福建省厦门市2022-2023学年高二下学期7月期末考试物理试题（含答案）

厦门市2022-2023学年高二下学期7月期末考试
物理试题
满分：100分 考试时间：75分钟
考生注意：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2.回答选择题时，选出每小题的答案后，用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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将答题卡交回。
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，只有一项符合题目要求。
1.两根互相平行的通电直导线P、Q的横截面如图所示，电流方向已在图中标出，则导线P中的电流产生磁场的磁感线环绕方向和导线Q所受的安培力方向分别为（ ）
A.逆时针，向上 B.逆时针，向下 C.顺时针，向上 D.顺时针，向下
2.“自热米饭”加热时既不用火也不插电，利用加热层中的发热包遇水反应释放热量为米饭加热，其结构如图所示。加热过程中（ ）
A.食材层内气体分子的速率均增大
B.食材层内气体分子热运动的平均动能保持不变层
C.若不慎堵住透气孔，则食材层内气体压强增大
D.能闻到米饭的香味是因为气体分子的布朗运动
3.如图所示，在研究光电效应实验中，用频率相同、强度不同的光分别照射光电管的阴极形成光电流，则下列光电流与电压的关系I-UAK图像中正确的是（ ）
A B C D
4.贯彻新发展理念，福建省风力发电发展迅猛。某种风力发电机的发电、输电简易模型如图甲所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机的输出电压u随时间t的变化关系如图乙所示，输出功率为1500kW。降压变压器的匝数比为n3∶n4=130∶1，输电线总电阻为R，其余线路电阻不计，用户端的电压为U4=220V，功率1430kW，所有变压器均为理想变压器，则（ ）
A.每个周期内电流方向改变1次 B.发电机线圈转动频率为100Hz
C.发电机的输出电流为 D.输电线总电阻R为28Ω
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，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.如图所示，一束复色光沿半圆柱形玻璃砖的半径方向从A点射入，在O点经折射后分为a、b两束单色光照在光屏上，则（ ）
A.在真空中a光的波长小于b光的波长
B.玻璃砖对光束a的折射率大于对光束b的折射率
C.在玻璃砖中光束a的传播速度大于光束b的传播速度
D.若入射光线绕O点逆时针缓慢旋转，光束b先在光屏上消失
6.中国的钍核反应堆技术在多个方面实现突破，目前处于世界领先水平。反应堆工作原理如图所示，钍232（）吸收一个中子后会变成钍233（），这种同位素并不是很稳定，它会经历β衰变成为镤233（），将再次经历β衰变成为铀233（），则（ ）
A. 比多1个中子
B. 发生β衰变时产生的电子来源于核外电子
C. 变成的反应方程式是
D. 的半衰期约为22分钟，若降低环境温度，可增大的半衰期
7.星载原子钟被称为导航卫星的“心脏”，我国“北斗三号”采用的是星载氢原子钟，其精度比“北斗二号”的星载铷原子钟提高了一个数量级。如图所示为氢原子的部分能级图，则（ ）
A.氢原子可以自发地从低能级向高能级跃迁
B.处于n=1能级的氢原子可以吸收能量为14eV的光子
C.氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级，电子的电势能增加
D.一个氢原子处于n=3能级，自发跃迁时最多能辐射2种不同频率的光子
8.如图甲所示，边长为L的正方形MNPQ区域内存在方向垂直于MNPQ平面的磁场，磁感强度大小为B0，方向周期性变化，且磁场变化周期T可调。以垂直MNPQ平面向外为磁感应强度的正方向，B-t图像如图乙所示。现有一电子在t=0时刻由M点沿MN方向射入磁场区，已知电子的质量为m，电荷量大小为e，PN边界上有一点E，且，若使电子（ ）
图甲 图乙
A.沿NP方向经过P点，则电子的速度大小一定是
B.沿NP方向经过P点，则电子的速度大小可能小于
C.垂直NP边过E点，则磁场变化周期一定是
D.垂直NP边过E点，则磁场变化周期可能小于
三、非选择题：共60分，其中9-11题为填空题，12、13题为实验题，14-16题为计算题。考生根据要求作答。
9.（3分）如图所示的电路中，L是一个自感系数很大的线圈，直流电阻可忽略不计。开关S闭合后，灯泡L1会________（选填“逐渐”或“立刻”）变亮；开关S断开瞬间，流经灯泡L2的电流方向是从________（选填“a到b”或“b到a”）。
10.（3分）1834年，克拉伯龙发表了《论热的驱动能力》一文，指出效率最高的热机循环只能由绝热过程和等温过程构成。如图所示，一定量的理想气体从状态A经等温过程AB、绝热过程BC、等温过程CD、绝热过程DA后，又回到状态A。其中，过程AB中气体的温度为T1、过程CD中气体的温度为T2，则T1________T2（选填“大于”或“小于”），过程AB中气体会________（选填“释放”或“吸收”）热量。
11.（3分）不同原子核的平均结合能曲线如图所示，由图可知的平均结合能为7.68MeV，；的平均结合能为7.07MeV.若3个结合成，________（选填“释放”或“吸收”）的能量为________MeV。
12.（5分）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中：
（1）为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除灵敏电流计、导线、定值电阻和开关这些器材之外，还需要________（选填“A”“B”或“C”）；
A. B. C.
（2）实验得出，电流由“+”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转，电流由“-”接线柱流入时指针向左偏转；如图甲所示，该同学将条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，发现指针________（选填“向左”“向右”或“不”）偏转；
（3）如图乙所示，将第（2）问中的螺线管置于电子秤上，在条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，电子秤的示数会________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
13.（7分）某同学在家里进行小实验，他先点燃蜡烛将无色玻璃片熏黑，再用刀片在玻璃片上笔直划过，这样便得到了单缝和不同间距双缝的缝屏。将所得到的缝屏以及激光笔、光屏等利用铁架台组装成图甲所示的装置，用于研究光的衍射和干涉。
图甲
图乙
图丙
（1）某次实验时，在光屏上观察到如图乙所示的明暗相间的条纹，则该同学所安装的缝屏是________（选填“单缝”或“双缝”）；
（2）该同学利用装置进行双缝干涉实验时，在光屏上观察到的条纹如图丙所示，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离x=________cm；测得缝屏上双缝间的宽度d=0.150mm，双缝到光屏间的距离L=1.50m，则该激光的波长λ=________m（结果保留3位有效数字）；
（3）为使光屏上观察到的条纹更密集，可采取的操作是________。
A.换用双缝间距更大的缝屏
B.增大缝屏与光屏之间的距离
C.增大激光源与缝屏之间的距离
14.（11分）气体弹簧是车辆上常用的一种减震装置，其简化结构如图所示。直立面柱形密闭汽缸导热良好，横截面积为S=1.0×10-2m2的活塞通过连杆与车轮轴连接，初始时汽缸内密闭一段长度为L1=0.2m、压强为p1=2.4×105Pa的理想气体，汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。车辆载重时，相当于在汽缸顶部增加一个物体A，气缸下降，稳定时汽缸内气柱长度为L2=0.16m，此过程中气体温度保持不变。重力加速度大小g取10m/s2，求：
（1）气缸内理想气体压强p2；
（2）物体A的质量m.
15.（12分）阿斯顿最早设计了质谱仪，并用它发现了氖20（20Ne）和氖22（22Ne），证实了同位素的存在。一种质谱仪的结构可简化为如图所示，半圆柱形通道水平放置，其上下表面内半径均为R、外半径均为3R，该通道内存在方向竖直向上的匀强磁场，正对着通道出口处放置一张照相底片，记录粒子从出口射出时的位置。粒子源释放出的20Ne和22Ne，加速后垂直通过速度选择器的正交电磁场，磁感应强度大小为B0、电场强度大小为E0，接着垂直于通道入口从中缝MN进入磁场区，其中20Ne恰能击中照相底片的正中间位置。已知20Ne质量为m1，22Ne质量为m2，带电量均为q（q>0），不计粒子重力，求：
（1）粒子通过速度选择器的速度v；
（2）通道中匀强磁场的磁感应强度的大小B1；
（3）调节速度选择器的电场强度大小，可改变粒子击中照相底片的位置，为了保证两种粒子都能击中照相底片，电场强度可调节最大值Em的大小。
16.（16分）如图甲所示，在竖直平面内有一宽度为L的匀强磁场区域，其上下边界水平，磁场的方向垂直竖直平面向里，磁感应强度大小为B.从t=0时开始，一质量为m的单匝正方形闭合金属框abcd在竖直向上的恒力作用下，从静止开始向上运动，ab边刚进入磁场时，速度大小为v1；当线框的cd边离开磁场时马上撤去恒力，此时线框恰与挡板碰撞，速度立刻减为0，碰撞时间忽略不计。线框上升和下落的过程中速度大小与时间的关系如图乙所示，图中v1和v2均为已知。已知线框的边长为L、总电阻为R，在整个运动过程中线框平面始终在该竖直平面内，且ab边保持水平，重力加速度为g，求：
图甲 图乙
（1）上升过程中，线框ab边刚进入磁场时的电流大小I1；
（2）上升过程中，线框所受恒力的大小F；
（3）整个运动过程中，线框产生的焦耳热Q；
（4）从t=0时开始到线框向下运动至完全离开磁场的时间t总.
物理试题参考答案
一、单选题
题号 1 2 3 4
答案 A C B D
二、双选题
题号 5 6 7 8
答案 CD AC BD BC
三、非选择题
9.逐渐；b到a
10.大于；吸收
11.释放；7.32
12.（1）C；（2）向右；（3）变小
13.（1）单缝；（2）6.50，6.50×10-7；（3）A
14.解：（1）对气缸内气体分析
初状态：p1=2.4×105Pa V1=L1×S
末状态：p2 V2=L2×S
温度不变，由玻意耳定律p1V1=p2V2
整理
代入数据得
（2）方法一：
设大气压为p0，气缸质量为M.初状态时对气缸受力分析，
由平衡条件有
末状态时对气缸与物体A受力分析，由平衡条件有
联立并代入数据得m=60kg
方法二：
气体对汽缸上表面的压力增加量等于物体A的重力大小，
有
代入数据得到：m=60kg
15.（1）在速度选择器中，有
得
（2）依题意知，20Ne的轨道半径为r=2R
得
（3）依题意知，速度相同时，22Ne的轨道半径较大，
故有
又
得
16.（1）ab边进入磁场瞬间，有
得
（2）ab边进入磁场瞬间，线框开始做匀速直线运动，有
F mg F安=0
且
得
（3）上升通过磁场过程中，有
得
下落通过磁场的过程中，有
得
综上有
得
另解：
得
（4）从静止到ab边进入磁场的过程中，
得
上升通过磁场过程中，有
得
下落通过磁场的过程中，对其中任一阶段有
得
综上有
得