C．光从水面下向上斜射向空气中时，若入射角达到临界角时，就会发生全反射，所以，能从水面透射出来光（即能把水面照亮的部分）是一个圆面。根据几何关系可以得到照亮圆面的半径，灯的实际深度，以及折射率之间的关系式是

可知，折射率越大，越小，圆的面积越小，因为水对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小，所以红灯把水面照亮的面积较大，故C正确；
D．岸上的人看到的灯实际是光的折射所成的像，故D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题，共54分。
11. 学习小组的同学在实验室用单摆测量重力加速度的实验装置如图甲所示，实验步骤如下。

（1）用游标卡尺测量摆球直径的读数如图乙所示，则摆球的直径d=____mm。
（2）按实验装置图安装好实验装置，然后用米尺测量细线悬点到小球上端的长度L，接着将小球拉离平衡位置一个小角度，由静止释放小球，稳定后小球在某次经过平衡位置时开始计时，并计数为0，此后小球每摆到平衡位置一次，计数一次，依次计数为1、2、3、……，当数到20时，停止计时，测得的时间为t。
（3）根据上述实验操作，计算当地重力加速度的表达式____（用题中的物理量符号表示）。
（4）多次改变摆线长度，测出对应每次摆线的长度，重复实验步骤（2），然后计算出每条摆线长度对应的，并以为纵坐标、L为横坐标，作出的图线如图丙所示，若图线的斜率为k，则当地重力加速度____（用k表示）。
（5）学习小组成员在实验分析的过程中进行了小组讨论，下列相关说法正确的是_________（填选项前的字母）。
A．测摆线时若摆线拉得过紧，通过计算表达式得到g值偏小
B．利用停表计时时，若第一次按下停表有延迟，则利用计算表达式得到的g值偏小
C．若作的图线，则作出的图线过坐标原点
【答案】 ①. 14.50 ②. ③. ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知摆球的直径为

（3）[2]根据题意可知，单摆的周期

单摆的摆长为L+，根据单摆周期公式

联立可得

（4）[3]根据

可得

可知图像的斜率为

解得

（5）[4]根据单摆周期公式

可得

A．测摆线时摆线拉得过紧，则摆长的测量值偏大，可知重力加速度计算值偏大，故A错误；
B．第一次按下停表有延迟，则测量周期的测量值偏小，可知重力加速度计算值偏大，故B错误；
C．单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，若作的是图线，则作出的图线过坐标原点，故C正确。
故选C。
12. 力敏电阻被广泛应用于汽车电子、医疗设备以及工业机器人等领域。为了研究现有一可视为纯电阻的力敏电阻（型号FSR408）的电阻值随着表面所受压力的变化而变化的情况，新华中学课外兴趣小组的同学设计的实验电路如图所示，已知该力敏电阻的电阻值在100 Ω~3000 Ω之间变化。除了型号为FSR408的力敏电阻外，兴趣小组现有的器材还有：

直流电源E（电动势约为6 V，内阻约为1 Ω）；
电压表（量程为6 V，内阻约为3 kΩ）；
电压表（量程为15 V，内阻约为5 kΩ）；
电流计（量程为3 mA，内阻为11 Ω）；
滑动变阻器R1（最大阻值为10 Ω，额定电流为3 A）；
滑动变阻器R2（最大阻值为1 kΩ，额定电流为0.5 A）；
开关及导线若干。
（1）实验中要求尽量减小误差，应保证电表在测量时其最大示数超过量程的一半，则滑动变阻器应选择____（填“R1”或“R2”），电压表应选择____（填“”或“”）。
（2）为了在实验中使电流计符合实验要求，需要给电流计____（填“串”或“并”）联一个阻值为____Ω的定值电阻，就可以将该电流计改装为量程36 mA的电流表。
（3）使用该电路测量时，由于电压表不是理想电表，因此测量值____（填“大于”或“小于”）真实值。
（4）已知力敏电阻（型号FSR408）的电阻值随着表面所受压力的增大而减小。实验中先将滑动变阻器的滑片P移至左端，再闭合开关S1，在给该力敏电阻施加较大的压力时，开关S2需要处于____（填“断开”或“闭合”）状态。移动滑片P至合适位置，若此时电压表示数为量程的三分之二，电流表示数为量程的四分之三，则此时力敏电阻对应的阻值为____Ω（结果保留三位有效数字）。
【答案】 ①. R1 ②. ③. 并 ④. 1 ⑤. 小于 ⑥. 闭合 ⑦. 148
【解析】
【详解】（1）[1][2]为了便于操作，则滑动变阻器应选择R1，为了保证电压表在测量时其最大示数超过量程的一半，电压表应选择。
（2）[3][4]为了在实验中使电流表符合实验要求，需要给电流表并联一个小阻值的定值电阻，根据欧姆定律有

解得

（3）[5]使用该电路测量时，由于电压表的分流，使得电流测量值大于通过力敏电阻的真实电流，因此测量值小于真实值。
（4）[6][7]根据题意可知，给该力敏电阻施加较大的压力时，力敏电阻的阻值较小，流过力敏电阻的电流较大，电流表应选择大量程，对应的开关S2需要闭合；根据欧姆定律，力敏电阻对应的阻值

13. 某透明物质的横截面为半圆，O为该半圆的圆心，半圆的半径为R。如图所示，一小束光线从Q点射入该物质，光线恰好从半圆的中点E射出。已知入射点Q到圆心O的距离为，入射光线与竖直方向的夹角，光在真空中的传播速为c。求：
（1）该透明物质的折射率；
（2）光线从Q点传播到E点所用的时间。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设折射角为，由图中几何关系可得

可得

根据折射定律可知该透明物质的折射率为

（2）光线在该透明物质的传播速度为

光线在该透明物质的传播路程为

光线从Q点传播到E点所用时间

14. 如图甲所示，一缸壁导热的汽缸水平放置，用质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞与汽缸底部用一原长为、劲度系数为k的轻质弹簧连接，当封闭气体的热力学温度为时，弹簧恰好处于自然状态。现缓慢将汽缸转动到开口向上竖直放置，如图乙所示，此时弹簧被压缩的长度为。已知重力加速度大小为g，活塞面积为S，外界大气压强恒为，忽略活塞与汽缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积，环境的热力学温度保持不变。
（i）求弹簧的劲度系数；
（ii）现使汽缸内气体的温度缓慢升高，求弹簧恢复原长时，缸内气体的热力学温度T。

【答案】（i）；（ii）
【解析】
【详解】解：（i）汽缸水平放置，对活塞受力分析可知，封闭气体的压强

汽缸开口向上竖直放置时，设封闭气体的压强为，根据等温变化规律有

对活塞受力分析有

解得

（ii）当弹簧恢复原长时，缸内气体的压强

根据等容变化定律有

解得

15. 如图所示，xOy坐标系中，第三象限存在沿x轴正方向的匀强电场，第四象限与x轴和y轴相切的半径为R的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场I，其边界与x轴的切点为P点。x轴上方存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场II。在第三象限处存在粒子源，带正电粒子由粒子源无初速度释放后进入电场，在电场中加速后进入圆形磁场I，又恰好以垂直于x轴的方向经P点进入磁场II，最后带电粒子都打到放置在x轴上的收集板上。带电粒子的比荷均为，不计粒子间的相互作用和粒子受到的重力。
（1）求第三象限中匀强电场的电场强度大小E；
（2）求带电粒子从粒子源到收集板运动的总时间t；
（3）若粒子源在第三象限处，带电粒子仍能打到放置在x轴上的收集板上，求收集板的最小长度L。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设粒子在匀强磁场I中做匀速圆周运动的半径为，根据几何关系有，粒子在匀强磁场I中做匀速圆周运动时，根据洛伦兹力提供向心力有

粒子在电场运动的过程中，根据动能定理有

解得

（2）设粒子在电场中运动的时间为，根据匀加速运动的规律有

粒子在匀强磁场I中做匀速圆周运动的时间

设粒子在匀强磁场II中做匀速圆周运动的半径为，根据洛伦兹力提供向心力有

粒子在匀强磁场II中做匀速圆周运动的时间

带电粒子从粒子源到收集板运动的总时间

解得
。
（3）根据题中条件可知，带电粒子仍从P点进入匀强磁场II，设粒子进入匀强磁场II时与x轴正方向的夹角为，根据几何关系有

根据几何关系可知，此时带电粒子打在收集板上的落点到P点的距离

收集板的最小长度

解得