贵州省黔东南苗族侗族自治州2022-2023学年高二下学期期末文化水平测试物理试卷（解析版）

这是一份贵州省黔东南苗族侗族自治州2022-2023学年高二下学期期末文化水平测试物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，探究实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷（选择题，共44分）
一、单项选择题：本题共6个小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 在生产生活中，光的干涉运用非常广泛，下列图中没有涉及到光的干涉现象的是（ ）
A. 阳光下彩色的肥皂膜
B. 用单色光检测工作表面平整度
C. 光导纤维传递光学信息
D. 单色光通过双缝在屏幕上形成明暗相间条纹
【答案】C
【解析】AB．阳光下彩色的肥皂膜、用单色光检测工作表面平整度为薄膜干涉现象，AB错误；
C．光导纤维传递光学信息利用光的全反射，没有涉及到光的干涉现象，C正确；
D．单色光通过双缝在屏幕上形成明暗相间条纹为双缝干涉现象，D错误。
故选C。
2. 极光是一种绚丽多彩的等离子体现象，多发生在地球南、北两极的高空。极光是由于空间中的高能带电粒子进入地球时轰击大气层产生的，高能带电粒子使地球大气分子（原子）激发到高能级，在受激的分子（原子）恢复到基态的过程中会辐射光。下列对氢原子光谱说法正确的是（ ）

A. 大量氢原子从能级跃迁到能级最多能发出5种不同频率的光
B. 一个氢原子从能级跃迁到能级最多能发出3种不同频率的光
C. 用能量为11eV的光子照射处于基态的氢原子，可使氢原子跃迁到第2能级
D. 由玻尔理论知，电子可绕原子核沿任意轨道做匀速圆周运动
【答案】B
【解析】A．大量氢原子从能级跃迁到能级最多能发出不同频率的光的种数为
，故A错误；
B．一个氢原子从能级跃迁到能级最多能发出3种不同频率的光分别为从能级跃迁到，从能级跃迁到，从能级跃迁到。故B正确；
C．根据玻尔的跃迁假设，可得
即用能量为10.2eV的光子照射处于基态的氢原子，可使氢原子跃迁到第2能级。故C错误；
D．由玻尔理论知，电子绕原子核做匀速圆周运动的轨道是一系列特定的轨道。故D错误。
3. 中国科学家首次合成新核素铀，其衰变方程，已知的质量为，的质量为，的质量为，光速为，以下说法正确的是（ ）
A. 的半衰期随温度升高而变大
B. 经过两个半衰期，有的原子核没发生衰变
C. 现有的核能发电是运用了衰变过程释放的能量
D. 单个铀衰变释放能量为
【答案】D
【解析】A．的半衰期由原子核内部结构决定，与所处环境温度无关，故A错误；
B．每经过一个半衰期，有半数原子核发生衰变，经过两个半衰期，有的原子核发生衰变，故B错误；
C．现有的核能发电是运用了重核裂变过程释放的能量，故C错误；
D．根据爱因斯坦质能方程可知单个铀衰变释放能量为
故D正确。
故选D。
4. 图甲是探究“光电效应”实验电路图，某光电管遏止电压随入射光频率v变化规律如图乙所示。下列判断正确的是（ ）

A. 入射光的频率v不同，遏止电压相同
B. 入射光的频率v不同，光照强度不同，图像的斜率相同
C. 图甲所示电路中，当电压增大到一定数值时，电流计将达到饱和电流
D. 增大入射光的光照强度，光电子的最大初动能一定增大
【答案】B
【解析】A．根据
可知入射光的频率不同，电子的最大初动能不同，又
所以
因此入射光的频率不同，遏止电压不同，故A错误；
B．图像的斜率为，与入射光的频率和光照强度无关，故B正确；
C．图甲所示电路中，必须把电源正负极反接过来，才能来验证光电流与电压的关系，即当电压增大到一定数值时，电流计将达到饱和电流，故C错误；
D．根据
可知光电子的最大初动能与光照强度无关，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，匝数为N、面积为S的圆形线圈，圆内有垂直线圈平面的匀强磁场，磁感应强度的变化规律为，其中。线圈与磁场外小灯泡相连，小灯泡和线圈的电阻均为R，其它电阻不计，则电路中（ ）

A. 电流由a经灯泡流向bB. 感应电动势大小为
C. 流过灯泡的电流大小为D. a、b间电压的大小为
【答案】C
【解析】A．由题意可知，圆内磁场减弱，磁通量变小，由楞次定律可知，产生顺时针方向的感应电流，电流由b经灯泡流向a，选项A错误；
B．据法拉第电磁感应定律可得
选项B错误；
C．流过灯泡的电流大小为
选项C正确；
D．a、b间电压的大小为
选项D错误。
故选C。
6. 如图所示，在直角三角形区域（含边界）内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，，，边长。一个粒子源在点将质量为、电荷量为的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】带电粒子垂直进入磁场，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动。要使带电粒子在磁场运动的时间最长，带电粒子需以平行于ab方向的速度射入磁场，并从ac边射出。由牛顿第二定律可得
得带电粒子射入磁场的速度为
即要使速度最大，粒子运动的轨道半径最大，即轨迹既与ab边相切，又与bc边相切，如图所示
由几何关系可得，此时带电粒子做圆周运动的半径为
则速度的最大值为
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7. 如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表A、理想电压表V，原线圈接输出电压恒定的交流电源，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L，一个电吹风M（内阻与灯泡L相同），输电线的等效电阻为R，副线圈匝数可以通过调节滑片P改变。S断开时，灯泡L正常发光。滑片P位置不动，当S闭合时，以下说法中正确的是（ ）

A. 电压表读数增大
B. 电流表读数增大
C. 为使灯泡L正常发光，滑片P应向上滑动
D. 灯泡L与电吹风M消耗的电功率一定相同
【答案】BC
【解析】A．滑片位置不动，当S闭合时，电阻变小，原线圈电压及匝数比不变，副线圈电压不变，电压表读数不变，故A错误；
B．副线圈电压不变，电阻变小，输出功率变大，输入功率变大，根据
知电流表读数变大，故B正确；
C．副线圈电流变大，等效电阻两端的电压增大，并联部分的电压减小，为了使灯泡L正常发光，必须增大电压，滑片应向上滑动，故C正确；
D．电吹风除了内阻的热功率外可能还有输出机械功率，即
可知电吹风
灯泡L与电吹风M的电流不同，消耗电功率不相同，故D错误。
故选BC。
8. 一单摆的摆动角度小于5°，其振动图像如图所示，g取。下列说法正确的是（ ）

A. 、时刻摆球加速度方向相反B. 时摆球的速度最大
C. 单摆的振动周期为D. 单摆的摆长约为
【答案】B
【解析】A． 、时刻摆球的位移都为正，加速度方向相同，故A错误；
B．根据图像的斜率可知时摆球的速度最大，故B正确；
C．由图可知，单摆的振动周期为1.6s，故C错误；
D．根据单摆的周期公式有
解得
m
故D错误；
故选B。
9. 关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A. 一个物体的内能增加，必定有其他物体对它做功或向它传递热量
B. 热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体
C. 一定质量理想气体温度升高，内能一定增大
D. 一定质量的理想气体温度不变，体积增大，气体可能放出热量
【答案】ABC
【解析】A．根据热力学第一定律有
可知，一个物体的内能增加，必定有其他物体对它做功或向它传递热量，故A正确；
B．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，故B正确；
C．对于理想气体，分子之间的作用力忽略不计，分子势能为0，内能由温度决定，即一定质量的理想气体温度升高，内能一定增大，故C正确；
D．根据上述，一定质量的理想气体温度不变，则内能不变，体积增大时，气体对外界做功，根据热力学第一定律有
可知，气体一定从外界吸收热量，故D错误。
故选ABC。
10. 导轨与水平面间夹角为θ，质量为m、长为L的金属棒中通有自a到b大小为I的恒定电流，当磁场方向水平向左时，金属棒与磁场方向垂直且恰好可以静止在光滑的绝缘导轨上。当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时（已知电流大小保持不变，磁感应强度大小可以调整），要保持金属棒静止不动，重力加速度为g，下列判断正确的是（ ）

A. 磁感应强度逐渐变大B. 安培力逐渐变小
C. 支持力逐渐变大D. 磁感应强度最小值为
【答案】CD
【解析】BC．当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时，根据平行四边形定则作图，平行四边形由小变大，支持力逐渐变大，安培力先减小后增大，B错误，C正确；

A．根据 ，当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时，安培力先减小后增大，磁感应强度先变小后变大，A错误；
D．当安培力沿斜面向上时，安培力最小，磁感应强度最小，根据平衡条件得
解得
D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷（非选择题，共56分）
三、探究实验题：本题共2个小题，第11题9分，第12题12分，共21分。
11. 北京冬奥会引发了大家玩桌上冰壶的热潮。某学习小组用三只相同的冰壶来验证动量守恒定律。将两只壶竖直叠放粘连，记为A，另一只壶记为B。在桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线，与轴线垂直作为参考线。实验步骤如下：
①如图甲，将A从P沿PQ弹射，A停止后，测出其右端到的距离；
②如图乙，将B静置于轴线上，并使其左端与相切；
③如图丙，将A压缩弹簧至同一位置，射出后在处与B正碰，A、B停止后，测出A右端和B左端到的距离、。
请回答以下问题：
（1）两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达线时具有相同的______。
（2）碰撞前瞬间A的速度大小与________成正比。
A．B．C．D．
（3）多次实验，若测量数据均满足关系式_____________（用题中给定符号表达），则说明冰壶碰撞过程中动量守恒。
【答案】（1）速度（速率、动量、动能等均可） （2）C （3）
【解析】（1）[1]两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达线时具有相同的速度。
（2）[2]由匀变速直线规律可得
碰撞前瞬间A速度大小与成正比。
故选C。
（3）[3]设一个冰壶的质量为m，由匀变速直线运动规律可得，碰后A、B的速度为
，
据动量守恒定律可得
联立解得
若测量数据均满足上述关系式，则说明冰壶碰撞过程中动量守恒。
12. 某学习小组用苹果和两种金属电极做了一个“水果电池”，为了测量其电动势和内阻，进行了以下实验：
（1）使用多用电表的直流电压2.5V挡粗测电动势，指针稳定时如图a所示，其示数为______V。
（2）为了尽可能准确地测出水果电池的电动势和内阻，使用的实验器材有：数字式多用电表（可视为理想电压表）、滑动变阻器（最大阻值足够大）、微安表、导线、开关等。实验电路如图b所示，请根据b图在图c中完成实物连线_______。
（3）连接好电路后闭合开关，调节滑动变阻器，记录数字电压表和微安表的示数。作出U—I图像，如图d所示。由图像求得水果电池的电动势E=______V，内阻r=______kΩ（结果保留三位有效数字）。
（4）运用上述方法，探究水果电池内阻与电极间距d、电极插入深度h的关系，测得数据如下表所示。
由表中数据可得：水果电池内阻随着电极插入深度h的增加而______（选填“增大”、“不变”或“减小”），随着电极间距d的增加而______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【答案】（1）0.47或0.45或0.46或0.48或0.49 （2） （3）1.01或1.00或1.02或1.03 21.3 （4）减小 增大
【解析】（1）[1]由图知，示数为0.47V；
（2）[2]根据电路图，连接实物图如下
（3）[3][4]根据闭合电路欧姆定律
结合图像可知

（4）[5][6] 由表中数据可得：水果电池内阻随着电极插入深度h的增加而减小，随着电极间距d的增加而增大。
四、计算题：本题共3个小题，第13题11分，第14题12分，第15题12分，共35分。
13. 如图，足够大的空间存在沿方向、场强为E的匀强电场和沿方向、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一质量为m、电荷量为的粒子可以沿方向做直线运动。不计粒子重力。求：
（1）粒子做直线运动的速度大小；
（2）当粒子经过O点时，将磁场改为沿方向但磁感应强度大小不变，粒子第n次经过y轴时与O点的距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据受力平衡可得
解得粒子做直线运动的速度大小
（2）将磁场改为沿方向，粒子在平面做圆周运动，有
运动周期为
粒子在方向上做匀加速直线运动，有
14. 生活中吸盘挂钩的使用分三步操作｡第一步：先将吸盘自然扣在墙面上，此时盘内气体体积为；第二步：按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图甲），吸盘中的空气被挤出一部分，松手稳定后，不再有气体从吸盘中逸出，剩余气体的压强为、体积为；第三步：将锁扣扳下（如图乙），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，能使吸盘内气体体积恢复到。三步完成后吸盘就会牢牢地被固定在墙壁上｡假设气体可视为理想气体，忽略整个过程气体温度的变化，大气压为，求：
（1）第三步后吸盘内气体压强；
（2）第二步后吸盘中被挤出气体与原有气体的质量比值k。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设第三步后吸盘内气体压强p，由等温变化得
所以，压强为
（2）设原有气体在压强为下的体积为V，由等温变化得
所以，体积为
则第二步后吸盘中被挤出气体与原有气体的质量比值为
即
15. 2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶兆富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气池，形成了两个同心的球。如图所示AB是通过球心O的一条直线，有一束宽为8R的单色光沿着水球的水平轴纹射向水球左侧表面，光的中轴线与AB重合，内球面半径为3R，外球面半径为5R，边界光线经折射后恰好与内表面相切，已知sin37°=0.6，求：
（1）单色光在水中的折射率n；
（2）有多宽范围内的光线不能进入水球中的气泡。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由题知，上边界光线进入水球后的光路如图
设入射角为i，折射角为r，由图中几何关系可知
单色光在水中的折射率为
（2）当光线由水进入中间的空气达到全反射的临界角时，再往上射入的光线就要发生全反射，不能进入气泡中，恰好在气泡位置发生全反射的光路如图
设发生全反射时的入射角为，折射角为，则
在气泡位置恰好发生全反射时，有
由几何关系知
可解得
故不能进入水球中的气泡的光线宽度为
d/cm
2.0
4.0
h/cm
1.0
2.0
2.5
1.0
2.0
2.5
内阻r/ kΩ
20.97
10.76
10.37
22.44
18.39
15.62