四川省成都市蓉城高中教育联盟2021-2022学年高二下学期期末联考物理试题（Word版含答案）

成都市蓉城高中教育联盟2021-2022学年高二下学期期末联考
物理
考试时间90分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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．下列关于近代物理事实的说法正确的是（ ）
A．汤姆孙研究阴极射线管发现了电子，并测出了电子的电荷量
B．卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构模型
C．根据玻尔的原子理论，原子从低能级跃迁到高能级时会辐射出光子
D．查德威克利用粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变并发现了质子
2．如图，A、B、C是一条电场线上的三点，已知AB＝BC，则下列说法正确的是（ ）
A．场强大小关系一定有
B．电势大小关系一定有
C．电势差大小关系一定有
D．负电荷在A、B、C三点所具有的电势能大小关系有
3．在核反应方程中，X代表的是（ ）
A．粒子 B．粒子 C．质子 D．中子
4．如图，面积为的50匝线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里。已知磁感应强度以0.5T/s的变化率增强，定值电阻，线圈电阻，不计其他电阻。下列说法正确的是（ ）
A．线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向 B．线圈中产生的感应电动势大小为E＝75V
C．通过的电流为I＝5A D．ab两端的电压为U＝4V
5．如图，一带电小球用绝缘丝线悬挂在水平天花板上，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，不计空气阻力，当小球由静止分别从等高的A点和B点向最低点O运动，经过O点时（丝线均保持伸直状态）（ ）
A．小球所受的洛伦兹力相同 B．丝线所受的拉力相同
C．小球的动能相同 D．小球的速度相同
6．如图甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电。图甲中为热敏电阻（其阻值随温度的升高而变小），R为定值电阻。下列说法正确的是（ ）
A．若处的温度升高，则电压表的示数变大
B．若处的温度升高，则电流表的示数变大
C．若处的温度升高，则R消耗的功率变大
D．变压器原、副线圈中的交变电流的频率之比为
7．如图，两束单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P。下列说法正确的是（ ）
A．玻璃砖对a、b两光的折射率大小关系有
B．a、b两光在玻璃砖中的传播速度大小相等
C．a光的波长小于b光的波长
D．a、b两光从玻璃砖射向空气时的临界角大小关系有
8．在如图所示的电路中，电源电动势为E＝6V，内阻为r＝1Ω，定值电阻R的阻值为3Ω，电动机M的线圈阻值为0.5Ω。闭合开关S后，理想电压表的示数为4V。下列说法正确的是（ ）
A．通过定值电阻R的电流为 B．电源的输出功率为
C．电动机M的输出功率为2W D．电动机M的线圈在1分钟内产生的热量为7.5J
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管的阴极时恰好能发生光电效应。若换用频率为的光照射，则下列说法正确的是（ ）
A．若光照强度相同，则一定能发生光电效应
B．若，则一定能发生光电效应
C．若能发生光电效应，增强光照的强度可使光电子的最大初动能增大
D．若能发生光电效应，增强光照的强度，光电子的最大初动能不变
10．如图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波速为v＝0.1m/s B．这列波沿x轴正方向传播
C．0~1s内，质点P通过的路程一定为4cm D．t＝5s时，质点Q位于波峰
11．如图为一回旋加速器的简图，和是两个半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），质子在两盒之间被电场加速。设质子的电荷量为q，质量为m。当质子被加速到最大动能后，再将它们引出。下列说法正确的是（ ）
A．质子每次经过两D形盒之间的缝隙后动能增加Qu
B．质子的最大动能随加速电压U的增大而增大
C．匀强磁场的磁感应强度大小为
D．不改变交流电源的频率和磁感应强度大小B，该回旋加速器也可以用来加速粒子
12．如图，平行板电容器的两极板P、Q接于电源两极，一带电小球用绝缘细线悬挂在电容器内部。闭合开关S，电容器充电，稳定时细线偏离竖直方向的夹角为，则（ ）
A．小球带正电
B．断开开关S，小球将回到最低点
C．保持开关S闭合，略向左移动P板，则增大
D．断开开关S，略向左移动P板，则不变
13．如图甲为一台小型发电机的构造示意图，其内阻为r＝5Ω，外电路电阻为R＝95Ω，电路中其余电阻不计。发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的轴转动，线圈匝数为n＝100。转动过程中穿过每匝线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．图甲所示的线圈平面正处于中性面位置 B．时，该小型发电机的电动势最大
C．该小型发电机的电动势的最大值为200V D．外电路中的交流电流表的示数为2A
三、实验探究题：本题共2小题，共14分。
14．（6分）
如图甲，在进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪器按照要求安装在光具座上。然后接通电源使光源正常发光，在目镜中可以观察到清晰的干涉条纹。
（1）该小组同学在目镜中观察到的干涉图样为______（填“A”或“B”）。
（2）移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第2条亮条纹的中心，记下此时手轮的读数为，如图乙所示，则读数______mm；转动测量头，使分划板的中心刻线对准第5条亮条纹的中心，此时手轮上的读数为，已知双缝到屏的距离为l＝80cm，双缝的间距为d＝0.2mm，则单色光的波长为______nm。
15．（8分）
手机、电脑等电子产品已经普及到人们的日常生活中，这些电子产品都要用到蓄电池。某小组同学希望通过下列器材设计实验来测定一节蓄电池的电动势和内阻。已知蓄电池的电动势约为3V，请你帮助他们完成实验。
A．量程0.6A，内阻约为0.5Ω的电流表；
B．阻值范围为0~10Ω，额定电流为2A的滑动变阻器；
C．阻值为500Ω的定值电阻；
D．阻值为4Ω的定值电阻；
E．开关S一个，导线若干。
（1）实验室没有合适的电压表，小明同学想到可将一满偏电流为、内阻为的毫安表改装成量程为3V的电压表，则应该______（填“串联”或“并联”）定值电阻______（填器材前字母代号）。
（2）该小组同学利用改装后的电压表和另一定值电阻设计了以下两种实验电路，他们应该选择的实验电路为______（填“甲”或“乙”）。
（3）该小组同学接着利用（2）问中选择的实验电路进行测量，读出电压表和电流表的示数，画出对应的U－I图像如图丙所示，由图像可求得该蓄电池的电动势为E＝______V，内阻为r＝______Ω。（结果均保留两位有效数字）
四、计算题：本题共4小题，共42分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。
16．（8分）
直角棱镜的折射率为，其横截面如图所示，图中∠C＝90°，∠A＝30°。截面内一细束与BC边平行的光线从棱镜AB边上的D点射入，经折射后射到BC边上。求：
（1）光线在AB边上的折射角r的正弦值；
（2）不考虑多次反射，光线是否能够从BC边射出？
17．（9分）
如图，在xOy平面的第一象限内存在场强大小为、方向竖直向下的匀强电场，在xOy平面的第四象限内存在水平向右的匀强电场。现有一质量为m、电荷量为＋q的液滴从A点以水平向右的初速度被抛射出来。已知A点的坐标为，且液滴进入第四象限时恰能做直线运动，重力加速度大小为g。求：
（1）液滴刚进入第四象限时的速度；
（2）第四象限内的匀强电场的场强大小。
18．（10分）
如图，一质量为m、电荷量为＋q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v射入第一象限内的匀强磁场中（磁场方向垂直于纸面向外），速度方向与x轴负方向成60°，并从x轴上的Q点（图中未标出）射出第一象限，。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）粒子穿过第一象限所用的时间t。
19．（15分）
如图，有两根足够长的、相距为L＝1m的光滑平行金属导轨与水平面成固定放置，底端接有阻值为R＝3Ω的电阻。导轨所在空间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B＝0.5T的匀强磁场。将一质量为m＝0.1kg、长为L＝1m、电阻为r＝1Ω的金属棒ab垂直于导轨放置，且接触良好。在平行于导轨向上的拉力F的作用下，金属棒ab由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动，t＝4s后撤去拉力F，此时金属棒ab的速度大小为v。最后金属棒ab恰能匀速回到底端，且到达底端时的速度大小也为v，重力加速度大小为，其余部分电阻不计。求：
（1）金属棒ab回到底端时的速度大小v；
（2）金属棒ab沿导轨向上做匀加速直线运动的过程中，通过金属棒ab某一横截面的电荷量q；
（3）写出0~4s内，拉力F与时间t的关系式。
成都市蓉城高中教育联盟2021-2022学年高二下学期期末联考
物理参考答案及评分标准
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B B C D C B A D
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
题号 9 10 11 12 13
答案 BD AD AC AD BC
三、实验探究题：本题共2小题，共14分。
14．（每空2分，共6分）
（1）A
（2）1.700 520
15．（共8分）
（1）串联（1分） C（2分）
（2）甲（2分）
（3）3.0（1分） 1.0（2分）
四、计算题：本题共4小题，共42分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。
16．（8分）
（1）光路图如答图1所示
入射角i＝30°
由
得
（2）由几何关系有
而
光线在BC边上发生全反射，故不会从BC边射出
17．（9分）
（1）对液滴进行受力分析
当液滴在第一象限内时，做类平抛运动
由牛顿第二定律，在竖直方向有
液滴刚进入第四象限时的速度大小为
速度与水平方向的夹角为，
说明：用动能定理求解也相应给分
（2）因为恰好做直线运动，则速度方向与所受合力方向共线
18．（10分）
（1）设粒子在磁场中运动的半径为R，粒子的运动轨迹如答图2所示
由几何关系有R＝d
由牛顿第二定律有
所以
（2）轨迹的圆心角
或
19．（15分）
（1）金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势大小为E＝BLv
根据闭合电路欧姆定律
金属棒ab受到的安培力大小为
当回到底端时金属棒ab做匀速直线运动，合力为0，则
代入数据得
（2）在金属棒ab做匀加速直线运动的过程中
加速度大小
上滑的距离
（3）0~4s内，金属棒ab做匀加速直线运动v＝at
由牛顿第二定律有
故
代入数据得F＝0.125t＋0.7（N）
说明：关系式未带单位“N”不扣分。
解析：
1．【答案】B
【解析】汤姆孙发现了电子但并未测出电子的电荷量，故A错误；
根据玻尔的原子理论，原子从低能级跃迁到高能级时应吸收光子，故C错误；
卢瑟福利用粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变并发现了质子，故D错误。
2．【答案】B
【解析】一条电场线并不能说明其各个位置的疏密程度，A、B、C三点的场强大小无法确定，AB和BC间的电势差大小也无法确定，故A、C错误；沿电场线的方向，电势一定降低，故B正确；负电荷在电势越高的地方电势能越小，故D错误。
3．【答案】C
【解析】根据质量数和电荷数守恒可以确定X为质子，故C正确。
4．【答案】D
【解析】根据楞次定律可以判断感应电流的方向为逆时针方向，故A错误；，故B错误；，故C错误；，故D正确。
5．【答案】C
【解析】小球分别从A、B两点释放，经过O点时，速度的方向不同，洛伦兹力的方向也不同，故A、D错误；由于洛伦兹力不做功，小球经过O点时速度的大小相同，小球的动能相同，拉力的大小不同，故B错误，C正确。
6．【答案】B
【解析】电源电压的有效值保持不变，故原线圈的电压不变，原线圈的电压决定副线圈的电压，副线圈的电压也保持不变，当温度升高时，热敏电阻的阻值变小，副线圈的总电阻变小，电流表的示数变大，故A错误，B正确；由可知，R消耗的功率不变，故C错误；变压器不会改变交变电流的频率，故D错误。
7．【答案】A
【解析】由图可知，玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率，故A正确；把a光看作是红光，b光看作是紫光，易判断出B、C、D错误。
8．【答案】D
【解析】根据闭合电路欧姆定律有，故A错误；
电源的输出功率，故B错误；
电动机M的输出功率，故C错误；
电动机M的线圈在1分钟内产生的热量，故D正确。
9．【答案】BD
【解析】发生光电效应的条件必须满足入射光的频率大于截止频率，故A错误，B正确；光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关，故C错误，D正确。
10．【答案】AD
【解析】由图可知，波速，故A正确；由图乙可知，质点Q在t＝0时刻处于平衡位置且向上振动，结合图甲可知，这列波沿x轴负方向传播，故B错误；质点P不在特殊位置，经过个周期，通过的路程并不等于一倍振幅，故C错误；由图乙可知，t＝5s时，质点Q位于波峰，故D正确。
11．【答案】AC
【解析】由动能定理得，故A正确；质子的最大动能，与加速电压U无关，故B错误；由得，故C正确；
因粒子做圆周运动的周期不等于交变电源的周期，破坏了加速的条件，不能用来加速粒子，故D错误。
12．【答案】AD
【解析】对小球受力分析可知，小球受到的电场力的方向与PQ间电场线的方向相同，小球带正电，故A正确；
断开开关S，PQ间的电场强度不变，小球的受力不变，小球将保持静止状态，故B错误；
保持开关S闭合，电容器的电压保持不变，略向左移动P板，PQ间的距离增大，由可知，E减小，小球受到的电场力减小，减小，故C错误；
断开开关S，电容器的电荷量保持不变，略向左移动P板，PQ间的电场强度不变，小球受力不变，不变，故D正确。
13．【答案】BC
【解析】图甲所示的线圈平面正处于峰值面位置，故A错误；
时，图的斜率最大，此时的电动势最大，故B正确；
电动势的最大值，故C正确；
交流电流表的示数，故D错误。