厦门市2021-2022学年高二下学期期末考试
物 理 试 题
（满分:100分 考试时间:75分钟）
注意事项：
1. 本试卷分第 Ⅰ 卷（选择题）和第 Ⅱ 卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2. 回答第 Ⅰ 卷时，选出每小题答案后，用2B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。写在本试卷上无效。
3. 回答第 Ⅱ 卷时，用0.5mm黑色签字笔作答。将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
第 Ⅰ 卷
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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．下列四幅图涉及到的物理知识中，说法正确的是
A．图甲中，温度
B．图乙中，分子间引力随分子间距的增大而减小，斥力随分子间距的增大而增大
C．图丙中、在液体表面层，分子间距离较大，分子间作用力表现为引力，因此产生表面张力
D．图丁中，A为非晶体
2．钴60放射源的应用十分广泛，几乎遍及各行各业，在医学上，常用于放射治疗。钴60的半衰期较长，已知质量为的钴60，经过时间t后剩余的钴60质量为m，其图线如图所示，从图中可以得到钴60的半衰期为
A．2.18年 B．5.27年 C．6.37年 D．12.24年
3．如图所示为氢原子的能级示意图，用某一频率为v的光照射大量处于能级的氢原子，氢原子吸收光子后，最多能发出3种频率的光子，频率由小到大分别为、、，则照射光频率v为
A． B． C． D．
4．如图所示为回旋加速器的主要结构，两个半径为R的半圆形中空金属盒、置于真空中，两盒间留有一狭缝；在两盒的狭缝处加上大小为U的高频交变电压，空间中存在着磁感应强度大小为B、方向垂直向上穿过盒面的匀强磁场。从粒子源P引出质量为、电荷量为的粒子，粒子初速度视为零，在狭缝间被电场加速，在D形盒内做匀速圆周运动，最终从边缘的出口处引出。不考虑相对论效应，忽略粒子在狭缝间运动的时间，则
A．仅提高加速电压，粒子最终获得的动能增大
B．所需交变电压的频率与被加速粒子的比荷无关
C．粒子第n次通过狭缝后的速度大小为
D．粒子通过狭缝的次数为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5．厦门中学生助手的以下叙述中正确的是
A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场一定产生变化的磁场
B．核反应是衰变，释放的电子来自核外电子
C．卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子核式结构模型
D．照相机镜头上镀增透膜利用了光的干涉原理
6．如图所示，一束复色光经三棱镜后分成a、b两束单色光，用这两种单色光作为光源，分别在相同的装置上进行双缝干涉实验以及单缝衍射实验，则
A．a光产生的干涉条纹间距更大
B．b光产生的干涉条纹间距更大
C．a光产生的单缝衍射条纹中央亮纹更宽
D．b光产生的单缝衍射条纹中央亮纹更宽
7．如图所示，利用一内阻不计的交流发电机通过理想变压器向定值电阻、供电。已知发电机线圈的匝数为N，面积为S，转动的角速度为，所在磁场的磁感应强度为B，理想交流电流表A、理想交流电压表V的示数分别为I、U，则
A．从图示位置开始计时，发电机产生的感应电动势瞬时值
B．发电机产生的交流电压有效值为
C．若发电机线圈的角速度变为，则电压表V的示数变为
D．若发电机线圈的角速度变为，则电流表A的示数变
8．2022年6月17日，我国003号航母“福建舰”下水，该舰是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航母。厦门中学生助手采用如图甲所示装置模拟电磁弹射，匝数的线圈可在圆柱形铁芯上无摩擦滑动，并通过电刷与导轨保持良好接触；铁芯上存在垂直于表面向外的辐向磁场，线圈所在处的磁感应强度大小均为。将开关S与1连接，恒流源输出电流使线圈向右匀加速一段时间，之后将开关S掷向2与阻值为的电阻相连，同时施加水平外力F，使线圈向右匀减速到零，线圈运动的图像如图乙所示。已知线圈质量m=0.5kg、每匝周长，不计线圈及导轨电阻，忽略电刷与导轨间摩擦及空气阻力，则线圈
A．向右匀加速阶段，电流应从恒流源的a端流出
B．向右匀加速阶段，恒流源输出的电流大小为
C．向右匀减速阶段，通过电阻R的电荷为0.25C
D．向右匀减速阶段，水平外力F随时间t变化的关系为，
第 Ⅱ 卷
三、非选择题：共60分，其中9、10为填空题，11、12为实验题，13 ~ 15为计算题，考生根据要求作答。
9．（4分）
我国自主研发制造的热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。核聚变的一种反应方程为，其中粒子X是______，He的比结合能______（选填“大于”、“等于”或“小于”）的比结合能。
10．（4分）
某金属在光照下发生光电效应，光电子的最大初动能与入射光频率v的关系如图所示，已知普朗克常量为h，可知该金属的逸出功为______；用某一单色光照射该金属时，厦门中学生助手实验测得遏止电压为，已知电子电量的绝对值为e，则该单色光的频率为______。
11．（6分）
厦门中学生助手实验小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，可拆变压器如图所示。
（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的是________；
A． B． C． D．
（2）关于本实验，下列说法正确的有______；
A．铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，目的是为了减小涡流，提高变压器效率
B．变压器正常工作时，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈
C．实验结束时，应先断开连接电表的导线，再断开电源开关
（3）厦门中学生助手实验小组选择的原线圈匝数为400匝，副线圈匝数为800匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端“4V”挡位，测得副线圈的电压为8.3V，其原因可能是学生电源实际输出电压______（选填“大于”或“小于”）标注的“4V”。
12．（6分）
如图所示，厦门中学生助手在“插针法测量玻璃折射率”实验中，先将方格纸固定在木板上，再将一截面为直角三角形的玻璃砖abc放在方格纸上，在玻璃砖ab侧的方格纸上插两枚大头针和，再按照实验步骤在玻璃砖的ac侧插上大头针和。
（1）关于本实验操作，下列说法正确的有________
A．实验中选用较粗的大头针，以便大头针的像能看得清晰
B．插好的大头针应与纸面垂直
C．插大头针时，应该挡住和、
D．为了减小误差，插大头针时应使和、和的间距适当大一些
（2）利用图中方格纸上的实验记录，可计算此玻璃砖的折射率为________（答案可用根号和分数表示）。
（3）在某次实验中、该同学将大头针、插在bc边右侧并使、连线与bc边垂直，发现在ac边一侧始终找不到出射光线，其原因是________________.
13．（12分）
如图所示为一电风扇自动控制装置，用轻质活塞和导热性能良好的气缸密封一定质量的理想气体，活塞的横截面积、上表面有一轻质金属触片。当环境温度时，活塞距气缸底部，当环境温度升高到时，活塞上升到恰使金属触片与导线触点接通的位置，电风扇开始工作。已知大气压强，，不计活塞与气缸间的摩擦，在环境温度由27℃升高到32℃的过程中，求：
（1）活塞上升的高度；
（2）气体对外做的功；
（3）若该过程中气体从外界吸收的热量为3.0J，求气体内能的增加量。
14．（12分）
如图所示，坐标系在竖直平面内，整个空间存在竖直向上的匀强电场，y轴两侧均有方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧的磁感应强度天小是右侧的两倍。时刻，一个带正电微粒从O点以的初速度射入y轴右侧空间，初速度方向与x轴正方向成60°，微粒恰能做匀速圆周运动，第一次经过y轴的点记为P，OP长。已知微粒电荷量，质量，重力加速度g取，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）y轴右侧磁场的磁感应强度大小；
（3）粒子第二次经过P点的时刻（结果可含）。
15．（16分）
如图甲所示，在水平面上有一木板，木板上竖直固定着一个边长为L的正方形单匝金属线框，总电阻为R，木板和线框的总质量为M，右侧有一长为5L、高为L的矩形区域，其下边界与线框中心等高，矩形区域内有垂直线框向里的磁场，磁感应强度大小沿x轴的分布如图乙所示。现给线框施加一水平拉力，使线框以速度v匀速通过矩形磁场。已知木板与地面间的动摩擦因数大小为，重力加速度大小为g。求：
（1）线框右边刚进入磁场时，线框中的电流大小；
（2）线框右边运动到时线框所受的安培力大小；
（3）线框右边从运动到的过程中，水平拉力对线框所做的功。厦门市 2021-2022 学年度
高二年下学期 物理质量检测
物理试题 参考答案及评分标准
一、单项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。
题号 1 2 3 4
答案 C B A D
二、单项选择题：本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分。全部选对得 6 分，选对但不全的得 3
分，有选错的得 0 分。
题号 5 6 7 8
答案 CD AC BC AD
三、非选择题：共 60 分，考生根据要求作答。
9 1．（4 分，每空 2 分） 0 n （或中子） 大于
eU
10．（4 分，每空 2 分） hν0 0 C h
11．（6 分，每小题 2 分）
（1）AD
（2）AC
（3）大于
12．（6 分，每空 2 分）
（1）BD
2 5
（2） （或 1.5 左右）
3
（3）光线在 ac 界面发生了全反射（光线在 ac 界面的入射角大于临界角）
13．（12 分）
（1）活塞上升过程中，气体压强与外界大气压相等，为等压过程，则有
Sh
1
S(h h)
1 （2 分）
T1 T2
得： h 0.5 cm （2 分）
（2）活塞上升过程中，气体压强与外界大气压相等，对外做的功为
W p0S h （2 分）
得：W=2.5 J （2 分）
（3）由热力学第一定律
U W Q （2 分）
W W
得： U =0.5 J （2 分）
备注：第（2）问表达为W p0S h，得：W=-2.5 J 不扣分
第（3）问缺少W W ，但是答案正确的，也不扣分
1
14．（12 分）
（1）微粒恰能做匀速圆周运动，则电场力与重力等大反向
qE=mg （2 分）
得：E=0.5 N/C （1 分）
（2）粒子第一次经过 P 点的运动轨迹如图，由几何关系易得
R=0.8 m （1 分）
v2qvB m （2 分）
R
得：B=0.125 T （1 分）
（3）粒子在 y 轴左侧运动时
2
qv 2B v m （1 分）
R
得： R =0.4 m，粒子第二次经过 P 点的运动轨迹如图所示
由几何关系已知，右侧圆弧圆心角 θ1=60°，左侧圆弧圆心角 θ2=300°，且
T 2 m 2 m 1 ，T2 qB q 2B （
1 分）
t 2( 1 T 1 2 T2 ) （2 分） 360 360
14
t s （1 分）
15
15．（16 分）
（1）线框右边刚进入磁场时
E B L0 v （2 分） 2
E
I （2 分）
R
得： I B 0Lv （1 分）
2R
2
3
（2）线框右边运动到 x L 时，线框上边、右边所受的安培力分别为
8
3
F1 B0I L （2 分） 8
F2 B I
L
0 （1 分） 2
线框所受安培力为这两个力的合力
F F 2 F 21 2 （1 分）
5B2L2v
得： F 0 （1 分）
16R
（3）线框右边从 x =2L 运动到 x =5L 的过程，左右边的磁感应强度大小差值恒定
B
B 01-B2 = 4
E =B L v B L 1 2 v 2 2
I = E
R
得： I = B0Lv ，即此过程中线框电流大小恒定 （2 分）
8R
左右两边所受安培力之差也是定值，其大小为
F =B I L L
安 1 B2I 2 2
2L 至 5L 过程中，上边框所受安培力的最大值和最小值分别为
则上边框安培力的平均值为
，方向竖直向上 （1 分）
2L 至 5L 过程中，拉力的平均值为
（1 分）
WF F 3L （1 分）
B2L2v
得：W =3L 0F (1 4 ) Mg （1 分）
64R
备注：（2）、（3）问可能的其他解法
3
（2）线框右边运动到 x L 时，等效长度为
8
3
L 2 3L 2
L （2 分）
2 8
F B0IL （2 分）
5B2L2v
得： F （1 分）
16R
（3）线框右边从 x =2L 运动到 x =5L 的过程，左右边的磁感应强度大小差值恒定
B
B -B 01 2 = 4
L L
E =B1 v B2 v 2 2
E
I =
R
得： I = B0Lv （2 分）
8R
即此过程中线框电流大小恒定，则线框产生的焦耳热为
3L
Q1=I
2R
v
3B2L3v
得：Q1= 0 （1 分） 64R
竖直方向线框受力平衡，则有
B B
Mg N 1 2 I L
2
f=μN
其中 B1及 B2 随 x 轴的分布如下
5 B
B 01 B0 x ，其中 L x 4L； 4 4L
B2 B
B
0
0 x
4L
9B2L20 v B
2
0 L
2v
得： f Mg x64R 32LR
当 x=L 时，f1最小，当 x=4L 时，f2 最大，此过程木板与地面的摩擦生热为
Q f1 f2 2 3L 2
2 3
Q 3 B L v得： 2 3 MgL 0 （2 分） 16R
2L 至 5L 过程中，拉力做的功将其他能量转化为焦耳热及木板与地面摩擦生热
W=Q1+Q2
3B2 3 W 0 L v 3 MgL 3 B
2L3v
得： 0 （1 分）
64R 16R
4
