北京市海淀区2021-2022学年高二下学期期末
物 理
2022．07
学校____________ 班班__________ 姓名____________
考 生 须 知 1．本试卷共8页，共四道大题，20道小题。满分100分。考试时间90分钟。 2．在试卷和答题纸上准确填写学校名称、班级名称、姓名。 3．试题答案一律填涂或书写在答题纸上，在试卷上作答无效 4．在答题纸上，选择题用2B铅笔作答，其余题用黑色字迹签字笔作答。 5．考试结束，请将本试卷和答题纸一并交回。
一、单项选择题。本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共30分）
1．图1所示的现象中，主要是由液体的表面张力导致的是
“辽宁号”能漂浮在海面上 A 墨水在水中扩散 B 拱桥在湖面形成倒影 C 宇宙飞船中的水珠呈现球形 D
图1
2．图2为空间中电场的电场强度E或磁场的磁感应强度B随时间t变化的情况，其中能在空间中
产生电磁波的是
3．图3为悬浮在液体中的3颗小炭粒每隔5s在坐标纸上标记位置的连线。下列说法正确的是
A．这些折线表示的是小炭粒的运动轨迹
B．小炭粒沿折线上相邻标记位置的连线做匀速直线运动
C．可以准确预测再下一个5s后这3颗小炭粒的位置
D．小炭粒的运动反映了液体分子的运动情况
4．在暗室中，用激光照射不透明挡板上的两条平行狭缝，在后面的光屏上观察到如图4所示的条纹，下列说法正确的是
A．这是光的衍射现象，说明光具有波动性
B．这是光的衍射现象，说明光具有粒子性
C．这是光的干涉现象，说明光具有波动性
D．这是光的干涉现象，说明光具有粒子性
5．如图5所示，一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到其平直面上，并在该界面处发生反射和折射。当逐渐增大人射角时，下列说法正确的是
A．反射光线和折射光线都逐渐减弱
B．反射光线和折射光线的夹角逐渐增大
C．折射光线逐渐减弱，直至完全消失
D．折射角和人射角的比值不变
6．一定质量的理想气体在某过程中，从外界吸收热量30J，同时对外界做功10J，关于该气体在此过程中的内能变化量，说法正确的是
A． B．
C． D．
7．图6是卢瑟福为解释粒子散射实验而提出的情境。占金原子质量绝大部分的原子核集中在很小的空间范围，曲线表示粒子的运动轨迹。下列说法正确的是
A．越接近原子核的粒子发生散射时的偏转角越小
B．电子质量约为粒子质量的因此电子对粒子速度的影响可以忽略
C．由该实验可以得出粒子与金原子核一定带异种电荷
D．若实验中换用轻金属箔片，发生大角度偏转的粒子将会增多
8．如图7所示，一束光沿从空气射入折射率为的玻璃中，以口点为圆心、为半径作圆，与折射光的交点为，过点向两介质的交界面作垂线，垂足为,的延长线交于，记。再以点为圆心、为半径作圆。则
A. B.
C. D.
9．如图8甲所示电路中，电流i（以图8甲中电流方向为正）随时间t的变化规律如图8乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是
A．内，电容器C正在充电
B．内，电容器C上极板带负电
C．内，自感电动势逐渐增大
D．内，电场能转化为磁场能
10．“二氧化碳跨临界直冷制冰”是北京冬奥会的“中国方案”，图9中国家速滑馆5000m2的冰面全由它制成，冰面温差可控制在土以内。其制冰过程可简化为图10中的循环过程，其中横轴为温度T，纵轴为压强p：
过程A→B：一定量的二氧化碳在压缩机的作用下变为高温高压的超临界态（一种介于液态和气态之间、分子间有强烈相互作用的特殊状态）；过程B→C：二氧化碳在冷凝器中经历一恒压过程向外放热而变成高压液体；过程C→D：二氧化碳进人蒸发器中蒸发，进而使与蒸发器接触的水降温而凝固；过程D→A：二氧化碳经历一恒压过程回到初始状态。下列说法正确的是
A．过程A→B中，每个二氧化碳分子的动能都将增大
B．过程B→C中，二氧化碳始终遵循理想气体的实验定律
C．过程D→A中，若二氧化碳可看作理想气体，则该过程中二氧化碳将吸热
D．整个循环过程中，热量从低温水向高温二氧化碳传递，违反热力学第二定律
二、多项选择题。本题共4小题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题意的。（每小题3分，共12分。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，不选或有选错的该小题不得分）
11．氦原子的1个核外电子发生电离后，就形成了类似氢原子结构的氦离子（He+）。氦离子能级的示意图如图11所示，其中E1=-54.4eV为氦离子的基态能量。在具有下列能量的光子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是
A．40.8eV
B．10.2eV
C．51.0eV
D、48.4eV
12．一个仅由两个分子组成的系统。两分子间的作用力F随分子间距离r的变化的关系如图12所示。两分子从相距6r0处由静止开始运动，直到相距为r0的过程中
A．两分子间作用力先增大后减小
B．两分子间作用力先减小后增大
C．两分子的分子势能一直增大
D．两分子的分子势能一直减小
13．一束可见光a由3种单色光m、p和q组成。光束a通过三棱镜后的传播情况如图13所示，关于3种单色光m、p和q，下列说法正确的是
A．在真空中，单色光p的传播速度最大
B．在三棱镜中，单色光m的传播速度最大
C．从三棱镜射向空气时，单色光m发生全反射的临界角最大
D．三棱镜对单色光q的折射率最大
14．图14为街头变压器给用户供电的示意图。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻为R0，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用户用电器增加时，相当于滑动变阻器接入电路中的阻值减小。输人电压可以认为保持不变，不计电表的内阻及变压器上的能量损失，当用户用电器增加时，则
A．电流表A1的示数增大
B．电压表V1的示数不变
C．电流表A2的示数减小
D．电压表V3的示数减小
三、实验题。本题共3小题。（共20分。15题5分，，16题15分）
15．热敏电阻是一种常见的感温元件。小明利用热敏电阻自制了一简易温度计，其内部电路由一个电动势为3V、内阻为5Ω的直流电源，一个量程为30mA、内阻为5Ω的毫安表，一个阻值为10Ω的定值电阻R0和一个热敏电阻构成，如图15所示。已知所用热敏电阻阻值R随温度t变化的图像如图16所示。
（1）闭合开关S，该温度计开始工作，当毫安表示数为3.0mA时，待测物温度为_______℃。（2）在图17中的电流表表盘刻度上标记温度值，下列说法正确的是_______
A．10mA处标记的温度高于20mA处标记的温度
B．10mA处标记的温度低于20mA处标记的温度
C．毫安表相邻刻度对应温度的示数是均匀的
D、毫安表相邻刻度对应温度的示数是不均匀的
16．实验小组采用如图18所示的装置探究气体等温变化的规律。他们将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体。实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积V；计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强p，从而获得气体不上可以显示由压强传感器测得的压强p，从而获得气体不同体积时的压强数值。根据获得的数据，做出相应图像，分析得出结论。
（1）关于本实验的基本要求，下列说法正确的_______是（选填选项前的字母）。
A、移动活塞时应缓慢一些
B．封闭气体的注射器应密封良好
C．必须测出注射器内封闭气体的质量
（2）为了能够最直观地判断出气体的压强p与其体积V是否成反比，应做出_______（选填“”或“”）图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一
条_______线，就说明在_______和_______时，气体的压强与其体积成反比。
（3）实验小组仅在改变环境温度的条件下，重复了上述实验，并且实验操作和数据处理均正确。得到的两条等温线如图19所示，请你判断两条等温线对应的环境温度和的高
低，并从气体分子热运动的视角对上述判断进行说明。
四、论述、计算题。本题共4小题。（共38分。17至19题每题10分，20题8分）
要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的小题，答案必须明确写出数值和单位。解题中要用到、但题目未给出的物理量和数据，要在解题时做必要的说明。
17．如图20甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈接在一电源上，副线圈接有一阻值的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图20乙所示的正弦曲线时，求：
（1）电压表示数U；
（2）电流表示数I；
（3）原线圈的输入功率P。
18．如图21所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长ab=cd=50cm,bc=ad=20cm，匝数n=200，线圈的总电阻r=10Ω，线圈位于磁感应强度B=0.01T的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向平行。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=9Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴'以角速度匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。
（1）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的感应电动势的瞬时值e随时间t变化的表达式；
（2）求通过电阻R的电流有效值I；
（3）求一个周期内，电路中产生的焦耳热Q。
19．一定量的理想气体从状态A开始，经历A、B、C三个状态变化完成循环，其压强p与体积V的关系图像如图22所示。已知、、，状态A的温度为
（1）求状态C的温度；
（2）类比直线运动中根据速度一时间图像求位移的方法，求过程B→C中，气体对外界做的功W；
（3）求过程A→B中，气体从外界吸收的热量Q。
20、图23中K、A是密封在真空管中的两电极，电极K受到紫外线照射时能够发射电子。K、A间的电压大小可调，电源的正、负极亦可对调（当电极A的电势高于电极K的电势时，电压为正）。保持光强不变，改变电源的正、负极，以及移动变阻器的滑片，可得图24所示电流表示数I与电压表示数U之间的关系，当电压分别为和时，对应光电流的大小分别为0和，光电流的最大值为。已知电子电荷量为e。
（1）求光电子的最大初动能Ek；
（2）当所加电压为U1时，求单位时间内由电极K发出的光电子数n；
（3）一种经典模型，计算光电效应中电子获得逸出金属表面所需能量的时间的方法如下：
一功率P=0.16W的紫外光源（可看作点光源）向四周均匀辐射能量，距离光源r=
1m处放置一小块钾。假设：钾原子为球状且紧密排列，紫外光的能量连续且平稳地被
这块钾正对光源的表面的原子全部吸收，并且每个原子吸收的能量全部给钾的最外层电
子，使之逸出成为光电子。已知钾的逸出功W=2.3eV、其原子半径R=0.13nm，取元电荷
e=1.6×10-19C。
根据上述信息，计算的大小（结果保留三位有效数字）。并将计算结果与光电效应实验中“电子几乎是瞬时（约为10-9s量级）逸出金属表面的”实验结果作比较，判断上述经典模型是否合理。海淀区高二年级练习 参考答案
物 理 2022.07
一、单项选择题。本题共 10 道小题，在每小题给出的四个选项中，只．有．一．个．选项是符合题
意的。（每小题 3 分，共 30 分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D C D C C A B A B C
二、多项选择题。本题共 4 道小题，在每小题给出的四个选项中，有．多．个．选项是符合题意
的。（每小题 3 分，共 12 分。每小题全选对的得 3 分，选对但不全的得 2 分，不选或
有选错的该小题不得分）
11 12 13 14
ACD AD BCD ABD
三、实验题。本题共 2 道小题。（共 20 分。15 题 5 分，16 题 15 分）
15．（1）38.0 （3 分）；
（2）AD （2 分）；
16．（1）AB （3 分）
1
（2）p （2 分）；过原点的直（2 分）；气体质量一定（2 分）；气体温度一定（2 分）；
V
（3）T1＞T2；从微观角度看，气体压强越大，单位时间、单位面积上气体分子与器壁的
碰撞对器壁的作用力就越大。气体压强与气体的分子数密度及其平均速率有关。当气体体积
一定时，气体的分子数密度不变。但温度越高，气体分子的平均速率越大，单位时间内、单
位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大，因此 T1＞T2（4 分）。
四、论述、计算题。本题共 4 题。（共 38 分。17 至 19 题每题各 10 分，20 题 8 分）
要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明
确写出数值和单位。解题中要用到、但题目未给出的物理量和数据，要在解题时做必要的说
明。
U1max
17．（1）由图 20 乙可知，U1的有效值U 30V1有
2
U
1有 n1
根据理想变压器电压公式 ，可得 U＝20V （4 分）
U n2
U
（2）根据欧姆定律，有 I 2A （3 分）
R
（3）根据能量守恒定律，变压器副线圈的输出功率与原线圈的输入功率相等，因此有
P＝P 副＝UI＝40W （3 分）
18．（1）设该交变电流电动势的最大值为 Em，有 Em nB ab bc 20 V
又因为从与中性面垂直的位置开始计时，所以电动势瞬时值
e Em cos t 20cos100t V （4 分）
E
（2）根据闭合电路欧姆定律，可得电流的最大值 I mm 2A
R r
1
所以电流的有效值 I0 Im 2 A （3 分）
2
（3）根据焦耳定律，电路中产生的焦耳热
2 2 2πQ I0 R r T I0 R r 0.4π J （3 分）
（注：若第 2 问中学生将 2 取了近似值 1.41 或 1.414，再代入第 3 问计算并计算正确，整
体扣 1 分）
V0 3V0
19．（1）根据盖-吕萨克定律，对状态 A 和 C，有
T0 TC
解得TC 3T0 （注：用理想气体状态方程计算亦可） （2 分）
（2）从过程 B→C，气体体积变大，即气体对外做功，有
p 2p 3
W 0 0 V0 p0V0 （3 分）
2 2
（3）对状态 A 和 B，有
pAVA 2 p0 V0 2 p0V0
pBVB p0 2V0 2 p0V0
发现 pAVA pBVB ，说明状态 A 和状态 B 位于同一条等温线上，因此状态 A、B
的内能相同，即过程 A→B 中，理想气体的内能增加量 U 0
再根据热力学第一定律，对过程 A→B 有 U Q WAB ，所以
p0 2 p 3Q WAB
0
V0 p0V0 （5 分）
2 2
（注：若学生答 Q＝|WAB|＝3p0V0/2 亦可得满分）
20．（1）由动能定理 Ek＝W，有 0－Ek＝－eUc，可得 Ek＝eUc（注：若学生直接写 Ek＝eUc，
则应当有“将电场和电子看成一个系统”的说明） （1 分）
（2）当强度一定的紫外线照射到阴极 K 时，单位时间内从阴极 K 发出的光电子数 n 是
一定的，只是当光电流未饱和（即电压为 U1 时）时，说明从阴极发出的光电子不能全部到
达阳极，只有当光电流达到饱和时，才说明从阴极发出的光电子全部到达阳极。根据电流的
定义，有
q n t e
I2 ne
t t
I
可得 n 2 （2 分）
e
（3）由于该点光源均匀地向四周辐射能量，在离光源 r处，单位时间、单位面积上接收
的能量
P
P0
4πr 2
在 t 时间内，正对光源的 1 个钾原子的投影面积内接受的能量为
E P0 t πR
2
如果电子要从表面层中逸出，则其吸收的能量至少等于钾的逸出功，即
E≥W
联立以上各式，可以解得
4Wr2
t≥
PR2
代入数据，可得
t≥544s
可见，544s >>10–9s，说明该经典模型不合理。 （5 分）
（注：若学生按“ E＝W”计算，得 t 544s>>10 9s亦可得满分）
