江西省上饶县中学2022学年高二物理下学期期末考试试题含解析

上饶县中学2022届高二年级下学期期末考试物理试卷一、选择题1.在下列4个核反应方程中，x表示质子的是A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】A中x表示正电子，B中x表示α粒子，C中x表示质子，D中x表示中子，故ABD错误，C正确。故选C。2.如图是交流发电机的示意图．线圈abcd在磁场中匀速转动产生交流电．线圈的ab边和cd边连在两个金属滑环上，两个滑环通过金属片做的电刷和外电路相连．当线圈沿逆时针方向转动时，关于电流方向以下判断正确的A.当线圈转到图甲的位置时，线圈中的电流方向为d-c-b-aB.当线圈转到图乙的位置时，线圈中的电流方向为a-b-c-dC.当线圈转到图丙的位置时，线圈中的电流方向为d-c-b-aD.当线圈转到图丁的位置时，线圈中的电流方向为a-b-c-d【答案】B【解析】-15-\n甲丙图中，ab和cd边运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，所以没有电流产生，故AC错误；当线圈转到图乙的位置再运动时，通过线圈的磁通量变大，根据电磁感应定律，可知产生的感应磁场的方向与原磁场方向相反，再根据右手定则可以判断电流方向为：a→b→c→d，故B正确；同理可以判断当线圈转到图丁的位置时，线圈中的电流方向为a→d→c→b，故D错误．故选B.点睛：此题主要考查了发电机的工作原理．要知道发电机是根据电磁感应原理制成的．感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关，能够通过线圈的转动情况，判断线圈中产生的感应电流放向的变化．3.一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中(　　)A.U2>U1，U2降低B.U2>U1，U2升高C.U2<U1，U2降低D.U2<U1，U2升高【答案】C【解析】试题分析：由题图知自耦变压器原线圈的匝数大于副线圈的匝数，根据变压器的变压规律可知，U2<U1；在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，副线圈的匝数减少，所以U2降低，故A、B、D错误；C正确．【考点定位】考查变压器【方法技巧】主要是对自耦变压器的理解，分清原副线圈及在转动的过程中线圈的匝数怎么变、理想变压器的规律。视频4.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示．则可判断出-15-\nA.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能【答案】B【解析】【详解】由题图可知，甲、乙两光对应的反向截止电压均为Uc2，由爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν-W逸及-eUc2=0-Ekm可知，甲、乙两光频率相同，且均小于丙光频率，故AC错误；甲光频率小，则甲光对应光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，乙光频率小于丙光频率，故乙光的波长大于丙光的波长，B正确，D错误。故选B。【点睛】解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU截=mvm2＝hv−W05.矩形金属线圈绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交变电动势E随时间t变化的情况如图所示。下列说法中正确的是A.此交流电的频率为0.2HzB.此交流电动势的有效值为1VC.t＝0.1s时，线圈平面与磁场方向平行D.t＝0.1s时，穿过线圈平面的磁通量最大【答案】D【解析】由e-t图象得到周期为0.2s，故频率为：-15-\n，故A错误；由E-t图象得该交流电的最大值为，有效值为，故B错误；t=0.1s时，感应电动势为零，此时线圈处在中性面上，线圈平面与磁场方向垂直，通过线圈的磁通量最大，故C错误D正确．6.某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，下列说法正确的是A.当ν<ν0时，会逸出光电子B.如换用其它的金属，其图线必过（，0）这一点C.如换用其它的金属，其图线不一定与此图线平行D.图中直线的斜率与普朗克常量有关【答案】D【解析】要有光电子逸出，则光电子的最大初动能，即只有入射光的频率大于金属的极限频率即时才会有光电子逸出．时，不会逸出光电子，A错误；每种金属的极限频率不同，所以换用其他金属，其图线不一定过（，0）这一点，B错误；由于，即图像的斜率表示普朗克常量，所以换任何一种金属的图线的斜率都与此图线平行，C错误D正确．7.太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近A.1036kgB.1018kgC.1013kgD.109kg【答案】D【解析】根据△E=△mc2得：，故D正确，ABC错误。视频8.已知基态氢原子能量E1=-13.6eV，欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是-15-\nA.用12eV的光子照射B.用12.09eV的光子照射C.用15eV的光子照射D.用12eV的电子碰撞【答案】BCD【解析】因为-13.6+12eV=-1.6eV，不能被吸收．故A错误．用12.09eV的光子照射，即-13.6+12.09eV=-1.51eV，跃迁到第三能级．故B正确．用15eV的光子照射，即-13.6+15eV＞0，氢原子被电离．故C正确．用12eV的动能的电子碰撞，可能吸收10.2eV能量，故D正确；故选BCD.点睛：解决本题的关键知道吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差或者被电离，才能被吸收．而电子的能量必须大于能级差.9.下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是A.图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人B.图乙：波尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子辐射光子的频率是不连续的C.图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型D.图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性【答案】ABC-15-\n【解析】【详解】图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人，故A正确；图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故B正确；图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故C正确；图丁：戴维孙和G•P•汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了上图的衍射图禅，从而证实电子具有波动性。故D错误；故选ABC。【点睛】弄清楚每个图象的作用及代表的物理知识，熟练掌握物理规律的来龙去脉是掌握此类知识的前提．这一类的知识点要靠平时的积累．10.某水电站，用总电阻为3.0的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是4.0106KW。现用500kV电压输电，则下列说法正确的是（）A.输电线上输送的电流大小为8.0103AB.输电线上由电阻造成的损失电压为2.4kVC.若改用800kV电压输电，则输电线上损失的功率为7.5104KWD.输电线上损失的功率为ΔP＝U2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻【答案】AC【解析】由P=UI可得，用500kV电压输电时输电线上的电流：，故A正确；输电线上由电阻造成的损失电压：△U=IR=8000A×3.0Ω=24000V=24kV，故B错误；改用800kV电压输电时，线路中的电流：，输电线上损失的功率：△P=（I′）2R=（5000A）2×3Ω=1.5×107W=1.5×104kW，故C错误；输电线上损失的功率为，U应为线路上损失的电压，r为输电线的电阻，故D错误．故选AC．点睛：本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用，关键知道输送功率、输送电压、电流的关系，知道输电线上损失的功率P损=I2R．二、实验题11.热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．如图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随t-15-\n变化的图像．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力______(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更______(选填“敏感”或“不敏感”)．【答案】(1).增强(2).敏感【解析】图中横轴表示温度，纵轴表示电阻，随着温度的增加，金属热电阻的阻值略微增大，而热敏电阻的阻值显著减小，所以这种热敏电阻在温度上升时导电能力增强，相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更敏感；12.一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一张铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．【答案】(1).γ；(2).β；【解析】在三种射线中，α射线带正电，穿透能力最弱，γ射线不带电，穿透能力最强；β射线带负电，穿透能力一般，综上所述，结合题意可知，a射线应为γ射线，b射线应为β射线．视频13.某实验小组利用如图（a）所示的电路探究在25℃~80℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室（图中虚线区域）中的热敏电阻RT，其标称值（25℃时的阻值）为900.0Ω：电源E（6V，内阻可忽略）：电压表V（量程150mV）：定值电阻R0（阻值20.0Ω），滑动变阻器R1（最大阻值为1000Ω）：电阻箱R2（阻值范围0-999.9Ω）：单刀开关S1，单刀双掷开关S2。-15-\n实验时，先按图（a）连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0：保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0：断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0°C，实验得到的R2-t数据见下表。t/℃25.030.040.050.060.070.080.0R2/Ω900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列问题：（1）在闭合S1前，图（a）中R1的滑片应移动到_____填“a”或“b”）端；（2）在图（b）的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并做出R2-t曲线_____（3）由图（b）可得到RT，在25℃-80°C范围内的温度特性，当t=44.0℃时，可得RT=____Ω；（4）将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图（c）所示，该读数为____Ω，则手心温度为______℃。-15-\n【答案】(1).b(2).(3).420-460均可(4).620.0(5).30.0-34.0均可【解析】【分析】（1）根据实验原理图以及实验安全性要求可明确滑片对应的位置；（2）根据描点法可得出对应的图象如图所示；（3）根据作出的图象进行分析，由图可找出对应的电阻值；（4）根据电阻箱的读数方法可明确对应的电阻值，再根据图象确定对应的温度。【详解】（1）由图可知，滑动变阻器采用限流接法，实验开始时应让电路中电流最小，所以滑动变阻器接入电阻应为最大，故开始时滑片应移动到b端；（2）根据描点法可得出对应的图象如图所示；（3）由图b可知，当t=44.0℃时，对应在的坐标约为450Ω；可得：RT=450Ω；（4）根据电阻箱的读数方法可知，电阻箱的读数为：6×100+2×10=620.0Ω，由图可知对应的温度为33.0℃；-15-\n【点睛】本题考查电学中描绘图象和应用图象的能力，只需要明确图象的基本性质即可正确解答，是历年高考电学实验中较为简单的一题。三、计算题14.交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T．为了用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220V，11kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：（1）发电机的输出电压有效值为多少？（2）变压器原、副线圈的匝数比为多少？（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？【答案】（1）2200V（2）10：1（3）10A【解析】(1)最大电动势为发电机输出电压为；(2)变压器原、副线圈的匝数比为；(3)由P＝UI得副线圈的总电流为由可知，解得：。15.如图所示，面积为S的矩形线圈共N匝，线圈总电阻为R，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中以竖直线OO′为轴，以角速度ω匀速旋转，图示位置C与纸面共面，位置A与位置C成45°角。求：-15-\n（1）线圈从位置A转过90°到达位置B的过程中，平均电动势；（2）线圈从位置A转过90°到达位置B的过程中，通过线圈某一截面的电量；（3）线圈从位置C转过90°过程中，外界对线圈做的总功。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）线圈从位置A转过90°到达位置B的过程中，平均电动势为：（2）线圈共N匝，线圈总电阻为R，则通过线圈某一截面的电量为：（3）产生感应电动势的峰值为：Em=NBSω则有效值为：则16.如图所示是测定光电效应产生的光电子比荷的简要实验原理图，M、N两块平行板相距为d，其中N板受紫外线照射后，将在N板的上侧空间发射沿不同方向、不同初动能的光电子，有些落到M板形成光电流，从而引起电流计G的指针偏转，若调节R0逐渐增大极板间电压，可以发现电流逐渐减小，当电压表示数为u时，电流恰好为零。切断开关S，在MN间加垂直于纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感强度，也能使电流减小，当磁感强度为B时，电流恰为零。试求光电子的比荷e/m.【答案】e/m=8u/B2d2-15-\n【解析】试题分析：设光电子受紫外线照射后射出的速度为v．在MN间加电场，当电压表示数为U时，由动能定理得：;在MN间加垂直于纸面的匀强磁场，当磁感强度为B时，光电子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为：光电子在磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供，所以有：由上述三式解得：；考点：考查了带电粒子在电场中的加速，带电粒子在匀强磁场中的运动17.如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中______。A．气体温度一直降低B．气体内能一直增加C．气体一直对外做功D．气体一直从外界吸热E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功【答案】BCD【解析】【详解】A、由图知从状态a变化到状态b气体的压强p和体积V都一直增大，由知气体的温度一直升高;故A错误。B、一定量的理想气体内能只跟温度有关，温度一直升高，气体的内能一直增加;故B正确。C、气体的体积增大，则气体一直对外做功;故C正确。D、气体的内能一直增加，并且气体一直对外做功，根据热力学第一定律△U=W+Q可知气体一直从外界吸热;故D正确。E、气体吸收的热量用于对外功和增加内能;故E错误。故选BCD。-15-\n【点睛】该题结合图象考查气态方程，能够运用控制变量法研究多个物理量变化时的关系。要注意热力学第一定律△U=W+Q中，W、Q取正负号的含义。18.在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0cm和l2=12.0cm，左边气体的压强为12.0cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。【答案】7.5cm【解析】试题分析本题考查玻意耳定律、液柱模型、关联气体及其相关的知识点。解析设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气体长度分别变为l1′和l2′。由力的平衡条件有①式中为水银密度，g为重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1′②p2l2=pl2′③l1′–l1=l2–l2′④-15-\n由①②③④式和题给条件得l1′=22.5cm⑤l2′=7.5cm⑥19.一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0和t=0.20s时的波形分别如图中实线和虚线所示。己知该波的周期T>0.20s。下列说法正确的是___________。A．波速为0.40m/sB．波长为0.08mC．x=0.08m的质点在t=0.70s时位于波谷D．x=0.08m的质点在t=0.12s时位于波谷E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s，则它在该介质中的波长为0.32m【答案】ACE【解析】试题分析本题考查波动图像、波速计算、波动传播及其相关的知识点。解析根据波形图可知，波长λ=16cm=0.16m，选项B错误；根据t=0时刻和t=0.20s时刻的波形图和该波的周期T>0.20s可知，可知该波的周期T=0.40s，波速v=λ/T=0.40m/s，选项A正确；简谐波沿x轴正方向传播，x=0.08m的质点在t=0时刻沿y轴正方向运动，在t=0.70s时位于波谷，在t=0.12s时位于y＞0的某位置(不是位于波谷)，选项C正确D错误；若此波传入另一介质中，周期T不变，其波速变为v=0.80m/s，由λ=vT可得它在该介质中的波长为λ=0.80×0.4m=0.32m，选项E正确。20.如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上。D位于AB边上，过D点做AC边的垂线交AC于F。该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察。恰好可以看到小标记的像；过O点做AB边的垂线交直线DF于E；DE=2cm，EF=1cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)-15-\n【答案】【解析】试题分析本题考查折射定律、光在三棱镜中传播及其相关的知识点。解析过D点作AB边的发现，连接OD，则为O点发出的光纤在D点的入射角；设该光线在D点的折射角为β，如图所示。根据折射定律有①式中n为三棱镜的折射率由几何关系可知②③在中有④由③④式和题给条件得⑤根据题给条件可知，为等腰三角形，有⑥由①②⑥式得⑦-15-